CN102672187A - 层状钛基复合材料的制备方法 - Google Patents
层状钛基复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102672187A CN102672187A CN2012101384300A CN201210138430A CN102672187A CN 102672187 A CN102672187 A CN 102672187A CN 2012101384300 A CN2012101384300 A CN 2012101384300A CN 201210138430 A CN201210138430 A CN 201210138430A CN 102672187 A CN102672187 A CN 102672187A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- preparation
- based composites
- layered titanium
- titanium based
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及钛基复合材料的制备方法。本发明是要解决现有的层状钛基复合材料塑性差的技术问题。方法一：Ti颗粒与TiB2粉末球磨后加入聚乙醇溶液搅拌成糊状，涂抹在Ti板之间，干燥后得到三明治式板坯，再热压成型，得到层状钛基复合材料；方法二：Ti颗粒与TiB2粉末球磨后加入聚乙醇溶液搅拌成糊状，用双辊轧机练泥后，再陈腐，然后用双辊轧机轧成膜片，将该膜片夹在Ti板之间，压制后得到三明治式板坯；再经热压成型，得到层状钛基复合材料。本发明的层状钛基复合材料的延伸率为16％～18％，可用于航空领域。
Description
技术领域
本发明涉及钛基复合材料的制备方法。
背景技术
钛基复合材料以其高的比强度、比刚度和抗高温特性而成为超高音速宇航飞行器和下一代先进航空发动机的侯选材料。目前，层状钛基复合材料的传统生产工艺有：轧制复合、扩散焊接、机械连接、电化学沉积、热喷涂、表面堆焊和自耗电弧熔炼法。现有方法制备的钛基复合材料因其界面层较弱，层间往往存在孔洞，塑性达不到3％，甚至没发生屈服现象便发生脆性断裂。
发明内容
本发明是要解决现有的层状钛基复合材料塑性差的技术问题，而提供层状钛基复合材料的制备方法。
本发明的层状钛基复合材料的制备方法按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取85％～97％的粒径为80～200μm Ti颗粒和3％～15％的粒径为3～10μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4～5∶1，在转速为100～250转/分钟的条件下球磨4～12h，得到混合粉末；
本步骤的低能球磨，其目的是令TiB2粉末均匀粘附在球形Ti颗粒表面上，又能保证Ti颗粒不致破碎。
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20～25称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为1％～3％；
三、三明治式板坯的制备：将步骤二制备的粉末糊涂抹在Ti板之间，然后放于温度为80～120℃的烘干箱中烘干；得到三明治式板坯；其中钛板厚度为0.5～3mm，钛板和粉末糊厚度之比为1∶(1～3)；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至300～500℃保温30min～1h，然后再同时升温加压，将温度以10～20℃/min速度升温至1100～1300℃，将压强匀速升高至15～30MPa，并在此温度和压强下保持1～2h，然后降温至700～900℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
本发明的层状钛基复合材料的制备方法还可以按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取85％～97％的粒径为80～200μm Ti颗粒和3％～15％的粒径为3～10μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4～5∶1，在转速为100～250转/分钟的条件下球磨4～12h，得到混合粉末；
本步骤的低能球磨，其目的是令TiB2粉末均匀粘附在球形Ti颗粒表面上，又能保证Ti颗粒不致破碎。
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20～25称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为1％～3％；
三、采用双辊轧机对步骤二得到的粉末糊进行练泥1～3h，再陈腐12～36h后，用双辊轧机轧膜，得到膜片；将膜片夹在Ti板之间，然后放在压机中，在压强为5～20MPa的条件下压制备5-20min，得到三明治式板坯；其中钛板厚度为0.5～3mm，钛板和膜片厚度之比为1∶(1～3)；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至300～500℃保温30min～1h，然后再同时升温加压，将温度以10～20℃/min速度升温至1100～1300℃，将压强匀速升高至15～30MPa，并在此温度和压强下保持1～2h，然后降温至700～900℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
本发明利用大尺寸的基体Ti颗粒和小尺寸的增强体TiB2颗粒进行低能球磨，将增强体均匀弥散的粘附在基体颗粒上，既省时省力，又避免了氧化。然后利用粉末冶金法制备了层状钛基复合材料，在制备过程中TiB2与Ti发生反应生成TiB晶须，这种TiB晶须作为原位自生的增强体呈网状非均匀分布，与基体结合良好，起到极佳的增强效果，得到较好的力学性能，此外，TiB晶须起到良好的连接作用，令Ti板和Ti基复合材料层形成较强的界面。再次，低能球磨方式和基体与增强体尺寸因素造成TiB晶须呈网状分布于钛基体中，使得在烧结过程中由于热膨胀系数的不同，造成复合材料部位受压，而纯Ti部位受拉，这样起到提高均匀塑性变形的能力。根据仿生贝壳原理，通过调整Ti板和Ti基复合材料层的厚度和相对厚度以及钛基复合材料中增强体的含量，进而实现强度、塑性、断裂韧性以及高温性能的优化，相对于单体材料，钛基复合材料层和界面层对裂纹的偏转吸收断裂能以及钛板层对裂纹的钝化可使提高层状钛基复合材料韧性，使其表现出良好的延迟断裂的特性。本发明制备的层状钛基复合材料的延伸率为16％～18％。
