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.pdf

《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.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《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.pdf（14页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010413893.8 (22)申请日 2020.05.15 (71)申请人 上海交通大学 地址 200240 上海市闵行区东川路800号 (72)发明人 韩远飞谌聪吕维洁吴华舵 黄光法 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人 胡晶 (51)Int.Cl. B32B 37/06(2006.01) B32B 37/10(2006.01) B32B 15/01(2006.01) B32B 38/00(2006.01) C22C 14/00(20。

2、06.01) C22C 32/00(2006.01) (54)发明名称 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 (57)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。

3、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。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 111590997 A 2020.08.28 CN 111590997 A 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。

4、， 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。 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， 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、 RexOy、 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。 3.根据权利要求2所述的原位。

5、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、 RexOy； 所述TiB、 TiC、 RexOy的体积比为TiB:TiC: RexOy(2-5):(2-5):1， 其中TiB与TiC的体积比为TiB:TiC1:1。 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、。

6、 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。 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。 6.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， 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。 7.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， 步骤D中。

7、所述压制的压力为5-15MPa， 时间为0.5-1.5h。 8.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： 对复合板材构件温度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双层板或多层板构件。 9.一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1-8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。

8、强的钛基复合材料， 所述原位自生颗粒增 强体包括TiB、 TiC、 RexOy、 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。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111590997 A 2 10.一种根据权利要求9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。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111590997 A 3 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 技术领域 0001 本发明涉及金属基复合材料领域， 尤其涉及一种原位自生钛基复合材料复合叠层 构件及其制备方法， 具体涉及一种原位自生钛基复合材料。

9、复合叠层构件的压力扩散连接制 备方法。 背景技术 0002 在过去三十几年中， 钛基复合材料的应用逐渐广泛， 已从军事国防领域向民用领 域过渡， 如今已在航空航天、 兵器、 民航和工业等诸多领域实现应用。 相比于长纤维增强钛 基复合材料， 颗粒和晶须增强钛基复合材料虽然在单项性能方面自叹弗如， 但是却也赋予 了更好的可加工性， 这恰恰是该材料实现应用的重要前提。 0003 目前， 已有众多研究机构开展钛基复合材料制备与加工的研究， 解决了复合材料 制备与加工的一些有挑战性的难题。 但是， 钛基复合材料的未来发展仍然面临很大的不确 定性， 随着高科技的迅速发展， 迫切需要钛基复合材料满足高性能化。

10、和多功能化的挑战， 因 此， 新一代的钛基复合材料必然朝着 “结构复杂化” 的方向发展， 改变传统增强体均匀分布 的有序设计， 从宏观尺度设计增强体的非均匀分布， 进一步发掘该材料的性能潜力、 实现性 能的最优配置。 0004 公告号为CN106853530B的中国发明专利公开了一种铺粉-热压烧结制备层状钛基 复合材料的方法。 本发明涉及一种铺粉-热压烧结制备层状钛基复合材料的方法。 本发明目 的是为了解决层状钛基复合材料界面结合强度低、 层厚以及各层成分不易控制、 材料制备 过程复杂的问题。 方法： 以混粉-铺粉-热压烧结的方式， 将钛合金粉末与增强体均匀混合后 手动铺粉， 省去制备块体材料。

11、的过程， 不需要预先制备各层材料而是通过直接热压烧结制 备钛基层状复合材料。 通过调节增强体含量以及铺粉参数， 实现成分可控、 层厚可调的层状 材料制备。 本发明用于制备层状钛基复合材料。 但是该方法更复杂， 成本更高， 还无法实现 现有的板材之间的连接， 并且其多层材料的厚度都在毫米级以下， 在航空航天领域的应用 前景较小。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制 备方法， 充分发挥了多种材料独有的优秀效能， 解决了钛基复合材料压力扩散连接存在的 相关技术难题， 满足了高强钛基复合材料与高韧性钛合金的连接需求， 极大地拓宽了高强 高模量钛。

12、基复合材料的应用范围。 0006 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种原位自生钛基复合材料复合叠层 构件的制备方法， 包括如下步骤： 0007 A、 线切割加工得到钛合金基材和钛基复合材料板材试样； 0008 B、 对板材试样进行表面处理； 0009 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 说明书 1/7 页 4 CN 111590997 A 4 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， 防 止连接过程中试样与模具粘连， 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； 0010 D、 对复合板。

