При виготовленні металевих композиційних матеріалів найбільш розповсюдженими матричними металами є алюміній та титан. Завдяки своїм підвищеним, у порівнянні зі звичайними сплавами, фізико-механічним властивостям композити на основі даних металів, армовані боридами титану, використовуютьу високотехнологічних галузях промисловості, у тому числі аерокосмічній, оборонній, автомобільній тощо [1].

Виготовлення таких композитів пов’язано з рядом труднощів, обумовлених в першу чергу коагуляцією волокон під час введення та розподілення пооб’єму розплаву. Аналогічна проблема стосується і введення дисперсних частинок тугоплавких сполук врозплави. Окрім того, модуль пружності алюмінієвих сплавів нижчий засталі та титан, що не дозволяє забезпечити жорсткість тонкостінних конструкційних елементів деталей складної форми виготовлених із легкого алюмінієвого сплаву. Тому актуальним є створення композиційних матеріалів з малою питомою вагою і високими механічними властивостями. Один із шляхів вирішення цієї проблеми є створення композитів із титану армованого боридом титану та алюмінієвих сплавів шляхом введення в розплав алюмінію частинок порошку композиційного матеріалу. Згідно з діаграмою стану титан-алюміній та квазібінарного розрізу алюміній -бориди титану в контакті з розплавом алюмінію титанова матриця композиту повинна розчинятися, а волокна із бориду титану переходити в розплав алюмінію, армуючи саму матрицю композиту.

Для з’ясування можливості виготовлення композиційних матеріалів з алюмінієвою матрицею і включеннями із титану армованого боридом титану було досліджено кінетику процесу взаємодії розплаву з титановою пластиною армованою волокнами бориду титану діаметром 1…2 мкм та довжиною 100…500 мкм.

Методом металографічного аналізу було встановлено, що під час взаємодії розплавленого алюмінію та титанової пластини на її поверхні утворюється перехідний шар, товщина якого практично не змінюється зі збільшенням часу витримки. Проміжний шар складається із двох характерних зон: зони з волокнами, що достатньо однорідно розподілені в розплаві алюмінію ісуцільної, вільної від волокон фази сірого кольору (Рис.1). За даними рентгеноструктурного аналізу волокна в розплаві алюмінію представляють собою моноборид титану, а суцільний прошарок – титан-алюмінієві інтерметаліди.

(а)

(б)

(в)

Рисунок1 – Мікроструктура титану, армованого волокнами монобориду титану після взаємодії з розплавом алюмінію протягом 15 хв (а), 30 хв (б) і 60 хв (в)

Виявлено, що під час розчинення титану в розплавленому алюмінії, відбувається перехід волокон бориду титану в розплав і зберігається рівномірне розташування волокон по об’єму закристалізованого прошарку алюмінію, що прилягає до поверхні композиційного матеріалу титан-моноборид титану. По суті відбувається формування армованої волокнами бориду титану границі розподілу титановий композит-матриця із алюмінієвого сплаву.

Таким чином, титан армований боридом титану має достатнюкінетичну сумісність з розплавом алюмінію, і може використовуватись як армуюча складова для виготовлення композитів із матрицею на основі алюмінієвих сплавів.