【正文】 據 庫 ， 為發(fā)動 機結構設計和制造奠定了堅實的基 礎 。這些綜合和專項研究計劃極大地 促進了 SiC /Ti 復合材料研究的發(fā)展 [12]。發(fā)達國家非常重 視 SiCf/Ti 復合材料的研 究， 制定了多項研究計劃來推動它在發(fā)動機和飛機上的應 用。 S iCf/T i 復合材料具有許多優(yōu)良 的力學性能和物理性 能 ， 比強 度 、 比剛 度 、 疲勞性能均 優(yōu)于鈦合 金 ， 與基體材料相比 較 ， 可以提高使用溫度將 近 200℃ ， 在提升結構性能的同 時 ， 大大降低了結構重 量 。介紹了國內外對連續(xù)纖維增強鈦基復合材料的 研究現狀及國內研究存在的一些問題，并對國內 SiCf/Ti 復合材料的未來發(fā)展提出了一些建議。SiC 纖維增強鈦基復合材料研究現狀與展望 Research and Prospect of SiC FiberReinforced Titanium Matrix Composites 無錫職業(yè)技術學院機械技術學院 曹秀中 中航工業(yè)北京航空制造工程研究所 韓秀全 趙 冰 侯紅亮 [ 摘要 ] 連續(xù) SiC 纖維增強鈦基復合材料（ SiCf/ Ti）是一種重要的高推重比發(fā)動機（推重比 12）用結 構材料，它的應用為發(fā)動機設計和制造帶來了革命性 的變革。 SiCf/Ti 復合材料代表了高推重比發(fā)動機用結 構材料的發(fā)展方向，歐美國家設立了多項研究計劃來發(fā) 展 SiCf/Ti 復合材料，技術水平已經達到或接近于實用 狀態(tài)。 關鍵詞： SiC 纖維 SiCf/Ti 復合材料 界面 力學 性能 [ABSTRACT] Continuous SiC fiberreinforced titanium posite (SiCf/Ti) is an outstanding structural material for aerospace because of its superior properties pared to titanium alloys and high temperature alloys, therefore, it is considered as a very promising material for the high thrust weight ratio turbine engine. Many countries have lay emphasis on the research of SiCf/Ti posites, for example, Europe and America have established several engine project involved SiCf/Ti. In this paper, research of SiCf/Ti is introduced in several aspects including raw materials, manufacture method, mechanical properties and applications. At last, some advices are proposed for the development of SiCf/Ti posites in China. Keywords: SiC fi ber SiCf/Ti posites Inter face Mechanical property SiCf/Ti 復合材料是以連續(xù) SiC 纖維為增強體 ， 以鈦 合金或鈦鋁金屬間化合物為基體的一種具有優(yōu)良綜合 性能的結構復合材 料。由 于 SiC f/T i 復合材料具有這些優(yōu)良的性 能 ， 在航 空航天領 域 ， 特別是在高推重比發(fā)動 機 （ 推重 比 12） 中 展現了良好的應用前 景 ， 已經成為提高發(fā)動機推重 比、 降低飛機燃油消 耗 、 提高航程等的技術關 鍵 ， 是提升下 一代發(fā)動機整體性能的關鍵技術之 一 ， 是高推重比發(fā)動 機必需的結構材 料 ， 將為發(fā)動機的設計和制造帶來革命 性變 革 。美國先后啟動了 IHPTET 研究計 劃 （ The Integrated High Performance Turbine Engine Technology） 、 NASP 研 究計 劃 （ National Aero Space Plane） 、 TMCTECC 研究計 劃（ Titanium Matrix Composite Turbine Engine Component Consortium） 、 Exoskeletal（ 美國空軍的外骨架計 劃 ） 、 SBIR 等研究計 劃 ， 歐洲先后啟動 了 Euclid、 PREPHA （ Advanced Hypersonic Propulsion）等研究計劃，日本也 有 AMG、 ESPR 計劃。 f 國外研究者研究了多種金屬基體 的 SiCf/Ti 復合 材 料 ， 形成了比較完善的研究體系 。 在 SiCf/Ti 復 合 材料的應用研究方 面 ， 特別是在結構件驗證技術方面開 展了大量的研究。 與國外相 比 ， 國內的研究工作起步較 晚 ， 20 世 紀 90 年代才開始這方面研究工 作 ， 目前的工作主要停留在實 驗室研究階 段 ， 在高性能纖維及其梯度涂層制 備 、 性能 和壽命預測數據庫和結構驗證技術等方面還存在較大 的差 距 。 1 材料及制造方法 材料 用于制 造 SiCf/Ti 復合材料的原材料包 括 ： 鈦合金 或鈦鋁金屬間化合物基體和纖維增強體。 SiC 纖維增強鈦鋁金屬間化合 物具有良好的高溫機械性能和物理性能 ， 特別是 SCS6/ Ti2AlNb 復合材料 ， 它的使用溫度可達到 760℃ ， 并具有 高溫高強 度 ， 蠕變和斷裂阻力大的特 點 ， 它的界面反應 也比 SCS6/Ti3Al 顯著減小 [3]。一般碳芯 SiC 纖維的熱穩(wěn)定性優(yōu)于鎢 芯 SiC 纖維 [4]。但 是 ， 纖維的穩(wěn)定性有待提 高 ， 在制備梯度復合涂 層方面還不能滿足要 求 。 制備方法 高昂的制造成本一直是限 制 SiCf/Ti 復合材料實用 的一個瓶 頸 ， 因 此 ， 開發(fā)低成 本 、 高性能的制備方法是 SiCf/Ti 能否得到應用的技術關 鍵 。 FFF 法是將纖 維布和鈦合金基體箔材疊層后進行熱等靜壓或熱壓復 合 ， 可以制造大尺寸零 件 ， 利用基體材料的超塑特 性， 與超塑成形 / 擴散連 接 （ SPF/DB） 工藝相結合可以制造 復雜形狀的空心結構 件 。 PVD 法主要包括磁控濺射物理氣相沉 積 法 （ MSPVD） 和電子束物理氣相沉積 法 （ EBPVD） 。 MSPVD 法