钛基复合材料的性能及制备
钛基复合材料
TMCs可简单分为两大类： 一类是非连续颗粒增强钛基复合材料； 一类是连续纤维增强钛基复合材料。
研究方向
l) 钛基体和增强剂的选择; 2) TMCs制造方法和加工工艺的研究; 3) 强化剂与基体界面反应特性和扩散障碍涂层; 4) 性能评价和实验方法; 5) 应用领域的开拓
非连续增强钛基复合材料 制备方法： （1）外加法 （2）原位反应法
钛基复合材料
金材091班 刘志同 26号
钛基复合材料(TMCs) 以其高的比强度、 比刚度和抗高温特性而成为超高音速宇航 飞行器和下一代先进航空发动机的候选材 料。TMCs材料的研究始于70 年代、80 年代中期, 美国航天飞机(NASP) 和整体高 性能涡轮发动机技术(IHPTET) 以及欧洲、 日本同类发展计划的实施, 给TMCs 材料 发展提供了很好的机遇和巨大的资金保证, 从而促进了TMCs材料的发展, 使之成了 80 年代材料科学领域的热点。
外加法
西北有色金属研究院采 用PTMP技术对TiC进行 预处理, 使TiC 在熔炼过 程中均匀、弥散分布, 目 前铸锭达250 kg级, 并且 具有良好的二次加工性 能, 并加工成飞机发动机 叶片。右图 为TP-650复 合材料棒材及其组织的 SEM 照片。
原位法简介
原位法是指增强体是通过添加元素与基体发生 反应生的, 原位法制备的颗粒增强钛基复合材 料其增强颗粒与基体的相容性好, 避免了外加 增强颗粒的污染以及颗粒与基体的界面之间的 化学反应问题, 增强颗粒和基体在热力学上是 稳定的,因此在高温工作时性能不易退化。但原 位法也有缺点,主要是生成的相比较复杂、不易 控制; 而外加法的相结构可以得到较好的控制。
连续纤维增强钛基复合材料
连续纤维增强钛基复合材料具有比钛合金更高 的比强度和比模量, 并比钛合金更耐热, 可在高 于600℃的环境下使用。连续纤维增强的T i-6-4 中, 轴向UTS 可达1. 8GPa; 弹性模量是基体的1. 3倍。这些均使其有望用作未来先进航空航天 飞机的蒙皮、刚性件和高性能发动机部件。若 用作发动机转子、风扇叶片和盘件, 以取代N i 基或Co 基超合金, 发动机可减重30%。
热处理对钛基复合材料组织和性能的影响
热处理对钛基复合材料组织和性能的影响摘要：目前，我国航天航空领域的迅速发展对于材料的应用和研究也进一步深入。
在这一背景下，钛基复合材料成为了研究重点，该材料凭借其较高的强度和耐腐蚀性，以及较低的密度备受青睐。
但铸态的钛基复合材料组织力学性能与切削性能并不太理想，复合材料的热处理则是改善其力学性能的主要方法，能够弥补钛基复合材料的性能缺陷。
对此本文便以5vol%（TiC+TiB）/Ti-6A1-4V为中心，分析热处理对于钛基复合材料组织性能带来的影响。
关键词：热处理；钛基复合材料；组织和性能引言：针对钛基复合材料的研究从上个世纪70年代开始，之后美国航天飞机以及其他国家的发展计划使得钛基复合材料的发展迎来了十分广阔的空间和前景，成为了航天航空的理想材料之一。
钛基复合材料指的是在钛或钛合金基体加入增强体的复合型材料，能够将金属材料和增强体材料的性能优势完美融合，生成一种性能十分理想的材料。
1试验准备钛基复合材料在航天航空行业的应用具有强大的潜力，制备方式的不同可以获得不同性能类型的钛基复合材料，如对增强体类型、含量、机体组织结构的调整能够达到不一样的效果，从而满足现代科技发展对于复合材料的性能要求。
在航空航天领域中，钛合金构件多种多样，多为精密铸造工艺生产，并且在完成铸造后，由于钛基复合材料晶粒较粗，所以力学性能往往不太理想，在实际应用上也存在限制。
