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内生枝晶相非晶复合材料因兼具非晶合金高强度和晶态合金的良好变形能力而受到广泛关注,作为结构材料具有广阔的应用前景。现有的研究主要集中于材料开发和强韧化机理研究,对于内生枝晶相非晶复合材料设计和可控制备报道较少。而内生枝晶相非晶复合材料设计和结构可控制备对于开发高性能内生枝晶相非晶复合材料具有重要意义。本文从合金熔体和枝晶相的成分稳定性出发,探索了内生枝晶相非晶合金复合材料的设计方法并最终制备了一系列性能优异的内生枝晶相Ti基非晶复合材料。通过研究不同凝固速率条件下ZT-M合金微观组织结构的演化发现,ZT-M合金的非晶基体和枝晶相的成分、体积分数与冷却速率无关,表明凝固过程中过冷熔体与析出枝晶相能够很快达到稳定依存状态,能够实现内生枝晶相非晶复合材料的枝晶相成分和体积分数的可控制备。这就预示着,只需构建类似的稳定依存体系,就能实现内生枝晶相非晶复合材料的设计和可控制备。为此,本文第四章选择了ZT3和TC4合金作为初始合金,通过润湿行为和液固交互作用的表征,发现随着保温温度的升高,TC4大量溶入ZT3合金熔体,在随后的冷却过程中,析出大量的枝晶相,且枝晶相的合金成分随之趋向稳定。结果表明,通过ZT3和TC4混合,能够重构一个新体系,具有类似ZT3和TiZrCu合金的稳定依存关系。本文第五章和第六章进一步验证了通过ZT3和TC4混合可以制备内生枝晶相非晶复合材料。通过成分分析,确定了新的非晶合金基体与枝晶相成分,分别为Ti39Zr20.8Cu7.5Ni4.8Be24.2Al2.8V0.9 (ZTC3A)和Ti78.9Zr8.6Cui.6Nio.6Al7.5V2.8 (ZTC3D),具有两相稳定依存特征。以(ZTC3A)1-x(ZTC3D)x成分关系式设计内生枝晶相非晶复合材料,实现了内生枝晶相非晶复合材料的设计和微观组织结构的可控制备。力学性能测试表明,新研发的内生枝晶相非晶复合材料具有良好的力学性能,屈服强度大于1300MPa,断裂强度大于2200MPa,塑性变形量大于10%,并且具有明显的加工硬化行为。