[发明专利]一种连续纤维增强钛基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其包括以铝或铝合金、钛或钛合金为靶材，连续SiC纤维为增强体，采用磁控溅射制作成在连续SiC纤维上沉积钛铝混合涂层和钛或钛合金涂层的钛-钛铝复合混杂先驱丝，然后将该先驱丝缠绕或铺排并置入钛合金基体结构中，经热压或热等静压复合得到连续纤维增强钛基复合材料的步骤。

2.根据权利要求1所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

钛-钛铝复合混杂先驱丝的制备：

将洁净的钛或钛合金靶材和铝或铝合金靶材进行安装，得到两对对称的平面靶，分别是一对钛靶材或钛合金靶材、一对铝靶材或铝合金靶材；

将洁净的SiC纤维缠绕到磁控溅射设备专用鼠笼架上，并置入磁控溅射工作室内；

采用钛靶材或钛合金靶材、铝靶材或铝合金靶材，按照设定功率比同时开启溅射，在SiC纤维上实现沉积钛或钛合金、铝或铝合金的混合溅射涂层，然后再沉积一层钛或钛合金涂层，得到钛-钛铝复合混杂先驱丝；

连续纤维增强钛基复合材料的制备：

将钛-钛铝复合混杂先驱丝以密排堆垛的方式制备成为预制增强体，然后置于金属薄壁包套中，经真空除气与真空封焊，再进行热等静压得到连续纤维增强钛基复合材料。

3.根据权利要求2所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述热等静压的温度为900℃-1000℃，压力为100MPa-170MPa，时间为1h-4h。

4.根据权利要求2所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述溅射的加速电压为200-400V，工作气压为0.1-2Pa，电流密度为3-9mA/cm²，功率密度为0.6-3.6W/cm²，氩气流量为25-75sccm。

5.根据权利要求2所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述设定功率比为钛靶材或钛合金靶材∶铝靶材或铝合金靶材＝1∶(0.35-1)。

6.根据权利要求2所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述洁净的SiC纤维是将SiC纤维依次通过丙酮清洗和无水乙醇清洗得到的。

7.根据权利要求2所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述洁净的钛靶材或钛合金靶材和铝靶材或铝合金靶材是通过下列方法制备得到的：

将钛靶材或钛合金靶材进行酸洗，将铝靶材或铝合金靶材进行碱洗，得到表面去杂的钛靶材或钛合金靶材、铝靶材或铝合金靶材；

将表面去杂的钛靶材或钛合金靶材、铝靶材或铝合金靶材分别依次在丙酮、无水乙醇中进行超声波清洗，得到洁净的钛靶材或钛合金靶材、铝靶材或铝合金靶材。

8.根据权利要求2所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述金属薄壁包套包括钛合金包套。

9.根据权利要求2所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：该方法还包括对金属薄壁包套依次进行酸洗、丙酮清洗和无水乙醇清洗的步骤。

10.权利要求1-9任一项所述的连续纤维增强钛基复合材料的制备方法制备得到的连续纤维增强钛基复合材料。