所以本文便通过热熔法制备原位自生的（TiC+TiB）/Ti-6A1-4V钛基复合材料，利用热处理和相变控制针对钛基复合材料的组织与性能展开分析。
2试验方法将5vol%（TiC+TiB）/Ti-6A1-4V铸态试样进行淬火热处理，铸态试样规格统一为10×10×2mm，淬火温度保持在1080℃。
在试样升温达到淬火温度后继续保持20min，之后可以取出，取出后即刻置于清水中冷却处理，清水温度为常规室温下的冷水。
在完成淬火试验后，将试样置于不同温度条件下进行回火处理，回火温度划分为400℃～900℃共6个回火温度区间，回火完成后再次保温20min，保温环节完成后进行空冷处理。
钛基体上碳纳米管的原位合成及其复合材料的制备与性能研究
钛基体上碳纳米管的原位合成及其复合材料的制备与性能研究Preparation and Properties Research of Titanium matrix composite reinforced with in-situ synthesized CNTs学科专业：材料学研究生：雷红指导教师：赵乃勤教授天津大学材料科学与工程学院二零一三年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要钛基复合材料具有低密度、高比强度、良好耐蚀性以及高温性能等优点，成为最具潜力的新一代航空航天用结构材料之一。
碳纳米管（CNTs）具有高比强度、高比模量以及优异的综合性能，被认为是金属基复合材料最理想的增强相。
要使CNTs的优异性能在复合材料中得到充分发挥，关键要实现其在金属基体上的均匀分散，与基体形成良好的界面结合，并避免材料成形过程中CNTs与基体的反应。
因此，探索CNTs/Ti复合材料新的制备方法，对于发展钛基复合材料在航空航天领域的应用具有重要的理论意义和实用价值。
本论文采用化学气相沉积法在钛基体表面原位合成均匀分散的CNTs，研究了催化剂与碳源种类、合成温度、合成时间、碳源气体与载气比例对合成的CNTs 结构、分布以及产率的影响，并探讨了CNTs的生长机理。
g-C3N4Ti-MOF复合材料的合成及其光催化性能
g-C3N4/Ti-MOF复合材料的合成及其光催化性能(1.东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆163318; 2.东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：采用快速微波合成法合成了Ti-MOF(MOF，金属有机骨架材料)，并在其基础上合成新型可见光响应光催化剂g-C3N4/Ti-MOF。
通过X射线衍射、扫描电镜、EDS能谱仪、傅里叶变换红外光谱、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行表征，同时光催化还原Cr(Ⅵ)研究g-C3N4/Ti-MOF的光催化性能。
结果表明，g-C3N4/Ti-MOF 复合光催化剂在150 min内能还原92%的Cr(Ⅵ)，远远高于g-C3N4和Ti-MOF；同时g-C3N4/Ti-MOF复合光催化剂经过4次循环实验后仍能保持较稳定的光催化活性。
最后提出了g-C3N4/Ti-MOF复合材料光催化还原Cr(Ⅵ)的可能机理。
关键词：g-C3N4；复合光催化剂；金属有机骨架；光催化活性近年来，天然水体中的有毒重金属离子对环境造成严重的污染已逐渐引起人们的重视。
其中从电镀、鞣革、印刷、颜料和金属加工等行业中排放出来的六价铬(Cr(Ⅵ))是地表水和地下水中常见的重金属污染物，其具有高毒性、致癌性和高溶解特性，会对人类健康构成巨大威胁[1]。
因此人们使用膜分离、离子交换、化学沉淀、电还原、吸附等多种技术来除去废水中的Cr(Ⅵ)[2-3]。