13、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双层 板或多层板构件。 0011 优选的， 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、 RexOy、 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， 增强体含量过低的话增强效果不是很明显， 过高的话材料的韧塑性达不到 平衡。 0012 优选的， 所述原位自生颗粒增强体为TiB、 TiC、 RexOy； 所述TiB、 TiC、 RexOy的体积比 为TiB:TiC:。

14、RexOy(2-5):(2-5):1， 其中TiB与TiC的体积比为TiB:TiC1:1， 优选的所述 TiB、 TiC、 RexOy的体积比为TiB:TiC:RexOy3:3:1。 0013 优选的， 所述钛合金基材和钛基复合材料板材试样尺寸大小相同、 厚度均匀一致， 所述钛合金基材和钛基复合材料板材试样尺寸50mm50mm4mm。 0014 优选的， 所述步骤B具体包括如下步骤： 0015 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。

15、 板材； 0016 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。 0017 优选的， 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， 利于得到更佳的连接效果。 0018 优选的， 步骤D中所述真空， 真空度小于或等于10-3Pa， 真空度越低越好的， 避免真 空度过高， 空气中氧气氧化试样。 0019 优选的， 步骤D中所述高温的温度为850-950， 温度过低压不紧， 温度过高， 材料 在高压力作用下也容易变形， 而且成本方面不是很划算， 加热速率为10-15/min。 0。

16、020 优选的， 步骤D中所述压制的压力为5-15MPa， 时间为0.5-1.5h， 时间过短， 扩散不 够充分也就难压紧， 时间过长， 材料内部微观组织结构会发生变化， 明显降低材料的力学性 能。 0021 优选的， 所述步骤D具体包括： 对复合板材构件温度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双层板或多层板构件。 0022 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件， 由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。

17、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、 RexOy、 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 0023 一种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， 实现材料内外部不一样的力学性能， 来满足航空航天领域一些特殊环境下的需要， 例 说明书 2/7 页 5 CN 111590997 A 5 如某些高速飞行器的翼类构件， 服役过程中上下面板与大气层摩擦， 温度较高， 且成形过程 中变形量较小， 以钛基复合材料制备； 而中间芯板温度较低， 且成形过程中。

18、变形量较大， 以 高温钛合金制备。 0024 综上所述， 与现有技术相比， 本发明具有如下的有益效果： 0025 (1)通过在真空环境下压力连接高强钛基复合材料和高韧性钛合金可以很大程度 上减轻合金在高温状态下受到的氧化作用， 保证了扩散连接实验的顺利进行， 并获得良好 的连接效果； 0026 (2)本发明中所提到的钛基复合材料， 适用于含有TiB的各类单元增强钛基复合材 料， 以及含有TiB增强体与其它增强体混杂增强的钛基复合材料， 如TiB+TiC、 TiB+SiC、 TiB+ La2O3及其他TiB+ReXOy等混杂增强系列； 0027 (3)本发明所提到的钛合金基体包括Ti-6Al-4。

19、V和IMI834等， 适用范围广； 0028 (4)本发明得到的连接件界面随着工艺的改善孔洞缺陷不断减少减小， 界面完美 结合， 达到冶金结合的效果； 从宏观力学性能来看， 其界面剪切强度也和基材界面强度相 当， 部分连接试样界面剪切强度甚至超过了钛基复合材料基体的剪切强度； 0029 (5)本发明得到的复合构件强度和塑性兼具， 实际应用当中不但能够节省成本提 高效率， 而且可以充分发挥各材料的优秀效能； 0030 (6)叠层结构钛基复合材料由高强钛基复合材料和高韧性钛合金组合在一起， 构 成双层或多层钛基复合材料板材， 可以有效改善钛基复合材料强度和韧性的倒置关系， 同 步提高材料的强韧性。。

20、 通常将复合叠层结构分为增强体均匀富集分布的钛基复合材料(高 强高模)和一定数量、 一定尺寸且不含增强体的基体钛合金(高韧性)， 基体钛合金层可以作 为韧化层能够阻止裂纹扩展， 吸收能量的作用， 从而提高钛基复合材料韧性， 这种新型的钛 基复合材料复合板具有更好的塑性和韧性， 通过叠层结构补偿单层材料内在性能的不足， 可以满足各种特殊应用领域需求， 如耐高温材料、 硬度材料和热障涂层材料等。 将钛合金 (最常用的TC4)和钛基复合材料通过压力扩散连接制备出复合叠层构件； 0031 (7)可以充分发挥各部分材料的优秀效能。 例如某些高速飞行器的翼类构件， 服役 过程中上下面板与大气层摩擦， 温度。

