1.一种三维堆积体增强钛基复合材料,其特征在于:该复合材料的增强体为三维堆积体,所述三维堆积体是由二维石墨烯、生长在二维石墨烯片层表面的氧化硅纳米管阵列以及最外层定向排列的一维氧化钛纳米线堆积而成;所述复合材料的基体为钛或钛合金,增强体与基体的质量比为1:(2-4)。
2.根据权利要求1所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:(1)将石墨烯纳米片分散于乙醇中制得石墨烯纳米片分散液;将槐糖脂和二(羟乙基)甲基十二烷基氯化铵溶于乙醇和水体积比2:1的混合液中,分散液和混合液混合后加入到三口烧瓶内,50℃下搅拌处理1h,之后冷却至室温,滴加正硅酸乙酯,继续搅拌处理3-5h,过滤,将过滤得到的固体进行洗涤后干燥,干燥后的粉末置于马弗炉内,500℃下煅烧3h,制得石墨烯/氧化硅纳米管阵列复合物;
(2)将四氯化钛溶于乙醇中,搅拌混合后,滴加盐酸溶液,继续搅拌处理10min,然后加入去离子水,搅拌制得溶胶;将制得的溶胶和上述制得的石墨烯/氧化硅纳米管阵列复合物搅拌混合均匀,然后加入四丁基氢氧化铵,50℃下搅拌处理5h,之后过滤,得到的沉淀洗涤、干燥后,在500℃下烧结处理2-4h,制得三维堆积体;
(3)将上述制得的三维堆积体、基体粉末和乙醇混合,室温下搅拌混合2-3h,然后干燥处理,制得混合粉末;将制得的混合粉末置于石墨模具内,采用真空热压烧结工艺制得三维堆积体增强钛基复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述石墨烯纳米片、槐糖脂、二(羟乙基)甲基十二烷基氯化铵、正硅酸乙酯的质量比为3:(0.13-0.16):0.12:1。
4.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述石墨烯纳米片分散液的质量浓度为15%。
5.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述四氯化钛、乙醇、去离子水的体积比为10:80:1。
6.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述盐酸溶液的摩尔浓度为15mol/L。
7.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述四丁基氢氧化铵的添加量为四氯化钛质量的3%-5%。
8.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述四氯化钛、石墨烯/氧化硅纳米管阵列复合物的质量比为2:(3-5)。
9.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述真空热压烧结工艺的具体条件为:真空度0.1Pa,压力50MPa,温度700-800℃,保温保压时间30-50min。
10.根据权利要求2所述的一种三维堆积体增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述三维堆积体、乙醇的具体用量为1g:10mL。