[发明专利]一种纳米TiN增强的钛基复合材料制备方法

摘要

本发明提供了一种纳米TiN增强的钛基复合材料制备方法，其通过在钛粉球磨时通入一定压强的高纯氮气，利用球磨后所得到的纳米级钛粉的高比表面积吸附气体形成增强体预备体，为原位合成纳米级增强体复合材料提供了一种新途径，且减少了高温条件下增强体生成的反应环节，有助于节省能源；而后通过热压烧结，利用粉末冶金原位合成法合成纳米TiN增强的钛基复合材料，增强体粒度小、分散均匀、界面结合强度高，提高了所制得纳米TiN增强的钛基复合材料的材料性能，降低了成本，避免了使用外加法带来的缺陷；本发明方法有效克服了现有TiN增强的钛基复合材料制备方法所存在的增强体粒度粗大、界面结合强度低、材料性能差的问题，具有很好的工业应用价值。

主权项

一种纳米TiN增强的钛基复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）称取钛粉装入预先清洗并干燥好的球磨罐中，球料比为5~20：1；2）将装有钛粉的球磨罐盖好，用氮气充洗球磨罐的罐体2~3次，以排出球磨罐中的空气，然后向球磨罐中充入氮气，充入氮气的压强为1×105~20×105Pa；3）向球磨罐中充入氮气后，对球磨罐中的钛粉进行多次的机械球磨，每次球磨时间为10~60分钟，每相邻两次球磨的间隔时间为10~50分钟，球磨总时间为1~6小时，得到增强体预备体；然后将球磨罐置于真空手套箱中，将增强体预备体从球磨罐中取出；4）将得到的增强体预备体放入热压烧结炉模具中，然后放入真空热压烧结炉内在氩气保护环境下进行保温保压烧结，烧结升温速率为10~50℃/min，烧结最高温度为1000~1500℃，保温保压烧结过程中压头施加在热压烧结炉模具上的压强为10~50MPa，保温保压烧结时间为1~3h，然后随炉缓冷，得到纳米TiN增强的钛基复合材料。