由于三价铬(Cr(Ⅲ)) 对植物和人类无害，且在中性或碱性溶液中以较为稳定的Cr(OH)3形式存在，因此将Cr(Ⅵ) 还原成Cr(Ⅲ)被视为对其有效去除措施[4]。
半导体光催化剂还原Cr(Ⅵ)是一种经济有效的方法，且受到广泛关注。
金属有机骨架(MOF)是一类由金属离子与有机配体自组装形成的高度多孔晶体材料[5]，具有较高比表面积、晶体开放结构、可调节孔径和多功能性等优点，可用于H2储存、CO2捕获催化，制备光学材料等[6]；同时，MOF在光诱导催化、CO2还原、有机污染物降解和有机化合物转化等方面有独特应用[7]。
钛基复合材料
钛基复合材料钛基复合材料是由钛金属作为基体，与其他材料进行复合制备而成的一种材料。
钛金属具有优异的力学性能和化学稳定性，但在某些方面仍存在着一些限制，如强度不高、低耐磨性等问题。
而通过与其他材料的复合制备，可以克服这些问题，提高材料的性能。
钛基复合材料有多种制备方法，其中最常见的是增强相与基体相分离的方法。
在这种方法中，钛金属作为基体相存在，而增强相则以颗粒、纤维或片状等形式分布在基体中。
通过增强相的引入，钛基复合材料的力学性能可以得到显著提升。
钛基复合材料的优点主要体现在以下几个方面：首先，钛基复合材料具有较高的强度和硬度。
增强相的引入可以提高材料的抗拉强度、屈服强度和硬度，使得材料在高强度工作条件下不易发生变形和破坏。
其次，钛基复合材料具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
钛金属本身具有较好的耐热性和耐腐蚀性，而增强相中的某些材料则可以进一步提高材料的耐热性和耐腐蚀性。
此外，钛基复合材料还具有较好的耐磨性和摩擦性能。
钛金属本身的耐磨性较差，容易受到磨损，但通过引入增强相，可以有效改善这一问题，提高材料的耐磨性和摩擦性能。
钛基复合材料的应用领域广泛。
它们可以应用于航空航天、汽车制造、船舶制造、化工等领域。
在航空航天领域，钛基复合材料可以用于制造飞机发动机零件、机身零件等，以提高航空器的性能和安全性。
在汽车和船舶制造领域，钛基复合材料可以用于制造引擎零件、车身零件等，以降低车辆的重量、提高燃油效率。
在化工领域，钛基复合材料可以用于制造化工设备的耐酸碱容器、换热器等，以提高设备的耐腐蚀性能。
总的来说，钛基复合材料通过钛金属与其他材料的复合制备，可以克服钛金属的一些缺点，提高材料的力学性能和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造和化工等领域。
钛基复合材料的性能及制备
钛基复合材料的性能及制备
钛基复合材料是一种新型的复合材料，它是将钛与其他材料（如碳纤维、碳烯烃纤维、刚性粉末、芳纶纤维、玻璃纤维、可塑增强钛等）相结
合而成。
钛基复合材料具有优异的力学性能，此外，其耐腐蚀性、低密度
和高抗蠕变性能也很突出。
钛基复合材料的制备工艺包括挤压法、热压法和注射成型等。
其中，
挤压成型法是最常用的工艺。
将半成品材料（即钛基复合材料的各种组分）挤压成坯体，再以热压成型制得最终产品。
在此基础上，采用粉末冶金技
术等熔炼工艺可以生产出具有更高强度的钛基复合材料。
热压法是一种钛基复合材料的制备工艺，它采用热压和动力压力来使
复合材料组件充分结合。
将钛基复合材料的各种组分（如热压剂、增强剂
和钛等）均匀地填充，然后在高温下进行热压，从而使各组件形成坚实的
联合体。
注射成型是将液体塑料注射到模具中以制得钛基复合材料的方法。
其
优点是可以根据不同的设计要求，调整塑料的粘度、流动性和热塑性等，
以达到所需要的材料性能。
但是，此工艺存在可靠性和表面粗糙度较低等
缺点。
