CN112281009B - 一种烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于有色金属加工技术领域，公开了一种烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法及其制备得到的复合材料，具体为以氢化钛粉末和石墨粉末为原料采用粉末冶金成形TiC增强钛基复合材料。本发明方法先利用聚乙烯吡咯烷酮对石墨粉进行预分散，再将其附着于氢化钛表面烧结成形，解决直接将氢化钛与石墨粉物理混合存在的粉末团聚、合金性能差等问题。所得TiC增强钛基复合材料的抗拉强度可为535MPa，断后伸长率可为10％，优化后的磨损体积相比纯钛降低15％，相比文献报道的以氢化钛为原料制备的钛基复合材料实现拉伸塑性大幅提升的突破；可应用于航空航天、装甲车、兵器、船舶、汽车领域中的高强件或耐磨结构件的制备中。

Description

一种烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，特别涉及一种烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法及其制备得到的复合材料，具体为以氢化钛粉末和石墨粉末为原料采用粉末冶金成形TiC增强钛基复合材料。

背景技术

钛作为储量丰富的有色金属材料，具有高力学强度、低密度、优异的生物相容性和出色的耐腐蚀性能，广泛应用于航天工业、军工兵器、能源、化工、船舶等领域。为满足现代工业对钛提出的高要求，其必须在不断提高力学性能和服役温度的同时降低生产成本。

制备钛基复合材料可有效提高钛的力学性能和服役温度，其综合了钛基体的延展性和增强相的高强度，并提高了钛合金的服役温度与耐摩擦性能。通常，增强相的引入可分为外加法与内生法。内生法的增强相是在合金成形过程中原位反应生成，因此具有界面结合能力优异、尺寸可控等优点，从而得到广泛应用。在众多的增强相中，TiC颗粒由于具有与钛基体相近的热膨胀系数和优异的界面结合能力而成为粉末冶金制备钛基复合材料最佳的增强相选择。目前，粉末冶金成形钛基复合材料多以昂贵的纯钛粉为原料配合机械合金化制备复合粉末，后续采用真空烧结结合热机械处理或高能源消耗型的压力辅助烧结制备高致密度合金，其生产成本较高。因此，降低成本是钛基复合材料重要发展方向。

以氢化钛粉末为原料制备钛合金是近年来降低其成本的重要方法。氢化钛成本较纯钛粉低，并且，氢化钛升温脱氢相变可促进钛烧结致密化行为，以及，氢可与钛粉表面氧化层反应而降低成形后合金氧含量，使制备的合金致密度高、力学性能优异。然而，烧结氢化钛制备的复合材料面临如下问题：一、氢化钛的本征脆性使其在机械合金化制备复合粉末过程中极易破碎为纳米粉末而引入大量杂质，导致合金性能极差；二、将增强相原料粉末和氢化钛直接混合存在增强相团聚、尺寸过大和烧结后致密度低等问题；因此，制备的复合材料增强效果差，综合性能差。目前，参考文献1(O.M.Ivasishin等，Journal of MaterialsProcessing Tech.269(2019)172-181)利用氢化钛为原料外加TiC、TiB制备Ti-6Al-4V复合材料，其拉伸塑性小于1％；参考文献2(N.Peillon等，Journal of Alloys andCompounds.619(2015)157-164)混粉外加TiC颗粒至氢化钛中制备钛基复合材料，其氧含量为2.1wt.％，远高于钛合金塑性的临界氧含量(0.33％)，本领域技术人员根据其氧含量可知该材料基本没有拉伸塑性，因而力学性能仅报道硬度；对于结构材料而言，基体中存在的孔洞对拉伸性能的恶化作用远高于压缩性能，参考文献3(Jing Zeng等，Metals.(2018)8303)利用氢化钛为原来结合球磨法制备TiB增强钛基复合材料，其基体中存在尺寸大且数量多的孔洞，因而其也基本没有拉伸塑性，力学性能仅报道高温压缩性能。根据文献可知，现有技术存在以下问题：

(1)成本高：铸造法制备钛基复合材料时需要高熔炼温度(＞1668℃)而消耗大量能源；并且，铸造钛材料的材料利用率低。以粉末冶金制备钛基复合材料大多以纯钛粉为原料结合机械合金化、高能源消耗型的压力辅助烧结(热等静压等)以制备增强相尺寸小、分布均匀的复合材料；因此粉末冶金钛基复合材料的原料成本和加工成本都较高。

