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兵器材料科学与工程2025年第05期:Ti/(TiC+TiB)/TC4层状复合材料的组织与力学性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴昊;陈昊;于佳石;

单位:西安诺博尔稀贵金属材料股份有限公司;西安赛福斯材料防护有限责任公司;

摘要:鉴于钛基复合材料(titanium matrix composites,TMCs)的强度和塑性一直存在倒置关系,本文为了实现TMCs强度和塑性平衡,采用电泳沉积氧化石墨烯(graphene oxide,GOs)+硼粉(boron,B)和放电等离子烧结技术制备了Ti/(TiC+TiB)/TC4层状复合材料。系统地研究了层状复合材料的显微组织演变和力学性能。结果表明:烧结过程中,GOs、B与Ti反应形成了原位TiC与TiB,TiC和TiB沿层状分布从而形成了Ti/(TiC+TiB)/TC4层状复合材料。随着沉积时间的增加,TiC与TiB的体积分数增加,复合材料的强度也逐渐增加。与0 s样品相比,60 s样品的强度(YS:703 MPa,UTS:770 MPa)和伸长率(δ:13%)同时提高,具有优异的强度-塑性协同作用。此外,基于显微组织和断裂形貌,讨论了复合材料的强化机制和断裂行为。本研究为制备具有强度-塑性协同作用的TMCs提供了一种有效的方法。

关键词:钛基复合材料;;层状结构;;显微组织;;力学性能;;断裂机制

基金资助:陕西省科学技术协会青年人才托举计划项目(20230420);; 陕西省秦创原引用高层次创新创业人才项目(QCYRCXM-2022-184);; 陕西省自然科学基础研究计划项目一般项目(青年)(2024JC-YBQN-0597)