a Fémmátrix kompozitok (mmc-k) egy olyan anyagosztály, amely egy másik anyaggal olvasztott fémből áll. Ez a két komponens különböző fázisokban jelenik meg, amelyek fizikailag és kémiailag különböznek egymástól . Az alapanyag egy fém mátrix, míg a másik anyag szálakként vagy részecskékként jelenik meg, hogy megerősítő anyagként működjön.
mint a legtöbb fémmátrix kompozit esetében, az ilyen anyag gyártásának célja a fémmátrix meglévő tulajdonságainak javítása, a megerősítés által biztosított kiegészítő jellemzők hozzáadásával.
- a fém mátrix kompozitok tulajdonságai
- nagy szilárdság
- magas hőállóság
- egyéb egyedi tulajdonságok
- példák a fém mátrix Kompozitokra
- alumínium MMC
- magnézium MMC
- titán MMC
- Egyéb MMC
- gyártás és feldolgozás
- szilárdtest feldolgozás
- folyékony állapotú feldolgozás
- In-Situ feldolgozás
- Alkalmazások fém mátrix kompozitok
- repülőgépipar és repülőgépipar
- Sport
- autóipari alkalmazások
a fém mátrix kompozitok tulajdonságai
nagy szilárdság
a fém mátrix kompozit anyagok egyik leggyakoribb jellemzője a megnövekedett szilárdság és merevség . A nagy szilárdság-tömeg arány teszi az anyag hasznos a legkülönbözőbb alkalmazások.
ez nyilvánvaló feszültség vagy tömörítés hatására, mivel a legtöbb fém mátrix kompozit nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezik.
magas hőállóság
egyes kompozitok úgy vannak kialakítva, hogy nagyobb kúszási ellenállással rendelkezzenek, mint a tiszta fém társaik. Ez csökkenti az anyag elhajlásának vagy deformációjának kockázatát, különösen akkor, ha magas hőmérsékletű hegesztésnek vagy húzófeszültségnek van kitéve. A fémmátrix kompozitok a legjobban azokban az iparágakban működnek, ahol nagy a kúszási fáradtság vagy a hirtelen hőmérséklet-változások kockázata.
ezen túlmenően ezeknek az anyagoknak alacsonyabb a hőtágulási együtthatója, ami jól alkalmazható olyan alkalmazásokhoz, amelyek rendkívül magas hőmérsékleten megkövetelik az anyag integritását.
egyéb egyedi tulajdonságok
minden kompozitnak saját egyedi aláírási tulajdonságai vannak, a fém és az erősítő anyag összetételétől és orientációjától függően. Ezen tulajdonságok némelyike a következőket tartalmazza:
- tűzállóság
- képtelenség, hogy felszívja a nedvességet
- sugárzási ellenállás
- fokozott kopásállóság
példák a fém mátrix Kompozitokra
mivel egyre több gyártó gyárt több ilyen anyagot, a fém mátrix kompozitok listája oly gyakran változhat. A piacon elérhető kompozitok többségét azonban általában a következő kategóriába sorolják:
alumínium MMC
ezek a kompozitok alumíniumot használnak nem nemesfém mátrixként. Ilyenek például a SupremEX 620xf T5 precíziós extrudálás (6061b), az alumínium-grafit kompozitok és az alumínium-berillium kompozitok, mint például az AlBeMet am162 HIP.
magnézium MMC
a magnézium egy másik kiváló mátrixanyag kompozitokhoz. Ebbe a kategóriába tartoznak a magnézium-szilícium-karbid (Mg-SIC), magnézium-alumínium-oxid (Mg-Al2O3) és magnézium-titán-karbid (Mg-Tic).
titán MMC
a tiszta titán már önmagában is erős anyag, de összetett formája fokozhatja kiváló szilárdságát.
Egyéb MMC
a kompozitokhoz használt egyéb kevésbé gyakori, de nagyon hasznos mátrixalapanyagok közé tartozik a réz, a kobalt, a nikkel vagy a fémek kombinációja. Eközben a leggyakrabban használt erősítő anyagok a szénszál, a szilícium-karbid, az alumínium-oxid és a bór.
gyártás és feldolgozás
a Fémmátrix kompozitok sokféle módon feldolgozhatók az alábbi eljárások egyikével :
szilárdtest feldolgozás
ahogy a kifejezés is sugallja, a szilárdtest feldolgozás magában foglalja a mátrix és az erősítő anyag keverését a megfelelő szilárd formában. Ez történhet fizikai gőzfázisú leválasztással, diffúziós kötéssel vagy porkeveréssel.
a Porkeverés során a stoddard oldószerben kötőanyaggal kombinált porított mátrixanyagot használnak. Szárítás és hengerlés után a kapott porlemezt alternatív módon erősítő szálakkal egymásra rakják. A szövetrétegeket vákuumban melegítik és melegen préselik .
folyékony állapotú feldolgozás
ez a fajta gyártás magában foglalja a megerősítő anyag és a folyékony fém kombinálását, valamint a keverék lehűlését és megszilárdulását. Ez történhet keverési öntéssel, préselési öntéssel, beszivárgással vagy permetezési bomlással.
ez utóbbi esetében folyékony fémet permeteznek szemcsés vagy rövidszálas erősítő anyagra.
In-Situ feldolgozás
ez a fajta feldolgozás a mátrixon belüli kémiai reakciók révén hozza létre a megerősítő anyagot. Ez tiszta fém kompozit keveréket eredményez, erős mátrix diszperziós kötési erőkkel.
amikor kompozit anyagot alakítanak ki, az ezen irányok bármelyike alá tartozhat: részecske-megerősítés, bajusz-megerősítés és lemezerősítés. A különbségek az erősítő anyag beágyazásának vagy a fém mátrixba történő integrálásának módjában láthatók.
Alkalmazások fém mátrix kompozitok
repülőgépipar és repülőgépipar
fém mátrix kompozitok jól működik, mint alkatrészek átviteli rendszerek, sebességváltók, motor alkatrészek és tartozékok, és egyéb belső elemek.
Sport
a legtöbb fém mátrix kompozit kiváló szilárdság-súly aránya alkalmassá teszi az anyagot teniszütőkhöz, kerékpárkeretekhez és más olyan sportokhoz, amelyek sebességet és erőt tartalmaznak.
autóipari alkalmazások
az autó-és motorversenyzés az anyag könnyű jellege miatt fém mátrix kompozitokat használ a motor és a jármű karosszériájához.