金属热处理

作者：唐洪武, 张晓敏, 赵志鹏, 张恒嘉

单位：1.重庆大学 航空航天学院, 重庆 400044;；2.重庆大学 非均质材料力学重庆市重点实验室, 重庆 400044

关键词：SiC纤维增强钛基复合材料,热-力-扩散-反应耦合,相场法,界面层生长,热压烧结

基金：国家自然科学基金面上项目(11872130);重庆市自然科学基金面上项目(cstc2019jcyj-msxmX0084)

提出一个热-力-扩散-反应强耦合相场模型来研究热压烧结制备工艺对连续碳化硅纤维增强钛基复合材料中金属间化合物生长规律的影响。模拟结果表明,在两种不同温度下各个界面反应层(Ti3SiC2/Ti5Si3Cx/Ti5Si3Cx+TiC/TiC)的厚度生长与试验值吻合较好。增大外加压力能促进界面层厚度的生长,但对其中抗拉强度最低的Ti5Si3层的生长起显著的抑制作用,同时使各界面反应层由周向拉应力状态逐渐转变为压应力。温度的升高使断裂韧度最大的Ti3SiC2层厚度增大,但也使总界面层和Ti5Si3层的厚度增加。因此,在制备工艺上适当增加压力并选择合适的温度,得到厚度适宜的界面反应层的同时,尽可能使Ti5Si3层变薄和Ti3SiC2层变厚是提高SiCf/Ti复合材料力学性能的重要途径。

来源：2023年第2期

《金属热处理》期刊编辑部

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