CN108796264A - 一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，属于金属基复合材料领域。所述方法先通过将纳米TiB2粉和钛粉，或纳米TiB2粉和钛合金粉球磨混合均匀；然后采用放电等离子***对所述混合粉末进行烧结处理，得到复合材料块体；再将干燥的复合材料块体真空封装在石英管中，放入热处理炉内热处理，然后分步冷却得到所述复合材料。所述方法可以有效调控TiB晶须在钛基复合材料中的组织演变，充分解决了TiB晶须取向调控手段单一，热变形手段调控晶须形态导致晶须长径比大幅下降等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，属于金属基复合材料领域。
背景技术
钛及钛合金是一种熔点约为1660℃，密度约为4.5g/cm3的难熔轻质金属，具有强度高、耐腐蚀、耐高温、耐低温、非磁性以及线胀系数小等许多优点，被人们称为“现代金属”、“太空金属”等。目前，钛及钛合金在飞机的发动机、骨架、蒙皮、紧固件以及起落架上均有大量使用。
然而，随着航空、航天以及机电等领域对高性能材料的需求不断提高，比如超高音速的飞行器及下一代高性能的航空发动机对轻质、高强和耐高温材料的需求，使现有的钛和钛合金的设计性能越来越不适应各种应用的要求。因此，钛基复合材料(TitaniumMatrix Composite,TMCs)出现并代替了现有的钛和钛合金，应用到上述要求较高的工业产品上。
TiB晶须增强钛基复合材料是钛基复合材料的一个分支。TiB晶须可同时满足以下条件：(1)强度、刚度和耐热性等物理及机械性能优异；(2)在基体中热力学稳定；(3)与基体线膨胀系数相差较小，界面结合稳定；(4)高温下增强相所含元素不溶入基体中。而且，可以通过钛以及钛合金与无定型硼(B)粉或硼化物，例如：TiB2、B4C等原位反应制备而成，避免引入其他杂质。因而，近20年来，TiB晶须增强钛基复合材料得到了广泛的研究，但是在TiB晶须/TMCs复合材料中TiB晶须的强化效果参差不一。大量研究表明，TiB晶须的强化效果与其微观形貌息息相关。以前的研究者们围绕TiB晶须增强的TMCs在反应体系设计、制备方法以及增强相的尺寸控制等方面开展了大量研究，但是针对TiB晶须排布方式调控及其对显微组织的影响研究很少。
哈尔滨工业大学的刘瑞锋等人采用试验和数值模拟相结合的方法研究了不同排布的晶须增强金属基复合材料热压缩变形行为，研究表明材料的应变行为与晶须取向角密切相关；中北大学的王连生等人应用二维平面模型和有限元分析方法研究晶须单向排列和随机排列时对复合材料力学性能的影响，结果表明：在晶须体积分数和外加应力相同的条件下，取向角θ的变化对应力应变集中系数有较大影响。而目前，针对TiB晶须/TMCs复合材料中晶须排布方式的调控手段仍然有限，主要是通过热轧或热挤压等变形加工手段使TiB晶须/TMCs复合材料中的TiB晶须取向随基体塑性变形逐渐统一。尽管最终材料力学性能有所提升，但是在变形过程中TiB晶须发生断裂，长径比大幅度下降。根据韩国学者Min YoungKoo的研究成果，TiB晶须相长径比的降低会引起增强相荷载转移强化效应下降，从而降低复合材料力学性能。因此，通过热变形加工手段调控TiB晶须排布方式不能够最大程度发挥TiB晶须的强化效果。
如何能在TMCs内原位制备出定向排布TiB晶须，同时维持TiB晶须细直径，高长径比的最优形态是目前各国学者所关心的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，所述方法通过球磨、放电等离子烧结以及热处理相结合实现。
本发明的目的由以下技术方案实现。
一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，所述方法步骤如下：
(1)球磨粉末：
将纳米TiB2粉和钛粉，或纳米TiB2粉和钛合金粉，加入球磨罐中，混合均匀得到混合泥浆，干燥，得到混合粉末；
其中，纳米TiB2粉和钛粉的质量比为(0.1～30.0):(99.9～70.0)；
纳米TiB2粉和钛合金粉的质量比为(0.1～30.0):(99.9～70.0)；
优选钛粉的粒径≤50μm；
优选钛合金粉的粒径≤50μm；
优选纳米TiB2粉的粒径≤500nm；
优选所述球磨采用SM-QB行星式球磨机；
优选球磨参数为：球磨介质为无水乙醇；球料比为2～10:1；球磨机转速为150r/min～600r/min，球磨时间为0.5h～5.0h；
其中，优选磨球由质量比为0.1～10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm～30mm，小玛瑙球的直径为1mm～5mm；
