近年來，鈦基復(fù)合材料發(fā)展很快，但作為一種昂貴的新型材料，尚處于發(fā)展之中。如何降低制備成本成為鈦基復(fù)合材料走向廣泛市場應(yīng)用的關(guān)鍵之一。連續(xù)纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料雖然在航天航空領(lǐng)域顯示出它巨大的應(yīng)用潛力，但因其昂貴而復(fù)雜的制備過程以及性能上的各向異性，使它難以推廣應(yīng)用。與之相比，顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料由于具有各向同性、制備較簡單、易加工成型、成本較低等特點(diǎn)，受到人們的關(guān)注，成為新的研究熱點(diǎn)。

發(fā)展顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料，首先應(yīng)對基體相和顆粒增強(qiáng)相有正確的選擇。復(fù)合材料設(shè)計(jì)中很重要的一點(diǎn)是要保證基體和強(qiáng)化相之間有很好的化學(xué)和力學(xué)相容性。也就是要防止基體和增強(qiáng)相之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因?yàn)榉磻?yīng)使得增強(qiáng)相退化，降低強(qiáng)化效果，同時由于反應(yīng)引起的局部體積變化和反應(yīng)生成的脆性相而嚴(yán)重影響復(fù)合材料的強(qiáng)度。除此之外，基體和增強(qiáng)相的熱膨脹系數(shù)如相差較大，當(dāng)增強(qiáng)相的熱膨脹系數(shù)大于基體時，會在界面上形成拉應(yīng)力，容易在界面上形成裂紋，最終導(dǎo)致材料的破壞。

顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的基體主要有α-Ti、β-Ti和(α+β)-Ti，其中α-Ti彈性模量小，在成形加工中回彈大，冷加工性能較差；β-Ti在高溫下原子擴(kuò)散系數(shù)較大，合金的抗高溫蠕變性能下降。在鈦合金中，由于Ti-6Al-4V有很高的強(qiáng)度、高的斷裂韌性以及良好的高溫加工性能，因此是一種較好的基體材料，而且基體的熱膨脹系數(shù)可以通過添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪剡M(jìn)行調(diào)整。目前，Ti-6Al-4V被認(rèn)為是鈦基復(fù)合材料較為合適的基體材料。

增強(qiáng)相的選擇對于復(fù)合材料的性能非常重要。顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料中顆粒增強(qiáng)相的體積分?jǐn)?shù)一般在5%~20%。增強(qiáng)相的主要作用是提高材料的耐磨性能、硬度、高溫性能和抗蠕變性能，所用的增強(qiáng)相通常是一些高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性的金屬陶瓷、金屬間化合物和氧化物。理想的增強(qiáng)相應(yīng)具有2個條件，第一，剛性、強(qiáng)度、硬度等物理或力學(xué)性能優(yōu)良；第二，高溫穩(wěn)定性好，與鈦合金基體的熱膨脹系數(shù)差別小。

通過長期的研究，人們認(rèn)為對于鈦基復(fù)合材料較為理想的顆粒增強(qiáng)相主要有以下幾種：SiC，TiC，B4C，Ti2B，TiB和ZrB2等。對各種增強(qiáng)相的對比研究表明，硬度由大到小的順序?yàn)門iB,CrB>B4C>SiC>Ti5Si3；殘余應(yīng)力由大到小的順序?yàn)镃rB>SiC>B4C>Ti5Si3>TiB；與鈦結(jié)合的化學(xué)穩(wěn)定性由大到小的順序?yàn)門iB>Ti5Si3>CrB>B4C>SiC，由此可見，TiB是一種較為理想的鈦基增強(qiáng)相。

復(fù)合材料的強(qiáng)化效果取決于將應(yīng)力從基體轉(zhuǎn)移到高強(qiáng)度增強(qiáng)相的能力。因此獲得一個強(qiáng)的基體/增強(qiáng)相的結(jié)合界面十分重要。多數(shù)資料報(bào)道TiB和TiB2在鈦合金中很穩(wěn)定，顆粒與鈦合金基體間不發(fā)生反應(yīng)，屬于非反應(yīng)體系。TiC與鈦合金基體間存在一定程度的界面反應(yīng)，但反應(yīng)較簡單。Ti2B作為顆粒增強(qiáng)相，由于與鈦完全相容而引人注目，但是近年來的一些研究發(fā)現(xiàn)Ti2B會和Ti發(fā)生反應(yīng)生成TiB。TiB2在TiAl基體中穩(wěn)定性最好。(一員)