SiC纤维增强钛基复合材料工艺设计.pdf

目录摘要11引言11.1纤维增强钛基复合材料的性能特点以及应用前景11.2复合材料体系的选择21.2.1基体的选择21.2.2增强体的选择31.3本工艺设计的研究内容与目标32纤维及基体的表面处理32.1SiC纤维的表面处理32.2基体Ti-6Al-4V合金箔的表面处理43箔一纤维一箔法（Foil-fiber-foilmethod）制备SiC/Ti-6Al-4V复合材料工艺设计43.1工艺原理43.2优缺点43.3工艺流程图53.4具体步骤53.4.1材料预处理53.4.2编制纤维布53.4.3热压复合53.5热压复合工艺53.5.1温度53.5.2压力53.5.3保温保压时间64浆料带铸造法（Slunytapecastingmethod）制备SiC/Ti-6Al-4V复合材料工艺设计64.1工艺原理64.2优缺点61/14.3工艺流程图64.4具体步骤74.4.1选择粘结剂74.4.2细化纯Ti粉74.4.3编制纤维布74.4.4制备预制体74.4.5真空除气及热压复合85纤维涂层法（Matrixeoatednbermethod）制备SiC/Ti-6Al-4V复合材料工艺设计85.1工艺原理85.2优缺点85.3工艺流程图95.4具体步骤95.4.1靶材的制作与增强体纤维的缠绕95.4.2溅射涂层95.4.3涂层纤维的堆垛与填装95.4.4真空封焊和热等静压105.5溅射工艺105.5.1反溅射时间105.5.2溅射功率105.5.3工作气压105.6热等静压工艺116总结11致谢11参考文献12SiC纤维增强钛基复合材料的工艺设计1/1摘要：本文进行的材料工艺设计选择Ti-6Al-4V合金作为基体，SiC作为增强体，以材料的结构性能要求确定了设计目标。首先介绍了纤维增强钛基复合材料的性能特点和应用前景。通过大量查阅文献，确定了SiC增强钛基复合材料的三种工艺方案，分析了三种工艺的原理以及优缺点，详细介绍了三种方案的工艺流程。最后对SiC纤维增强钛基复合材料的工艺设计方案进行了总结。关键词：纤维增强；箔一纤维一箔法；浆料带铸造法；纤维涂层法；工艺设计ProcessDesignofFabricationofTitaniumMatrixCompositesReinforcedwithSiCFiberAbstract:Thedesignofcompositematerialisbasedontitanium,andintensifyingmaterialisSiC,usingstructuralpropertiesofthemateraltodeterminethedesigngoals.Firstly,papergivesagenaralintroductionabouttheperformancecharactertisticsandapplicationprospect.Throughalotofliterature,thethreeschemeofdesignoftitaniummatrixcompositesreinforcedwithSiCfiberisdetermined,andanalysingthemechanismofthreepreparationmethodsandtheiradvantagesanddisadvantages,theprocesschartsofschemeisintroducedindetail.Finally,makingasummaryofschemeofprocessdesignoffabricationoftitaniummatrixcompositesreinforcedwithSiCfiber.Keywords:Fiberreinforced;Foil-fiber-foilmethod;Slunytapecastingmethod;Matrixeoatednbermethod;ProcessDesign1引言1.1纤维增强钛基复合材料的性能特点及应用前景用纤维增强常规钛合金所制成的复合材料（TMC）具有比常规钛合金更高的比强度、比刚度以及良好的抗高温（可以在高于600℃的环境中使用）、耐腐蚀性能，为基体钛合金所无法比拟，因此在航空航天、汽车等领域有着广阔的应用前景[1]。可满足未来航空航天所需可耐更高温度、更高负载的要求，尤其适合于新一代航空涡轮发动机对高温机械性能的追求，有望用于未来先进航天飞机的蒙皮、刚性件和高性能发动机部件上，若用作发动机的转子、风扇叶片和盘件的制造材料，可以使得发动机减重30%[2,3]。1.2复合材料体系的选择1.2.1基体的选择复合材料就是兼有复合体系各组元或组分的优点，又能克服各自的缺点，所以新合成的复合材料具有比各组元或组分更加优异的使用性能。