钛基复合材料是很重要的一类结构材料，在航空航天、汽车、能源这些领域有着很广阔的应用前景。

钛基复合材料里，钛碳化物（TiC）和钛硼化物（TiB）已经被大量研究并得到应用，这么做是为了提升钛基复合材料的力学性能和综合性能。

对于钛基复合材料研究领域里的学术研究者还有工程技术人员来说，研究成果能给高性能钛基复合材料的开发与应用提供新的思路和方向。

【一、钛基复合材料的概述】

（一）钛基复合材料是啥，有啥特点呢

钛基复合材料是一种复合材料，这种材料是在钛基合金或者纯钛基质里嵌入增强相形成的。它的特别之处就在于把钛的重量轻、强度高以及耐腐蚀性能好这些优点，和增强相（像纤维、颗粒或者片层）的高强度、高刚性融合到一起了。

钛基复合材料有不少特点，像强度和刚度特别好、密度比较低、耐腐蚀性优异、高温性能良好，还有抗疲劳和抗冲击等特性。

钛基复合材料的可加工性也很不错，能通过好多种制备方法来加工、成型。有这些特性的钛基复合材料是很理想的结构材料，在航空航天、汽车、医疗器械还有能源等领域都用得挺多的。

（二）钛基复合材料于工程领域的运用

在航空航天这块儿，钛基复合材料密度低，高温性能和耐腐蚀性都很优异。所以呢，能用来制造航空发动机零部件、机身结构还有飞机起落架这些关键的部件，这样就能提升飞机的性能和燃油效率了。

在汽车制造的时候，钛基复合材料能够用来做汽车发动机的部件、底盘组件还有车身结构。这样一来，汽车就会变得更轻、更结实，还更耐腐蚀，而且燃油经济性也能提高。

钛基复合材料在能源行业也能派上用场，像用来制造核能系统的零部件啊，还有火力发电设备以及太阳能板这些。另外，钛基复合材料有独特的性能，这让它在医学领域也有很重要的用途，就像做骨科植入物和牙科修复材料之类的。

总之，钛基复合材料能被广泛应用，是因为它性能特别好，能达到工程领域对材料重量轻、强度高、耐腐蚀的要求。

（三）钛基复合材料增强的原理

钛基复合材料主要靠往钛基质里引入增强相来增强，像纤维、颗粒或者片层这些都能当作增强相。增强相和钛基质相互作用后，材料的力学性能就变强了。

增强相强度和刚度高，能让材料的抗拉强度和刚度有所提高，这样材料的强度和刚性就增强了。增强相是分散的，再加上界面结合剂起作用，就可以有效防止晶体滑移和晶间滑移，材料的屈服强度和耐疲劳性也就提高了。

增强相能够吸收和分散外部应力，阻止材料里裂纹进一步扩展，提升材料的抗冲击能力。合理选择和设计增强相，就能让钛基复合材料的优异性能完全发挥出来，满足不同工程领域对材料性能的需求。

【二、TiC和TiB增强钛基复合材料的研究现状】

（一）TiC和TiB的性质与应用

现在，在钛基复合材料里，大家对增强相的研究大多都放在TiC和TiB这两种材料上了。TiC硬度高、熔点高，化学稳定性也好，所以在钛基复合材料里，它被广泛用作增强相。

TiC颗粒硬度高，而且分布均匀，这样就能有效增强钛基材料的抗磨损能力和耐久性。另外，TiC还能提升材料的热稳定性以及抗高温氧化的能力。

TiB的熔点、硬度和刚度都比较高，在钛基复合材料里当增强相的时候，能让材料的耐磨性和耐高温性能明显提升。TiB的化学惰性和电导性能也不错，可以用在电子封装、导热材料这些领域。

所以，TiC和TiB在航空航天、汽车、医疗和能源这些领域被广泛研究和应用，用来提升钛基复合材料的力学性能、耐磨性以及高温稳定性。

（二）钛基复合材料中TiC和TiB增强相的制备方法

粉末冶金法是一种常用的制备方法。先把钛基金属粉末和碳源，还有适量的TiC或者TiB颗粒混合起来，接着用高温烧结或者热压致密这类工艺进行烧结，这样最终就能得到复合材料了。

