鈦基復合材料有低密度、高比強度、耐高溫、耐腐蝕等優點，在航空航天等領域有潛在的應用前景[1~5]
TiC的熱穩定性良好且與Ti基體具有化學相容性，是鈦基復合材料的理想增強體[6,7]
這種鈦基復合材料的TiC增強相，可外加或原位生成
與外加法相比，原位生成TiC增強相分布均勻，且界面粘結良好[8, 9]，是制備不連續TiC增強鈦基復合材料的一種經濟有效方法
碳納米管(MWCNTs)，是原位自生TiC增強鈦基復合材料的一種理想增碳源
與碳粉、石墨、B4C相比，MWCNTs有高強度、低密度和大比表面積等優點，還能提高復合材料的強度和摩擦學性能
Khurram [10]等在鈦基體中只添加0.5%的MWCNTs，就使復合材料的抗壓強度提高到1056 MPa，提高了39%
Sun[11]等用真空熱壓燒結制備了MWCNTs增強鈦基復合材料
結果表明，隨著MWCNTs添加量的提高TiC增強相的析出量增加，復合材料的硬度和強度提高
K. Kondoh[12]用粉末冶金和熱擠壓法制備CNTs/Ti復合材料，原位合成的TiC顆粒均勻、細小分布
生成的TiC增強相，可提高復合材料的高溫性能
微波燒結，有燒結快、高效節能和改善材料組織、提高材料性能等優點
朱鳳霞等[13]用微波燒結純銅壓坯，可在短時間內使其致密化，相對密度達到97.3%
羅軍明等[14]用微波燒結法制備了TiC/TC4復合材料，其相對密度比真空燒結提高了2%~6%，抗壓強度比用熔鑄法制備的鑄態鈦基復合材料提高了5%~15%
鑒于此，本文以納米管(MWCNTs)和純鈦為原料用微波燒結法原位合成TiC增強鈦基復合材料，研究MWCNTs的添加對復合材料的組織和性能的影響，并探討TiC增強相的生成機理
1 實驗方法
選用多壁碳納米管(MWCNTs)為原位自生TiC增強相的供碳源
如圖1a所示，純化處理后多壁碳納米管呈管狀重疊分布，表面的不定形碳較少，長度為50~60 nm
純化的目的是使碳納米管帶有羧基、羥基等基團，提高其親水性并使碳納米管在鈦粉中分散均勻
基體材料選用片狀鈦粉，如圖1b所示，其表面光滑且尺寸較為均勻
圖1
圖1制備鈦基復合材料用原材料
Fig.1Raw materials for preparing titanium matrix composites (a) purification
聲明：
“微波燒結原位合成TiC增強鈦復合材料的性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：胡滿銀,歐陽德來,崔霞,杜海明,徐勇
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2025年07月24日 ~ 26日 
