SiC纤维增强钛基复合材料工艺设计

目录摘要1

1 引言1

1.1 纤维增强钛基复合材料的性能特点以及应用前景1

1.2 复合材料体系的选择2

1.2.1 基体的选择2

1.2.2 增强体的选择3

1.3 本工艺设计的研究内容与目标3

2 纤维及基体的表面处理3

2.1 SiC纤维的表面处理3

2.2 基体Ti-6Al-4V合金箔的表面处理4

3 箔一纤维一箔法（Foil-fiber-foil method）

制备SiC/Ti-6Al-4V复合材料工艺设计4

3.1 工艺原理4

3.2 优缺点4

3.3 工艺流程图5

3.4 具体步骤5

3.4.1 材料预处理5

3.4.2 编制纤维布5

3.4.3 热压复合5

3.5 热压复合工艺5

3.5.1 温度5

3.5.2 压力5

3.5.3 保温保压时间6

4 浆料带铸造法（Sluny tape casting method）

制备SiC/Ti-6Al-4V复合材料工艺设计6

4.1 工艺原理6

4.2 优缺点6

4.3 工艺流程图6

4.4 具体步骤7

4.4.1 选择粘结剂7

4.4.2 细化纯Ti粉7

4.4.3 编制纤维布7

4.4.4 制备预制体7

4.4.5 真空除气及热压复合8

5 纤维涂层法（Matrix eoatednber method）

制备SiC/Ti-6Al-4V复合材料工艺设计8

5.1 工艺原理8

5.2 优缺点8

5.3 工艺流程图9

5.4 具体步骤9

5.4.1 靶材的制作与增强体纤维的缠绕9

5.4.2 溅射涂层9

5.4.3 涂层纤维的堆垛与填装9

5.4.4 真空封焊和热等静压10

5.5 溅射工艺10

5.5.1 反溅射时间10

5.5.2 溅射功率10

5.5.3 工作气压10

5.6 热等静压工艺11

6 总结11

致谢11

参考文献12

SiC纤维增强钛基复合材料的工艺设计

摘要：本文进行的材料工艺设计选择Ti-6Al-4V合金作为基体，SiC作为增强体，以材料的结构性能要求确定了设计目标。首先介绍了纤维增强钛基复合材料的性能特点和应用前景。通过大量查

阅文献，确定了SiC增强钛基复合材料的三种工艺方案，分析了三种工艺的原理以及优缺点，详

细介绍了三种方案的工艺流程。最后对SiC纤维增强钛基复合材料的工艺设计方案进行了总结。

关键词：纤维增强；箔一纤维一箔法；浆料带铸造法；纤维涂层法；工艺设计

Process Design of Fabrication of Titanium Matrix Composites Reinforced with SiC Fiber

Abstract:The design of composite material is based on titanium,and intensifying material is SiC,using structural properties of the materal to determine the design goals.Firstly,paper gives a genaral introduction about the performance charactertistics and application prospect.Through a lot of

literature,the three scheme of design of titanium matrix composites reinforced with SiC fiber is determined,and analysing the mechanism of three preparation methods and their advantages and disadvantages ,the process charts of scheme is introduced in detail.Finally,making a summary of scheme

of process design of fabrication of titanium matrix composites reinforced with SiC fiber.

Key words:Fiber reinforced; Foil-fiber-foil method ; Sluny tape casting method ; Matrix eoatednber method ; Process Design

1 引言

1.1纤维增强钛基复合材料的性能特点及应用前景

用纤维增强常规钛合金所制成的复合材料（TMC）具有比常规钛合金更高的比强度、比刚度

以及良好的抗高温（可以在高于600℃的环境中使用）、耐腐蚀性能，为基体钛合金所无法比拟，因此在航空航天、汽车等领域有着广阔的应用前景[1]。可满足未来航空航天所需可耐更高温度、

更高负载的要求，尤其适合于新一代航空涡轮发动机对高温机械性能的追求，有望用于未来先进

航天飞机的蒙皮、刚性件和高性能发动机部件上，若用作发动机的转子、风扇叶片和盘件的制造

材料，可以使得发动机减重30%[2,3]。

1.2复合材料体系的选择

1.2.1基体的选择

复合材料就是兼有复合体系各组元或组分的优点，又能克服各自的缺点，所以新合成的复合

材料具有比各组元或组分更加优异的使用性能。做为连续SiC纤维增强钛基复合材料的钛合金基