制备连续SiC纤维增强Ti合金基复合材料的方法

摘要

本发明涉及复合材料制备技术，具体地说是一种制备连续SiC纤维增强Ti合金基复合材料的方法。它以聚苯乙烯为粘结剂、二甲苯为溶剂，与Ti合金粉末混合后制备预制带，SiC连续纤维缠绕制成纤维布，二者经除气后升温至热压温度热压得到板状复合材料样品。本发明为低成本制备连续SiC纤维增强Ti合金基复合材料提供了一条可行的技术路线，以价格相对低廉的合金粉末和聚苯乙烯粘结剂为原料，可在简单的设备上制备；制备过程无污染、无材料性能的负面影响；另外，它简单易行、应用范围广。

主权项

1.一种制备连续SiC纤维增强Ti合金基复合材料的方法，其特征在于：以聚苯乙烯为粘结剂、二甲苯为溶剂，与Ti合金粉末混合后制备预制带，SiC连续纤维缠绕制成纤维布，二者经除气后升温至热压温度热压得到板状复合材料样品；具体可按如下步骤进行：1)以聚苯乙烯为粘结剂，二甲苯为溶剂，将聚苯乙烯、二甲苯以1∶0.8-2的重量比混合，并充分溶解，得溶解后的粘结剂；2)按合金粉末和聚苯乙烯3-8∶1的重量比，将Ti合金粉末加入到溶解后的粘结剂中并充分混合，制成0.5mm～2mm厚的薄片并干燥，再分5-8道次将薄片轧成所需厚度的预制带，剪裁，备用；3)把连续SiC纤维缠绕到圆形的不锈钢筒上，再用所述溶解后的粘结剂把丝的表面涂平，固定，制成纤维布；然后剪裁，备用；4)将所述纤维布和所述金属预制带交替叠放在模具中，并设叠放层的最上、下层为金属预制带，装入热压炉中，进行热分解除气，清除溶解后的粘结剂；除气结束后，再升温到热压温度并在此温度加压，保压，得到板状复合材料样品；其中预制带的轧制厚度可在120-250μm之间可调，以完全满足SiC/Ti合金复合材料的体积分数要求；所述热分解除气分两阶段进行，第一阶段：除气温度为360～400℃，时间1.5～2.5小时；第二阶段：除气温度为480～530℃，时间为0.1～1小时；所述升温加压方法为：除气结束后，在30～60分钟以内升温至820～950℃，保温10～20分钟，加压5～10Mpa，保压10～30分钟；然后再加压至15～25Mpa，保压10～30分钟；再加压至40～50Mpa，保压30～60分钟。