C端TiC/Ti界面

抗拉强度16.2 GPa

C端TiC(111)/Ti(0001)界面通过极性共价/金属混合键，实现了优于Ti端界面的抗拉与抗剪能力。

Zhang, Silong · 王吉波 · Rao, Lixiang · He, Qizhen · 邢晓磊 · 周野飞 · 杨庆祥

Chinese Journal of Aeronautics 2023

参数信息

最大拉伸应力

16.201 GPa

理想剪切强度

20.32 GPa

滑动势垒

2.094 J/m²

拉伸断裂应变范围

12%–14%

滑动势能面最大值

5.387 J/m²

技术优势

抗拉强度更高

C端界面最大拉伸应力为16.201 GPa，高于Ti端界面的15.590 GPa。

抗剪切能力更强

C端界面沿最小能量路径的滑动势垒为2.094 J/m²，是Ti端界面0.136 J/m²的15倍以上，对应理想剪切强度20.32 GPa。

界面结合机制明确

电子结构分析表明C—Ti键为极性共价键与金属键的混合，而Ti—Ti键仅为金属键，这解释了C端界面更强的结合。

应用场景

• 航空钛合金耐磨涂层：用计算数据指导TiC涂层设计，提高钛合金部件耐磨寿命。
• 钛基复合材料界面设计：提供界面结合定量判据，优化钛基复合材料中TiC增强相与基体的结合。
• 高强韧金属陶瓷涂层：高拉伸与剪切强度数据支持高强韧陶瓷-金属涂层开发。