一种纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法和应用，该复合材料主要是由钛或钛合金作为钛基体，表面修饰了纳米TiC的石墨烯作为增强相，并且匀分布在钛基体颗粒周围形成网络状结构。本发明专利技术采用三维机械混合的方法先在钛基体颗粒表面包覆一层纳米TiC，然后包裹一层石墨烯，得到芯部为钛颗粒，中间层为纳米TiC，表层为石墨烯的核‑壳结构。该方法克服了传统湿法球磨中难以实现石墨烯均匀包覆到钛颗粒表面的问题。纳米TiC的存在一定程度上减少了在制备过程中石墨烯与钛基体的界面反应，经烧结成型得到纳米TiC修饰石墨烯增强的钛基复合材料。该复合材料的强度高，塑性强，成型加工性能良好，可以应用在航空航天及船舶舰艇制造工业。

A nano tic modified graphene reinforced titanium matrix composite and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法和应用，属于金属基复合材料

技术介绍
钛及钛合金具有比强度、比模量高、耐极端条件环境的特性，可以广泛应用与于航空航天及汽车工业等领域。在降低能源消耗和提高发动机推重比方面有着相当大的应用潜力。因此钛基复合材料(TiMCs)的研制对进一步提高钛合金的性能、拓展钛合金的应用前景具有重要的意义。目前采用粉末冶金技术制备的非连续钛基复合材料的(DRTMCs)的最佳增强相是陶瓷材料TiC颗粒或者TiB晶须。但陶瓷材料增强相的弹性模量和断裂强度都远不如碳纳米管、纳米金刚石或石墨烯之类的纳米碳增强体。这意味着可以通过纳米碳增强体进一步提升钛基复合材料的力学性能。石墨烯是继碳纳米管之后非常有发展潜力的纳米新材料，其原子经过sp2杂化形成二维六角型蜂巢结构，这使得它比碳纳米管更容易分散。石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，因此在材料、能源、生物等方面具有重要的应用前景，是一种未来革命性材料。目前石墨烯增强钛基复合材料的报道中只有少数研究者在石墨烯表面进行修饰镍金属颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料，其特征在于，所述复合材料主要是由钛或钛合金作为钛基体，表面修饰了纳米TiC的石墨烯作为增强相，并且均匀分布在钛基体颗粒周围形成网络状结构。

【技术特征摘要】
1.一种纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料，其特征在于，所述复合材料主要是由钛或钛合金作为钛基体，表面修饰了纳米TiC的石墨烯作为增强相，并且均匀分布在钛基体颗粒周围形成网络状结构。2.根据权利要求1所述的纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料，其特征在于，所述纳米TiC的粒径为1-100nm，所述石墨烯为片状石墨烯，片厚1-50nm，直径0.1-50μm，所述钛基体的粉末颗粒是球形颗粒或者不规则颗粒，颗粒尺寸为1-500μm。3.根据权利要求1所述的纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料，其特征在于，所述钛基体为纯钛，或钛与铝、钒、钼、铌、钽、锆、铁、硅中的一种或几种组成的合金。4.权利要求1-3任一项所述的纳米TiC修饰石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)表面包裹纳米TiC：取纯钛或钛合金粉末，加入纳米TiC粉末，在高纯氩气或者空气气氛中混合10-20h；(2)表面包裹石墨烯：取步骤(1)所得产品，加入石墨烯粉末，在高纯氩气或者空气气氛中继续混合10-20h；(3)烧结成型：取步骤(2)所得产品，进行放电等离子烧结或热压烧结，即得所述纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张法明，张彬，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32