(2)力学性能差：以氢化钛粉末为原料制备钛基复合材料可降低成本。但是，以机械合金化法将氢化钛与增强相颗粒或纤维进行合金化处理后压制、烧结制备的钛基复合材料塑性极低；在氢化钛粉末中外加增强相(如TiC颗粒)后制备的钛基复合材料同样存在残余孔隙率高、拉伸塑性低等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的TiC增强的钛基复合材料。

本发明再一目的在于提供上述钛基复合材料在航空航天、装甲车、兵器、船舶、汽车领域中的高强结构件或耐磨结构件的低成本应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法，先利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)对石墨粉进行预分散，再将其附着于氢化钛表面，经烧结成形，得到TiC增强钛基复合材料。

优选的，所述的利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)对石墨粉进行预分散可通过将聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)和石墨粉加入水中搅拌分散得到分散液。

进一步的，所述分散液中聚乙烯吡咯烷酮的浓度优选为0.1-1wt％。

优选的，所用石墨粉和聚乙烯吡咯烷酮的质量比可为1:1-1:5。

优选的，所述石墨粉的粒度可为100-3000nm。

优选的，所用石墨粉的量可根据最终复合材料中C含量的需要进行确定。优选的，所用石墨粉的质量为氢化钛质量的0.1-5％。

优选的，所述附着于氢化钛表面可通过喷涂法或液相混合法实现。

进一步的，所述的喷涂法指将预分散的石墨以喷雾形式喷涂于氢化钛表面。通过将预分散的石墨以超细喷雾形式均匀喷涂于氢化钛表面，经干燥后即可实现预分散的石墨粉在氢化钛表面的附着。

进一步的，所述的液相混合法指将预分散的石墨和氢化钛在水中混合反应。所述水的pH为7-9。优选为将预分散的石墨加入水中，调节pH为7-9，再加入氢化钛混合反应。所述反应的时间优选为2-12h。所述反应优选在搅拌下进行。所述反应后过滤分离，干燥，即可实现预分散的石墨粉在氢化钛表面的附着。当溶液pH为7-9时，氢化钛溶液zeta电位为﹢15～﹢5mv，而石墨分散液的zeta电位为-30～-35mv，利用相异zeta电位在溶液中的沉积作用可使预分散石墨附着于氢化钛表面，从而得到复合物。

本发明中，利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)预分散后石墨可均匀附着于氢化钛表面，既避免传统混粉法存在的石墨粉团聚、分散不均匀的问题，又解决了机械合金化氢化钛极易破碎引入杂质的问题。

优选的，所述烧结成形的方式可为单向模压-真空烧结、冷等静压-真空烧结、热压烧结、放电等离子烧结等中的至少一种。

进一步的，所述烧结成形的方式为单向模压-真空烧结。其中，压制压力为300-800MPa，保压时间为1-60s，真空烧结温度为800-1500℃，保温时间为1-5h。

进一步的，所述烧结成形的方式为冷等静压-真空烧结。其中，压制压力为50-350MPa，保压时间为1-240s，真空烧结温度为800-1500℃，保温时间为1-5h。

进一步的，所述烧结成形的方式为热压烧结。其中，烧结压力为10-100MPa，烧结温度为800-1500℃，保温时间为1-5h。

进一步的，所述烧结成形的方式为放电等离子烧结。其中，烧结压力为20-100MPa，烧结温度为600-1200℃，保温0-30min。

更进一步的，本发明的烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法，具体包括如下步骤：

(1)石墨液相预分散：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)和石墨粉加入水中搅拌分散，得到分散液；

(2)表面附着：将步骤(1)的分散液以喷雾形式喷涂于氢化钛表面，或将分散液与氢化钛加入水中混合反应，干燥，得到复合物粉末；

(3)烧结成形：将步骤(2)所得的复合物粉末进行压制烧结成形，得到TiC增强钛基复合材料。

本发明方法先利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)对石墨粉进行预分散，再将其附着于氢化钛表面烧结成形，解决直接将氢化钛与石墨粉物理混合存在的粉末团聚、合金性能差等问题；PVP的预分散可使石墨粉均匀附着于氢化钛表面，合金烧结过程中，均匀分散的石墨颗粒在高温条件下与氢化钛脱氢分解的钛原位反应生成TiC，得到TiC增强钛基复合材料。

