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[发明专利]一种纳米铜修饰碳纳米管增强钛基复合材料的制备方法-CN202211377917.4有效
发明人：韩远飞;魏子超;吕维洁;李劭鹏;黄光法;毛建伟 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-11-04 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： C22C1/059 文献下载
摘要：本发明提供一种纳米铜修饰碳纳米管增强钛基复合材料的制备方法，操作步骤如下：将碳纳米管与一水醋酸铜粉末进行研磨混合再进行低能球磨，使得碳纳米管与一水醋酸铜粉末均匀混合，获得碳纳米管/醋酸铜复合粉末；将碳纳米管/醋酸铜复合粉末保温获得Cu‑MWCNTs复合粉末；将Cu‑MWCNTs复合粉末与Ti基粉末球磨混合，获得Cu‑MWCNTs/Ti基复合粉末；对Cu‑MWCNTs/Ti基复合粉末进行加压烧结，获得Cu‑MWCNTs增强钛基复合材料。本发明通过对原始碳纳米管表面进行纳米铜修饰，在一定程度上抑制TiC的生成，可保证碳纳米管的结构完整性，获得强塑性匹配的Cu‑MWCNTs增强钛基复合材料。
一种纳米修饰增强复合材料制备方法

[发明专利]用于制备构型复合材料的限域填粉法-CN202111519447.6有效
发明人：韩远飞;吴华舵;吕维洁;黄光法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： B22F3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于制备构型复合材料的限域填粉法；利用原料粉末的流动性控制异种粉末分布，粉末经冷压、烧结固化及挤压等塑性变形加工后，可制备出具有特定构型的复合材料。先制备出上下连通的具有特定形状的薄壁构件，随后将薄壁构件放入装粉容器中。装粉容器内部空间便被薄壁构件分隔成薄壁内部a区域，及薄壁构件与装粉容器内壁围成的b区域。在a区域填入A粉末，在b区域填入B粉末，随后拔出薄壁构件，A粉末便以a区域形状分布。对粉末进行固化处理后，进行挤压等塑性变形处理，可以进一步细化结构，从而制备出具有特定构型的复合材料。此方法只要求原材料可制备成粉末状态并具有适当的流动性，为制备具有构型的复合材料提供了开创性思路。
用于制备构型复合材料限域填粉法

[发明专利]一种固态渗碳或离子渗碳制备层状钛基的复合材料及方法-CN202111046389.X有效
发明人：韩远飞;吕维洁;段宏强;黄光法;毛建伟 -专利权人：上海交通大学包头材料研究院
申请日： 2021-09-08 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： B32B15/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种固态渗碳或离子渗碳制备层状钛基的复合材料及方法，其包括如下步骤：一、按照设计要求加工钛合金或钛基复合材料薄片，并对薄片表面进行酸洗，去除氧化膜和其它污染物；二、采用固态渗碳或离子渗碳对目标薄片进行双面渗碳强化处理；三、将渗碳钛片与未处理钛片进行交替层叠组装成层状结构预制体；四、将层状结构预制体置于真空热压炉中，通过高温压力连接实现良好的层间界面冶金结合，最终随炉冷却至室温，获得层状钛基复合材料；本发明通过渗碳表面处理，可以将钛表面硬度从266HV提高至770HV，形成150μm的钛基复合材料渗层，该方法渗层与基体结合紧密，制备方法简便，成本低，易于实现，适合纯钛、钛合金和钛基复合材料等各种牌号。
一种固态渗碳离子制备层状复合材料方法

[发明专利]一种高强韧钛基复合材料的双峰结构的定制化构筑方法-CN202211623289.3在审
发明人：韩远飞;陈佳婧;吕维洁;李劭鹏;魏子超;黄光法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-12-16 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： B22F9/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种高强韧钛基复合材料的双峰结构的定制化构筑方法，以提高强韧性匹配为导向，定制化的设计粗晶区和细晶区，呈现双峰结构特征，通过调控原材料粉体内晶粒尺寸，精准地组装不同晶粒尺寸的粉体，控制粗/细晶粒的比例，分布和含量，随后经过高温固结形成块体材料。所获钛基复合材料呈现定制化的双峰结构特征，在不降低塑性的前提下，强度获得大幅提升。
一种强韧复合材料双峰结构定制构筑方法

[发明专利]多层次纳米颗粒增强的高强韧钛基复合材料的制备方法-CN202211489986.4在审
发明人：韩远飞;李劭鹏;吕维洁;魏子超;陈家婧;黄光法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-11-25 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： C22C1/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种多层次纳米颗粒增强的高强韧钛基复合材料的制备方法，通过在粉体中预先植入超细网状结构纳米增强体，优化了粉末冶金钛基复合材料组织，制备出高强韧纳米颗粒增强钛基复合材料，涉及金属基复合材料领域。包括如下步骤：(1)筛选内嵌超细网状结构钛基复合材料粉体；(2)低温预压烧结；(3)高温致密化烧结；(4)时效处理组织调控。最终获得微观组织均匀细小，且纳米增强体呈晶界/晶内多层次分布的高强韧钛基复合材料。本方法消除了粗大的魏氏组织，并同步细化基体晶粒及增强体尺寸，实现了增强体尺寸和分布的精细调控，有助于高强韧钛基复合材料及其构件的近净成形，在航空航天等重大装备领域具有重要的应用价值。
多层次纳米颗粒增强强韧复合材料制备方法

