Çok değişkenli çok ölçekli takviyeli titanyum matrisli kompozitlerin kompozit tasarımı

Çin'in uzay ve havacılık teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, zorlu hizmet ortamlarında dayanıklılık gibi yapısal malzemelere yönelik gereksinimler artıyor. Pek çok malzeme arasında, süreksiz takviyeli titanyum matrisli kompozitler, düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, yüksek sertlik, yüksek özgül modül ve iyi yüksek sıcaklık direnci vb. avantajlarından dolayı giderek araştırmacılar için sıcak nokta haline geldi. 30 yılı aşkın araştırmadan sonra ve optimizasyonu için çok sayıda çok ölçekli takviyeli titanyum matrisli kompozitler geliştirilmiştir. 30 yılı aşkın araştırma ve optimizasyonun ardından birçok olgun titanyum matrisli kompozit sistemi geliştirildi ve malzemelerin kapsamlı performansı büyük atılımlar gerçekleştirdi. Titanyum alaşımlı matris ile karşılaştırıldığında, titanyum matrisli kompozitlerin kullanım sıcaklığı, makul tasarım ve işleme yoluyla 100 ~ 150 derece artırılabilir ve aynı sıcaklıkta mukavemet, yerini alması beklenen 100 MPa'dan fazla artırılabilir. Ağırlığın azaltılmasını sağlamak için yüksek sıcaklıktaki servis ortamında geleneksel yüksek sıcaklıktaki metal malzemeler.
Son yıllarda, çok değişkenli çok ölçekli takviye ve biyonik yapı takviyesi gibi yeni malzeme tasarım teorilerinin önerisi, titanyum matrisli kompozitlerin performansını daha da optimize etmek için yeni araştırma fikirleri ve çok değişkenli çok ölçekli titanyum matris takviyesinin hazırlanma yöntemlerini sağlamıştır. Şu anda uygulamada daha olgun olan kompozitler çoğunlukla yerinde otojen ve toz metalurjisidir. Yerinde otojen teknoloji, mikro/nano takviyenin matriste eşit şekilde dağıtılmasını sağlayabilir ve mükemmel arayüzey yapısı ve arayüzey özellikleri elde edebilir!0; Toz metalurjisi teknolojisi, tozun karıştırılması ve serilmesi gibi ön tasarımlarla takviyenin belirli bir yapıya sahip matriste eşit olmayan şekilde dağıtılmasını sağlayabilir ve bu da malzemenin tasarlanabilirliğini arttırır. Bu nedenle bu 2 işlem, titanyum matrisli kompozitlerin hazırlanması alanında geniş bir uygulama yelpazesine ulaşmıştır.
Bu yazıda, titanyum matrisli kompozitlerin araştırma ve uygulamasının mevcut durumunu kompozit tasarım fikirleri, ileri işleme teknolojisi, mekanik özellikler ve çok değişkenli çok ölçekli takviyeli titanyum matrisli kompozitlerin mühendislik uygulamaları açısından gözden geçireceğiz ve potansiyelini ortaya koyacağız. Titanyum matrisli kompozitlerin kapsamlı performansını daha da geliştirmek, titanyum matrisli kompozitlerin işleme sorunlarını çözmek ve böylece titanyum matrisli kompozitleri teşvik etmek amacıyla bu malzemenin araştırma yönü "Titanyum matrisin tasarımının, hazırlanmasının, şekillendirilmesinin ve uygulamasının entegre geliştirilmesi kompozitler.
Çin'in titanyum matrisli kompozitleri uzun bir araştırma ve geliştirme sürecinden sonra zaten olgun bir malzeme sistemine ve hazırlama teknolojisine sahip, malzemenin kapsamlı performansı büyük ölçüde geliştirildi. Titanyum matrisli kompozitlerin kapsamlı performansını daha da geliştirmek, titanyum matrisli kompozitlerin işleme problemlerini çözmek, böylece titanyum matrisli kompozitlerin "tasarım-hazırlık-oluşturma-uygulama" entegrasyonunu sağlamak, araştırmanın gelecekteki yönü ve gelişme eğilimi aşağıdaki noktalara odaklanmalıdır.
(1) "mikro-nano + konfigürasyon" sertleştirme tasarımı: takviye edici gövdenin düzenli ve düzgün olmayan dağılımını sağlamak için titanyum matrisli kompozit takviye edici gövde tipi, boyutu, dağılımı ve yapısı tasarımı aracılığıyla, takviye edici gövde ölçeğinin rolünü oynar ve Malzeme özelliklerinin stabilite sınırlamalarının tersine çevrilmesinin kompozit malzeme mukavemeti-plastik tokluğunu kırmak için konfigürasyon sinerjik sertleştirme, yeni bir yüksek mukavemetli ve yüksek tokluklu titanyum matris kompozitleri türü geliştirir. Yeni bir tür yüksek mukavemetli ve yüksek tokluğa sahip titanyum matrisli kompozitler geliştirildi.
(2) Akıllı ısıl işlem teknolojisi ile hassas şekillendirme ve organizasyonun hassas kontrolünü elde edin: titanyum matrisli kompozitlerin ısıl işlem süreci ve mekanizması hakkındaki araştırmayı derinleştirin, takviyenin, ilk organizasyonun, iç konfigürasyonun ve diğer faktörlerin termal deformasyon üzerindeki etkisini araştırın Titanyum matrisli kompozitlerin mekanizmasını geliştirmek, eksiksiz bir termal işlem sistemi kurmak, kompozit malzeme organizasyonunun hassas kontrolünü sağlamak ve büyük boyutlu yapısal malzemelerin hazırlanmasında izotermal dövme teknolojisinin uygulanmasını ilerletmek. Başvuru.
(3) Titanyum matrisli kompozitlerin üst düzey yüksek performanslı bileşenlerinin stabilize edilmiş hazırlanması: hazırlama teknolojisinin ve gelişmiş işleme araçlarının avantajlarını uygulamak, yerinde otojen teknoloji, lazer kaplama teknolojisi ve katmanlı üretim teknolojisinin (3D baskı) kombinasyonunu benimsemek hassas küçük bileşenler, yapısal olarak karmaşık bileşenler ve diğer üst düzey bileşenler gibi kompozit malzemelerin hazırlama ve işleme sonrası teknolojisini geliştirmek, böylece titanyum matrisli kompozitlerin performans ve hassasiyet açısından en ileri alanların ihtiyaçlarını karşılamasını sağlamak. ileri alanlardaki gereksinimler.
(4) Düşük maliyetli ve yüksek performanslı titanyum matrisli kompozit malzeme hazırlama ve işleme teknolojisi geliştirmek, malzeme oranını artırmak, titanyum matrisli kompozit malzemelerin kullanım eşiğini azaltmak ve titanyum matrisli kompozit malzemelerin sahadan uygulanmasını gerçekleştirmek Askeri sanayiden sivil sanayiye.