本发明方法制备得到的TiC增强钛基复合材料结构特征为：原位生成的TiC均匀分布在基体上，其尺寸为500nm～40μm，含量为0.5vol.％-10vol.％。制备得到的复合材料具有显著提高的性能，磨损体积相比纯钛降低15％，抗拉强度可为535MPa，断后伸长率可为10％；较相同工艺制备纯钛的抗拉强度高(抗拉强度为450MPa，断后伸长率为12％)，相比文献报道的以氢化钛为原料制备钛基复合材料实现拉伸塑性从无到有的突破；可应用于航空航天、装甲车、兵器、船舶、汽车领域中的高强件或耐磨结构件。

本发明解决了以氢化钛为原料制备钛基复合材料力学性能差的同时，降低粉末冶金钛基复合材料的生产成本。

本发明方法可推广至所有成分钛合金的复合材料的制备，并实现在航空航天、装甲车、兵器、船舶、汽车领域中的高强件或耐磨结构件的低成本应用。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)与现有以氢化钛制备钛基复合材料技术相比，本发明将解团聚石墨与氢化钛粉末以喷涂或在液相中混合，避免传统混粉法存在的石墨粉团聚、分散不均匀和机械合金化氢化钛极易破碎引入杂质的问题，并成功制备致密度高的TiC增强钛基复合材料。本发明所得的复合材料抗拉强度为535MPa，断后伸长率为10％，磨损体积相比纯钛降低15％。较相同工艺制备纯钛的抗拉强度高(抗拉强度为450MPa，断后伸长率为12％)，相比文献报道的以氢化钛为原料制备钛基复合材料实现拉伸塑性从无到有的突破。

(2)与现有粉末冶金制备钛基复合材料技术相比，本发明采用氢化钛为原料直接烧结成形块体合金，所得块体组织均匀，且无压烧结致密度高(99％)。相比以纯钛粉为原料需配合热等静压、热压或烧结后热机械处理等才可实现高致密度块体合金的成形，本发明简化步骤，在工艺上节约成本。可实现其在航空航天、装甲车、兵器、船舶、汽车领域中的低成本应用，具有较大的实用与工业价值。

(3)本发明提供了一种新的混合粉末思路方法，解决了增强相原料团聚、混合不均匀等问题，可优化推广至钛合金基复合材料的制备成形，如Ti-6Al-4V基、Ti-10V-2Fe-3Al基、Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo基等。

附图说明

图1为本发明制备TiC增强钛基复合材料的原理图。

图2为实施例1得到的TiC增强钛基复合材料的光学显微镜微观组织图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。下列实施例中涉及的物料若无特殊说明均可从商业渠道获得。所述方法若无特别说明均为常规方法。

本发明制备TiC增强钛基复合材料的原理图见图1。各组分用量以质量体积份计，g、mL。

以下实施例的具体测试方法如下：试样致密度由阿基米德排水法测得；试样的屈服强度、抗拉强度、断裂应变按照国际标准(Chinese GB/T 2128-2002)进行拉伸性能测试。

实施例1：

一种烧结预分散石墨复合氢化钛粉末制备钛基复合材料材料方法，包括以下步骤：

所用原料如下：聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、氢化钛粉末(75μm)、石墨粉(2μm)、去离子水。

(1)石墨液相解团聚：首先，按照6vol.％的TiC含量称取0.3质量份石墨粉末缓慢倒入100体积份去离子水中，采用磁力搅拌器以500rpm的转速搅拌15min后缓慢倒入0.4质量份PVP粉末后搅拌30min，将石墨分散液采用超声波震荡30min后获得石墨粉分散液。

(2)石墨附着：首先，称取20质量份氢化钛粉末均匀平铺在培养皿中。之后，将石墨分散液倒入纳米喷雾仪中，确保喷雾方向与培养皿底面成约45°后，将石墨分散液缓慢均匀喷覆在氢化钛粉末上，并每3分钟重新震动培养皿以使氢化钛粉末重新翻转平铺，直至分散液全部喷完。最后，将氢化钛粉末以70℃真空干燥10h获得复合粉末。

