[发明专利]一种低成本高性能的TiBw

说明书

本发明公开了一种低成本高性能的TiB_w/Ti复合材料及其制备方法与应用。所述方法为：将纳米TiB₂粉末和硬脂酸混合球磨，后与氢化钛粉末混合，经压制成型，烧结，得到TiB陶瓷相分布均匀的TiB_w/Ti钛基复合材料。利用TiB₂与基体发生原位反应得到TiB增强相，获得TiBw/Ti复合材料。本发明制备的TiB_w/Ti复合材料抗拉强度达到740MPa，断后延伸率达到6.1％，实现了烧结氢化钛制备的钛基复合材料拉伸塑性从无到有的突破。本发明所制备的复合材料具有广泛的适用性。

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种低成本高性能的TiB_w/Ti 复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

钛是一种优良的结构材料，随着社会的发展进步，其在各领域的使用比例越来越大，在民用方面的应用愈发受重视。人们在可承受的成本范围内不断追求着性能更高的钛材料。目前，提升钛合金的性能主要依靠开发新合金材料和细化材料的晶粒尺寸。自从钛元素被发现以来，科研人员开发出一大批性能优良的钛合金牌号，例如，Ti60、TC21、BT37等。近几年，新牌号钛合金的开发相对乏力，而且，由于产品的使用环境不同，部分合金元素的添加受到限制。例如，在生物医疗领域，钛合金被作为人工关节、骨创伤产品、牙种植体、牙托等的首选材料。

钛基复合材料是指以纯钛或钛合金为基体，加入高强度，高服役温度，高硬度的增强相来提高合金性能。一般来说，增强相的加入一般有两种方法，分别为外加法和内生法。但外加法制备得到的复合材料存在着增强相与基体相界面结合不紧密、增强相分散不均匀、材料致密度低等一系列问题。而内生法添加的增强相与基体的结合力强且尺寸可控。目前，TiB陶瓷相因其高硬度、与钛的热膨胀系数相近等优点而常作为钛基复合材料增强相。目前来说，铸造法制备钛基复合材料需要达到高于钛的熔点的熔炼温度，能源消耗十分巨大；对材料的利用率不高；而粉末冶金制备钛基复合材料，不仅要使用价格高昂的纯钛粉作为原料，而且要使用能源消耗巨大的烧结方法。