连续SiC纤维增强Ti-Al系金属间化合物基复合材料的制备和界面行为

发布时间：2019-11-20 23:12

【摘要】：简要叙述了几种主要的Ti-Al系金属间化合物Ti_3Al、TiAl和Al_3Ti的发展状况、性能优缺点以及应用。综述了几种增韧金属间化合物的纤维,对比其他纤维的性能发现连续的SiC纤维具有良好的应用前景。概括了两种连续SiC纤维的不同制备方法,即先驱体转化法和物理气相沉积法,两种不同方法分别得到了束丝SiC纤维和单丝SiC(W或C芯)纤维,并对两种纤维的性能进行了概括。对连续SiC纤维增强Ti-Al系金属间化合物基复合材料的制备方法进行了分析,综述了SiC纤维增强Ti-Al系金属间化合物基复合材料制备过程中纤维与基体的界面反应以及界面性能的改善方法;提出了连续SiC纤维增强Ti-Al系金属间化合物基复合材料发展的方向。
【图文】：

?3.4压力铸造法该法的工艺过程是分别将处于陶瓷铸模中的纤维预制件和真空坩埚中熔化状态的基体材料同时加热到预定温度，然后把熔化的基体材料倒入装有纤维预制件的铸模中，并通过通入高压氩气的方法，迫使液体金属渗入到纤维间隙里，从而铸造成密实的复合材料［70］。该方法优点是可以制造近净成型的零部件，工艺简单，生产效率高。缺点是钛铝金属间化合物基体熔点高达1300～1700℃，其熔炼对设备的要求很高，同时高温下的活性金属钛容易受到来自坩埚和铸模的污染，影响Ti－Al金属间化合物基复合材料的性能。图1箔叠纤维法制备纤维增强复合材料:(a)原材料叠层布置示意图，(b)原材料叠层装模后的截面图，(c)真空热压烧结炉烧结原理图［66］Fig.1Schematicdiagramofthestackedarrangementoftherawmaterial(a)，crosssectionofthestackedrawmateriaindie(b)，andsinteringsystemdiagramofvacuumhotpressingsinteringfurnace(c)offiberreinforcedcompositespreparedbytheFFF［66］4SiC纤维与基体的界面行为研究SiC纤维增强Ti－Al金属间化合物基复合材料在制备或者高温服役过程中，SiC纤维与Ti－Al基体之间界面会发生化学反应，界面结合方式主要冶金结合，形成一个由纤维与基体化学反应产物组成的界面层。SiC/Ti－Al界面反应层的特征(相结构、结合力和厚度等因素)是影响SiC纤维增强Ti－Al金属间化合物基复合材料性能的重要因素。这种界面反应会造成SiC纤维的损伤，同时在界面处生成脆性相，这些脆性相成为裂纹源并使界面的稳定性降低，，降低了材料的性能［17，71］。因此研究界面反应机制、探求控制界面反应、优化界面结构的方法具有重要意义。目前，主要有3种有效途径:涂层改性纤维表面、合金化改性基体以及优化制备工艺并

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本文编号：2563735