(3)合金烧结成形：称量20质量份步骤(2)制备的氢化钛复合粉末倒入冷压模具中，以600MPa的压制压力、0.5min的保压时间进行压制，缓慢脱模得到压坯；将压坯放置在真空烧结炉后，用真空烧结炉自带真空系统将炉膛抽至5×10^-3Pa；之后，以10℃/min的升温速率升温至1250℃保温4h；之后，以10℃/min的冷却速率冷却至650℃后随炉冷却至室温，取出样品得到TiC增强钛基复合材料。

本实施例得到的TiC增强钛基复合材料块体合金密度达到98.8％，其微观组织如图2所示，其组织由α-Ti基体与TiC增强相组成。解团聚后的石墨粉在氢化钛粉末均匀分散，使得烧结后生成的TiC分布均匀且尺寸较小(约3μm)。因此本实施例成功制备原位TiC增强复合材料。其磨损体积相比纯钛降低12％，抗拉强度为535MPa，断后伸长率为10％，比相同工艺制备的纯钛材料的抗拉强度高(纯钛材料的抗拉强度为450MPa，断后伸长率为12％)，力学性能与熔铸法Ti/TiC合金性能相当(抗拉强度573MPa，拉伸塑性1.9％)，与参考文献1-3等以氢化钛为原料制备的钛基复合材料相比，室温拉伸塑性得到大幅提升，实现了重大突破。

实施例2：

一种烧结预分散石墨复合氢化钛粉末制备钛基复合材料材料方法，包括以下步骤：

本实施例所用原料如下：聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、氢化钛粉末(75μm)、石墨粉(100nm)、去离子水、氨水。

(1)石墨液相解团聚：首先，按照10vol.％的TiC含量称取0.42质量份石墨粉末缓慢倒入100体积份去离子水中，采用磁力搅拌器以500rpm的转速搅拌15min后缓慢倒入0.65质量份PVP粉末后搅拌30min，将石墨分散液采用超声波震荡30min后获得石墨粉分散液。

(2)石墨附着：首先，往步骤(1)制备的石墨分散液缓慢滴入氨水并测量怕pH值，调节石墨分散液pH＝9。之后，称取20质量份氢化钛粉末缓慢倒入pH＝9的石墨分散液中，用磁力搅拌器以400rpm搅拌6h后静置，待溶液分层后去除上层清液，将复合粉末用去离子水清洗2次后以70℃真空干燥12h得到复合粉末。

(3)合金烧结成形：称量20质量份步骤(2)制备的氢化钛复合粉末装入内壁用钽纸包覆的Φ20mm石墨模具内，采用30MPa预压后，抽真空至5×10^-3Pa；采用热压炉(HP-12×12×12)以20℃/min的升温速率升温至1250℃保温3h，随炉冷却至室温，取出样品得到TiC增强钛基复合材料。

本实施例得到的TiC增强钛基复合材料块体合金密度达到99.1％，其微观组织由α-Ti基体与TiC增强相组成。解团聚后的石墨粉在氢化钛粉末均匀分散，使得烧结后生成的TiC分布均匀且尺寸较小(约2μm)。因此本实施例成功制备原位TiC增强复合材料，其抗拉强度为518MPa，断后伸长率为7％，力学性能与熔铸法Ti/TiC合金性能相当，其磨损体积相比纯钛降低15％，具有优异的综合力学性能。

实施例3：

一种烧结预分散石墨复合氢化钛粉末制备钛基复合材料材料方法，包括以下步骤：

本实施例所用原料如下：聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、氢化钛粉末(75μm)、石墨粉(3μm)、去离子水。

(1)石墨液相解团聚：首先，按照0.5vol.％的TiC含量称取0.06质量份石墨粉末缓慢倒入100体积份去离子水中，采用磁力搅拌器以500rpm的转速搅拌15min后缓慢倒入0.3质量份PVP粉末后搅拌30min，将石墨分散液采用超声波震荡30min后获得石墨粉分散液。

(2)石墨附着：首先，称取20质量份氢化钛粉末均匀平铺在培养皿中。之后，将石墨分散液倒入纳米喷雾仪中，确保喷雾方向与培养皿底面成约45°后，将石墨分散液缓慢均匀喷覆在氢化钛粉末上，并每3分钟重新震动表面皿以使氢化钛粉末重新翻转平铺，直至分散液全部喷完。最后，将氢化钛粉末以70℃真空干燥12h获得复合粉末。