本发明制备的层状钛基复合材料用于航空领域。
附图说明
图1是试验一制备的层状钛基复合材料的截面照片；
图2是试验一得到的层状钛基复合材料的Ti层与TiB/Ti层交界处的低倍率扫描电镜照片；
图3是试验一得到的层状钛基复合材料的Ti层与TiB/Ti层交界处的高倍率扫描电镜照片；
图4是试验一制备的层状钛基复合材料、对比的TiB/Ti复合材料和纯钛板的拉伸曲线图，其中a为试验一制备的层状钛基复合材料的拉伸曲线，b为作为对比的TiB/Ti复合材料的拉伸曲线，c为纯钛板的拉伸曲线；
图5是试验二制备的层状钛基复合材料、对比的TiB/Ti复合材料和纯钛板的拉伸曲线图，其中a为试验二制备的层状钛基复合材料的拉伸曲线，b为作为对比的TiB/Ti复合材料的拉伸曲线，c为纯钛板的拉伸曲线；
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的层状钛基复合材料的制备方法按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取85％～97％的粒径为80～200μm Ti颗粒和3％～15％的粒径为3～10μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4～5∶1，在转速为100～250转/分钟的条件下球磨4～12h，得到混合粉末；
本步骤的低能球磨，其目的是令TiB2粉末均匀粘附在球形Ti颗粒表面上，又能保证Ti颗粒不致破碎。
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20～25称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为1％～3％；
三、三明治式板坯的制备：将步骤二制备的粉末糊涂抹在Ti板之间，然后放于温度为80～120℃的烘干箱中烘干；得到三明治式板坯；其中钛板厚度为0.5～3mm，钛板和粉末糊厚度之比为1∶(1～3)；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至300～500℃保温30min～1h，然后再同时升温加压，将温度以10～20℃/min速度升温至1100～1300℃，将压强匀速升高至15～30MPa，并在此温度和压强下保持1～2h，然后降温至700～900℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
本实施方式利用大尺寸的基体Ti颗粒和小尺寸的增强体TiB2颗粒进行低能球磨，将增强体均匀弥散的粘附在基体颗粒上，既省时省力，又避免了氧化。然后利用粉末冶金法制备了层状钛基复合材料，在制备过程中TiB2与Ti发生反应生成TiB晶须，这种TiB晶须作为原位自生的增强体呈网状非均匀分布，与基体结合良好，起到极佳的增强效果，得到较好的力学性能，此外，TiB晶须起到良好的连接作用，令Ti板和Ti基复合材料层形成较强的界面。再次，低能球磨方式和基体与增强体尺寸因素造成TiB晶须呈网状分布于钛基体中，使得在烧结过程中由于热膨胀系数的不同，造成复合材料部位受压，而纯Ti部位受拉，这样起到提高均匀塑性变形的能力。根据仿生贝壳原理，通过调整Ti板和Ti基复合材料层的厚度和相对厚度以及钛基复合材料中增强体的含量，进而实现强度、塑性、断裂韧性以及高温性能的优化，相对于单体材料，钛基复合材料层和界面层对裂纹的偏转吸收断裂能以及钛板层对裂纹的钝化可使提高层状钛基复合材料韧性，使其表现出良好的延迟断裂的特性。本实施方式制备的层状钛基复合材料的延伸率为16％～18％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中按体积百分比称取90％～95％的粒径为90～180μm Ti颗粒和5％～10％的粒径为5～8μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4.2～4.8∶1，在转速为150～200转/分钟的条件下球磨6～10h，得到混合粉末。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤二中聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶22～24。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三中烘干温度为90～110℃。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中将三明治式板坯放在热压炉中，先升温至350～450℃保温40min～50 min，然后再同时升温加压，将温度以12～16℃/min速度升温至1200～1280℃，将压强匀速升高至18～25MPa，并在此温度和压强下保持1.2～1.8h，然后降温至750～850℃，泄压，得到层状钛基复合材料。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式的层状钛基复合材料的制备方法还可以按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取85％～97％的粒径为80～200μm Ti颗粒和3％～15％的粒径为3～10μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4～5∶1，在转速为100～250转/分钟的条件下球磨4～12h，得到混合粉末；
本步骤的低能球磨，其目的是令TiB2粉末均匀粘附在球形Ti颗粒表面上，又能保证Ti颗粒不致破碎。
