作为一种先进的材料粉末冶金成型方法，放电等离子烧结（SPS）技术具有升温速度快、烧结时间短等特点，在国防新材料制备领域极具应用潜力。本书系统介绍了放电等离子烧结技术的特征、原理及其在钛基复合材料制备中的应用。全书包括6章：放电等离子烧结技术、钛基复合材料及其制备技术、放电等离子烧结TiB/Ti复合材料关键控制因素及致密化机理、放电等离子烧结原位反应生成TiB晶体的结构表征及生长特性、放电等离子烧结T
iB/Ti复合材料的静态力学性能、放电等离子烧结TiB/Ti复合材料的动态力学性能。本书内容全面、新颖，既有丰富的基础理论知识，又有很强的工程实践性，对致力于粉末冶金技术及钛基复合材料成型技术研究的工程技术人员及研究学者具有较高的参考价值。As an advanced powder metallurgy method，spark plasma sintering（SPS）is characterized by low temperature and rapid sintering due to the application of electric-pulesd current on electrodes and the electrical discharges between powders.These advantages make SPS suitable to fabricate new materials with good performances.The characteristics，theory and application in synthesizing Ti matrix composites of SPS have been introduced in this book，including introduction of SPS，preparation technology of Ti matrix composites，critical control factors and densification mechanism of TiB/Ti composites synthesized by SPS，structure characterization and growth characteristics of TiB crystal in TiB/Ti composites prepared by SPS，static mechanical properties of TiB/Ti composites，and dynamic mechanical properties of TiB/Ti composites.The content in this book is novel and comprehensive，and it is worth reading for the relevant researchers and technicians.
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第1章 放电等离子烧结技术 161.1 放电等离子烧结技术简介 16
1.2 放电等离子烧结技术发展历史 17
1.3 放电等离子烧结系统 18
1.4 放电等离子烧结技术特点 19
1.5 放电等离子烧结机理 201.5.1 SPS过程中的放电效应 20
1.5.2 SPS过程中显微组织的演变机制 31
1.5.3 SPS过程中电场的作用 33
1.5.4 SPS过程中脉冲电流的作用 34
1.5.5 SPS过程中压力的作用 39
1.6 放电等离子烧结模具 431.6.1 SPS模具材料 43
1.6.2 SPS模具结构 43
1.7 放电等离子烧结过程数值模拟研究 45
1.8 放电等离子烧结技术应用 541.8.1 纳米金属 55
1.8.2 功能梯度材料 58
1.8.3 非晶合金 60
1.8.4 高熵合金 63
1.8.5 磁性材料 66
1.8.6 热电材料 71
1.8.7 铁电材料 73
1.9 放电等离子烧结技术存在的问题及展望 76
参考文献 77
第2章 钛基复合材料及其制备技术 822.1 钛合金及其复合材料 82
2.2 钛基复合材料的增强体 832.2.1 增强体的选择 83
2.2.2 原位反应生成增强体的热力学及动力学分析 84
2.2.3 增强体的结构特征 88
2.3 钛基复合材料制备方法 902.3.1 熔铸法 90
2.3.2 粉末冶金法 91
2.3.3 高温自蔓延合成法 91
2.3.4 机械合金化法 91
2.3.5 XD^（TM）法 92
2.3.6 快速凝固法 92
2.3.7 SPS法 93
2.4 钛基复合材料的静态力学性能 942.4.1 拉伸性能 94
2.4.2 压缩性能 95
2.5 钛基复合材料的动态力学性能 962.5.1 复合材料动态力学性能研究方法和进展 96
2.5.2 复合材料的应变率敏感性 98
参考文献 99
第3章 放电等离子烧结TiB/Ti复合材料关键控制因素及致密化机理 1013.1 TiB/Ti复合材料制备工艺 1013.1.1 球磨 102
3.1.2 模具材料及结构 102
3.1.3 SPS致密化过程 102
3.2 实验过程设计 1033.2.1 烧结中关键控制因素的确定 103
3.2.2 试验过程设计 105
3.3 烧结温度对TiB/Ti复合材料相对密度和微观组织的影响规律 1063.3.1 烧结温度对TiB/Ti复合材料相对密度的影响 106
3.3.2 烧结温度对TiB/Ti复合材料微观组织的影响 112
3.4 初始压力对TiB/Ti复合材料相对密度和微观组织的影响规律 1153.4.1 初始压力对TiB/Ti复合材料相对密度的影响 115
3.4.2 初始压力对TiB/Ti复合材料微观组织的影响 117
3.5 升温速率对TiB/Ti复合材料相对密度及微观组织的影响规律 119
3.6 保温时间对TiB/Ti复合材料相对密度和微观组织的影响规律 121
3.7 TiB/Ti复合材料的SPS烧结机制 122
参考文献 127
第4章 放电等离子烧结原位反应生成TiB晶体的结构表征及生长特性 1284.1 TiB的结构表征 1284.1.1 TiB的TEM观察 128
4.1.2 TiB的结构分析 128
4.1.3 TiB中层错的TEM观察 131
4.2 TiB增强相的典型形貌 1324.2.1 晶须 133
4.2.2 团簇 133
4.2.3 晶须束 136
4.2.4 空心管状结构 141
4.3 TiB晶体的形核和生长过程 1434.3.1 TiB与基体的取向关系 143
4.3.2 TiB在β-Ti中的形核分析 143
4.3.3 TiB的生长方式 147
4.4 TiB晶体中的缺陷 1484.4.1 TiB中层错的形成分析 148
4.4.2 TiB中位错的形成分析 151
参考文献 153
第5章 放电等离子烧结TiB/Ti复合材料的静态力学性能 1555.1 TiB含量对TiB/Ti复合材料微观组织和相对密度的影响规律 1555.1.1 TiB含量对TiB/Ti复合材料微观组织的影响规律 155
5.1.2 TiB含量对TiB/Ti复合材料相对密度的影响规律 158
5.2 TiB/Ti复合材料的硬度 159
5.3 TiB/Ti复合材料的静态拉伸性能 1605.3.1 TiB/Ti复合材料的抗拉强度和弹性模量 160
5.3.2 TiB/Ti复合材料的断面收缩率和断后伸长率 162
5.3.3 晶须的断裂临界长径比 162
5.3.4 晶须尺寸对TiB/Ti复合材料拉伸性能的影响规律 165
5.4 TiB/Ti复合材料的静态压缩力学性能 1685.4.1 TiB含量对TiB/Ti复合材料压缩性能的影响规律 168
5.4.2 静态压缩载荷下TiB/Ti复合材料的宏微观损伤形貌 169
参考文献 171
第6章 放电等离子烧结TiB/Ti复合材料的动态力学性能 1726.1 TiB含量对TiB/Ti复合材料动态力学性能的影响规律 172
6.2 TiB/Ti复合材料中动态和准静态力学性能的对比分析 177
6.3 TiB含量对TiB/Ti复合材料应变率效应的影响规律 179
参考文献 182
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