(3)合金烧结成形：称量20质量份步骤(2)制备的氢化钛复合粉末装入内壁用钽纸包覆的Φ20mm石墨模具内，将模具放入放电等离子烧结系统(SPS-825)炉膛内，采用30MPa预压后，抽真空至10^-2Pa；之后以100℃/min的升温速率升温至950℃保温5min，随炉冷却至室温，取出样品得到TiC增强钛基复合材料。

本实施例得到的TiC增强钛基复合材料块体合金密度达到99.0％，其微观组织由α-Ti基体与TiC增强相组成。解团聚后的石墨粉在氢化钛粉末均匀分散，使得烧结后生成的TiC分布均匀且尺寸较小(约1μm)。因此本实施例成功制备原位TiC增强复合材料。合金抗拉强度为507MPa，断后伸长率为10％，力学性能与熔铸法Ti/TiC合金性能相当，其磨损体积相比纯钛降低5％，具有优异的综合力学性能。

实施例4：

一种烧结预分散石墨复合氢化钛粉末制备钛基复合材料材料方法，包括以下步骤：

本实施例所用原料如下：聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、氢化钛粉末(75μm)、石墨粉(2μm)、去离子水、氨水。

(1)石墨液相解团聚：首先，按照6vol.％的TiC含量称取0.3质量份石墨粉末缓慢倒入100体积份去离子水中，采用磁力搅拌器以500rpm的转速搅拌15min后缓慢倒入0.45质量份PVP粉末后搅拌30min，将石墨分散液采用超声波震荡30min后获得石墨粉分散液。

(2)石墨附着：首先，往步骤(1)制备的石墨分散液缓慢滴入氨水并测量pH值，调节石墨分散液pH＝8。之后，称取20质量份氢化钛粉末缓慢倒入pH＝8的石墨分散液中，用磁力搅拌器以400rpm搅拌6h后静置，待溶液分层后去除上层清液，将复合粉末用去离子水清洗2次后以70℃真空干燥12h得到复合粉末。

(3)合金烧结成形：称量20质量份步骤(2)制备的氢化钛复合粉末装入冷等静压橡胶模具中，以350MPa的压力压制并保压150s，脱模得到压坯；将压坯放置在真空烧结炉炉膛后，用真空烧结炉自带真空系统将炉膛抽至5×10^-3Pa；之后，以15℃/min的升温速率升温至1250℃保温3h；之后，以10℃/min的冷却速率冷却至650℃后随炉冷却至室温，取出样品得到TiC增强钛基复合材料。

本实施例得到的TiC增强钛基复合材料块体合金密度达到98.7％，其微观组织由α-Ti基体与TiC增强相组成。解团聚后的石墨粉在氢化钛粉末均匀分散，使得烧结后生成的TiC分布均匀且尺寸较小(约5μm)。因此本实施例成功制备原位TiC增强复合材料。合金抗拉强度为529MPa，断后伸长率为9％，力学性能与熔铸法Ti/TiC合金性能相当，其磨损体积相比纯钛降低13％，具有优异的综合力学性能。

对比例1

一种钛基复合材料制备方法，包括以下步骤：

本实施例所用原料如下：氢化钛粉末(75μm)、石墨粉(2μm)。

(1)将1.5质量份石墨粉末、100质量份氢化钛粉末一同加入充满氩气的密封容器中，并在V型混粉机上以300rpm的转速混合12h，之后将混合均匀的石墨/氢化钛粉末倒入不锈钢球磨罐中，将球磨罐内气体置换为高纯氩气后进行机械合金化混合。机械合金化参数为：球料比为7:1，6mm、10mm和15mm的不锈钢球质量比为1:3:1，转速为250rpm，时间为10h。

(2)称量20质量份步骤(1)制备的氢化钛复合粉末装入冷等静压橡胶模具中，以350MPa的压力压制并保压150s，脱模得到压坯；将压坯放置在真空烧结炉炉膛后，用真空烧结炉自带真空系统将炉膛抽至5×10^-3Pa；之后，以15℃/min的升温速率升温至1250℃保温3h；之后，以10℃/min的冷却速率冷却至650℃后随炉冷却至室温，取出样品得到复合材料。