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20～25称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为1％～3％；
三、采用双辊轧机对步骤二得到的粉末糊进行练泥1～3h，再陈腐12～36h后，用双辊轧机轧膜，得到膜片；将膜片夹在Ti板之间，然后放在压机中，在压强为5～20MPa的条件下压制备5-20min，得到三明治式板坯；其中钛板厚度为0.5～3mm，钛板和膜片厚度之比为1∶(1～3)；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至300～500℃保温30min～1h，然后再同时升温加压，将温度以10～20℃/min速度升温至1100～1300℃，将压强匀速升高至15～30MPa，并在此温度和压强下保持1～2h，然后降温至700～900℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
本实施方式利用大尺寸的基体Ti颗粒和小尺寸的增强体TiB2颗粒进行低能球磨，将增强体均匀弥散的粘附在基体颗粒上，既省时省力，又避免了氧化。然后利用粉末冶金法制备了层状钛基复合材料，在制备过程中TiB2与Ti发生反应生成TiB晶须，这种TiB晶须作为原位自生的增强体呈网状非均匀分布，与基体结合良好，起到极佳的增强效果，得到较好的力学性能，此外，TiB晶须起到良好的连接作用，令Ti板和Ti基复合材料层形成较强的界面。再次，低能球磨方式和基体与增强体尺寸因素造成TiB晶须呈网状分布于钛基体中，使得在烧结过程中由于热膨胀系数的不同，造成复合材料部位受压，而纯Ti部位受拉，这样起到提高均匀塑性变形的能力。根据仿生贝壳原理，通过调整Ti板和Ti基复合材料层的厚度和相对厚度以及钛基复合材料中增强体的含量，进而实现强度、塑性、断裂韧性以及高温性能的优化，相对于单体材料，钛基复合材料层和界面层对裂纹的偏转吸收断裂能以及钛板层对裂纹的钝化可使提高层状钛基复合材料韧性，使其表现出良好的延迟断裂的特性。本实施方式制备的层状钛基复合材料的延伸率为16％～18％。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：步骤一中按体积百分比称取88％～95％的粒径为100～150μm Ti颗粒和5％～12％的粒径为5～8μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4.2～4.5∶1，在转速为200～240转/分钟的条件下球磨8～10h，得到混合粉末。其它与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶22～24。其它与具体实施方式六或七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是步骤三中练泥时间为1.5～2h，再陈腐20～30h。其它与具体实施方式六至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的是步骤四中，先升温至350～450℃保温40min～50 min，然后再同时升温加压，将温度以12～16℃/min速度升温至1200～1280℃，将压强匀速升高至18～25MPa，并在此温度和压强下保持1.2～1.8h，然后降温至750～850℃，泄压，得到层状钛基复合材料。其它与具体实施方式六至九之一相同。
用以下试验验证本发明的有益效果：
试验一：本试验的层状钛基复合材料的制备方法按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取95％的粒径为80～100μm Ti颗粒和5％的粒径为3～5μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4∶1，在转速为200转/分钟的条件下球磨8h，得到混合粉末；
本步骤的低能球磨，其目的是令TiB2粉末均匀粘附在球形Ti颗粒表面上，又能保证Ti颗粒不致破碎；
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为3％；
三、三明治式板坯的制备：取七张Ti板叠放，每两层Ti板之间都涂抹上步骤二制备的粉末糊，然后放于温度为100℃的烘干箱中烘干8h，得到三明治式板坯；其中每层钛板的厚度为0.7mm，粉末糊厚度为1.6mm；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至400℃保温40min，然后再同时升温加压，将温度以15℃/min速度升温至1200℃，将压强匀速升高至25MPa，并在此温度和压强下保持2h，然后降温至700℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
本试验一制备的层状钛基复合材料的截面的扫描电镜照片如图1所示，从图1可以看出，层状钛基复合材料由Ti层与TiB/Ti层交替形成的。
本试验一得到的层状钛基复合材料的Ti层与TiB/Ti层交界处的低倍率扫描电镜照片如图2所示，从图2可以看出，在TiB/Ti层中TiB形成非均匀分布的网状结构，与基体结合良好，可以提高材料的力学效果。
本试验一得到的层状钛基复合材料的Ti层与TiB/Ti层交界处的高倍率扫描电镜照片如图3所示，从图3可以看出，在TiB/Ti层中TiB为晶须状，具有良好的连接作用，令Ti层与TiB/Ti层的层间形成较强的界面结合。
制备作为对比的TiB/Ti复合材料，其具体步骤为：按体积百分比称取95％的粒径为80～100μm Ti颗粒和5％的粒径为3～6μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，在球料质量比为4∶1、转速为200转/分钟的条件下球磨8h，得到混合粉末；将混合粉末加入到模具中，再将模具放在热压炉中，同时升温加压，以10℃/min升温至1200℃，将压强匀速升高至25MPa，并在此温度和压强下保持1h，然后降温至700℃，泄压，得到作为对比的TiB/Ti复合材料。
作为对比的TiB/Ti复合材料中TiB晶须呈网状结构分布于Ti基体内部。
