Micro-network strengthened Ti6Al4V composites synthesized using core–shell structured composite powders for achieving superior strength and ductility

强塑性协同优化提升一直是钛基复合材料发展和推广应用面临的主要挑战。本文提出了一种新的设计思路，首先采用具有自主知识产权的磁控溅射粉末表面改性技术在Ti6Al4V预合金粉表面镀覆一层均匀可控的金属铜膜，随后通过等离子烧结技术将核壳结构的Ti6Al4V@Cu复合粉末致密化烧结获得了具有优异强塑性匹配的Ti2Cu/Ti6Al4V复合材料。研究结果表明：Ti2Cu纳米颗粒从β相中析出，在α相周围形成微网络结构，细化了α相的尺寸，显著提高了基体的强度。制备的Ti2Cu/Ti6Al4V复合材料的屈服强度和均匀延伸率分别为949 MPa和6%，与Ti6Al4V合金相比，分别提高了20.4%和15.6%。主要机制为Ti2Cu的析出强化和微网络引起的二次硬化。本研究为通过开发核壳结构复合材料以优化金属基复合材料的微观构型和力学性能提供了一种新策略。