《表1 纯钛、钛合金与增强体材料的性能[10]》

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《粉末冶金法制备颗粒增强钛基复合材料的研究进展》

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颗粒增强体的特性直接影响钛基复合材料的服役性能及寿命。表1[10]所示为钛及钛合金基体材料与颗粒增强体的参数对比。由表可知，TiB和Al2O3都与基体材料有相似的热膨胀系数，因此在加工过程中很少出现因残余应力所引起的裂纹缺陷[11]。微量TiB的加入即可大幅度提高材料的强度、硬度和弹性模量，较其他陶瓷增强体具有突出优势[12]。此外，在新近的研究中，有利用CaB6作为增强体强化钛基复合材料。Zhang等[13]通过粉末冶金工艺在工业纯钛（CP-Ti）中加入CaB6，引入的Ca元素易于与固溶在基体中的氧结合，弥散生成CaTiO3强化相，降低基体氧含量，并抑制晶界处晶粒的生长，添加B元素同样可以与钛基体原位生成Ti B增强体，多级弥散增强钛基复合材料。图1[14]所示为TiB与TiC增强体颗粒在Ti?6Al?4V基体中的形貌和能谱分析，其中TiC为等轴状和枝晶状形态，弥散分布且受力均匀；TiB为针状相，使复合材料的力学性能存在各向异性，当横向受力时易发生断裂，相比于TiC增强体，TiB在基体中的强化效果具有一定的局限性。张茂盛[15]研究证明，Ti B和TiC两种增强体可以相互抑制生长，得到细小的增强体颗粒，并且对基体晶粒也有一定的细化作用，可提高钛基复合材料的综合力学性能。