[發明專利]一種Ti2有效

申請號：	201811201329.9	申請日：	2018-10-16
公開（公告）號：	CN109295344B	公開（公告）日：	2021-06-01
發明（設計）人：	張法明;杜茂龍	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	C22C14/00	分類號：	C22C14/00;C22C32/00;C22C1/05
代理公司：	南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204	代理人：	柏尚春
地址：	211102 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 ti base sub
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【說明書】：

本發明公開了一種Ti₂AlC增強鈦基復合材料及其制備方法，該復合材料主要由鈦合金作基體，Ti₂AlC作為增強相，通過粉末冶金工藝得到塊體復合材料。Ti₂AlC作為MAX相陶瓷材料代表之一具有三元層狀結構，其綜合了陶瓷材料和金屬材料的優點，包括低密度、高模量、高韌性、良好的導電和導熱性能、抗熱震性、低摩擦系數、自潤滑等，與鈦基體的界面結合良好，能夠使鈦合金的硬度、強度、彈性模量和耐磨性能有顯著提升并保持較高的塑形。本發明所制得的復合材料可應用于汽車制造及航空航天制造工業。

技術領域

本發明涉及一種Ti₂AlC增強鈦基復合材料及其制備方法和應用，屬于金屬基復合材料技術領域。

背景技術

鈦及鈦合金是制造客運大飛機、軍機等航空航天工業方面的重要金屬材料，具有強度好、密度低、抗蝕性好等優點。鈦合金的密度在4.6g/cm³左右，在應用于航空航方面時，在降低機體重量的同時，可以提升其強度，使得制造的飛機達到輕量化的要求，適合于對于重量有著敏感要求的機體構件制造。同時，金屬鈦可與氧反應，在其表面形成一層致密的氧化膜，使得金屬本身不受到外界環境的腐蝕，從而獲得良好的抗腐蝕性能，在海水、大氣以及大多數酸堿鹽中仍具有良好的抗蝕性。

MAX相是一種三元層狀金屬性陶瓷材料，一般通式為M_n+1AX_n，其中M為過渡金屬元素，一般為Sc、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf和Ta；A為在元素周期表13-16列的主族元素，一般為Al、Si、P、S、Ga、Ge、In、Sn、Tl和Pb，另外Cd也可作為MAX相中A的元素；X為C或者N；n＝1-3。MAX相綜合了陶瓷材料和金屬材料的一些優點，包括低密度、高模量、良好的導電和導熱性能、抗熱震性、低摩擦系數、自潤滑等，這一系列優良的性質使其具有較為廣闊的前景。

鈦基復合材料通常所使用的增強相有TiB₂、TiC、SiC、Al₂O₃、Y₂O₃等陶瓷材料，這些陶瓷材料屬于硬脆性材料，可顯著提高鈦合金的強度和模量，提高基體的耐磨損性能，但基體鈦與陶瓷材料的界面反應使得兩者之間的相容性差，以及陶瓷材料的本質脆性大，因此使得陶瓷增強鈦基復合材料的延展性較大幅度降低。MAX金屬性陶瓷材料增強的金屬基復合材料已經有報道，如黃振鶯等的專利“一種Ti₃AlC₂增強Fe基復合材料及其原位熱擠壓制備方法” (CN104060173A)中，Ti₃AlC₂通過熱擠壓的方式添加到Fe基體中，兩者結合良好，其屈服強度、拉伸強度和硬度都有明顯的提高。翟洪祥等的專利“一種 Ti₃AlC₂/Fe基復合材料的無壓滲透制備”(CN104862575A)中，Ti₃AlC₂通過無壓高溫浸滲的方式添加至Fe基體中，形成空間連續分布，界面結合良好，屈服強度、壓縮強度和硬度都有提升。將MAX相作為金屬基復合材料增強相具有廣闊的應用前景，然而目前還沒有Ti₂AlC增強鈦基復合材料的報道。