文档介绍：钛基复合材料加工
前言
在现有的基础上提高高温钛合金的使用温度存在着较大的
困难,难以满足日益苛刻的综合性能要求。于是,钛合金向
钛材料的新一族——钛基复合材料(TMCs)发展的转移趋势也
应运而生。近年来,由于其相对钛合金更为优异的综合性
能,钛基复合材料引起人们广泛关注。
钛基复合材料的种类
钛基复合材料主要分为两大类:连续纤维增强钛基复合材料和颗粒增强钛基复合材料。早期研究的主要领域是以碳化硅纤维增强的钛基复合材料,可显著提高基体合金的机械性能,但纤维增强钛基复合材料受到以下几个因素的制约:碳化硅纤维价格昂贵、加工工艺复杂、各向异性。此外,钛基复合材料中SiC纤维与钛基体热膨胀系数相差较大,容易在制备和服役过程中产生较大的热应力,且在高温条件下与钛基体发生界面反应而生成TiCx、Ti5Si3(C)等产物,严重影响复合材料的性能。上述几个因素严重地限制了连续纤维增强钛基复合材料的应用。
最近,以外加或原位生成的非连续增强钛基复合材料因其制备和加工工艺与钛合金相似,成本与钛合金材料接近,可望在航空航天和军工领域的许多高温结构中获得实际应用。低密度、高模量和高强度的陶瓷颗粒或短纤维加入钛合金基体中,可显著提高材料的比模量、比强度和蠕变性能,进一步提高它的使用温度,以满足高温钛合金不断发展的需要。因此,非连续增强钛基复合材料是目前的重要研究方向。此外,陶瓷增强相可显著提高基体合金的耐磨性,结合钛合金耐腐蚀的优点,满足航空航天和军工领域对材料耐磨、耐蚀的要求。
SiC纤维增强钛基复合材料
简要介绍
成型方法
性能特点
发展展望
CONTENTS
CONTENTS
CONTENTS
CONTENTS
主要目录
简要介绍
SiC纤维增强钛基复合材料
SiC纤维增强钛基复合材料是以SiC纤维为增强相以钛(或钛合金)为基体的新型复合材料,具有高比强度、高比刚度、高的蠕变及疲劳性能,为基体钛合金所无法比拟,因而可在更高温度使用。纤维增强钛基复合材料在航空航天领域中有广阔应用前景, 可大大减轻飞行器的结构重量, 提高飞行器的工作效率。近 2 0年来材料工作者对其进行了深入的研究, 并取得了突破性进展
简要介绍
SiC纤维增强钛基复合材料
图1 SiCf /TC4 复合材料空心整体结构图2 件采用箔材刻槽法制备的复合材料的横断面
简要介绍
SiC纤维增强钛基复合材料制备工艺
SiC纤维增强的制备过程分为复合和压实2个过程。钛的化学性质活泼,钛合金在高温下可以和大多数增强纤维发生化学反应,生成有害的界面反应物导致复合材料力学性能下降,故只能用固相法制备。目前SiC纤维增强钛基复合材料的制备技术主要有:等离子喷涂法(MCM) 纤维增强和纤维涂层法(MCF)。常用的固化压实技术有热等静压(HIP)和真空热