钛基复合材料(TMCs)具有高比强度、低密度、高弹性模量等特点,将成为超高音速宇航飞行器和下一代先进航空发动机的候选材料。上世纪80年代中期,美国航天飞机和整体性能涡轮发动机技术以及欧洲、日本同类发展计划的实施,为TMCs的发展提供了良好的机遇和巨大资金保证,促进了TMCs的发展。TMCs包括连续(纤维)增强和非连续(颗粒、短纤维)增强两种。纤维增强TMCs已经获得了实际的应用,如荷兰皇家空军将纤维增强TMCs用在F-16主起落架下部的后撑杆。非连续增强钛基复合材料由于具有各向同性、制备简单、易加工成型、本钱较低等特点,受到了人们的关注。

　　非连续增强钛基复合材料的制备方法以增强剂的天生方式分为外加法和原位反应法。原位法是指增强体是通过添加元素与基体发生反应天生的,原位法制备的颗粒增强钛基复合材料其增强颗粒与基体的相容性好,避免了外加增强颗粒的污染以及颗粒与基体的界面之间的化学反应题目,增强颗粒和基体在热力学上是稳定的,因此在高温工作时性能不易退化。但原位法也有缺点,主要是天生的相比较复杂、不易控制;而外加法的相结构可以得到较好的控制。

　　美国Dynamet公司采用粉末冶金技术(PowderMetal-lurgy,PM)研制出CermeTim-C(TiC)系列复合材料,制备过程为混粉、冷等静压、烧结,随后进行热等静压、铸造、挤压等热加工工序,后续的加工过程将大幅度增加材料的密度及进步机械性能。在烧结过程中,通过固相扩散作用,TiC发生一定降解反应,与基体呈现冶金结合状态。CermeTi-C-5、CermeTi-C-10分别在高尔夫球杆及冰刀上获得了应用。以Ti-6Al-4V,Ti-6Al-6V--Sn为基的CermeTim-C(TiC)复合材料已被制成汽车的阀门、连杆等零部件。粉末冶金法还与原位合成法相结合制备非连续增强钛基复合材料,Dynamet公司通过添加TiB-,B颗粒原位天生TiB增强相,开发了TiB增强材料。美国Dynamet公司的CermeTim-B(TiB)系列复合材料在刀具上获得应用。日本Toyota公司利用加进的B粉与Ti粉发生反应天生TiB,开发TiB/Ti-6Al-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-01-Si复合材料,在1998年就成功地用于丰田跑车系列的发动机阀门。

　　非连续增强钛基复合材料的性能取决于基体的成分及组织形貌、增强体的尺寸及含量、增强体与基体的界面。与基材相比,钛基复合材料以拉伸塑性及断裂韧性的降低为代价,强度及硬度水平大幅度进步,且具有良好的高温强度、优异的蠕变性能及高周疲惫性能。