本发明涉及纳米纤维纤维增强复合材料，特别涉及一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法。
背景技术：
Ti5Si3的晶格为D88结构，密度4.36g/cm3，熔点为2130℃，具有较好的高温稳定性，较高的高温强度和良好的抗氧化能力，有希望用于1300℃以上的结构方面。另外，由于其电阻和热阻均较低，Ti5Si3也有希望用于电气连结和扩散阻挡层。单相Ti5Si3可以通过热压烧结或热等静压Ti5Si3的粉末或相应比例的Si和Ti粉末得到。
在本发明做出之前，由于在常温下Ti5Si3脆性较大，其常温和高温强度还无法满足需要实际工程领域的应用。这些问题如果不加以解决，在应用过程中会引起材料产生损伤、失效，甚至产生严重的断裂破坏。因此发展Ti5Si3基复合材料是克服上述缺陷的发展方向之一，而现有的工作基本上只是关于单相Ti5Si3材料的。
技术实现要素：
本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法。
本发明通过下述技术方案予以实现：
一种纳米纤维增强三硅化五钛基复合材料制备方法，其主要技术特征在于步骤如下：
(1)对纳米纤维进行表面处理；
(2)利用强酸对Ti5Si3粉体进行处理；
(3)将处理好的纳米纤维与Ti5Si3粉体进行混合；
(4)用超声波实现均匀分散，然后进行真空干燥，得到Ti5Si3-纳米纤维复合粉体；
(5)将上述粉体放入石墨模具中，并放入真空热压炉中，升温到1400℃，保温；
(6)退火并降温至300℃，再随炉冷却，得到纳米纤维增强Ti5Si3基复合材料。
所述步骤(1)中纳米纤维为碳纳米管或氧化铝或碳化硅纳米线。
所述步骤(1)中纳米纤维的改性通过以下方法达到：加入表面活性剂的溶液进行表面处理；或电镀或化学镀表面处理方法；或高能射线辐照改性。
所述步骤(5)中真空热压炉的真空度小于1.0×10-2。
所述步骤(5)中是以10-20℃/min的速度升温到1400℃，保温2-3小时，最大压力为20-40MPa。
所述步骤(6)中以20-40℃/min的退火速率降温至300℃。
本发明的优点和效果在于通过本发明制备的Ti5Si3基复合材料，致密度高、气孔率小、纯度高、力学性能优异。本发明采用纳米纤维与Ti5Si3粉体为原料，利用表面处理技术、超声分散及真空热压烧结工艺，制备出力学性能优异的纳米纤维增强Ti5Si3基复合材料。采用真空热压烧结制备具有力学性能优异、显微结构均匀且致密度高的纳米纤维增强Ti5Si3基复合材料及其制备方法。
附图说明
图1——本发明的复合材料的相组成示意图。
具体实施方式
本发明的技术思路是：
利用纳米纤维与Ti5Si3粉末通过真空热压烧结得到。
具体而言：
1、利用表面处理工艺对纳米纤维进行表面处理，利用强酸对Ti5Si3粉体进行处理，然后将处理好的纳米纤维与Ti5Si3粉体进行混合，并利用超声波实现均匀分散，即增强相纳米纤维与基体相Ti5Si3是利用超声波分散方法，通过静电吸引原理实现了均匀分散；然后进行真空干燥，得到Ti5Si3-纳米纤维复合粉体。
3、将准备好的粉体放入石墨模具中，放入真空度小于1.0×10-2真空热压炉中，以10-20℃/min的速度升温到1400℃，保温2-3小时。最大压力为20-40MPa，再以20-40℃/min的退火速率降温至300℃，再随炉冷却，得到纳米纤维增强Ti5Si3基复合材料。
其步骤如下：
(1)对纳米纤维，如碳纳米管或氧化铝或碳化硅纳米线，进行表面处理。纳米纤维的改性通过以下方法达到：加入表面活性剂的溶液进行表面处理；或电镀或化学镀表面处理方法；或高能射线辐照改性；
(2)利用强酸对Ti5Si3粉体进行处理；
(3)将处理好的纳米纤维与Ti5Si3粉体进行混合；
(4)用超声波实现均匀分散，然后进行真空干燥，得到Ti5Si3-纳米纤维复合粉体；
(5)将上述粉体放入石墨模具中，并放入真空热压炉中，升温到1400℃，保温，真空热压炉的真空度小于1.0×10-2，且以10-20℃/min的速度升温到1400℃，保温2-3小时，最大压力为20-40MPa；
(6)退火并降温至300℃，再随炉冷却，得到纳米纤维增强Ti5Si3基复合材料。
所述步骤(1)中纳米纤维为碳纳米管或氧化铝或碳化硅纳米线，以20-40℃/min的退火速率降温至300℃。
实施例：
5％碳纳米管增强Ti5Si3复合材料的制备。利用化学接枝技术，对碳纳米管进行表面处理，在碳纳米管表面接枝负离子基团，然后与用盐酸处理过的Ti5Si3粉体进行超声分散、干燥，得到5％碳纳米管-Ti5Si3复合粉末，再进行真空热压烧结，制备得到碳纳米管增强Ti5Si3复合材料。
本实施例得到的复合材料的相组成如图1所示，所得到的复合材料由增强相碳纳米管与基体相Ti5Si3两相组成。