优选所述干燥过程为：
先将球磨完成后的混合泥浆于70℃～80℃下旋转蒸发真空干燥0.2h～2h，待球磨介质挥发完毕后，再于30℃～60℃下干燥0.5h～1h；
优选所述真空干燥采用真空旋转蒸发仪，其转速为40r/min～100r/min。
(2)放电等离子烧结：
采用放电等离子***对所述混合粉末进行烧结处理，得到复合材料块体，清洗，干燥。
其中，烧结过程为：
在初始真空度<15Pa，初始压力为0.2MPa～1MPa下，以50℃/min～200℃/min的升温速率进行升温；当温度升至450℃～650℃且真空度<15Pa时，调节升温速率为30℃/min～50℃/min，并同时加压，待温度升至500℃～700℃、压力达100MPa～300MPa以及烧结的混合粉末位移率变化量≤0.05mm/min时计时，保温保压3min～15min；然后保持压力不变，随炉冷却至250℃以下，得到复合材料块体，卸除压力，随炉冷却至100℃以下取出，清洗，干燥。
(3)热处理：
将干燥后复合材料块体先真空封装在石英管中，再放入热处理炉内，热处理温度T1为800℃～1200℃，保温时间为5min～30min；保温结束后，将样品从热处理炉中取出，进行分步冷却：
第一步为高温段冷却，温度从T1降至T2，T2为490℃～660℃，控制平均冷却速率为3℃/s～20℃/s；所述冷却可通过空冷或风冷方式实现；
第二步为低温段冷却，温度从T2降至T3，T3为10℃～30℃，平均冷却速率为≥50℃/s，所述冷却可通过水冷方式实现，优选水冷介质为NaCl质量分数为5％～15％的盐水；
分步冷却完成后对冷却产物进行清洗、干燥，得到本发明所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料。
有益效果
1.本发明提供了一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，所述方法利用球磨、放电等离子烧结和热处理技术三者结合，可以有效调控TiB晶须在钛基复合材料中的组织演变；其中，通过球磨工艺，可以将纳米粒径TiB2与钛或钛合金粉末均匀混合，同时，TiB2在混合过程中会嵌入钛或钛合金粉末颗粒表面；利用放电等离子烧结的烧结效率高，外加压力和烧结气氛可控的优点，本发明在较低的烧结温度与高的轴向压力下，控制TiB2颗粒与周围钛或钛合金基体不发生原位反应的前提下，制备高致密度的烧结块体；最后，通过热处理保温和分步冷却过程，控制钛或钛合金基体中初生α相和次生α’相微观形貌为平行针片状，利用纳米TiB2颗粒与周围钛或钛合金基体发生程度可控的原位反应，同时最大程度减少基体晶粒粗化；所述方法充分解决了TiB晶须取向调控手段单一，热变形手段调控晶须形态导致晶须长径比大幅下降等问题；
2.本发明提供了一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料，所述方法制备的所述复合材料中，TiB晶须增强相平行定向分布，直径小(纳米量级)，长径比高，完整性好，与钛基体具有良好的界面结合及共格关系，可依据荷载转移机制中取向因子、长径比优化对基体产生强化作用，显著提升了本发明所述复合材料的综合力学性能；
3.本发明提供了一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，所述方法简单易行，周期短，实用性强，有利于工业化。
附图说明
图1为实施例2制备的定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的X射线衍射(XRD)图谱。
图2为实施例2制备的定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的场发射扫描电子显微镜(SEM)微观组织形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的阐述。
以下实施例中所述TC4粉购自北京浩运工贸有限公司，颗粒形状为近圆形。平均粒径为25μm，纯度大于等于99.9wt％，其各组分及质量分数(wt％)如表1所示：
表1
所述Ti粉，购自北京泰欣隆金属材料加工厂，形状为不规则多边形，平均颗粒直径约为40μm，纯度大于99.0wt％
所述纳米TiB2粉购自宁夏机械研究院，纯度≥99.5wt％，粒径为50nm～80nm，主要杂质元素：O<0.4wt％，C<0.15wt％。
所述无水乙醇由北京市通广精细化工公司生产。
所述NaCl盐水溶液为NaCl粉末与去离子水配制得到；所述NaCl粉末购自北京市通广精细化工公司，纯度>99.5％，pH值(50g/L，25℃)为5.0～8.0.
