聚合物转化陶瓷相原位强化钛复合材料
传统材料往往只能在日常普通的条件下使用。随着科学技术的不断进步,我们力求生产或生活中每一步工艺都达到极致的高效、理想,因此,我们对材料的要求也越来越高。特别明显的,我们对能在极端环境下使用的材料需求越来越强烈。举个简单的例子,我们都知道月球可不像地球这样春暖花开,其昼夜温差巨大,这就要求制造登月卫星的材料上得了高温,下得了低温,别稍微温度一高就胀裂或者一冷就冻碎了。在对能在极限条件下使用的材料研究中,我们特别关注同时具有高的比刚度和高温抗蠕变和耐磨损性材料的研究。
说得简单想得挺美,但事实上要想让一种材料身兼这么多种超强性能可不是易事。还好金属基复合材料(MMCs)为这些特殊的性能提出了解决方案,而且尤其能适应在高温下工作。但还很遗憾的是金属基复合材料由于其高成本及工艺和技术的限制,目前还只能在特定情况下应用。
为了应对这一点,帕多瓦大学的一个研究小组(Biasetto等)研究了以硅基聚合物和Ti6Al4V合金粉末为原料的微观尺寸范围的钛基复合材料。高能球磨工艺被运用来制成聚合物和金属的层状结构。此外,还对材料进行了高温下的热处理。在高温下的热处理有多个目标:分解聚合物,诱导聚合物的残(包括气态和固体)和钛基体反应,后将金属基体与反应产物烧结。终能得到硬度和耐磨性比标准的Ti6Al4V都有改善、有TiC和Ti5Si3以微米尺度分散其中的Ti6Al4V合金。
鉴于该方法的普适性和终产物的出色的耐受能力,使用含Si聚合物作为金属基复合材料中的陶瓷增强相的前驱体的方法很可能成为将来金属基复合材料制备的重要方法。
更多信息请关注复合材料信息网http://cnfrp.net
说得简单想得挺美,但事实上要想让一种材料身兼这么多种超强性能可不是易事。还好金属基复合材料(MMCs)为这些特殊的性能提出了解决方案,而且尤其能适应在高温下工作。但还很遗憾的是金属基复合材料由于其高成本及工艺和技术的限制,目前还只能在特定情况下应用。
为了应对这一点,帕多瓦大学的一个研究小组(Biasetto等)研究了以硅基聚合物和Ti6Al4V合金粉末为原料的微观尺寸范围的钛基复合材料。高能球磨工艺被运用来制成聚合物和金属的层状结构。此外,还对材料进行了高温下的热处理。在高温下的热处理有多个目标:分解聚合物,诱导聚合物的残(包括气态和固体)和钛基体反应,后将金属基体与反应产物烧结。终能得到硬度和耐磨性比标准的Ti6Al4V都有改善、有TiC和Ti5Si3以微米尺度分散其中的Ti6Al4V合金。
鉴于该方法的普适性和终产物的出色的耐受能力,使用含Si聚合物作为金属基复合材料中的陶瓷增强相的前驱体的方法很可能成为将来金属基复合材料制备的重要方法。
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