[发明专利]原位自生钛基复合材料复合叠层构件及其制备方法与用途

权利要求书

1.一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、线切割加工得到钛合金基材和钛基复合材料板材试样；

B、对板材试样进行表面处理；

C、贴紧至少一层钛合金基材和至少一层钛基复合材料板材试样得到复合板材构件，将复合板材构件放入压力模具中，在与压力模具接触的复合板材构件表面涂BN溶液，并将复合板材构件固定于压力模具中，置于真空热压炉中预压紧；

D、对复合板材构件真空高温压制，制备得到无界面空洞缺陷的钛基复合材料复合叠层构件；

步骤A中所述钛合金基材包括Ti₆Al₄V、纯钛中的一种或多种；

所述钛基复合材料板材试样为原位自生颗粒增强体增强的钛基复合材料，所述原位自生颗粒增强体包括TiB、TiC、Re_xO_y、Ti₅Si₃中的一种或多种，所述原位自生颗粒增强体的体积百分含量在3%-10%之间；

步骤D中所述真空，真空度小于或等于10^-3Pa；所述高温的温度为850-950℃，加热速率为10-15℃/min；

步骤D中所述压制的压力为5-15MPa，时间为0.5-1.5h。

2.根据权利要求1所述的原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法，其特征在于，所述原位自生颗粒增强体为TiB、TiC、Re_xO_y；所述TiB、TiC、Re_xO_y的体积比为TiB:TiC:Re_xO_y=(2-5):(2-5):1，其中TiB与TiC的体积比为TiB:TiC =1:1。

3.根据权利要求1所述的原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法，其特征在于，所述步骤B具体包括如下步骤：

a、机械抛光，所述机械抛光包括依次用200#、400#、600#、800#、1000#、2000#金相砂纸逐级磨光，或先用磨床处理到一定的光滑度然后再用2000#金相砂纸磨光得到抛光后板材；

b、化学清洗，所述化学清理包括将机械抛光后板材放入丙酮溶液中用超声波清洗10-15min。

4.根据权利要求1所述的原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，将复合板材构件固定于压力模具中具体包括：采用点焊法将钛合金基材和钛基复合材料板材之间四角焊接固定。

5.根据权利要求1所述的原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：将复合板材构件温度900℃，压力10MPa，真空高温压制1h，制备得到无界面空洞缺陷的钛基复合材料多层板构件。

6.一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法制备得到，包括至少一层钛合金基材和至少一层钛基复合材料板材试样；所述钛合金基材包括Ti₆Al₄V、纯钛中的一种或多种；所述钛基复合材料板材试样为原位自生颗粒增强体增强的钛基复合材料，所述原位自生颗粒增强体包括TiB、TiC、Re_xO_y、Ti₅Si₃中的一种或多种，所述原位自生颗粒增强体的体积百分含量在3%-10%之间。

7.一种根据权利要求6所述的原位自生钛基复合材料复合叠层构件的用途，其特征在于，应用于航空航天领域。