21、较高， 且成形过程中变形量较小， 以钛基复合材料制 备； 而中间芯板温度较低， 且成形过程中变形量较大， 以高温钛合金制备； 0032 (8)采用压力扩散连接技术， 克服了传统加工工艺的缺点， 材料的利用率可以达 90以上， 极大地节省成本， 另外也无需研制特殊焊剂， 可以迅速实现复杂大面积零件的连 接， 一定程度上为其加工难问题提供了解决途径， 从而对钛基复合材料的迅速应用起到重 要的推动作用。 虽然如此， 钛合金与钛基复合材料连接制备出复合叠层构件仍然存在较多 的关键技术问题。 比较典型的技术问题在于如何控制工艺实现无孔洞界面的连接问题， 以 及如何控制界面元素的扩散过程， 探索出比较合适。

22、钛基复合材料的连接方法， 对促进钛基 复合材料多功能化和的实用化、 扩大其适用范围以及发挥其性能优势等方面都具有重要意 义。 附图说明 0033 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述， 本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 说明书 3/7 页 6 CN 111590997 A 6 0034 图1为实施例1一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的钛合金基材和钛基复 合材料板材试样及连接界面示意图； 0035 图2为实施例1一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤D过程示 意图； 0036 图3为实施例1一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤A剪切试 验。

23、模型及剪切试样示意图； 0037 图4为实施例1一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤A剪切试 样界面断裂形貌图； 0038 图5为实施例1一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤D不同温 度下得到的连接件的微观结构和组成特征， 界面上部为钛基复合材料， 界面下部为Ti6Al4V 钛合金； 0039 图6实施例1一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤D不同温度 条件下各试样的剪切强度。 具体实施方式 0040 以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明， 但不以任何形式限制 本发明。 对本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做。

24、出若干变 化和改进， 这些都属于本发明的保护范围。 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限 于该精确的范围或值， 这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。 对于数值范 围来说， 各个范围的端点值之间、 各个范围的端点值和单独的点值之间， 以及单独的点值之 间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围， 这些数值范围应被视为在本文中具体公 开， 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明： 0041 实施例1 0042 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 包括以下步骤： 0043 A、 利用线切割分别加工出尺寸大小相同、 厚度均匀一致的钛基复合材料和钛合金 板材试样， 具体尺寸。

25、： 50mm50mm4mm， 钛合金板材为Ti6Al4V钛合金， 钛基复合材料中原位 自生的增强体包括TiB和TiC， 增强体体积含量为5， 其中TiB和TiC增强体体积含量1:1； 0044 B、 对各板材试样进行表面清洗， 依此用200#、 400#、 600#、 800#、 1000#、 2000#金相 砂纸逐级磨光试样表面， 然后将打磨好的试样板材放入丙酮溶液中用超声波清洗， 清理完 后可以用密封袋装好， 保证试样表面的完整； 0045 C、 在与压力模具接触的板材上下表面涂BN溶液， 贴紧各板材， 并采用点焊法固定 样品四角， 然后置于真空热压炉中预压紧； 0046 D、 对复合板材。

26、构件实施真空高温压制， 当真空度达到10-3Pa以下开始加热， 从室温 开始以10/min的加热速率加热到900， 施加10MPa压力并保温1h， 保温过后停止加热并 卸压， 让其炉冷。 0047 图1为原位自生钛基复合材料复合叠层构件的钛合金基材和钛基复合材料板材试 样及连接界面示意图， 基材连接表面要尽可能保证平整光滑； 0048 图2为原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤D过程示意图(温度 900， 压力10MPa， 保温时间1h)； 说明书 4/7 页 7 CN 111590997 A 7 0049 图3为原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤A剪切试验模型及剪 切试。

27、样示意图， 试样在Instron 5966万能试验机上进行力学性能测试； 0050 图4为原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤A剪切试样界面断裂 形貌图。 可以从图中看出， 属于韧性断裂。 0051 图5为原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤D不同温度下得到的 连接件的微观结构和组成特征， 界面上部为钛基复合材料， 界面下部为Ti6Al4V钛合金， 可 以从图中看出， 界面随着温度的升高结合的越来越好， 在900条件下基本实现了完美结 合， 并且界面两边组织形态也没有发生较大改变。 0052 图6为原位自生钛基复合材料复合叠层构件制备方法中步骤D不同温度条件下各 试样的剪切。

