[发明专利]钛基复合材料增强体快速纳米化实验方法

说明书

本发明公开了一种钛基复合材料增强体快速纳米化实验方法，将原位自生钛基复合材料加工成圆柱形的样品，去除氧化层后，将样品两端置于电冲击设备两电极之间，调节电冲击电流及作用时间后，在常温下对样品进行电冲击处理，待样品冷却至室温；将样品沿轴线方向切割，镶嵌制得金相试样，对金相试样进行表面处理，确保表面无划痕；利用扫描电镜表征电冲击处理前后钛基复合材料中增强体尺寸的变化以及增强体分布情况，分析得到实验结论。本发明在常温下进行电冲击处理，操作简单，耗时少，成本低，可以实现钛基复合材料增强体的纳米化并得到验证，为改善钛基复合材料综合性能提供新方法。

技术领域

本发明属于钛基复合材料领域，具体涉及一种钛基复合材料增强体快速纳米化实验方法。

背景技术

钛基复合材料相比钛合金具有更高的比强度和抗高温性能，在钛合金中引入增强体，使材料同时具有基体的延展性、韧性和增强体高强度、高模量的特性，有望应用在超高音速宇航飞行器和先进航空发动机上。钛合金中常用增强体以TiBp，TiC，La₂O₃，SiC等高硬度、高熔点的陶瓷相作为增强相，增强相的体积百分比、尺寸和分布对钛基复合材料性能影响很大，尤其是颗粒增强钛基复合材料。

为了更好地优化颗粒增强钛基复合材料力学性能，增强体的颗粒细化对增强效果有着极为重要的影响，目前钛基复合材料中增强相的生成主要依靠原位反应，而原位反应生成的增强相尺寸主要以微米级为主，且尺寸分布范围不均匀，导致钛基复合材料力学性能的各相异性，尤其是以TiB为增强相的钛基复合材料，TiB在基体中多以微米级的短纤维状存在，导致TiB增强钛基复合材料各相异性更明显。因此，对钛基复合材料增强体颗粒实现细化和尺寸分布均匀化对改善其综合性能具有重要意义，对促进钛基复合材料在航空航天、军用装备等重要领域应用具有指导意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛基复合材料增强体快速纳米化实验方法，在常温下进行电冲击处理，操作简单，耗时少，成本低，可以实现钛基复合材料增强体的纳米化并得到验证，为改善钛基复合材料综合性能提供新方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种钛基复合材料增强体快速纳米化实验方法，包括步骤：

S1.将原位自生钛基复合材料加工成圆柱形的样品，去除氧化层后，将样品两端置于电冲击设备两电极之间，调节电冲击电流及作用时间后，在常温下对样品进行电冲击处理，待样品冷却至室温；

S2.将样品沿轴线方向切割，镶嵌制得金相试样，对金相试样进行表面处理，确保表面无划痕；

S3.利用扫描电镜表征电冲击处理前后钛基复合材料中增强体尺寸的变化以及增强体分布情况，分析得到实验结论。

在步骤S1中，通过砂纸打磨去除氧化层。

在步骤S2中，切割方式采用线切割。

在步骤S2中，表面处理为依次进行的打磨、抛光和超声清洗。

进一步地，打磨时，使用不同型号的砂纸，由粗到细依次进行打磨。

进一步地，抛光时，利用配比2:3的过氧化氢溶液和二氧化硅悬浮溶液进行抛光。

进一步地，超声清洗时，利用酒精溶液进行超声清洗。

本发明的有益效果是：

本发明在常温下进行电冲击处理，操作简单，耗时少，成本低，可以实现钛基复合材料增强体的纳米化并得到验证，为改善钛基复合材料综合性能提供新方法。

附图说明