[發(fā)明專利]一種納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910748096.2
• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN110331314B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 張法明;張彬
• 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;C22C1/10
• 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

1.一種納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料，其特征在于，所述復合材料主要是由鈦或鈦合金作為鈦基體，中間層為納米TiC，表層為石墨烯，表面修飾了納米TiC的石墨烯作為增強相，并且均勻分布在鈦基體顆粒周圍形成網絡狀結構，所述納米TiC的粒徑為1-100nm，所述石墨烯為片狀石墨烯，片厚1-50nm，直徑0.1-50μm，所述鈦基體的粉末顆粒是球形顆粒或者不規(guī)則顆粒，顆粒尺寸為1-500μm；所述納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料的制備方法包括以下步驟：

(1)表面包裹納米TiC：取純鈦或鈦合金粉末，加入納米TiC粉末，在高純氬氣或者空氣氣氛中采用三維混料方法進行干法混合，球料比為2:1-5:1，轉速為30-150r/min，混合10-20h；

(2)表面包裹石墨烯：取步驟(1)所得產品，加入石墨烯粉末，在高純氬氣或者空氣氣氛中采用三維混料方法進行干法混合，球料比為2:1-5:1，轉速為30-150r/min，混合時間為10-20h；

(3)燒結成型：取步驟(2)所得產品，進行放電等離子燒結或熱壓燒結，即得所述納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料。

2.根據權利要求1所述的納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料，其特征在于，所述鈦基體為純鈦，或鈦與鋁、釩、鉬、鈮、鉭、鋯、鐵、硅中的一種或幾種組成的合金。

3.根據權利要求1所述的納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料，其特征在于，以質量比計，所述納米TiC的添加比例為鈦基體質量的0.01％-0.1％，所述石墨烯的添加比例為鈦基體質量的0.01％-0.5％。

4.根據權利要求1所述的納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料，其特征在于，所述放電等離子燒結的條件為：壓力為10-80MPa、溫度為900-1200℃，升溫速度為20-150℃/min，在最高燒結溫度保溫時間為1-60min，燒結氣氛為高純氬氣或者真空；所述熱壓燒結的條件為：在真空或者惰性氣氛保護下、壓力為10-80MPa、溫度為1000-1400℃，升溫速度為10-100℃/min，在最高燒結溫度保溫時間為10-180min。

5.權利要求1所述的納米TiC修飾石墨烯增強鈦基復合材料作為航空航天部件材料的應用。