钛硅(Ti-Si)金属间化合物主要包括Ti5 Si3 金属间化合物。Ti5 Si3 金属间化合物具有熔点高(2130℃)，密度低(4.65g/cm3 )及优异的高温性能如高的高温硬度，良好的高温稳定性，抗氧化性能，能有希望用于1300℃以上的高温结构材料。Ti5 Si3 金属间化合物的熔点与高温结构陶瓷相接近甚至更高，但密度却远低于一些高温结构陶瓷与高温合金，与钛合金相当，具备了在高温下使用的潜力。另外，由于其电阻与热阻均较低，Ti5 Si3 金属间化合物也有希望用于电器连接结构和扩散阻挡层。Ti5 Si3 是一种具有优异性能的金属间化合物，其性能特点主要体现在高硬度，良好的耐磨损性能以及一定的断裂韧性。Ti5 Si3 金属间化合物具有高硬度，这使得它在耐磨损方面表现出色。通过激光熔炼技术制备的TiCo/Ti5 Si3 双相金属间化合物合金，以金属硅化物Ti5 Si3 为耐磨增强相，展现了优异的室温干滑动耐磨损性能。随着TiCo含量的增加，虽然初生相Ti5 Si3 的体积分数与合金的显微硬度下降，但合金的韧性与耐磨损性能显著提高。这表明Ti5 Si3 的高硬度和TiCo的高韧性共同作用，赋予了合金优异的耐磨损性能。由于Ti5 Si3 的优异性能，它在多个领域有着广泛的应用。Ti5 Si3 以其高硬度，良好的耐磨损性能以及通过合金化原理行为的优化，在多个领域中展现出广泛的应用潜力。Ti5 Si3 是一种具有高熔点，高比强度的金属间化合物，其晶体结构属于复杂六方结构，具有在高温(1600℃)下使用的潜力。Ti5 Si3 的微观结构分析显示，它具有优异的物理性能，如高熔点和低密度，其熔点可与陶瓷相比较，而密度却比陶瓷与高温合金低，与钛合金接近，这使得它在某些应用中具有独特的优势。然而Ti5 Si3 的室温脆性较大，这在一定程度上限制了它的应用范围，但通过合金化等手段，可以改善其性能，拓宽其应用领域。Ti5 Si3 的熔点高达2130℃，密度为4.65g/cm3 ，这些特性使其在高温环境下具有出色的稳定性能，同时保持了较轻的重量，这在航空，航天等领域具有潜在的应用价值。尽管Ti5 Si3 在高温下表现出色，但在室温下其脆性仍然较大，这限制了其在航空，航天应用中的使用。通过合金化，热处理等方法，在一定程度上可以改善其室温脆性，提高其室温下的韧性和强度。通过添加适量的合金元素，如Nb和Cr可以有效改善Ti5 Si3 的性能，适量的Nb和Cr可以减弱Ti5 Si3 的热膨胀各向异性，提高其韧性和硬度，从而扩宽其应用范围。Ti5 Si3 作为一种高性能的金属间化合物，通过适当的合金化和热处理，可以显著提高其在不同温度和环境下的性能，为各种工业和科技领域提供新的材料解决方案。 二硼化锆(ZrB2 )是一种超高温陶瓷材料，以其杰出的物理和化学性能而受到重视。二硼化锆的分子式为ZrB2 ，是每个锆原子与两个硼原子结合，形成密集的六方晶系结构，赋予了材料高度的稳定性和优异的物理性能。二硼化锆拥有高熔点(约3246℃)，在极端高温环境中能保持结构稳定，显示出优秀的耐腐蚀性能，低氧化率和良好的电导性。此外二硼化锆的热导率和热震稳定性对于制造靶材极为关键。二硼化锆具有约6.09g/cm3 的高密度和约25GPa的硬度，这些特性使其在抗磨损和耐刮擦方面表现出色，适用于工业刀具和防护涂层的应用。尽管二硼化锆在室温下表现为电绝缘体，但在高温下其电导性能提高，显示出半导体行为，这为其在高温电子器件中的应用提供了可能性。它还具有相对较高的热导率，属于陶瓷材料中较好的水平，适合用于热管理系统如散热片和热交换器。二硼化锆的热膨胀系数低，这意味着在温度变化时其体积和形状的变化较小，尤其在尺寸稳定性要求高的应用提供了可靠保障。此外，在特定条件下，二硼化锆可以表现出半导体行为，为开发新型高温半导体器件提供了可能。二硼化锆因其独特的物理，化学，机械，热学和电学性质，在众多高科技领域中发挥着不可或缺的作用，从航天到半导体等多个领域都有其跨领域的应用。二硼化锆陶瓷因为具有熔点和硬度高，导电导热性好，中子控制能力强等特点在高温结构陶瓷材料，复合材料，耐火材料，电极材料以及核控制材料等领域中被重视和应用。如航空工业中的涡轮叶片，磁流体发电机电机等。另外，与许多陶瓷材料相比，它具有较好的导电性能，可用线切割技术生产形状复杂的部件。ZrB2 陶瓷是优良的特种耐火材料，可用作高温热电偶保护套管，铸模，冶金金属的坩埚等。ZrB2 由于电阻率很低，导电机制为电子传导，适用于触电材料和电极材料，可应用在金属热电偶的电极和高温发热元件中。由于ZrB2 硬度极高，是很好的耐磨损材料，在刀具和切削工具中具有较好的应用。ZrB2 因其具有很好的耐腐蚀性能，对ZrB2 抗腐蚀，抗氧化膜研究得较为深入。二硼化锆(ZrB2 )是一种高温材料，具有较高的熔点和硬度。其熔点为3246℃，是一种非常稳定的化合物。二硼化锆具有优异的机械性能，耐高温性能，化学稳定性能和导电性能，因此被广泛应用于航空，航天，能源，汽车和陶瓷等领域。尽管二硼化锆的价格较高，但其性能远胜于其他材料，因此在高端技术领域中得到了广泛的应用。 