所述室温静态压缩在北京科技大学微机控制电子式万能试验机上进行，根据国标GB/T 7314-2005测试，每个试样测试五次，取其平均值作为试样的实际性能；该方法可以得到复合材料如下性能参数：抗压强度，压缩屈服强度和压缩延伸率。
所述物相分析采用X射线衍射仪(XRD,X’Pert PRO MPD,PANalytical B.V.,Netherlands)对试样进行物相鉴定；测试条件为：Cu Kα辐射，角度范围为20°～85°，步进为0.02°。
所述显微组织观察采用场发射扫描电子显微镜(SEM,Hitachi S-4800N，Hitachi，Japan)观察试样表面抛光腐蚀后的组织形貌。
所述TiB晶须长径比和晶须直径均由美国MEDIA CYBERNETICS图像技术公司的Image-Pro Plus 6.0软件对所述SEM拍摄图片分析处理得到。
所述实际密度根据国标GB/T 1423-1996《贵金属及其合金密度的测试方法》中规定的方法进行。
所述致密度D的计算公式为：D＝ρ实际/ρ理论×100％，其中，ρ实际表示实际密度，ρ理论表示理论密度。
实施例1
一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，所述方法步骤如下：
(1)将0.02g纳米TiB2粉和19.98g TC4粉加入SM-QB行星式球磨机的球磨罐中，并按球料比2:1加入磨球和过量的无水乙醇；在600r/min的转速下，球磨0.5h，混合均匀得到混合泥浆；将所述混合泥浆倒入真空旋转蒸发仪中，在转速为100r/min、水浴温度为80℃条件下转蒸0.2h，待球磨介质挥发完毕后得到混合粉末前体；将混合粉末前体放入电热恒温鼓风干燥箱中，于60℃下干燥1h，得到混合粉末。
其中，磨球由质量比为0.1:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm，小玛瑙球的直径为1mm。
(2)将20g混合粉末放入内径为20mm的圆柱形硬质合金模具中，再放入放电等离子烧结***(SPS-3.20-MV，日本住友石炭矿业株式会社)中，设置炉腔内初始真空度2Pa，初始压力为0.2MPa，以50℃/min的升温速率进行升温，当温度升至450℃真空度为5Pa时，调节升温速率为30℃/min，并同时加压，待温度升至500℃，压力达100MPa且当烧结的混合粉末位移率变化量为0.02mm/min时计时，保温保压3min；然后保持压力不变，随炉冷却至240℃，卸除压力，随炉冷却至90℃，取出烧结后得到的复合材料块体，先用去离子水清洗再用乙醇清洗复合材料块体的表面，干燥。
(3)将干燥后复合材料块体先真空封装在石英管中，再放入OTF-1200X-S热处理炉内，热处理温度T1为800℃，保温时间为30min；保温结束后，将样品从热处理炉中取出，进行分步冷却：
第一步为高温段冷却，温度从800℃降至490℃，通过空冷方式控制平均冷却为速率3℃/s；
第二步为低温段冷却，温度从490℃降至10℃，通过去离子水冷却方式控制平均冷却速率为50℃/s；
分步冷却完成后对冷却产物进行清洗，干燥，得到所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料。
将本实施例制得的所述复合材料制成试样进行测试，得到测试结果如下：
(1)所述复合材料的致密度为99.4％；
(2)所述复合材料的力学性能：抗压强度为2182MPa；压缩屈服强度为1172MPa；压缩延伸率为36％。
(3)X射线衍射(XRD)图谱分析结果如下，图谱从左到右各个峰分别为：
(100)α-Ti，2θ＝35.308
(002)α-Ti，2θ＝38.439
(110)β-Ti，2θ＝38.759
(101)α-Ti，2θ＝40.416
(200)TiB，2θ＝43.016
(102)α-Ti，2θ＝53.212
(220)TiB，2θ＝62.463
(110)α-Ti，2θ＝63.204
(103)α-Ti，2θ＝70.785
(200)α-Ti，2θ＝73.997
(311)TiB，2θ＝74.889
(112)α-Ti，2θ＝76.084