[发明专利]多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法-CN202211590634.8在审
发明人：韩远飞;陈佳婧;吕维洁;徐晟泰;李劭鹏;魏子超;黄光法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-12-12 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： C22C1/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种多级网络结构复合叠层的梯度钛基复合材料的制备方法，其结构具有两个特征：一，沿着厚度方向，增强体体积分数逐渐增加，呈现叠层状梯度渐变形态；二，叠层结构内部，由等轴/片层α相和原位自生的网络化增强体共同组成多级网络结构。通过优化工艺参数，可以改变多级网络结构的大小、层厚、每层之间的增强体体积分数等参量，制备出的梯度钛基复合材料结构简单、可控性强，通过灵活设计使其具有优异的抗冲击性能。
多级网络结构复合梯度复合材料制备方法

[发明专利]一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及制备方法-CN202111574718.8有效
发明人：韩远飞;苏鑫;吕维洁;李劭鹏;方旻翰 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-12-21 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： B22F9/08 文献下载
摘要：本发明提供一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及其制备方法，所述高体分颗粒增强钛基复合材料的制备方法包括如下步骤：设计增强钛基复合材料成分，所述增强钛基复合材料成分包括基体钛合金A、中间合金B和原位自生反应添加颗粒C；将中间合金B和原位自生反应添加颗粒C混合均匀，压制成电极棒；将电极棒真空自耗熔炼，使基体钛合金A、中间合金B和原位自生反应添加颗粒C进行原位反应，获得高体分颗粒增强钛基复合材料铸锭；将铸锭作为电极在真空凝壳炉中进行加热重熔，浇筑到模具中，制备成制粉用棒材；将棒材进行电极感应熔炼气雾化制粉，制得高体分颗粒增强钛基复合材料粉体。
一种高体分颗粒增强复合材料制备方法

[发明专利]自生内嵌超细网状结构增强体的钛基复合材料增材制造方法-CN201911413135.X有效
发明人：韩远飞;方旻翰;吕维洁;黄光法;吴华舵 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明公开了一种自生超细网状结构增强体的钛基复合材料增材制造方法，涉及金属基复合材料领域。包括如下步骤：真空自耗电弧熔炼技术制得标准钛基复合材料棒材；无坩埚气雾化法制备钛基复合材料粉末；筛分的钛基复合材料粉末，激光3D打印沉积，设定三维形状、工艺参与激光扫描策略，氩气保护下增材制造，即得内嵌超细网状结构钛基复合材料；解决该材料复杂结构件加工制造难的关键技术问题，避免了传统机械混粉后3D打印时引入增强体团聚、分布不均等关键问题，得到特殊的由亚微米级超细TiB排列成的原位网络结构，实现增强体分布的调控和基体组织的等轴化，对基于增材制造的超细结构钛基复合材料制备具有重要的应用价值。
自生内嵌超细网状结构增强复合材料制造方法

[发明专利]一种耐700℃高温钛基复合材料板材的制备方法-CN202010306461.7有效
发明人：韩远飞;纵楠;吕维洁;黄光法;乐建温 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2020-04-17 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： C22F1/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种耐700℃高温钛基复合材料板材的制备方法，用于金属基复合材料领域。其步骤为：首先，对钛基复合材料化学成分进行热力学计算得到最佳原位自生微/纳颗粒增强相体系；随后，采用三次真空自耗电弧炉熔炼技术，制备TiB短纤维和稀土氧化物颗粒混杂增强的钛基复合材料铸锭；经β相区开坯锻造，变形量大于50％，随后于β相区等温锻造，最终，在钛基复合材料β相区或(α+β)两相区轧制变形并去应力退火。本发明提供了一种高性能耐高温钛基复合材料板材的制备工艺路线，增强体总体积分数在1.2vol.％‑5vol.％范围内。本发明可以成功制备出不同规格的高性能耐高温钛基复合材料板材。
一种 700 高温复合材料板材制备方法

[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-CN202010413893.8有效
发明人：韩远飞;谌聪;吕维洁;吴华舵;黄光法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2020-05-15 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： B32B37/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法，涉及金属基复合材料领域。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，将复合板材构件表面涂BN溶液放入压力模具中固定；D、对复合板材构件温度850‑950℃，压力5‑15MPa，保温0.5‑1.5h，制备得到无界面空洞缺陷的钛基复合材料双层板或多层板构件。本发明复合构件界面剪切强度640‑670MPa，兼具良好的强塑性，为高强韧钛基复合材料复合构件的加工提供了新解决途径，对超高强多层复合构件的制备具有深远战略意义。
原位自生复合材料复合构件及其制备方法用途

