[發(fā)明專(zhuān)利]一種三維堆積體增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911382746.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111020264B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靈偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臺(tái)州施特自動(dòng)化有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/05
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/05;C22C14/00;C22C32/00;B22F3/14;C23C18/12;B82Y40/00
• 代理公司: 藍(lán)天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理(浙江)有限公司 33229
• 代理人: 王衛(wèi)兵

本發(fā)明公開(kāi)了一種三維堆積體增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料，該復(fù)合材料的增強(qiáng)體為三維堆積體，所述三維堆積體是由二維石墨烯、生長(zhǎng)在二維石墨烯片層表面的氧化硅納米管陣列以及最外層定向排列的一維氧化鈦納米線堆積而成；所述復(fù)合材料的基體為鈦或鈦合金，增強(qiáng)體與基體的質(zhì)量比為1：(2?4)。而且本發(fā)明還公開(kāi)了該鈦基復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明制得的復(fù)合材料的增強(qiáng)體在鈦基體中分散均勻，強(qiáng)度大，與基體的界面結(jié)合性好，可在基體中形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性好，不僅改善了基體的力學(xué)性能，且制備成本低，克服了現(xiàn)有技術(shù)中鈦基復(fù)合材料制備成本高、制得的復(fù)合材料力學(xué)性能差、耐高溫性能不好的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬基復(fù)合材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種三維堆積體增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鈦擁有比其他任何結(jié)構(gòu)材料更高的比強(qiáng)度，并且鈦在中溫是能比鋁合金有更好的保持強(qiáng)度。除了高強(qiáng)耐熱，鈦合金還具有熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)。而鈦基復(fù)合材料也是復(fù)合材料中運(yùn)用較多的一種，它的主要特點(diǎn)是高的比強(qiáng)度、比硬度，并且可以抗高溫，在超高音宇航飛行器和下一代先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的候選材料中廣泛應(yīng)用。由于航空航天技術(shù)對(duì)于輕量化和耐熱性的需要，對(duì)于鈦基復(fù)合材料的性能的要求也越來(lái)越高。鈦基復(fù)合材料可以分為兩大類(lèi)：連續(xù)纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料和非連續(xù)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料。兩種相比，非連續(xù)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料制備工藝較簡(jiǎn)單，成本低。

鈦基復(fù)合材料的制備方法主要有：原位合成法：該方法包括粉末冶金、熔鑄、機(jī)械合金化、快速凝固、三維粒子原位合成法等工藝，該方法工藝簡(jiǎn)單，性能優(yōu)異，可以減少顆粒污染；熔煉法：包括普通熔煉法、熔化金屬混合法工藝，該方法成本低、便于加工，易產(chǎn)生界面反應(yīng)；燃燒法：該方法包括自蔓延高溫合成、加熱燃燒合成法、輔助燃燒合成技術(shù)、固液相反應(yīng)法工藝，該方法制得的復(fù)合材料成分均勻，反應(yīng)快，節(jié)能，降低成本，易產(chǎn)生界面反應(yīng)。此外，還包括粉末成型法、激光表面合成法、表面復(fù)合技術(shù)、納米粉末球磨法等方法。但是目前關(guān)于鈦基復(fù)合材料的制備的研究較少，制備的鈦基復(fù)合材料加工難度大，成本高，因此如何降低鈦基復(fù)合材料的制備成本，提高鈦基復(fù)合材料的性能，拓寬鈦基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，具有重要的意義。