[发明专利]一种双纤维协同增强钛铝层状复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种双纤维协同增强钛铝层状复合材料，其特征在于，该复合材料由交替分布的钛层、金属间化合物层构成，其中，金属间化合物层包括金属间化合物基体、NiTi纤维、SiC纤维及所述纤维与所述金属间化合物基体之间的界面结合区。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的金属间化合物基体包括Al₃Ti单相区、（Al₃Ti+Al₃Ni）多相区。

3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的NiTi纤维、SiC纤维平行排布于同一金属间化合物层中。

4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，该复合材料由交替分布的钛层、金属间化合物层构成，其中，包括4个钛层，3个金属间化合物层。

5.如权利要求1-4任一所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）从上至下，按照“钛合金箔-NiTi纤维-纯铝箔-纯钛箔-纯铝箔-SiC纤维-钛合金箔”为一个结构单元，将预处理后的原材料进行叠放，共堆叠3个结构单元，每两根NiTi纤维或SiC纤维在水平方向上的间距为1~2mm；

（2）采用真空热压烧结法，在真空度为10^-3 Pa条件下，温度以10 ℃/min的速度由室温升至600 ℃后保温1~2 h，此时压力保持2~3 MPa，随后以1~2℃/min速度升温至630~645 ℃并保温1~2 h，升温过程中压力为1~2 MPa，保温过程中压力降低至0.1 MPa，接下来缓慢升温至645~660 ℃并保温2~5 h，最后随炉冷却至室温，压力保持为2~3 MPa，保温阶段总时长为4~9 h。

6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，钛合金采用TC4；纯铝采用1060 Al；纯钛采用TA1。

7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，SiC纤维采用钨芯SiC陶瓷纤维，通过化学气相沉积法制备，首先在钨芯表面沉积一定厚度的β-SiC，最后再在外表面沉积一层碳涂层，沉积碳涂层的目的是保护SiC，避免其与Al过度反应而影响材料性能，相当于一层保护层，其中，钨芯直径为15~20μm，碳涂层厚度为0.1 μm。

8. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，预处理是指采用金相砂纸对钛合金箔、纯铝箔、纯钛箔及NiTi合金纤维表面进行打磨、去除氧化层，然后于25~40℃下超声水洗15~25min，最后无水乙醇清洗、干燥。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，预处理是指采用无水乙醇清洗SiC纤维表面、干燥。