[发明专利]一种医用β钛合金表面的高熵合金层的制备方法-CN201911106992.5有效
发明人：王立强;黄伟;吕维洁;汪映晨 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2019-11-13 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： C23C24/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种医用β钛合金表面的高熵合金层的制备方法，所述高熵合金层包括钛、铌、铪、锌、锆，其制备方法包括以下步骤：A、将高熵合金粉末进行球磨处理；B、对所述医用β钛合金进行加工，然后铺设步骤A处理后的高熵合金粉末；C、采用无针搅拌头进行第一次搅拌摩擦加工；D、采用有针搅拌头进行第二次搅拌摩擦加工。本发明制备工艺简单，制备的表面高熵合金层可有效提升医用β钛合金的机械性能，同时降低了高熵合金的应用成本，可广泛应用于合金表面高熵合金层的制备。
一种医用钛合金表面合金制备方法

[发明专利]一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法-CN201910722245.8有效
发明人：韩远飞;方旻翰;吕维洁;黄光法;宋静雯;胡富国 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2019-08-06 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： B22F9/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，包括以下步骤：A、将基体A与增强体B压制形成电极棒；B、将电极棒进行真空自耗熔炼，形成铸锭；C、将铸锭锻造拔长，并加工为棒材；D、将棒材进行电极感应熔炼气雾化制粉，即得。通过本发明方法，可以实现增强体均匀内嵌于制得的粉末内。该方法避免了传统的机械混粉工艺带来增强体分布不均、粉末附着较差、混粉效果难以定量表征等关键问题，对钛基复合材料复杂构件的增材制造(3D打印)制备具有很强的指导意义。
一种颗粒增强复合材料制造粉末制备方法

[发明专利]一种钛硅合金靶材的低成本制备方法-CN201910568170.2有效
发明人：毛建伟;吕维洁;韩远飞;黄光法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2019-06-27 - 公布日： 2020-12-01 - 主分类号： C23C14/34 文献下载
摘要：本发明提供了一种钛硅合金靶材的低成本制备方法，包括以下步骤：A、混料：将海绵钛与结晶硅按比例均匀混合；B、电极压制：将混合好的原料压制成电极棒，再将电极棒进行加热；C、一次自耗熔炼：在保护性气氛下，将加热后的电极棒焊接，然后进行第一次真空自耗熔炼，得到钛硅合金一次锭；D、焊接：将钛硅合金一次锭的两端平头后，利用真空电子束焊接技术将钛硅合金一次锭组合后焊接，得电极料；E、二次自耗熔炼：将电极料进行第二次真空自耗熔炼，得到钛硅合金二次锭；F、将钛硅合金二次锭进行加工即得最终的钛硅靶材。本发明提供的方法制备的钛硅合金靶材具有组织致密、均匀细小，原材料出品率高，成本低，适于工程化规模生产。
一种合金低成本制备方法

[发明专利]一种微/纳颗粒增强钛基复合材料的等温超塑性变形方法-CN201910702890.3有效
发明人：韩远飞;邱培坤;吕维洁;黄光法;毛建伟;乐建温 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2019-07-31 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： C22F1/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种微/纳颗粒增强钛基复合材料的等温超塑性变形方法，包括如下步骤：A、利用原位自生技术制备硼化钛和稀土氧化物微/纳颗粒混杂增强钛基复合材料，对复合材料进行两次以上真空自耗熔炼；B、将复合材料于β单相区进行开坯锻造，变形量大于或等于50％；将复合材料在(α+β)两相区进行等温锻造，变形量大于或等于60％，得到钛基复合材料锻坯；C、将钛基复合材料锻坯在近β相区进行热轧制，变形量大于或等于80％，经退火处理，即得。本发明利用等温锻造技术和热轧制加工成形，能够有效细化基体组织，提高材料成形率；且板材在800～1000℃、5×10‑3～10‑4s‑1变形工艺范围内具有优良的超塑性。
一种颗粒增强复合材料等温塑性变形方法

[发明专利]低成本钛基复合材料构件粉末直接锻造成形方法-CN202010249357.9在审
发明人：韩远飞;吕维洁;黄光法;方旻翰;毛建伟 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2020-04-01 - 公布日： 2020-06-19 - 主分类号： B22F3/17 文献下载
摘要：本发明提供一种低成本钛基复合材料构件粉末直接锻造成形方法，基于步骤1)至步骤5)实现了钛基复合材料粉末一次近净成形构件的加工，且本成形方法工艺过程简单，无需借助价格昂贵的专用的致密化设备，大大降低了生产成本。同时，本成形方法，通过将真空封装有钛基复合材料粉末的容纳腔体加热到设定温度保温，快速置于锻造成形平台，直接对容纳腔体及钛基复合材料粉末进行锻压，短时保压，去除容纳腔后获得高致密度钛基复合材料近净成形构件，实现了一次成形加工，避免了现有技术中难变形钛基复合材料在热加工过程中组织不均匀和易开裂等问题，替代传统昂贵且过程复杂的多工步加工方法，进而保证本成形方法的加工效率和质量更高。
低成本复合材料构件粉末直接锻造成形方法

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