非接连增强钛基复合资料（DRTMCs）因具有低密度、高比强度、高比模量、优异的耐磨性和杰出的高温力学功能等特色，被认为是航空航天和轨道交通范畴极具潜力的候选结构资料之一。虽然强度有所提高，但跟着增强相含量的添加会导致DRTMCs的延伸率显着下降，约束DRTMCs的广泛使用。异质晶粒结构规划近年来在战胜DRTMCs强度-塑性倒置严峻的难题方面展现出令人振奋的开展前途。但是，因为DRTMCs在制备进程中的复杂性和不可控性，DRTMCs中完成可订制的基体晶区异构仍然是一项艰巨的应战。

　　针对于此，西安理工大学粉末冶金与金属基复合资料课题组依据粉末冶金进程中合金组元间的互分散反响机制，提出经过熔铸─电极感应熔炼气雾化（ EIGA ）制粉─粉末冶金的全流程工艺方案，奇妙地规划并制备出安排和功能呈各向同性的三维球团状异质结构 Ti64-TiBw 复合资料。该异质结构展现出优异的强度-塑性协同变形力，为战胜金属基复合资料强度-耐性倒置的典型问题供给了有利的解决方案。本作业是在前期《美国科学院院刊》（ PNAS ）宣布论文作业的根底之上，对互分散 - 自安排战略的反响和安排构成机理进行了深化的注视解析和评论，为该战略的逐渐开展和大范围的使用供给了坚实的试验根底。

　　研讨依据成果得出，三维球团状异质结构 Ti64-TiBw 复合资料的构成主要由 Ti 和 Al 之间互分散以及互分散反响诱导的 TiBw 自安排进程驱动。在粉末烧结进程中，熔融的 Al 液会填充球形 Ti-TiBw 复合粉末空隙，并与 Ti 经过互分散反响在球形 Ti-TiBw 复合粉末标明发生 Ti-Al 金属间化合物层，在随后的烧结进程中跟着 Ti-Al 金属间化合物层的分化和合金元素互分散的进行，基体终究构成了 Ti64 的合金基体，三维球团状 TiBw 富集区中基体晶粒因 Zener 钉扎效应构成细晶区，而在其周围的 TiBw 瘠薄区构成粗晶区，然后取得安排和功能呈各向同性的三维球团状异质结构 DRTMCs 。

　　该作业西安理工大学为榜首署名单位，资料学院博士生刘磊为论文榜首作者，西安理工大学李树丰教授和日本大阪大学Katsuyoshi Kondoh教授为论文的一起通讯作者。该作业取得国家要点研制方案项目（2021YFB3701203）、陕西省要点科学技术立异团队项目（2023-CX-TD-46）、国家自然科学基金项目（52201165）和西安理工大学博士立异基金项目（1）支撑。李树丰教授团队已在钛合金及钛基复合资料的强韧化和高温功能研讨方面宣布多篇高水平研讨论文，包含《Proceedings of the National Academy of Sciences of America》， 《International Journal of Plasticity》，《Additive Manufacturing》， 《Carbon》和《Composites Part B》等世界尖端期刊。

　　图2. 熔铸—EIGA制粉工艺制备的球形Ti-TiBw复合资料的微观安排描摹

　　图3. 不同烧结温度下三维球团状异质结构Ti64-TiBw复合资料的微观安排演化