[科普中国]-原位生长复合材料

原位生长复合材料又称原位生长复合材料，是控制定向凝固条件，使合金中两个相沿着热流的方向规则地排列，连续生长，其中一个相为增强相，另一个相为γ基体，在冷却过程中，基体中又析出γ'强化相1。

定义原位生长复合材料又称原位生长复合材料，是控制定向凝固条件，使合金中两个相沿着热流的方向规则地排列，连续生长，其中一个相为增强相，另一个相为γ基体，在冷却过程中，基体中又析出γ'强化相1。

条件实际上不只限于共晶成分的合金，偏离共晶成分的合金和有包晶或偏晶等转变反应的合金都能定向凝固生长出规则排列的增强纤维，但定向凝固的条件要苛刻得多。由于两相之间有一定的取向关系并规则排列，所以力学和物理性能有强烈的方向性。这种材料具有很高的持久强度和疲劳强度，作为发动机叶片材料，正处于预研阶段。如NITAC-14B定向凝固共晶高温合金的纵向持久强度可达到11380℃ ,138MPa ，100h的水平，比已知的PWA1480单晶镍基合金高2。

分类增强相可分为三类：

(1)以金属间化合物为增强相，如γ/γ'-Ni3Ta, γ/γ'-Ni3Nb等；

(2)以碳化物为增强相，如COTAC系列和NITAC系列；

(3)以难熔金属为增强相加γ/γ'-αMo,Ni-W等3。

方法制备工艺有高速凝固法，液态金属冷却法和流态床急冷法，第一种的温度梯度约100℃/cm，后二种的温度梯度约300℃ /cm，由于高速凝固法没有玷污问题，生产方便，生产上一直采用此法。

原位生长钛基复合材料通过放热反应在钦基体中生成硼化钛、碳化钛陶瓷沉积相增强体的一种复合材料碳化钛增强相在钛基体中呈二维树枝状分布。增强体与基体具有良好的界面结合。材料中碳化钛含量一般为40%-50%(体积)。室温压缩强度1400MPa，850℃时压缩强度654Mpa，750℃时拉伸强度350MPa，断裂应变8%。将石墨粉和铁粉混合在氢气保护于2300℃热反应制成。用于耐高温、耐腐蚀等领域4。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学