本项目通过多元多尺寸增强体强化钛基复合材料原位自生体系的热力学和动力学设计,建立了多组分影响下多元增强体形成机制的理论模型;利用Miedema模型结合Wilson方程计算了合金元素对原位反应的热力学影响,促进原位反应的元素会提高反应所得增强体的形核率,减小增强体的尺寸;阻碍原位反应的元素会降低反应所得增强体的形核率,增大增强体的尺寸,从而使原位合成增强体的尺寸可控;增强体的加入有效的提高了基体合金的高温强度,良好的高温性能主要来源于其高的TiB短纤维长径比;在复杂的高温工况条件下,复合材料的性能对增强体形貌的依赖性更强,甚至超过了对增强体体积分数的依赖;镧在熔炼过程中可吸收熔体中的氧元素,形成纳米La2O3陶瓷颗粒,弥散强化基体合金,提高了复合材料的热稳定性。项目通过基础理论研究揭示了增强体合成机理和耐热钛基复合材料组织与性能之间内在关系尤其是不同类型、不同形状、不同尺寸增强体对复合材料耐热性能的作用机制、组织演变规律,为低成本高效制备耐热钛基复合材料提供理论依据。
英文主题词Titanium matrix composites; In situ; Morphology control; Hybrid; Multi-dimension