同时测试本试验一制备的层状钛基复合材料、对比的TiB/Ti复合材料和纯钛板的拉伸曲线，得到的拉伸曲线图如图4所示，其中a为试验一制备的层状钛基复合材料的拉伸曲线，b为作为对比的TiB/Ti复合材料的拉伸曲线，c为纯钛板的拉伸曲线。
从图4可以看出试验一制备的层状钛基复合材料的抗拉强度介于对比的TiB/Ti复合材料和纯钛板之间，而延伸率则明显高于对比的TiB/Ti复合材料，与纯钛板的延伸率相差不大。从图4还可以看出纯钛的延伸率为17.6％，抗拉强度为742MPa，本试验一制备的层状复合材料a的延伸率为22％，抗拉强度为594MPa，对比的TiB/Ti复合材料的延伸率为72％，抗拉强度为526MPa。
试验二：本试验的层状钛基复合材料的制备方法按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取95％的粒径为80～100μm Ti颗粒和5％的粒径为3～6μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4∶1，在转速为200转/分钟的条件下球磨8h，得到混合粉末；
本步骤的低能球磨，其目的是令TiB2粉末均匀粘附在球形Ti颗粒表面上，又能保证Ti颗粒不致破碎。
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为3％；
三、采用双辊轧机对步骤二得到的粉末糊在25rmp/min的条件下练泥3h，然后再陈腐24h，用双辊轧机轧膜，得到厚度为1.6mm的膜片；取七张Ti板叠放，并在每两层Ti板之间夹一片膜片，然后放在压机中，在压强为15MPa的条件下压制备10min，得到三明治式板坯；其中钛板厚度为0.7mm；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至500℃保温1h，然后再同时升温加压，将温度以20℃/min速度升温至1300℃，将压强匀速升高至28MPa，并在此温度和压强下保持2h，然后降温至700℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
制备作为对比的TiB/Ti复合材料，其具体步骤为：按体积百分比称取95％的粒径为80～100μm Ti颗粒和5％的粒径为3～6μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，在球料质量比为4∶1、转速为200转/分钟的条件下球磨8h，得到混合粉末；将混合粉末加入到模具中，再将模具放在热压炉中，同时升温加压，以10℃/min升温至1200℃，将压强匀速升高至25MPa，并在此温度和压强下保持1h，然后降温至700℃，泄压，得到作为对比的TiB/Ti复合材料。
作为对比的TiB/Ti复合材料中TiB晶须呈网状结构分布于Ti基体内部。
同时测试本试验一制备的层状钛基复合材料、对比的TiB/Ti复合材料和纯钛板的拉伸曲线，得到的拉伸曲线图如图5所示，其中a为试验一制备的层状钛基复合材料的拉伸曲线，b为作为对比的TiB/Ti复合材料的拉伸曲线，c为纯钛板的拉伸曲线。
从图5可以看出，本试验二制备的层状钛基复合材料的抗拉强度介于纯钛板和对比的TiB/Ti复合材料之间，而延伸率则明显高于对比的TiB/Ti复合材料，与纯钛板的延伸率相差不大。从图5还可以看出纯钛的延伸率为17.6％，抗拉强度为526MPa，本试验二制备的层状钛基复合材料b的延伸率为16.1％，抗拉强度为621MPa，作为对比的TiB/Ti复合材料的延伸率为128％，抗拉强度为526MPa。
Claims (10)
1.层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于层状钛基复合材料的制备方法按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取85％～97％的粒径为80～200μm Ti颗粒和3％～15％的粒径为3～10μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4～5∶1，在转速为100～250转/分钟的条件下球磨4～12h，得到混合粉末；
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20～25称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为1％～3％；
三、三明治式板坯的制备：将步骤二制备的粉末糊涂抹在Ti板之间，然后放于温度为80～120℃的烘干箱中烘干；得到三明治式板坯；其中钛板厚度为0.5～3mm，钛板和粉末糊厚度之比为1∶(1～3)；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至300～500℃保温30min～1h，然后再同时升温加压，将温度以10～20℃/min速度升温至1100～1300℃，将压强匀速升高至15～30MPa，并在此温度和压强下保持1～2h，然后降温至700～900℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
2.根据权利要求1所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中按体积百分比称取90％～95％的粒径为90～180μm Ti颗粒和5％～10％的粒径为5～8μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4.2～4.8∶1，在转速为150～200转/分钟的条件下球磨6～10h，得到混合粉末。
3.根据权利要求1或2所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶22～24。
4.根据权利要求1或2所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中烘干温度为90～110℃。
