[发明专利]一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

(1)将纳米TiB₂粉和钛粉，或纳米TiB₂粉和钛合金粉，加入球磨罐中，混合均匀得到混合泥浆，干燥，得到混合粉末；

纳米TiB₂粉和钛粉的质量比为(0.1～30.0):(99.9～70.0)；

纳米TiB₂粉和钛合金粉的质量比为(0.1～30.0):(99.9～70.0)；

(2)采用放电等离子系统对所述混合粉末进行烧结处理，得到复合材料块体，清洗，干燥；

烧结处理过程为：在初始真空度15Pa，初始压力为0.2MPa～1MPa下，以50℃/min～200℃/min的升温速率进行升温；当温度升至450℃～650℃且真空度15Pa时，调节升温速率为30℃/min～50℃/min，并同时加压，待温度升至500℃～700℃、压力达100MPa～300MPa以及烧结的混合粉末位移率变化量≤0.05mm/min时计时，保温保压3min～15min；然后保持压力不变，随炉冷却至250℃以下，得到复合材料块体，卸除压力，冷却后取出，清洗，干燥；

(3)将干燥后复合材料块体先真空封装在石英管中，再放入热处理炉内，以温度T₁为800℃～1200℃，保温5min～30min，然后取出分步冷却：

第一步：温度从T₁降至T₂，T₂为490℃～660℃，平均冷却速率为3℃/s～20℃/s；

第二步：温度从T₂降至T₃，T₃为10℃～30℃，平均冷却速率为≥50℃/s；

对冷却产物进行清洗、干燥，得到所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料；

所述钛粉的粒径≤50μm；钛合金粉的粒径≤50μm；纳米TiB₂粉的粒径≤500nm。

2.根据权利要求1所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中：

第一步中所述冷却通过空冷或风冷方式实现；

第二步中所述冷却通过水冷方式实现。

3.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：水冷介质为NaCl质量分数为5％～15％的盐水。

4.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨采用SM-QB行星式球磨机。

5.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：球磨参数为：球磨介质为无水乙醇；球料比为2～10:1；球磨机转速为150r/min～600r/min，球磨时间为0.5h～5.0h；

磨球由质量比为0.1～10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm～30mm，小玛瑙球的直径为1mm～5mm。

6.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨采用SM-QB行星式球磨机；

球磨参数为：球磨介质为无水乙醇；球料比为2～10:1；球磨机转速为150r/min～600r/min，球磨时间为0.5h～5.0h；

磨球由质量比为0.1～10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm～30mm，小玛瑙球的直径为1mm～5mm。

7.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述干燥过程为：先将球磨完成后的混合泥浆于70℃～80℃下旋转蒸发真空干燥0.2h～2h，待球磨介质挥发完毕后，再于30℃～60℃下干燥0.5h～1h。