28、强度(压力10MPa， 时间1h)， 连接件界面剪切强度处于640-660MPa范围内， 达到 钛基复合材料剪切强度的95.4-98.3。 0053 实施例2 0054 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 包括以下步骤： 0055 A、 线切割切取钛基复合材料(Ti6Al4V-TiB)和纯钛的板材， 切割成50mm50mm 4mm的试样， TiB增强体体积含量比为3； 0056 B、 对钛基复合材料和钛合金板材表面进行清理， 先用磨床处理到光滑， 然后再用 比较细的砂纸磨光达到2000#砂纸的表面粗糙度， 然后将打磨好的试样板材放入丙酮溶液 中用超声波清洗， 清理完后可以用密封袋。

29、装好， 保证试样表面的完整； 0057 C、 在与压力模具接触的板材上下表面涂BN溶液， 贴紧各板材， 并采用点焊法固定 样品四角， 然后置于真空热压炉中预压紧； 0058 D、 实验环境设置为真空环境， 当真空度达到10-3Pa以下开始加热， 从室温开始以10 /min的加热速率加热到850， 达到850后， 施加15MPa压力并保温1h， 保温过后停止加 热后卸压， 让其炉冷。 0059 本实施例制备的材料中， 微观组织形貌与实施例1有所差异， 两者的钛基复合材料 微观组织均存在TiB晶须， 但是没有实施例1中的颗粒状TiC增强体， 另外在15MPa的压力条 件下， 界面结合效果好， 仅存。

30、在很少的小孔洞， 力学性能表现和实施例1相差不大。 连接件界 面剪切强度处于630-641MPa范围内， 达到钛基复合材料剪切强度的93.9-95.5。 0060 实施例3 0061 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 包括以下步骤： 0062 A、 线切割切取钛基复合材料(Ti6Al4V-TiB/TiC)和钛合金(Ti6Al4V)的板材， 切割 成50mm50mm4mm的试样， 其中TiB:TiC1:1， 增强体总体积含量比为10； 0063 B、 对钛基复合材料和钛合金板材表面进行清理， 先用磨床处理到光滑， 然后再用 比较细的砂纸磨光达到2000#砂纸的表面粗糙度度， 然后。

31、将打磨好的试样板材放入丙酮溶 液中用超声波清洗， 清理完后可以用密封袋装好， 保证试样表面的完整； 0064 C、 在与压力模具接触的板材上下表面涂BN溶液， 贴紧各板材， 并采用点焊法固定 样品四角， 然后置于真空热压炉中预压紧； 0065 D、 实验环境设置为真空环境， 当真空度达到10-3Pa以下开始加热， 从室温开始以15 /min的加热速率加热到950， 达到950后， 施加5MPa压力并保温为1.5h， 保温过后停止 加热后卸压， 让其炉冷。 说明书 5/7 页 8 CN 111590997 A 8 0066 本实施例制备的材料中， 微观组织形貌与实施例1相同点在于微观组织均存在T。

32、iB 晶须和颗粒TiC增强体， 但是本实施例中增强体的分布会比实施例1中的更密集， 尽管压力 仅有5MPa， 在高温作用下界面结合得很紧密。 连接件界面剪切强度处于635-650MPa范围内， 达到钛基复合材料剪切强度的94.6-96.9。 0067 实施例4 0068 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 包括以下步骤： 0069 A、 线切割切取取钛基复合材料(Ti6Al4V-TiB)和钛合金(Ti6Al4V)的板材， 切割成 50mm50mm4mm的试样， TiB增强体体积含量比为10； 0070 B、 对不同板材表面进行清理， 先用200#、 400#、 600#、 800。

33、#、 1000#、 2000#金相砂纸 逐级磨光， 然后将打磨好的试样板材放入丙酮溶液中用超声波清洗10min， 试样清理完后可 以用密封袋装好， 保证试样表面的完整； 0071 C、 在进行扩散连接前， 与模具接触的板材上下表面涂BN溶液， 并采用点焊法将四 角焊住， 然后将贴合好的板材置于真空热压炉中固定住； 0072 D、 实验环境设置为真空环境， 当真空度达到10-3Pa以下开始加热， 从室温开始以15 /min的加热速率加热到950， 达到950后， 施加5MPa压力并保温为1.5h， 保温过后停止 加热后卸压， 让其炉冷。 0073 本实施例制备的材料中， 微观组织形貌与实施例1有。

34、所差异， 两者的钛基复合材料 微观组织均存在TiB晶须， 但是不存在实施例1中的颗粒状TiC增强体， 而且本实施例中的 TiB晶须分布得更加密集。 另外界面结合得还是很紧密的。 连接件界面剪切强度处于632- 648MPa范围内， 达到钛基复合材料剪切强度的94.2-96.6。 0074 实施例5 0075 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 包括以下步骤： A、 线切割 切取取钛基复合材料(Ti6Al4V-TiB/TiC/La2O3)和钛合金(Ti6Al4V)的板材， 切割成50mm 50mm4mm的试样， 其中TiB： TiC： La2O3增强体体积含量比为4： 4： 1， 。

