La₂O₃颗粒增强钛基复合材料

强度、耐磨、塑性协同提升

添加La₂O₃颗粒同时细化基体与增强相晶粒，在提升强度的同时保持优异塑性，并形成致密摩擦层大幅降低磨损。

郑博文 · Tiantao, He · Yue, Chunyu · Lin, Xuejian · 袁晓光 · 董福宇 · 张玥 · 黄宏军 · 左晓姣 · Luo, Liangshun · Su, Baoxian · 苏彦庆

Wear 2023

具体参数

压缩强度

{'zh': '2203', 'en': '2203'} MPa

断裂塑性

{'zh': '21.45', 'en': '21.45'} %

比磨损率降低

{'zh': '34.7', 'en': '34.7'} %

技术优势

强度塑性双高

0.4 vol% La₂O₃添加后，形成近网状结构，通过颗粒强化和细晶强化同时提高强度与塑性。

耐磨性大幅提升

La₂O₃含量从0.2到0.8 vol%，比磨损率最高降低34.7%，归因于异质变形诱导的应变强化和致密硬质摩擦层的形成。

高温性能稳定

加入La₂O₃后，复合材料在高温下导热系数更高且更稳定，热膨胀系数更低。

晶粒细化

La₂O₃颗粒有效减小α-Ti和增强相的平均晶粒尺寸，并增加高角晶界比例，使取向更随机。

应用场景

• 钛基复合材料零部件：直接制备高强度、高塑性、耐磨的钛基复合材料零部件。
• 航空航天结构件：用作兼具轻质、高温稳定性和耐磨性的航空结构件。
• 耐磨机械部件：在摩擦工况下替代传统材料，延长耐磨机械部件寿命。
• 高温复合材料：提供高温下导热稳定且热膨胀低的结构复合材料。
• 生物医用植入物：利用钛合金生物相容性及增强耐磨性，制造骨科植入物。