气固反应原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料?

尤力¹，杨芳²，张策²，郭志猛²，陈存广²，王海英²

1. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室2. 北京科技大学新材料技术研究院

摘 要：以氢化脱氢钛粉为原料,经冷等静压成型,在一定温度下通过CH4和钛粉颗粒间的气固反应在钛粉表面原位生成均匀的Ti C颗粒,采用真空烧结技术制备得到氧含量(体积分数)低于0.2%的TiC颗粒增强钛基复合材料。研究表明,Ti C颗粒体积分数比可通过气固反应温度和时间控制,可获得较高体积分数(>30%)的TiC颗粒增强钛基复合材料。TiC首先在钛粉颗粒表面形成,烧结过程中,钛粉颗粒明显阻碍TiC晶粒长大,细化TiC晶粒;同时,过多的TiC颗粒也阻碍烧结过程中钛的自扩散,降低烧结相对密度。钛粉压坯在700℃、CH4气氛下发生气固反应(30 min),再经1300℃烧结后获得的相对密度为98.6%的烧结试样,试样的综合力学性能较好,抗拉强度为606 MPa,延伸率达14.4%,硬度为HV 442。值得注意的是,较短时间的气固反应不能够保证压坯内外整体实现原位生成均匀TiC颗粒,导致烧结试样内外组织的不均性。

关键词：钛基复合材料;原位合成;颗粒增强;气固反应;力学性能;