Ti(C0.5N0.5)颗粒增强钛基复合材料显微组织和力学性能的研究

韩 威 ，姜中涛 *，杨 鑫 ，敬小龙

（1.成都大学机械工程学院,四川 成都 610100；2.重庆文理学院材料科学与工程学院,重庆 402160；3.材料表界面科学重庆市重点实验室,重庆 402160）

0 引言

钛合金具有密度低、比强度高、热稳定性优异、耐腐蚀性优异、生物毒性低、生物相容性好等特点，已成为当今社会一种极其重要的新型结构材料，被广泛应用于航空航天、国防工业、生物医学、化学工业、船舶汽车等领域[1−5]。但是，低硬度和较差的摩擦性能限制了钛合金在严重磨损和摩擦条件下的应用，抗氧化能力不足限制了钛合金在高温领域的应用[6−7]。为了适应在各种复杂环境下的服役工况，要求钛基复合材料要轻质、疲劳性能好、高韧、高刚度[8]。颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）由于其优越的刚度、韧性和优异的比强度，受到了国内外的广泛关注并被研究[9]。

在钛基复合材料中加入陶瓷增强体是显著提高钛基复合材料强度、弹性模量和抗蠕变性能的有效手段[10]。与Ti 合金相比，陶瓷颗粒或晶须增强的不连续增强钛基复合材料(DRTMCs)具有相近的密度(4.5 g/cm3)，但其使用温度可提高200 ℃，甚至达到600～800 ℃[11]。TiC 是首选的陶瓷颗粒增强体之一，TiC 由于其化学相容性和热力学稳定性，是Ti 基体中最合适的补强剂之一，由于较高的熔点和硬度，它更适合高温耐磨应用[12]。冯俊[13]通过原位反应制备TiC/Ti 基复合材料,研究表明微量的TiC能够提高复合材料的抗压强度和断裂韧性。张新疆[14]等人利用石墨烯和钛粉末为原材料，制备了原位TiC/Ti 钛基复合材料，与铸态和烧结态纯钛相比，这种复合材料具有显著提高的硬度和室温抗压强度。……