间隙元素协同TiB增强钛基复合材料

强度-塑性协同突破

该复合材料通过间隙元素C、N与TiB的协同作用，打破传统钛基复合材料强度与塑性相互制约的困境，为制备兼具超高强度与良好塑性的钛基复合材料提供新思路。

Zheng, Zekun · 张朝晖 · Chen, Jiaying · Zhang, Xuezhe · Junjie, Xu · Chengze, Liu · Yongqing, Fu · 朱景川 · 董龙龙 · Zhang, Laichang

Journal of Materials Science and Technology 2026

参数信息

抗拉强度

1510±5 MPa

伸长率

8.7%±0.3% %

技术优势

强度-塑性协同突破

间隙原子C、N促进〈c+a〉位错激活，增加金字塔滑移系比例，同时激活多个滑移系，在提高强度的同时维持良好塑性。

TiB促进等轴化与细晶

原位生成的TiB阻碍晶粒长大，促进基体晶粒等轴化，并为动态再结晶晶粒提供大量形核位点，有利于细晶强化。

界面结合增强

C、N占据α-Ti的八面体间隙位置，引起晶格畸变并显著提高TiB/Ti界面结合强度，有利于载荷传递。

应用场景

• 航空结构件：用超高强韧性钛基复合材料制造航空结构件，减轻重量并提升可靠性。
• 航空航天材料：作为新型航空钛基复合材料，在满足高温性能的同时兼顾高塑性加工性。
• 金属基复合材料：为金属基复合材料提供间隙元素与陶瓷相协同强化的设计新策略。
• 高性能结构材料：作为高性能结构材料，在需要超高强度且不能损失塑性的场景中替代传统钛合金。