金刚石/TiC增强钛基复合材料

耐磨性提升92倍

通过原位生成的TiC和保留的金刚石协同强化，同时提升硬度、耐磨性和导热性，克服钛合金耐磨性差的短板。

王建东 · Tang, Lang · Zhao, Ziang · Zhijie, Ye · 曹文鑫 · Zhu, Jiaqi · 姜风春

Journal of Materials Research and Technology 2024

参数信息

显微硬度

438.15 HV₀.₂

磨损率

2.256 ×10⁻⁵ mm³·N⁻¹·m⁻¹

热导率

13.613 W·m⁻¹·K⁻¹

技术优势

耐磨性提升92倍

金刚石本身高硬度，再加上原位生成的TiC硬质相，使磨损率从2.08×10⁻³骤降到2.26×10⁻⁵ mm³·N⁻¹·m⁻¹。

导热性翻倍

金刚石本征热导率极高，同时原位TiC的热导率也优于钛合金基体，复合材料热导率从6.686提升到13.613 W·m⁻¹·K⁻¹。

硬度提升三成

原位生成的TiC本身比钛合金硬得多，其弥散强化使复合材料显微硬度从333.99 HV₀.₂提高到438.15 HV₀.₂。

应用场景

• 航空发动机耐磨部件：用这种复合材料制造航空发动机中易磨损的运动部件，延长寿命。
• 工业模具：模具表面耐磨性差，换用该复合材料可减少磨损和更换频率。
• 耐磨涂层：用这种复合材料作为涂层或直接打印耐磨层，提升基底寿命。
• 钛合金结构件：在需要高比强度又面临摩擦磨损的结构件上使用，兼顾轻量化和耐磨。