多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115772611A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202211590634.8B22F1/12(2006.01)(22)申请日2022.12.12B22F9/04(2006.01)B22F3/14(2006.01)(71)申请人上海交通大学B22F3/15(2022.01)地址200240上海市闵行区东川路800号B22F3/105(2006.01)(72)发明人韩远飞陈佳婧吕维洁徐晟泰李劭鹏魏子超黄光法(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236专利代理师胡晶(51)Int.Cl.C22C1/05(2023.01)B32B15/01(2006.01)B32B33/00(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法，其结构具有两个特征：一，沿着厚度方向，增强体体积分数逐渐增加，呈现叠层状梯度渐变形态；二，叠层结构内部，由等轴/片层α相和原位自生的网络化增强体共同组成多级网络结构。通过优化工艺参数，可以改变多级网络结构的大小、层厚、每层之间的增强体体积分数等参量，制备出的梯度钛基复合材料结构简单、可控性强，通过灵活设计使其具有优异的抗冲击性能。CN115772611ACN115772611A权利要求书1/1页1.一种多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：S1、筛选基体合金和增强体，按叠层结构设计需要，制备不同体积比例梯度的钛基复合材料混合粉体，对混合粉体进行球磨备用；S2、将步骤S1制得的不同体积比例梯度的钛基复合材料混合粉体，按照增强体体积分数梯度顺序叠层均匀铺放，得叠层结构粉体；S3、将S2的叠层结构粉体进行真空脱氢高温固结处理，获得所述多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料。2.根据权利要求1所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的基体合金为钛合金，包括近α钛合金、α+β钛合金、近β钛合金中的一种。3.根据权利要求1所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中增强体为原位自生增强体或增强体添加剂。4.根据权利要求3所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，增强体添加剂包括B4C、TiB2、BN、LaB6、SiC中的一种或多种，原位自生增强体包括TiB、TiC、La2O3中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的增强体体积分数不超过30％；不同体积比例梯度具体指增强体的含量渐变，增强体体积分数由0％逐渐增加，至多为30％。6.根据权利要求1所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述球磨的转速范围为100～300r/min，时间为0.5～12h，球料比为1:1～5:1。7.根据权利要求1所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中叠层结构的每一层厚度范围为0.5mm～10mm。8.根据权利要求1所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中真空脱氢高温固结的温度为900～1300℃，升温速率为10～200℃/min，保温时间为0.5～4h。9.根据权利要求1所述的梯度钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3所得梯度钛基复合材料的网络结构尺寸大小包括：50～80μm、80～110μm、110～140μm、140～170μm、170～200μm。10.一种如权利要求1～9中任一项所述制备方法获得的多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料。2CN115772611A说明书1/5页多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属基复合材料技术领域，特别是涉及一种抗冲击的多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法。背景技术[0002]钛基复合材料具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀等性能，在航空、航天、汽车、军事等领域得到了广泛的应用。然而，钛基复合材料在极端服役环境会遭受外部载荷的强烈冲击，要求其具有优越的抗冲击性能，不仅在受到冲击的时候，要保持结构的稳定性，甚至还要能够承受重复打击。因此，迫切需要研制一种抗冲击性能优异的钛基复合材料，以满足航空航天等极端服役环境的应用需求。[0003]前期研究发现，层状结构材料内部的强界面结合能够阻碍、钝化、延迟裂纹的扩展，从而使得材料在遭受冲击时，更好地确保材料整体结构的稳定性。然而，现有的复合板具有不易制备、界面结合差、可设计性差等问题，难以充分发挥其抗冲击能力。[0004]对于钛