由图谱可知，在800℃时TC4粉和TiB2粉之间已经发生反应，烧结的试样的衍射图谱都只能观察到α-Ti相，β-Ti相和TiB相的衍射特征峰，没有发现TiB2相的特征峰，这表明原位反应进行完全，所有的TiB2全部转化为TiB。
(4)所述复合材料的场发射扫描电子显微镜(SEM)微观组织形貌图分析结果如下：
所述复合材料的TiB晶须呈定向排布，平均长径比为23，晶须平均直径为42nm，完整度好，与基体界面干净，结合牢固，可有效发挥荷载转移效果。
实施例2
一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，所述方法步骤如下：
(1)将0.09g纳米TiB2粉和19.91g TC4粉加入SM-QB行星式球磨机的球磨罐中，并按球料比4:1加入磨球和过量的无水乙醇；在300r/min的转速下，球磨2h，混合均匀得到混合泥浆；将所述混合泥浆倒入真空旋转蒸发仪中，在转速为40r/min、水浴温度为70℃条件下转蒸2h，待球磨介质挥发完毕后得到混合粉末前体；将混合粉末前体放入电热恒温鼓风干燥箱中，于30℃下干燥0.5h，得到混合粉末。
其中，磨球由质量比为1:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm，小玛瑙球的直径为5mm。
(2)将20g混合粉末放入内径为25mm的圆柱形硬质合金模具中，再放入放电等离子烧结***(SPS-3.20-MV，日本住友石炭矿业株式会社)中，设置炉腔内初始真空度为1Pa，初始压力为1MPa，以200℃/min的升温速率进行升温，当温度升至550℃且真空度为3Pa时，调节升温速率为50℃/min，并同时加压，待温度升至600℃、压力达300MPa且当烧结的混合粉末位移率变化量为0.03mm/min时计时，保温保压10min；然后保持压力不变，随炉冷却至200℃，卸除压力，随炉冷却至80℃，取出烧结后的复合材料块体，先用去离子水清洗再用乙醇清洗复合材料块体的表面，干燥。
(3)将干燥后复合材料块体先真空封装在石英管中，再放入OTF-1200X-S热处理炉内，热处理温度为T1为950℃，保温时间为15min；保温结束后，将样品从热处理炉中取出，进行分步冷却：
第一步为高温段冷却，温度从950℃降至560℃，通过风冷方式控制平均冷却速率为10℃/s；
第二步为低温段冷却，温度从560℃降至20℃，通过采用NaCl质量分数为5％的盐水冷却控制平均冷却速率为80℃/s；
分步冷却完成后对冷却产物进行清洗，干燥，得到所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料。
将本实施例所述复合材料制成试样进行测试，得到测试结果如下：
(1)所述复合材料的致密度为99.6％；
(2)所述复合材料的力学性能：抗压强度为2212MPa；压缩屈服强度为1305MPa；压缩延伸率为32％。
(3)X射线衍射(XRD)图谱如图1所示，分析结果如下，从左到右各个峰分别为：
(100)α-Ti，2θ＝35.308
(002)α-Ti，2θ＝38.439
(110)β-Ti，2θ＝38.759
(101)α-Ti，2θ＝40.416
(200)TiB，2θ＝43.016
(102)α-Ti，2θ＝53.212
(220)TiB，2θ＝62.463
(110)α-Ti，2θ＝63.204
(103)α-Ti，2θ＝70.785
(200)α-Ti，2θ＝73.997
(311)TiB，2θ＝74.889
(112)α-Ti，2θ＝76.084
由图1可知，在950℃时TC4粉和TiB2粉之间已经发生反应，烧结的试样的衍射图谱都只能观察到α-Ti相，β-Ti相和TiB相的衍射特征峰，没有发现TiB2相的特征峰，这表明原位反应进行完全，所有的TiB2全部转化为TiB。
(4)所述复合材料的场发射扫描电子显微镜(SEM)微观组织形貌图如图2所示，分析结果如下：
所述复合材料的TiB晶须呈定向排布，平均长径比为43，晶须平均直径为61nm，完整度好，与基体界面干净，结合牢固，可有效发挥荷载转移效果。
实施例3
一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，所述方法步骤如下：