35、总体积分数含量为9。 0076 B、 对板材表面进行清理， 先用200#、 400#、 600#、 800#、 1000#、 2000#金相砂纸逐级 磨光， 然后将打磨好的试样板材放入丙酮溶液中用超声波清洗， 试样清理完后可以用密封 袋装好， 保证试样表面的完整； 0077 C、 在与压力模具接触的板材上下表面涂BN溶液， 贴紧各板材， 并采用点焊法固定 样品四角， 然后置于真空热压炉中预压紧； 0078 D、 实验环境设置为真空环境， 当真空度达到10-3Pa以下开始加热， 从室温开始以10 /min的加热速率加热到900， 达到900后， 施加目标压力15MPa并保温1h， 保温过后停 止。

36、加热并卸压， 让其炉冷。 0079 本实施例制备的材料中， 微观组织形貌与实施例1有所差异， 两者的钛基复合材料 组织部分均存在TiB晶须和颗粒状TiC增强体， 但此外， 组织中分布有颗粒状La2O3增强体， 界 面结合得比较紧密。 连接件界面剪切强度处于643-668MPa范围内， 达到钛基复合材料剪切 强度的95.8-99.6。 0080 实施例6： 0081 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 具体步骤如下： 与实施例5 的区别之处在于， 步骤A中线切割切取取钛基复合材料(Ti6Al4V-TiB/TiC/La2O3)和钛合金 说明书 6/7 页 9 CN 111590997。

37、 A 9 (Ti6Al4V)的板材， 切割成50mm50mm4mm的试样， 其中TiB： TiC： La2O3增强体体积含量比 为3： 3： 1， 总体积分数含量为7。 连接件界面剪切强度处于645-664MPa范围内， 达到钛基复 合材料剪切强度的96.1-99.0。 0082 实施例7： 0083 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 具体步骤如下： 与实施例5 的区别之处在于， 步骤A中线切割切取取钛基复合材料(Ti6Al4V-TiB/TiC/La2O3)和钛合金 (Ti6Al4V)的板材， 切割成50mm50mm4mm的试样， 其中TiB： TiC： La2O3增强体体积含。

38、量比 为2.5： 3.5： 1， 总体积分数含量为7。 连接件界面剪切强度处于642-661MPa范围内， 达到钛 基复合材料剪切强度的95.7-98.5。 0084 对比例1 0085 一种原位自生钛基复合材料复合叠层构件的制备方法， 具体步骤如下： 利用线切 割分别加工出尺寸大小相同、 厚度均匀一致的钛基复合材料和钛合金板材试样， 具体尺寸： 50mm50mm4mm， 钛合金板材为Ti6Al4V钛合金， 钛基复合材料中原位自生的增强体包括 TiB和TiC， 增强体体积含量为5， 其中TiB和TiC增强体体积含量1:1； 0086 B、 对各板材试样进行表面清洗， 依此用200#、 400#。

39、、 600#、 800#、 1000#、 2000#金相 砂纸逐级磨光试样表面， 然后将打磨好的试样板材放入丙酮溶液中用超声波清洗， 清理完 后可以用密封袋装好， 保证试样表面的完整； 0087 C、 在与压力模具接触的板材上下表面涂BN溶液， 贴紧各板材， 并采用点焊法固定 样品四角， 然后置于真空热压炉中预压紧； 0088 D、 对复合板材构件实施真空高温压制， 当真空度达到10-3Pa以下开始加热， 从室温 开始以10/min的加热速率加热到800， 施加5MPa压力并保温0.5h， 保温过后停止加热并 卸压， 让其炉冷。 本例得到的试样界面结合的不紧密， 有大量的孔洞， 力学性能相比于。

40、实施 例相差很大。 0089 以上对本发明的具体实施例进行了描述。 需要理解的是， 本发明并不局限于上述 特定实施方式， 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改， 这并不影 响本发明的实质内容。 在不冲突的情况下， 本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相 互组合。 说明书 7/7 页 10 CN 111590997 A 10 图1 图2 说明书附图 1/4 页 11 CN 111590997 A 11 图3 图4 说明书附图 2/4 页 12 CN 111590997 A 12 图5 说明书附图 3/4 页 13 CN 111590997 A 13 图6 说明书附图 4/4 页 14 CN 111590997 A 14 。