5.根据权利要求1或2所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中将三明治式板坯放在热压炉中，先升温至350～450℃保温40min～50 min，然后再同时升温加压，将温度以12～16℃/min速度升温至1200～1280℃，将压强匀速升高至18～25MPa，并在此温度和压强下保持1.2～1.8h，然后降温至750～850℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
6.层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于层状钛基复合材料的制备方法按以下步骤进行：
一、混合粉末的制备：按体积百分比称取85％～97％的粒径为80～200μm Ti颗粒和3％～15％的粒径为3～10μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4～5∶1，在转速为100～250转/分钟的条件下球磨4～12h，得到混合粉末；
二、粉末糊的制备：按聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶20～25称取聚乙醇溶液与步骤一制备的混合粉末并搅拌均匀，得到粉末糊；其中聚乙醇溶液的质量浓度为1％～3％；
三、采用双辊轧机对步骤二得到的粉末糊进行练泥1～3h，再陈腐12～36h后，用双辊轧机轧膜，得到膜片；将膜片夹在Ti板之间，然后放在压机中，在压强为5～20MPa的条件下压制备5-20min，得到三明治式板坯；其中钛板厚度为0.5～3mm，钛板和膜片厚度之比为1∶(1～3)；
四、热压成型：将步骤三制备的三明治式板坯放在热压炉中，先升温至300～500℃保温30min～1h，然后再同时升温加压，将温度以10～20℃/min速度升温至1100～1300℃，将压强匀速升高至15～30MPa，并在此温度和压强下保持1～2h，然后降温至700～900℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
7.根据权利要求6所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中按体积百分比称取88％～95％的粒径为100～150μm Ti颗粒和5％～12％的粒径为5～8μm的TiB2粉末并加入到行星式球磨机中，球料质量比为4.2～4.5∶1，在转速为200～240转/分钟的条件下球磨8～10h，得到混合粉末。
8.根据权利要求6或7所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中聚乙醇溶液与混合粉末的质量比为1∶22～24。
9.根据权利要求6或7所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中练泥时间为1.5～2h，再陈腐20～30h。
10.根据权利要求6或7所述的层状钛基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中，先升温至350～450℃保温40min～50 min，然后再同时升温加压，将温度以12～16℃/min速度升温至1200～1280℃，将压强匀速升高至18～25MPa，并在此温度和压强下保持1.2～1.8h，然后降温至750～850℃，泄压，得到层状钛基复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210138430 CN102672187B (zh) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | 层状钛基复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210138430 CN102672187B (zh) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | 层状钛基复合材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102672187A true CN102672187A (zh) | 2012-09-19 |
| CN102672187B CN102672187B (zh) | 2013-08-14 |
Family
ID=46805110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201210138430 Expired - Fee Related CN102672187B (zh) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | 层状钛基复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102672187B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104726730A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-24 | 上海交通大学 | 一种制备层状结构Ti-(TiB+La2O3)/Ti复合材料的方法 |
| CN106853530A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种铺粉‑热压烧结制备层状钛基复合材料的方法 |
| CN107900352A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-04-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种层状高铌钛铝合金复合材料板及其制备方法 |
| CN108213443A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-29 | 吉林大学 | 一种仿生层状高强、高韧材料的制备方法 |
| CN108274007A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-13 | 吉林大学 | 一种仿生刚柔耦合抗冲击材料的制备方法 |
