SiCf-Ti復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、SiC纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料集SiC纖維的高強(qiáng)度、高剛性和高抗蠕變性與鈦合金及鈦鋁化合物的損傷容限性于一體。另外，將SiC纖維引入到鈦基體中可以進(jìn)一步降低材料的密度。因此，這種在常溫及高溫下都能承受極大機(jī)械載荷的輕質(zhì)材料無疑將引起發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和機(jī)械工程等高科技領(lǐng)域的巨大革命。
　　本文利用國(guó)產(chǎn)無涂層SiC纖維、TiN涂層SiC纖維與Ti-6Al-4V箔材，采用箔-纖維-箔法制備了SiCf/Ti-6Al-4V和SiCf/TiN/Ti-6

2、Al-4V復(fù)合材料。使用掃描電鏡、能譜儀觀察分析了復(fù)合材料的微觀組織及界面反應(yīng)。結(jié)果顯示，制備態(tài)的SiCf/Ti-6Al-4V存在厚度約0.5μm的界面反應(yīng)層，而SiCf/TiN/Ti-6Al-4V無明顯的界面層，說明TiN起到了很好的障礙涂層的作用。對(duì)兩種復(fù)合材料進(jìn)行960℃/9h/25h真空熱處理，二者的界面反應(yīng)皆隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸劇烈，而TiN涂層卻對(duì)界面反應(yīng)起到了促進(jìn)作用。
　　研究了兩種復(fù)合材料的界面強(qiáng)度，結(jié)果表明，纖維

3、無涂層時(shí)的界面強(qiáng)度更高，達(dá)205MPa；SiCf/TiN/Ti-6Al-4V的界面強(qiáng)度為146MPa。另外，復(fù)合材料邊緣的界面強(qiáng)度低于中心部位。
　　對(duì)SiCf/Ti-6Al-4V復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，其強(qiáng)度較原始Ti-6Al-4V箔材強(qiáng)度稍有提高，但是幅度不大。主要原因是，纖維與基體反應(yīng)生成的脆性物質(zhì)，使復(fù)合材料在界面處發(fā)生了脆性斷裂，特別是界面反應(yīng)對(duì)纖維造成的表面損傷等缺陷，造成其強(qiáng)度嚴(yán)重下降，而在復(fù)合材料中纖維是起到