Ti5 Si3 金属间化合物具有高强度，高韧性，高熔点，高硬度和良好的耐磨损性能以及具有抗腐蚀性能和抗高温氧化性能而被广泛的应用于工程领域中。而且Ti5 Si3 金属间化合物的力学性能较高，可作为陶瓷材料的增强相和增韧相提高陶瓷材料的力学性能和抗高温氧化性能。二硼化锆陶瓷材料具有较高的强度和较高的硬度以及具有良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等而被广泛的应用在工程领域中。而二硼化锆陶瓷的脆性较大，断裂韧性较低，所以需要向ZrB2 基体中加入增强增韧相。Ti5 Si3 金属间化合物与ZrB2 的相容性良好，可以将Ti5 Si3 金属间化合物加入到ZrB2 基体中通过复合形成Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料，这将极大的改善和提高ZrB2 陶瓷材料的力学性能。Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料具有Ti5 Si3 金属间化合物的高强度，高韧性，高硬度和高耐磨损性能，同时还具有ZrB2 陶瓷的高硬度和高耐磨损性能等。Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料将具有优秀的性能。Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料具有较高的力学性能，较高的硬度和耐磨损性能，较高的抗高温氧化性能以及耐腐蚀性能等。所以制备Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料成为主要的研究重点和热点。对于金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备工艺，有些研究者采用液态金属浸渗法制备金属间化合物/陶瓷基复合材料。由于Ti5 Si3 金属间化合物熔点较高，Ti5 Si3 金属间化合物的熔点为2130℃，需要在很高的温度才能形成液相，很难形成液相。并且Ti5 Si3 金属间化合物与ZrB2 陶瓷存在着润湿性较差等问题，Ti5 Si3 金属间化合物很难渗透到ZrB2 陶瓷预制体中，因此无法采用液态金属浸渗法进行制备Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料。所以对于Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料只能采用粉末冶金工艺进行制备。粉末冶金工艺主要包括常压烧结工艺，热压烧结工艺，放电等离子烧结工艺，热等静压烧结工艺。常压烧结工艺也就是无压烧结工艺由于没有压力进行烧结无法制备出致密的Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料，最终得到的只是孔隙率极高的Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料烧结块材，无法得到致密的烧结块材，因此得到的复合材料的力学较差，无法应用到工程领域中去，因此不能采用常压烧结工艺进行制备。由于放电等离子烧结工艺尽管可以制备出致密的Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料，但是由于放电等离子烧结工艺制备过程非常复杂，烧结时间是比较短，烧结试样不能够达到完全致密，烧结成本较高，放电等离子烧结设备价格非常昂贵，制备成本太高，所以不能采用放电等离子烧结工艺进行制备。热等静压烧结工艺需要热等静压机，热等静压机设备价格昂贵，烧结成本太高，制备过程非常复杂，因此也不能采用热等静压烧结工艺进行制备。所以只能采用烧结成本相对较低的热压烧结工艺制备Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料。通过热压烧结工艺可以制备出致密度较高的Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料烧结块材，而且热压烧结工艺制备的Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料烧结块材具有较高的力学性能，较高的致密度，具有均匀致密的显微结构，并具有优秀的耐磨损性能，优秀的抗腐蚀性能以及优秀的抗高温氧化性能等。所以采用热压烧结工艺制备Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料是最合适的烧结工艺。热压烧结工艺具有烧结速度快，烧结制品致密度高，具有可以实现大批量生产的优势。热压烧结工艺利用电阻加热使模具中的原料粉末被加热，并对模具中的原料粉末施加轴向压力，并保温保压一定的时间得到致密的烧结制品。为了实现复合材料的快速成型烧结，本发明提出采用热压烧结工艺制备Ti5 Si3 /ZrB2 复合材料。