钛基复合材料有低密度、高比强度、耐高温、耐腐蚀等优点，在航空航天等领域有潜在的应用前景[1~5]
TiC的热稳定性良好且与Ti基体具有化学相容性，是钛基复合材料的理想增强体[6,7]
这种钛基复合材料的TiC增强相，可外加或原位生成
与外加法相比，原位生成TiC增强相分布均匀，且界面粘结良好[8, 9]，是制备不连续TiC增强钛基复合材料的一种经济有效方法
碳纳米管(MWCNTs)，是原位自生TiC增强钛基复合材料的一种理想增碳源
与碳粉、石墨、B4C相比，MWCNTs有高强度、低密度和大比表面积等优点，还能提高复合材料的强度和摩擦学性能
Khurram [10]等在钛基体中只添加0.5%的MWCNTs，就使复合材料的抗压强度提高到1056 MPa，提高了39%
Sun[11]等用真空热压烧结制备了MWCNTs增强钛基复合材料
结果表明，随着MWCNTs添加量的提高TiC增强相的析出量增加，复合材料的硬度和强度提高
K. Kondoh[12]用粉末冶金和热挤压法制备CNTs/Ti复合材料，原位合成的TiC颗粒均匀、细小分布
生成的TiC增强相，可提高复合材料的高温性能
微波烧结，有烧结快、高效节能和改善材料组织、提高材料性能等优点
朱凤霞等[13]用微波烧结纯铜压坯，可在短时间内使其致密化，相对密度达到97.3%
罗军明等[14]用微波烧结法制备了TiC/TC4复合材料，其相对密度比真空烧结提高了2%~6%，抗压强度比用熔铸法制备的铸态钛基复合材料提高了5%~15%
鉴于此，本文以纳米管(MWCNTs)和纯钛为原料用微波烧结法原位合成TiC增强钛基复合材料，研究MWCNTs的添加对复合材料的组织和性能的影响，并探讨TiC增强相的生成机理
1 实验方法
选用多壁碳纳米管(MWCNTs)为原位自生TiC增强相的供碳源
如图1a所示，纯化处理后多壁碳纳米管呈管状重叠分布，表面的不定形碳较少，长度为50~60 nm
纯化的目的是使碳纳米管带有羧基、羟基等基团，提高其亲水性并使碳纳米管在钛粉中分散均匀
基体材料选用片状钛粉，如图1b所示，其表面光滑且尺寸较为均匀
图1
图1制备钛基复合材料用原材料
Fig.1Raw materials for preparing titanium matrix composites (a) purification
声明：
“微波烧结原位合成TiC增强钛复合材料的性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：胡满银,欧阳德来,崔霞,杜海明,徐勇
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2025年06月06日 ~ 08日 
