顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料因具有高強(qiáng)度、輕量化、耐蝕性和高溫力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)用工程領(lǐng)域。本文介紹了鈦基復(fù)合材料在國內(nèi)外的發(fā)展概況與研究成果,闡述了鈦基復(fù)合材料基體組成、增強(qiáng)體形貌及物理性質(zhì)、增強(qiáng)體引入方式、制備工藝及力學(xué)性能等方面,重點(diǎn)討論了利用不同粉末冶金法制備顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的工藝特點(diǎn)及材料特性,并對其進(jìn)一步研究提出展望。 

【文章來源】：粉末冶金技術(shù). 2020,38(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

TiC、Ti B增強(qiáng)Ti-6Al-4V復(fù)合材料的微觀形貌及能譜分[14]

制備優(yōu)良的鈦基復(fù)合材料不僅需要選擇合適的基體和增強(qiáng)體材料，還要選擇有效的成形工藝。粉末冶金法制備鈦基復(fù)合是目前研究的焦點(diǎn)，該方法是將金屬及增強(qiáng)體粉末經(jīng)過混粉、成形及燒結(jié)制得金屬基復(fù)合材料，該工藝可以直接制備出近凈成形零部件。通過粉末燒結(jié)工藝，增強(qiáng)體顆粒與基體發(fā)生聚集、黏結(jié)，原子間的擴(kuò)散能力增加，并形成黏結(jié)面，促使顆粒間空隙的尺寸和數(shù)量不斷減小，進(jìn)而提高材料的相對密度和強(qiáng)度。通過調(diào)節(jié)尺寸大小和加入量，增強(qiáng)體可以均勻彌散分布在鈦或鈦合金基體中[21]。粉末冶金工藝包括傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)和新型粉末冶金技術(shù)。近年來，機(jī)械合金化法、熱壓成形法、噴射沉積法、放電等離子燒結(jié)法、自蔓延高溫合成法、激光熔覆技術(shù)和增材制造技術(shù)等新型粉末冶金方法越來越得到重視，已經(jīng)成為制備復(fù)合材料應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。具體工藝流程如圖2[22]所示。2.1 機(jī)械合金化法（mechanical alloying,MA）

噴射沉積技術(shù)是一種介于液態(tài)成形與固態(tài)粉末冶金成形之間的一種新型粉末冶金技術(shù)，該技術(shù)是利用高壓惰性氣體或離心霧化將半熔態(tài)金屬顆粒噴射至較冷基體上而凝固的成形工藝。該工藝用于制備在特殊環(huán)境下服役的零部件，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鎳基、鋁基等復(fù)合材料的制備。由于鈦具有顯著的耐腐蝕性，良好的生物相容性和優(yōu)異的力學(xué)性能，因此，常在其表面包覆生物活性高的羥基磷灰石以制備高性能鈦基復(fù)合材料作為人體植入物。Zhou和Mohanty[34]采用冷噴射沉積技術(shù)與熱處理工藝相結(jié)合的方法成功制備出羥基磷灰石/Ti生物材料。研究表明，復(fù)合涂層為冷噴涂羥基磷灰石的鈦基復(fù)合材料，通過熱處理工藝后，其耐腐蝕性能和力學(xué)性能（顯微硬度和極限剪切應(yīng)力）得到大幅度提高，這主要與缺陷減少、孔隙率降低以及殘余應(yīng)力消除等密切相關(guān)。激光熔覆沉積工藝為最先進(jìn)的噴射沉積技術(shù)之一，其工藝流程如圖4所示[35]。Ogunlanaa等[36]利用激光熔覆沉積技術(shù)在Ti-6Al-4V基體表面噴射沉積B4C陶瓷粉末，在合金相中形成硬質(zhì)陶瓷化合物，使其表面具有優(yōu)異的耐磨性能以及較高的顯微硬度，經(jīng)過磨痕測量評估，激光功率為1800 W時(shí)制備的試樣具有最低的磨損深度（74.6μm）和磨損寬度（1080.7μm）。2.5 增材制造技術(shù)（additive manufacturing,AM)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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