添加碳纳米管的钛合金复合材料开发
发布时间:2017-11-28 06:48
作者:互联网
来源:
46
碳纳米管(CNT)作为一维纳米材料,其高模量、高
强度及综合性能是复合材料的理想增强体。利用CNT为增强体制备
钛基复合材料,探索新的CNT增强钛基复合材料的制备
工艺并研究其对材料性能的影响,对
改善钛合金性能和拓展钛
合金应用领域,都具有重要的理论意义和实用
价值。
日本学者滝澤秀一等人研究了在钛合
金中添加碳纳米管(CNT)的制造技术。通过在代表性的钛合金Ti-6Al-4V及SP700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)中均一微细
分散地添加碳纳米管(添加量<1%,质量分数)及其相应的后续制造技术,使合金的强度、延性、刚性大幅度改善。开发的
基础技术包括:①抑制CNT与钛反应的CNT的涂层技术;②涂层CNT与钛
合金粉末的混合技术;③粉末混合物的
烧结技术;④烧结体的塑性加工技术;⑤改善性能和加工
热处理及
热处理技术;⑥在高尔夫球杆头部击球面上的应用及表面的电子束处理。为了防止CNT与钛合金在高温下发生反应,开发了CNT表面的Si涂层形成工艺技术。通过对混合装置旋转轴速度
冷却水温等的优化,改善了混粉过程中CNT的
凝聚及Ti粉的凝固等问题。用放电
等离子烧结法,可在短时间内实现烧结。塑性加工采用适宜条件下的热锻工艺方法。热加工后分别研究了两种合金的热处理工艺,Ti-6Al-4V合金采用950℃的模压
淬火,480℃
时效处理,而SP-700钛合金采用870℃的模压淬火,450℃时效处理。热处理后两种合金均可获良好的力学性能。用添加碳纳米管的钛合金复合材料试制了高尔夫球杆击球面。对该表面进行电子束处理,提高了击球面的表面质感及耐久性。所开发的
生产技术大大提高了钛合金的强度、延性和弹性模量等各种性能及各性能之间的匹配,可望扩大钛合金在
汽车发
动机部件等运动部件上的应用。(晓红)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。