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W/（Ti/Ta/Ti）層狀復(fù)合材料的擴(kuò)散行為和拉伸性能

劉蕊¹，陳寅¹，侯旭升¹，楊圣堯¹，王珊²，陳暢^1*，吳玉程¹

¹合肥工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，合肥， 230009

²合肥工業(yè)大學(xué) 工業(yè)與裝備技術(shù)研究院，合肥， 230009

*Email: chench@hfut.edu.cn

摘要：層狀復(fù)合材料能有效改善鎢的韌性。本文通過(guò)在1000 ℃-1400 ℃下擴(kuò)散焊接制備了一系列W/（Ti/Ta/Ti）層狀復(fù)合材料。結(jié)果顯示，1200 ℃下制備的復(fù)合材料具有最高的抗拉強(qiáng)度（631 MPa）。在W/Ti界面處，W擴(kuò)散到Ti和Ti擴(kuò)散到W的激活能分別為90.85 KJ/mol和161.40 KJ/mol；在Ti/Ta界面處，Ta擴(kuò)散到Ti和Ti擴(kuò)散到Ta的激活能分別為70.66 KJ/mol和122.60 KJ/mol。由于不同溫度下W和Ta在Ti層中的濃度不一樣，并且W和Ta都能起到穩(wěn)定β-Ti的作用，因此，在不同溫度下制備的復(fù)合材料中Ti層形成了不同的微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)連接溫度低于1200 ℃時(shí)，β-Ti中析出α-Ti，此時(shí)Ti層的強(qiáng)化機(jī)理為固溶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化。隨著連接溫度的升高，Ti層完全由β-Ti組成，此時(shí)固溶強(qiáng)化成為T(mén)i層的主要強(qiáng)化機(jī)理。由于W/Ti和Ti/Ta的界面結(jié)合強(qiáng)度不一樣，拉伸過(guò)程中W/Ti界面容易發(fā)生開(kāi)裂，而Ti/Ta界面消失，并且不會(huì)發(fā)生開(kāi)裂。

關(guān)鍵詞：多層復(fù)合材料；擴(kuò)散；微觀結(jié)構(gòu)；力學(xué)性能；斷裂機(jī)制