Interface-engineered titanium matrix composites with silicon-segregated boundaries for high-temperature strength-ductility synergy

材料科学 复合材料 络腮胡子 延展性(地球科学) 复合数 极限抗拉强度 打滑(空气动力学) 变形(气象学) 穿晶断裂 钢筋 钛合金 断裂(地质) 晶界 断口学 材料的强化机理 粘附 陶瓷
作者
Hao Sun,Bohua Zhang,Zibo Zhao,Chaoru Xing,Yujing Liu,Lujun Huang,J S Liu,Peijian Shi,Qingjiang Wang
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:282: 61-71
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2026.07.002
摘要

High-temperature titanium alloys are approaching intrinsic performance limits, while discontinuous TiB whisker-reinforced composites provide a possible route to higher service temperatures. The central challenge is to improve strength without sacrificing ductility, especially because deformation and fracture are strongly governed by reinforcement interfaces. Here, a hot-extruded TiB/Ti65 composite is developed with ultimate tensile strengths of 1342 MPa at room temperature and 570 MPa at 800°C. The composite also retains 21.5% ductility at 800°C, showing a superior strength and ductility combination compared with most reported high-temperature titanium materials. By combining three-dimensional tomography, atomic-resolution microscope, in-situ micromechanical testing, and first-principles calculations, we reveal a Si-segregated TiB/α-Ti interface with enhanced adhesion work. This interface strengthens load transfer to aligned TiB whiskers and promotes pyramidal < c + a > slip in adjacent α-Ti, thereby improving local deformation compatibility. As a result, interfacial decohesion is suppressed, and ductile fracture is maintained at elevated temperature. These results demonstrate that atomic-scale chemical tailoring of reinforcement interfaces is an effective strategy for overcoming the strength and ductility trade-off in titanium matrix composites designed for extreme environments.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
麦穗大旋风完成签到,获得积分10
刚刚
坚定之槐发布了新的文献求助10
1秒前
乐乐应助哇哇哇采纳,获得10
1秒前
2秒前
火星上的谢彬完成签到,获得积分10
2秒前
zzzzzz发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
Yeung发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
zbc发布了新的文献求助50
3秒前
彭于晏完成签到,获得积分10
3秒前
LiGanZe完成签到,获得积分10
3秒前
俭朴千万发布了新的文献求助20
3秒前
gurdeva发布了新的文献求助10
4秒前
ZYY发布了新的文献求助10
4秒前
粥粥完成签到,获得积分10
5秒前
molihuakai应助一笑采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
smiling发布了新的文献求助10
6秒前
故意的雁完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
龙歪歪发布了新的文献求助10
6秒前
zhanglinfeng完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
西瓜完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
雪白的山雁完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.2应助Rainbow采纳,获得10
8秒前
OK发布了新的文献求助10
8秒前
Hello应助阿biu采纳,获得10
8秒前
单纯的道之完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
笨笨山芙完成签到,获得积分10
9秒前
Song完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
科研通AI2S应助Jackylee采纳,获得10
10秒前
CaseyMelkus发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7573260
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9152416
关于积分的说明 19577248
捐赠科研通 7157648
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264180
关于科研通互助平台的介绍 2429605
邀请新用户注册赠送积分活动 2254613