Metalmatrikskompositter (MMC ‘ er) er en klasse af materialer, der består af et metal smeltet sammen med et andet stof. Disse to komponenter vises i forskellige faser, der er fysisk og kemisk forskellige . Basismaterialet er en metalmatrice, mens det andet stof fremstår som fibre eller partikler til at fungere som forstærkende materiale.
som med de fleste metalmatrikskompositter er målet med fremstilling af et sådant materiale at forbedre de eksisterende egenskaber af metalmatricen ved at tilføje supplerende funktioner, som armeringen giver.
- egenskaber af metal Matrice kompositter
- høj styrke
- Høj varmebestandighed
- andre unikke egenskaber
- eksempler på Metalmatrikskompositter
- Aluminium MMC
- Magnesium MMC
- Titanium MMC
- andre MMC ‘ er
- produktion og forarbejdning
- Faststofbehandling
- flydende Tilstandsbehandling
- In Situ-behandling
- anvendelser af Metalmatrikskompositter
- rumfart og flyindustri
- Sport
- Automotive applikationer
egenskaber af metal Matrice kompositter
høj styrke
et af de mest almindelige træk ved metal matrice kompositmaterialer er øget styrke og stivhed . Dens høje styrke-til-vægt-forhold gør materialet nyttigt i en lang række applikationer.
dette er tydeligt, når det udsættes for spænding eller kompression, da de fleste metalmatrikskompositter har høj mekanisk styrke.
Høj varmebestandighed
nogle kompositter er bygget til at have højere krybe modstand end de rene metal modstykker. Dette reducerer risikoen for vridning eller deformation i materialet, især når det udsættes for svejsning eller trækspænding med høj temperatur. Metalkompositter fungerer bedst i industrier med stor risiko for krybe træthed eller pludselige temperaturændringer.
derudover har disse materialer en lavere termisk ekspansionskoefficient, hvilket lover godt til applikationer, der kræver materialeintegritet ved ekstremt høje temperaturer.
andre unikke egenskaber
hver komposit har sit eget unikke signatursæt af egenskaber afhængigt af sammensætningen og orienteringen af metallet og forstærkningsmaterialet. Nogle af disse egenskaber omfatter følgende:
- brandmodstand
- manglende evne til at absorbere fugt
- strålingsmodstand
- øget slidstyrke
eksempler på Metalmatrikskompositter
efterhånden som flere producenter producerer flere materialer af denne art, kan listen over metalmatrikskompositter ændre sig så ofte. Imidlertid klassificeres de fleste af de kompositter, der findes på markedet, normalt under følgende:
Aluminium MMC
disse kompositter bruger aluminium som uædle metalmatricen. Eksempler inkluderer supremeks 620hf T5 Præcisionsekstrudering (6061B), aluminium-grafitkomposit og aluminium-berylliumkompositter såsom AlBeMet Kurt AM162 hofte.
Magnesium MMC
Magnesium er et andet fremragende matricsmateriale til kompositter. Nogle produkter i denne kategori omfatter magnesium-siliciumcarbid (Mg-SiC), magnesium-aluminiumoksid (Mg-Al2O3) og magnesium-titaniumcarbid (Mg-TiC).
Titanium MMC
ren titanium er allerede et stærkt materiale i sig selv, men dets sammensatte form kan forbedre sin overlegne styrke.
andre MMC ‘ er
andre mindre almindelige, men meget nyttige basismaterialer til kompositter inkluderer kobber, kobolt, nikkel eller en kombination af metaller. I mellemtiden er nogle af de mest almindelige forstærkningsmaterialer, der anvendes, kulfiber, siliciumcarbid, alumina og bor.
produktion og forarbejdning
metalmatrikskompositter kan behandles på mange måder under en af følgende procedurer :
Faststofbehandling
som udtrykket antyder, involverer faststofbehandling blanding af matricen og forstærkningsmaterialet i deres respektive faste former. Dette kan ske gennem fysisk dampaflejring, diffusionsbinding eller pulverblanding.
pulverblanding bruger et pulverformigt matricsmateriale kombineret med et bindemiddelstof i et Stoddard-opløsningsmiddel. Efter tørring og valsning stables det resulterende pulverark alternativt med forstærkende fibre. Kludlagene er vakuumopvarmede og varmpressede .
flydende Tilstandsbehandling
denne type produktion involverer at kombinere forstærkningsmateriale med flydende metal og lade blandingen køle ned og størkne. Dette kan udføres gennem omrøringsstøbning, klemstøbning, infiltration eller spraynedbrydning.
for sidstnævnte sprøjtes flydende metal på et partikelformet eller kortfiberforstærkende materiale.
In Situ-behandling
denne form for behandling producerer forstærkningsmaterialet gennem kemiske reaktioner i matricen. Dette resulterer i en ren metalkompositblanding med stærke matricsdispersionsbindingskræfter.
når et kompositmateriale dannes, kan det falde ind under en hvilken som helst af disse retninger: partikelforstærkning, knurhårforstærkning og arkforstærkning. Forskellene ses i den måde, det forstærkende materiale er indlejret eller integreret i metalmatricen.
anvendelser af Metalmatrikskompositter
rumfart og flyindustri
metalmatrikskompositter fungerer godt som komponenter i transmissionssystemer, gearkasser, motordele og tilbehør og andre interne elementer.
Sport
det overlegne styrke-til-vægt-forhold for de fleste metalmatricskompositter gør materialet velegnet til tennisketsjere, cykelrammer og andre sportsgrene, der involverer hastighed og styrke.
Automotive applikationer
bil-og motorsport gør brug af metalmatrikskompositter til motor-og køretøjsdele på grund af materialets lette karakter.