放电等离子烧结制备Ti/C叠层材料及其力学性能

李培培¹，龙文元¹，傅正义²，徐升³

1. 南昌航空大学航空制造工程学院2. 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室3. 南京理工大学材料科学与工程学院

摘 要：以Ti和C的片状材料为原料,利用放电等离子烧结(SPS)技术烧结制备了具有层状结构特征的Ti/C叠层复合材料,研究了不同烧结温度下的叠层材料的组织形貌和室温力学性能。研究结果表明:随烧结温度的升高,反应层的厚度增大,烧结温度达到1500℃时,反应层的厚度可达到32.6μm,进一步提高烧结温度,将会使Ti发生熔化现象,无法得到Ti/C叠层复合材料。当烧结温度达到1500℃和1510℃,层状复合材料的抗弯强度和断裂功分别达到最大值1571.51MPa和215.09×103 J/m2。Ti/C叠层复合材料的裂纹扩展路径主要有裂纹偏转、裂纹并行扩展和裂纹尖端的分叉钝化,这些扩展路径是叠层材料增韧的主要机制。

关键词：放电等离子烧结;叠层材料;抗弯强度;断裂功;增韧机制;