(1)将6.00g纳米TiB2粉和14.00g Ti粉加入SM-QB行星式球磨机的球磨罐中，并按球料比10:1加入磨球和过量的无水乙醇；在150r/min的转速下，球磨5.0h，混合均匀得到混合泥浆；将所述混合泥浆倒入真空旋转蒸发仪中，在转速为40r/min、水浴温度为70℃条件下转蒸0.5h，待球磨介质挥发完毕后得到混合粉末前体；将混合粉末前体放入电热恒温鼓风干燥箱中，于30℃下干燥0.5h，得到混合粉末。
其中，磨球由质量比为10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为30mm，小玛瑙球的直径为5mm。
(2)将20g混合粉末放入内径为20mm的圆柱形硬质合金模具中，再放入放电等离子烧结***(SPS-3.20-MV，日本住友石炭矿业株式会社)中，设置炉腔内初始真空度为10Pa，初始压力为1MPa，以200℃/min的升温速率进行升温，当温度升至600℃且真空度为14Pa时，调节升温速率为50℃/min，并同时加压，待温度升至650℃，压力达300MPa且烧结的混合粉末位移率变化量为0.04mm/min时计时，保温保压15min；然后保持压力不变，随炉冷却至200℃，卸除压力，随炉冷却至90℃，取出烧结后的复合材料块体，先用去离子水清洗再用乙醇清洗复合材料块体的表面，干燥。
(3)将干燥后复合材料块体先真空封装在石英管中，再放入OTF-1200X-S热处理炉内，热处理温度为T1为1200℃，保温时间为5min；保温结束后，将样品从热处理炉中取出，进行分步冷却：
第一步为高温段冷却，温度从1200℃降至660℃，通过风冷方式控制平均冷却速率为20℃/s；
第二步为低温段冷却，温度从660℃降至30℃，通过NaCl质量分数为15％的盐水冷却控制平均冷却速率为100℃/s；
分步冷却完成后对冷却产物进行清洗，干燥，得到所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料。
将本实施所述复合材料制成试样进行测试，得到测试结果如下：
(1)所述复合材料的致密度为99.3％；
(2)所述复合材料的力学性能：抗压强度为1801MPa；压缩屈服强度为824MPa；压缩延伸率为49％。
(3)X射线衍射(XRD)图谱分析结果如下，从左到右各个峰分别为：
(100)α-Ti，2θ＝35.308
(002)α-Ti，2θ＝38.439
(101)α-Ti，2θ＝40.416
(200)TiB，2θ＝43.016
(102)α-Ti，2θ＝53.212
(220)TiB，2θ＝62.463
(110)α-Ti，2θ＝63.204
(103)α-Ti，2θ＝70.785
(200)α-Ti，2θ＝73.997
(311)TiB，2θ＝74.889
(112)α-Ti，2θ＝76.084
由图谱可知，在1200℃时Ti粉和TiB2粉之间已经发生反应，烧结的试样的衍射图谱都只能观察到α-Ti相和TiB相的衍射特征峰，没有发现TiB2相的特征峰，这表明原位反应进行完全，所有的TiB2全部转化为TiB。
(4)所述复合材料的场发射扫描电子显微镜(SEM)微观组织形貌图分析结果如下：
所述复合材料的TiB晶须呈定向排布，平均长径比为17，晶须平均直径为90nm，完整度好，与基体界面干净，结合牢固，可有效发挥荷载转移效果。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
(1)将纳米TiB2粉和钛粉，或纳米TiB2粉和钛合金粉，加入球磨罐中，混合均匀得到混合泥浆，干燥，得到混合粉末；
(2)采用放电等离子***对所述混合粉末进行烧结处理，得到复合材料块体，清洗，干燥；
(3)将干燥后复合材料块体先真空封装在石英管中，再放入热处理炉内，以温度T1为800℃～1200℃，保温5min～30min，然后取出分步冷却：
第一步：温度从T1降至T2，T2为490℃～660℃，平均冷却速率为3℃/s～20℃/s；
第二步：温度从T2降至T3，T3为10℃～30℃，平均冷却速率为≥50℃/s；
对冷却产物进行清洗、干燥，得到所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中：