增强体增强钛基复合材料的制备方法
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感谢支持！正文：就一般而言我们的增强体增强钛基复合材料的制备方法具有以下内容：增强体增强钛基复合材料的制备方法一、引言随着现代材料科学的发展，增强体增强钛基复合材料因其优异的力学性能和化学稳定性而备受关注。
这类材料通过添加增强体，如碳纤维、玻璃纤维、陶瓷颗粒等，与钛基材料结合，形成具有高强度、高硬度、高耐磨性和优良热稳定性的复合材料。
本文将详细介绍增强体增强钛基复合材料的制备方法，包括材料选择、增强体表面处理、制备工艺及热处理等关键步骤。
二、材料选择选择合适的增强体和钛基材料是制备增强体增强钛基复合材料的第一步。
常用的增强体包括碳纤维、玻璃纤维、陶瓷颗粒等，而钛基材料通常选择纯钛或钛合金。
这些材料的选择应根据最终产品的使用要求和性能指标来确定。
在选择过程中，需要考虑增强体与钛基材料的相容性、润湿性和界面结合强度等因素。
三、增强体表面处理为了提高增强体与钛基材料之间的结合力，需要对增强体进行表面处理。
表面处理方法可以包括化学处理、机械处理或表面涂层等。
其中，常用的表面处理方法包括表面粗化、表面活化处理以及在表面涂覆适当的粘接剂等。
这些处理方法可以增加增强体表面的粗糙度，提高其与钛基材料的润湿性和界面结合强度，从而确保复合材料具有良好的性能。
四、制备工艺增强体增强钛基复合材料的制备方法多种多样，以下将介绍几种常用的制备工艺：熔铸法：熔铸法是将增强体和金属混合后熔炼并进行铸造的制备方法。
这种方法工艺简单，成本低廉，但由于钛合金基体材料和增强体在液相时的反应活性很高，且熔铸过程中湿润性差，增强体在基体中分布不均匀，因此在实际应用中受到一定限制。
钛基复合材料的性能及制备
钛基复合材料的性能及制备钛基复合材料是一种由钛合金与其他纤维材料（如碳纤维、玻璃纤维等）组合而成的材料。
它具有钛合金的高强度、低密度和耐腐蚀性能，以及纤维材料的优异机械性能和热性能。
钛基复合材料的性能和制备方法是该材料应用范围广泛的重要因素。
1.高强度：钛合金具有很高的强度和刚度，可以用于制造轻型结构，以提升材料的强度重量比。
2. 低密度：钛合金的密度与铝合金相近，约为4.5 g/cm³，是铁的一半，在机械设计中可以减轻结构负荷。
3.耐腐蚀性：钛合金具有优良的耐腐蚀性能，能够在很多腐蚀介质中保持稳定性，适用于海水、酸碱等恶劣环境。
4.优异的机械性能：钛基复合材料的机械性能优于传统金属材料，可以满足航空航天、船舶、汽车等行业对材料高强度和刚度的要求。
5.良好的热稳定性：钛基复合材料具有较高的耐热性和热稳定性，可在高温环境下工作。
1.化学气相沉积法（CVD）：该方法是在合适的反应条件下，通过在钛合金表面沉积一层薄膜来制备钛基复合材料。
这种方法具有制备复杂形状和具有高度均匀性的材料的优点。
2.热加压烧结法（HIP）：该方法是将钛合金粉末与纤维材料（如碳纤维）混合，然后进行热压和热处理，使其烧结为复合材料。
这种方法适用于制备大块复合材料。
3.熔融浸渗法：该方法是将钛合金与纤维材料混合后，一起加热至钛合金的熔点，使其熔化并浸渗到纤维材料中，形成复合材料。
这种方法适用于制备形状复杂的复合材料。
4.等离子喷涂法：该方法是使用等离子体火焰熔喷设备将金属和纤维材料溶解或熔化后喷涂到基体上，形成复合材料。
这种方法具有制备大面积和复杂形状的优点。
总之，钛基复合材料具有高强度、低密度、耐腐蚀性、优异的机械性能和热性能等优点，适用于航空航天、船舶、汽车等高强度重量比和耐腐蚀性要求较高的领域。
钛基复合材料可以通过化学气相沉积法、热加压烧结法、熔融浸渗法和等离子喷涂法等多种方法制备。