[发明专利]一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法。本发明对纳米纤维进行表面处理，利用强酸对Ti₅Si₃粉体进行处理，将处理好的纳米纤维与Ti₅Si₃粉体进行混合，用超声波实现均匀分散，然后进行真空干燥，得到Ti₅Si₃‑纳米纤维复合粉体，将上述粉体放入石墨模具中，并放入真空热压炉中，升温到1400℃，保温，退火并降温至300℃，再随炉冷却，得到纳米纤维增强Ti₅Si₃基复合材料。本发明克服了在常温下Ti₅Si₃脆性较大，其常温和高温强度还无法满足需要实际工程领域的应用的缺陷。本发明采用纳米纤维与Ti₅Si₃粉体为原料，利用表面处理技术、超声分散及真空热压烧结工艺，制备出力学性能优异的纳米纤维增强Ti₅Si₃基复合材料，制备的Ti₅Si₃基复合材料，致密度高、气孔率小、纯度高、力学性能优异。

技术领域

本发明涉及纳米纤维纤维增强复合材料，特别涉及一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法。

背景技术

Ti₅Si₃的晶格为D88结构，密度4.36g/cm³，熔点为2130℃，具有较好的高温稳定性，较高的高温强度和良好的抗氧化能力，有希望用于1300℃以上的结构方面。另外，由于其电阻和热阻均较低，Ti₅Si₃也有希望用于电气连结和扩散阻挡层。单相Ti₅Si₃可以通过热压烧结或热等静压Ti₅Si₃的粉末或相应比例的Si和Ti粉末得到。

在本发明做出之前，由于在常温下Ti₅Si₃脆性较大，其常温和高温强度还无法满足需要实际工程领域的应用。这些问题如果不加以解决，在应用过程中会引起材料产生损伤、失效，甚至产生严重的断裂破坏。因此发展Ti₅Si₃基复合材料是克服上述缺陷的发展方向之一，而现有的工作基本上只是关于单相Ti₅Si₃材料的。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法。

本发明通过下述技术方案予以实现：

一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法，其主要技术特征在于步骤如下：

(1)对纳米纤维进行表面处理；

(2)利用强酸对Ti₅Si₃粉体进行处理；

(3)将处理好的纳米纤维与Ti₅Si₃粉体进行混合；

(4)用超声波实现均匀分散，然后进行真空干燥，得到Ti₅Si₃-纳米纤维复合粉体；

(5)将上述粉体放入石墨模具中，并放入真空热压炉中，升温到1400℃，保温；

(6)退火并降温至300℃，再随炉冷却，得到纳米纤维增强Ti₅Si₃基复合材料。

所述步骤(1)中纳米纤维为碳纳米管或氧化铝或碳化硅纳米线。

所述步骤(1)中纳米纤维的改性通过以下方法达到：加入表面活性剂的溶液进行表面处理；或电镀或化学镀表面处理方法；或高能射线辐照改性。