纳米TiB2粉和钛粉的质量比为(0.1～30.0):(99.9～70.0)；
纳米TiB2粉和钛合金粉的质量比为(0.1～30.0):(99.9～70.0)；
步骤(2)中：
烧结处理过程为：在初始真空度<15Pa，初始压力为0.2MPa～1MPa下，以50℃/min～200℃/min的升温速率进行升温；当温度升至450℃～650℃且真空度<15Pa时，调节升温速率为30℃/min～50℃/min，并同时加压，待温度升至500℃～700℃、压力达100MPa～300MPa以及烧结的混合粉末位移率变化量≤0.05mm/min时计时，保温保压3min～15min；然后保持压力不变，随炉冷却至250℃以下，得到复合材料块体，卸除压力，冷却后取出，清洗，干燥；
步骤(3)中：
第一步中所述冷却通过空冷或风冷方式实现；
第二步中所述冷却通过水冷方式实现。
3.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：钛粉的粒径≤50μm；钛合金粉的粒径≤50μm；纳米TiB2粉的粒径≤500nm；水冷介质为NaCl质量分数为5％～15％的盐水。
4.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨采用SM-QB行星式球磨机。
5.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：球磨参数为：球磨介质为无水乙醇；球料比为2～10:1；球磨机转速为150r/min～600r/min，球磨时间为0.5h～5.0h；
磨球由质量比为0.1～10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm～30mm，小玛瑙球的直径为1mm～5mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨采用SM-QB行星式球磨机；
球磨参数为：球磨介质为无水乙醇；球料比为2～10:1；球磨机转速为150r/min～600r/min，球磨时间为0.5h～5.0h；
磨球由质量比为0.1～10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm～30mm，小玛瑙球的直径为1mm～5mm。
7.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述干燥过程为：先将球磨完成后的混合泥浆于70℃～80℃下旋转蒸发真空干燥0.2h～2h，待球磨介质挥发完毕后，再于30℃～60℃下干燥0.5h～1h。
8.根据权利要求7所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述真空干燥采用真空旋转蒸发仪，其转速为40r/min～100r/min。
9.根据权利要求1或2所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：钛粉的粒径≤50μm；钛合金粉的粒径≤50μm；纳米TiB2粉的粒径≤500nm；
所述球磨采用SM-QB行星式球磨机；
球磨参数为：球磨介质为无水乙醇；球料比为2～10:1；球磨机转速为150r/min～600r/min，球磨时间为0.5h～5.0h；
磨球由质量比为0.1～10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm～30mm，小玛瑙球的直径为1mm～5mm；
水冷介质为NaCl质量分数为5％～15％的盐水。
10.根据权利要求9所述的一种定向排布TiB晶须增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述干燥过程为：先将球磨完成后的混合泥浆于70℃～80℃下旋转蒸发真空干燥0.2h～2h，待球磨介质挥发完毕后，再于30℃～60℃下干燥0.5h～1h；所述真空干燥采用真空旋转蒸发仪，其转速为40r/min～100r/min。
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