| CN108500263A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 南京航空航天大学 | 一种仿生贝壳结构钛基复合材料的快速成形方法 |
| CN108504989A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 南京航空航天大学 | 一种电子束熔丝沉积超细网状结构钛基复合材料的方法 |
| CN108637261A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种TiAl/TMCs层状复合材料的制备方法 |
| CN109249026A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-22 | 深圳艾利佳材料科技有限公司 | 一种用粉末挤出轧制的成型工艺 |
| CN115026290A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-09-09 | 昆明理工大学 | 一种层状陶瓷增强颗粒金属基复合材料的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0722920A1 (en) * | 1994-08-09 | 1996-07-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Composite material and production method therefor |
| CN1803714A (zh) * | 2006-01-18 | 2006-07-19 | 山东大学 | 碳化硼基复合防弹陶瓷及其制备方法 |
| CN101011739A (zh) * | 2007-01-31 | 2007-08-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种用元素粉末制备TiAl合金复合板材的方法 |
| CN101333607A (zh) * | 2008-07-31 | 2008-12-31 | 哈尔滨工业大学 | TiBw/Ti合金基复合材料的制备方法 |
| US20100040500A1 (en) * | 2007-12-13 | 2010-02-18 | Gm Global Technology Operations, Inc. | METHOD OF MAKING TITANIUM ALLOY BASED AND TiB REINFORCED COMPOSITE PARTS BY POWDER METALLURGY PROCESS |
| CN102139373A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-08-03 | 哈尔滨工业大学 | 层状FeAl基复合材料板材的制备方法 |
-
2012
- 2012-05-08 CN CN 201210138430 patent/CN102672187B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0722920A1 (en) * | 1994-08-09 | 1996-07-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Composite material and production method therefor |
| CN1803714A (zh) * | 2006-01-18 | 2006-07-19 | 山东大学 | 碳化硼基复合防弹陶瓷及其制备方法 |
| CN101011739A (zh) * | 2007-01-31 | 2007-08-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种用元素粉末制备TiAl合金复合板材的方法 |
| US20100040500A1 (en) * | 2007-12-13 | 2010-02-18 | Gm Global Technology Operations, Inc. | METHOD OF MAKING TITANIUM ALLOY BASED AND TiB REINFORCED COMPOSITE PARTS BY POWDER METALLURGY PROCESS |
| CN101333607A (zh) * | 2008-07-31 | 2008-12-31 | 哈尔滨工业大学 | TiBw/Ti合金基复合材料的制备方法 |
| CN102139373A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-08-03 | 哈尔滨工业大学 | 层状FeAl基复合材料板材的制备方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104726730B (zh) * | 2015-02-09 | 2017-03-15 | 上海交通大学 | 一种制备层状结构Ti‑(TiB+La2O3)/Ti复合材料的方法 |
| CN104726730A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-24 | 上海交通大学 | 一种制备层状结构Ti-(TiB+La2O3)/Ti复合材料的方法 |
| CN106853530B (zh) * | 2017-01-13 | 2019-04-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种铺粉-热压烧结制备层状钛基复合材料的方法 |
| CN106853530A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种铺粉‑热压烧结制备层状钛基复合材料的方法 |
| CN107900352A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-04-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种层状高铌钛铝合金复合材料板及其制备方法 |
