增材制造钛及钛基复合材料叠层微观组织演变研究文献综述

文献综述

1.研究背景在航空航天的事业发展过程中，金属基复合材料（Metal matrix composites，MMCs）发挥着极其关键的作用，主要原因是MMCs拥有多种优越的性能，包括了较高的抗拉强度，抗蠕变性、优异的高温性能以及耐腐蚀性等等[1]。

在近些年中，为了更加充分地利用 MMCs 的实际应用价值，研究的侧重点是通过多种方法来改善复合材料的性能，以便更好地满足实际的工业生产制造需求。

随着航空事业的蓬勃发展，对于轻质结构材料的性能要求进一步提高，所以设计更加有效的制备方法使其获得优异性能的轻质结构材料便成为一个重要的研究方向[2]。

在众多金属基复合材料中，基体的选择又直接影响复合材料的最终性能，而对于轻质结构材料而言，其中钛基复合材料（Titanium Metal Matrix Composites，TMCs）因其所具有的高的比强度、良好的高温性能以及高比模量等性能，正好符合了众多领域对于轻质高强材料的要求，展现出巨大的应用前景[3-5]。

按照增强体的不同，钛基复合材料主要可以分为两类：纤维增强钛基复合材料和颗粒增强钛基复合材料。

纤维增强钛基复合材料一方面由于杂质缺陷以及界面反应等原因，其抗蠕变性能和拉伸强度甚至会低于原始基材。

另一方面增强体纤维的排布具有方向性，导致纤维增强钛基复合材料性能具有各向异性，无法满足材料设计的一些要求。

并且连续纤维的价格昂贵，制备工艺复杂，大大限制了连续纤维增强钛基复合材料在工程上的应用。

而非连续增强特别是颗粒增强钛基复合材料具有成形简单、各向同性、成本低廉等优点，目前应用十分广泛[6-9]。