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采用放電等離子燒結技術(SPS),制備石墨烯納米片(GNPs)、硼粉(B)增強TC4鈦基復合材料(TiMCs)。利用掃描電鏡、拉曼光譜對混合粉末以及燒結后材料的組織進行了研究。利用維氏硬度儀對復合材料進行硬度測試。結果表明:GNPs和B與基體原位反應生成TiC顆粒(TiCp)和TiB晶須(TiBw)構成的非連續(xù)網(wǎng)狀結構能有效細化晶粒,使晶粒粒徑從118.8μm減小到33.1μm。GNPs和B的加入可以顯著提高材料的維氏硬度,GNPs/TC4和(GNPs+B)/TC4復合材料的維氏硬度分別為3.91和4.15 GPa,相比于TC4鈦合金(3.37 GPa)分別提高了16%和23%。GNPs/TC4和(GNPs+B)/TC4復合材料硬度的提升可以歸因于晶界處的硬質顆粒(TiBw和TiCp)的存在。