网状编织TiB纳米线增强具有核壳结构Ti基体的高强度Ti-BN复合材料(英文)

作者：黄立清; 黄群

来源：Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2021, 1-16.

• 钛基复合材料
• TiB纳米线
• 氮元素
• 网状编织结构
• 核壳结构

为了进一步提升钛基复合材料（TMC）的强度，本研究以纳米BN粉和Ti粉为原材料，利用火花等离子烧结技术，制备了一种具有网状编织TiB纳米纤维增强表层富N内壳贫N的钛基复合材料。采用XRD、SEM、EPMA和电子万能材料试验机对材料的物相组成、形貌、元素分布和力学性能进行了测试分析。结果表明，在烧结过程中Ti与BN反应生成了网状编织TiB纳米线包覆在Ti颗粒表面，同时反应释放的N溶解到基体Ti中，在Ti颗粒中形成了由内到外N含量逐渐增加的核壳结构。实验制备的钛基复合材料表现出优异的力学性能，Ti-2BN的抗压强度达到～1.8 GPa，断裂应变为～9%，Ti-1BN的抗压强度为～1.6 GPa，断裂应变达到～20%。从钛基复合材料的结构组成对其力学性能的作用机理进行了讨论。

• 单位
  university of Queensland; The University of Queensland; The university of Queensland; 中南大学; 粉末冶金国家重点实验室