| CN108213443A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-29 | 吉林大学 | 一种仿生层状高强、高韧材料的制备方法 |
| CN108274007A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-13 | 吉林大学 | 一种仿生刚柔耦合抗冲击材料的制备方法 |
| CN108500263A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 南京航空航天大学 | 一种仿生贝壳结构钛基复合材料的快速成形方法 |
| CN108504989A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 南京航空航天大学 | 一种电子束熔丝沉积超细网状结构钛基复合材料的方法 |
| CN108637261A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种TiAl/TMCs层状复合材料的制备方法 |
| CN108637261B (zh) * | 2018-06-04 | 2020-04-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种TiAl/TMCs层状复合材料的制备方法 |
| CN109249026A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-22 | 深圳艾利佳材料科技有限公司 | 一种用粉末挤出轧制的成型工艺 |
| CN115026290A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-09-09 | 昆明理工大学 | 一种层状陶瓷增强颗粒金属基复合材料的制备方法 |
| CN115026290B (zh) * | 2022-01-11 | 2024-03-22 | 昆明理工大学 | 一种层状陶瓷增强颗粒金属基复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102672187B (zh) | 2013-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102672187B (zh) | 层状钛基复合材料的制备方法 | |
| CN103935103B (zh) | 一种石墨烯/金属复合板材的制备方法 | |
| CN101215164B (zh) | 一种碳化硼复合材料的制备方法 | |
| CN105478777B (zh) | 一种金属/陶瓷梯度材料及其制备方法 | |
| CN104848748B (zh) | 一种轻质装甲防弹板及其制备方法 | |
| CN108637261B (zh) | 一种TiAl/TMCs层状复合材料的制备方法 | |
| CN111516314B (zh) | 一种aba型三明治复合材料及其制备方法 | |
| CN103572187A (zh) | 一种轻质金属间化合物基层状复合材料的制备方法 | |
| CN103866165A (zh) | 各向同性且高强高韧颗粒增强铝基复合材料及其制备方法 | |
| CN106222463A (zh) | 一种轻质AlSiTi系高熵合金颗粒增强铝基复合材料及其制备方法 | |
| CN105522804A (zh) | 一种层状复合材料及其制备方法 | |
| CN106853530A (zh) | 一种铺粉‑热压烧结制备层状钛基复合材料的方法 | |
| CN103071793A (zh) | 钼溅射靶材热等静压生产方法 | |
| CN107053814A (zh) | 一种钛铝/镍铝金属间化合物层状复合材料的制备方法 | |
| CN102729575A (zh) | 一种TiAl基层状复合材料板的制备方法 | |
| CN102626713B (zh) | 一种TiAl基合金板材的制备方法 | |
| CN104099540A (zh) | 用于减振降噪的NiTi纤维增强金属间化合物基层状复合材料的制备方法 | |
| CN109202088A (zh) | 一种Ti/Al3Ti层状复合材料的制备方法 | |
| CN105313426A (zh) | 一种制备NiTi纤维增强2219Al复合材料的方法 | |
| CN102732748A (zh) | 一种球形Ti3Al/TiAl双相合金及其制备方法 | |
| CN111318685A (zh) | 一种钛铝合金材料的制备方法和钛铝合金材料及其应用 | |
| CN110180913A (zh) | 一种改善Mg/Al连接界面性能的方法 | |
| CN102489504A (zh) | 钨铜合金箔片的交叉轧制方法 | |
| CN113102760B (zh) | 一种微叠层钛铝铌复合板材的制备方法 | |
| CN108085526A (zh) | 一种低密度铌基复合材料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20151124 Address after: 150001 Heilongjiang District of Nangang province Ashe River Street No. 8 Hengyun building D block 3 Building Patentee after: HEILONGJIANG PATENT TECHNOLOGY DEVELOPMENT COMPANY Address before: 150001 Harbin, Nangang, West District, large straight street, No. 92 Patentee before: Harbin Institute of Technology |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130814 Termination date: 20160508 |