原位自生非連續增強鈦基復合材料的研究進展

呂維潔， 郭相龍， 王立強， 覃繼寧， 張 荻

(上海交通大學 金屬基復合材料國家重點實驗室，上海200240)

隨著我國航空航天事業的發展，特別是“登月計劃”、“大飛機”等一系列國家計劃的實施，對具有高強度、高模量、耐磨以及耐高溫性能材料的需求越來越旺盛。非連續增強鈦基復合材料既能保持鈦合金的優良特性，又具有比鈦合金更高的比強度和比模量，可望成為航空航天領域重要的結構金屬材料，因此，近年來備受材料領域研究者的關注［1，3］。非連續增強鈦基復合材料的制備方法主要分為外加法和原位自生法，與外加法相比，因此，原位自生法制備的非連續增強鈦基復合材料主要有以下幾個優點［4，5］:制備工藝簡單;生產成本低廉;增強體分布均勻，且與基體之間的界面結合緊密、干凈無污染;并且，因此，原位自生方法制備的非連續增強鈦基復合材料具有較好的熱力學穩定性和良好的機械性能。因此，原位自生非連續增強鈦基復合材料具有廣闊的研究以及工程應用前景。

基于此，本工作從原位自生鈦基復合材料的反應機制、組織結構以及力學性能方面綜述原位自生鈦基復合材料的研究現狀，指出原位自生鈦基復合材料的發展方向。

1 原位自生鈦基復合材料的反應機制

在原位自生鈦基復合材料中，增強相是反應劑和基體反應的產物，因此其形態主要為晶須狀和顆粒狀。為提高鈦基復合材料的性能，鈦基復合材料的增強體必須具有高硬度、高強度以及高彈性模量等特點，除此之外，增強體與鈦基體之間還必須具有良好的物理和化學相容性，否則，在鈦基復合材料的服役過程中，增強體會與基體脫落，造成鈦基復合材料的失效。……