还有一种制备的方法叫熔体浸渗法。这种方法就是把钛基材料放到含有TiC或者TiB颗粒的熔体里，经过熔体浸渗和凝固以后，复合材料就形成了。

另外，还有电解沉积法、机械合金化法、等离子体增强燃烧合成法之类的方法。这些方法能对颗粒的大小、分布以及局部浓度加以控制，从而达成理想的增强效果。

目前，制备TiC和TiB增强钛基复合材料的时候还存在一些难题呢，像增强相和基体之间的界面反应啊、颗粒的分散程度呀，还有材料成本之类的问题。所以呢，研究人员得进一步把制备方法优化一下，这样才能提高复合材料的性能，让它更可控。

（三）对TiC和TiB增强钛基复合材料的力学性能进行评价

要知道TiC和TiB增强钛基复合材料性能好不好，对其力学性能进行评价是很重要的一种方式。一般会用拉伸性能测试、硬度测试、冲击强度测试这类方法来评估这种复合材料的机械性能。

拉伸性能测试能够对复合材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等指标进行测量，以此来评估它的耐拉伸性能。硬度测试则可测量复合材料的硬度，从而体现其抗压性能和耐磨性能。

冲击强度测试能够对复合材料的抗冲击性能加以评估，办法是测量复合材料在冲击载荷下的断裂韧性，以此判断其抗冲击性能。此外，也能开展疲劳性能测试与creep性能测试，来评判复合材料的耐久性与稳定性。

【三、 TiC和TiB混杂增强钛基复合材料的制备技术研究】

（一）TiC与TiB混合起来增强的原理

TiC和TiB的混杂增强原理呢，就是把TiC和TiB这两种增强相一块儿引入到钛基复合材料里，好让材料的综合性能得到提升。TiC硬度高，热稳定性也好，能让复合材料更耐磨，高温的时候也更稳定。

TiB的熔点高，刚性强，能大大提升复合材料的耐磨和耐高温性能。TiC和TiB颗粒经过混杂增强后分布得很均匀，这样就能产生更强的界面相互作用，增强相和基体之间的结合强度也能提高，材料的强度、硬度以及抗冲击性能也就跟着提高了。

TiC和TiB混合起来进行增强时，还能对这两种相的含量与颗粒大小作出调节，这样就能符合不同应用场景下对材料性能的要求了。

（二）对制备方法的研究与改进

对于TiC和TiB混杂增强钛基复合材料的制备，研究人员做了很多研究与改进工作。现在常用的制备方法有热压烧结法、熔体浸渗法以及粉末冶金法等。

热压烧结法做出的复合材料，它的密度高，力学性能也不错。不过呢，这种方法做复合材料的时候，过程很复杂，花的成本也高。

熔体浸渗法能让增强相在基体里均匀分布。不过对高熔点的TiB而言，选好溶剂和控制溶剂温度是关键。

粉末冶金法是最常使用的制备手段，靠挑选合适的颗粒大小、混合比例以及烧结条件，对复合材料的微观结构和力学性能加以控制。

另外，研究人员还改进制备方法，像增加压力、改变烧结温度和时间这些，来提高复合材料的致密性和结合界面的强度。

（三）制备参数的优化和控制

在制备TiC和TiB混杂增强钛基复合材料的时候，优化和控制制备参数特别关键。像原料的选择、配比，还有制备时的温度、压力、时间等都属于制备参数。

选原料的时候优化一下，把配比也弄好，这样就能控制增强相颗粒的大小和分布了，复合材料的力学性能也会受到影响。制备温度的选择得保证增强相能形成，还得防止相互反应，也不能让基体过热被破坏。

对压力加以控制，能有效降低孔隙率，让材料的致密性和强度得到提高。另外，制备时间对相互反应能否完成以及界面结合的形成有着重要的影响。

总的来说，在TiC和TiB混杂增强钛基复合材料的研究上有了不少新进展。把制备方法和参数优化一下，就能得到强度高、耐磨性好且高温下稳定的材料。

这几年，研究人员又通过添加别的元素或者改变微观结构的方式，让复合材料的性能得到了进一步提升。

通过先进的材料表征技术和模拟方法，深入搞清楚了增强相和基体相互作用的机制，这给设计和制备性能更高的混杂增强钛基复合材料提供了指引。

航空、航天、汽车等领域要用高性能材料，这些新的研究进展给这事儿开辟了新的可能。

关于粉末冶金TiB增强钛基复合材料的制备技术研究

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