近日，77779193永利集团粉末冶金与复合材料课题组李树丰教授团队博士生刘磊在继《美国科学院院刊》（PNAS）发表论文的基础之上，在钛基复合材料的构型设计方面取得新的重要进展，研究成果以“Synthesis mechanism of pelleted heterostructure Ti64-TiB composites viaan interdiffusion and self-organization strategy based on powder metallurgy”为题发表于复合材料领域顶刊《Composites Part B: Engineering》（IF=13.1）。该工作永利集团为第一署名单位，77779193永利集团博士生刘磊为论文第一作者，永利集团李树丰教授和日本大阪大学Katsuyoshi Kondoh教授为论文的共同通讯作者。

异质晶粒结构设计近年来在克服非连续增强钛基复合材料（DRTMCs）强度-塑性倒置严重的难题方面展现出令人振奋的发展前景。然而，由于DRTMCs在制备过程中的复杂性和不可控性，DRTMCs中实现可定制的基体晶区异构仍是一项艰巨的挑战。针对于此，李树丰教授团队基于合金组元间的互扩散反应机制，提出通过熔铸─电极感应熔炼气雾化（EIGA）制粉─粉末冶金的全流程工艺方案，巧妙地设计并制备出组织和性能呈各向同性的三维球团状异质结构Ti64-TiBw复合材料。该异质结构展现出优异的强度-塑性协同变形能力，为克服金属基复合材料强度-韧性倒置的典型问题提供了有益的解决方案。本工作是在前期《美国科学院院刊》（PNAS）发表论文工作的基础之上，对互扩散-自组织策略的反应和组织形成机理进行了深入的系统解析和讨论，为该策略的进一步发展和广泛应用提供了坚实基础。

该工作获得国家重点研发计划项目（2021YFB3701203）、陕西省重点科技创新团队项目（2023-CX-TD-46）、国家自然科学基金项目（52201165）和永利集团博士创新基金项目（310-252072101）支持。围绕钛合金及钛基复合材料的强韧性和高温性能研究方面，李树丰教授团队已经在《Proceedings of the National Academy of Sciences of America》， 《International Journal of Plasticity》， 《Additive Manufacturing》， 《Carbon》和《Composites Part B》等国际顶级期刊发表多篇高水平研究论文。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111366

图1.三维球团状异质结构Ti64-TiB复合材料的形成过程示意图