本实施例得到的TiC增强钛基复合材料块体合金密度为98.5％，其微观组织由α-Ti基体与TiC增强相组成，其中TiC颗粒尺寸约为1-5μm。由于氢化钛在机械合金化过程中引入大量杂质，因此合金力学性能差，其拉伸塑性为0％，抗拉强度为327MPa。

对比例2

一种钛基复合材料制备方法，包括以下步骤：

本实施例所用原料如下：氢化钛粉末(75μm)、石墨粉(200nm)、去离子水。

(1)按照6vol.％的TiC含量将0.3质量份石墨粉末缓慢倒入100体积份去离子水中，采用磁力搅拌器以500rpm的转速搅拌30min，之后缓慢倒入20质量份氢化钛粉末并持续搅拌6h。将溶液过滤后在70℃真空干燥得到复合粉末。

(2)称量20质量份步骤(1)制备的氢化钛复合粉末装入冷等静压橡胶模具中，以350MPa的压力压制并保压150s，脱模得到压坯；将压坯放置在真空烧结炉炉膛后，用真空烧结炉自带真空系统将炉膛抽至5×10^-3Pa；之后，以15℃/min的升温速率升温至1250℃保温3h；之后，以10℃/min的冷却速率冷却至650℃后随炉冷却至室温，取出样品得到复合材料。

本实施例得到的TiC增强钛基复合材料块体合金密度为98.3％，其微观组织由α-Ti基体与TiC增强相组成。由于缺少石墨粉解团聚和上述的两种附着步骤，导致较大的石墨粉不均匀的分布于氢化钛粉末中，使得生成的TiC颗粒尺寸大(15-35μm)、分布不均匀、并且大颗粒TiC内部存在孔洞缺陷。制备的合金抗拉强度为440MPa，断后伸长率为2％，强化效果差。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法，其特征在于先利用聚乙烯吡咯烷酮对石墨粉进行预分散，再将其附着于氢化钛表面，经烧结成形，得到TiC增强钛基复合材料；

具体包括如下步骤：

(1)石墨液相预分散：将聚乙烯吡咯烷酮和石墨粉加入水中搅拌分散，得到分散液；

(2)表面附着：将步骤(1)的分散液以喷雾形式喷涂于氢化钛表面，或将分散液与氢化钛加入水中混合反应，干燥，得到复合物粉末；

(3)烧结成形：将步骤(2)所得的复合物粉末进行压制烧结成形，得到TiC增强钛基复合材料。

2.根据权利要求1所述的烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法，其特征在于：所用石墨粉和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:1-1:5；所用石墨粉的质量为氢化钛质量的0 .1-5％。

3.根据权利要求1所述的烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法，其特征在于：所述附着于氢化钛表面指通过喷涂法或液相混合法实现；所述的喷涂法指将预分散的石墨以喷雾形式喷涂于氢化钛表面；所述的液相混合法指将预分散的石墨和氢化钛在pH＝7-9的水中混合反应。

4.根据权利要求1所述的烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法，其特征在于：所述烧结成形的方式为单向模压-真空烧结、冷等静压-真空烧结、热压烧结、放电等离子烧结中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的烧结预分散石墨复合氢化钛制备钛基复合材料的方法，其特征在于：所述烧结成形的方式为单向模压-真空烧结；其中，压制压力为300-800MPa，保压时间为1-60s，真空烧结温度为800-1500℃，保温时间为1-5h；或所述烧结成形的方式为冷等静压-真空烧结；其中，压制压力为50-350MPa，保压时间为1-240s，真空烧结温度为800-1500℃，保温时间为1-5h；或所述烧结成形的方式为热压烧结；其中，烧结压力为10-100MPa，烧结温度为800-1500℃，保温时间为1-5h；或所述烧结成形的方式为放电等离子烧结；其中，烧结压力为20-100MPa，烧结温度为600-1200℃，保温0-30min。

6.一种TiC增强钛基复合材料，其特征在于根据权利要求1-5任一项所述的制备方法得到。

7.权利要求6所述的TiC增强钛基复合材料在航空航天、装甲车、兵器、船舶、汽车领域中的高强件或耐磨结构件制备中的应用。

Images