Metallmatrikskompositter: Egenskaper, Produksjon Og Applikasjoner

Metallmatrikskompositter (Mmc) er en klasse av materialer som består av et metall smeltet sammen med et annet stoff. Disse to komponentene vises i ulike faser som er fysisk og kjemisk distinkte . Grunnmaterialet er en metallmatrise, mens det andre stoffet fremstår som fibre eller partikler for å fungere som forsterkende materiale.

som med de fleste metallmatrikskompositter, er målet med å produsere et slikt materiale å forbedre de eksisterende egenskapene til metallmatrisen ved å legge til tilleggsfunksjoner som forsterkningen gir.

Egenskaper Av Metall Matrix Kompositter

Høy Styrke

en av de vanligste funksjonene i metall matrix komposittmaterialer er økt styrke og stivhet . Dens høye styrke-til-vekt-forhold gjør materialet nyttig i en rekke applikasjoner.

Dette er tydelig når det blir utsatt for spenning eller kompresjon, da de fleste metallmatrikskompositter har høy mekanisk styrke.

Høy Varmebestandighet

noen kompositter er bygget for å ha høyere krypebestandighet enn de rene metallmodellene. Dette reduserer risikoen for vridning eller deformasjon i materialet, spesielt når det utsettes for sveising eller strekkspenning med høy temperatur. Metallmatrikskompositter fungerer best i bransjer med høy risiko for krypeutmattelse eller plutselige temperaturendringer.

i tillegg har disse materialene en lavere termisk ekspansjonskoeffisient, noe som er bra for applikasjoner som krever materialintegritet i ekstremt høye temperaturer.

Andre Unike Egenskaper

hver kompositt har sin egen unike signatur sett av egenskaper avhengig av sammensetning og orientering av metall og forsterkende materiale. Noen av disse egenskapene inkluderer følgende:

• Brannmotstand
• Manglende evne til å absorbere fuktighet

• Strålingsmotstand
• Økt motstand mot slitasje

Eksempler På Metallmatrikskompositter

som flere produsenter produserer flere materialer av denne typen, kan listen over metallmatrikskompositter endres så ofte. Imidlertid klassifiseres de fleste komposittene som er tilgjengelige i markedet, vanligvis under følgende:

Aluminium MMC

disse komposittene bruker aluminium som basismetallmatrise. Eksempler er supremex® 620xf T5 Presisjon Ekstrudering (6061B), aluminium-grafitt kompositt, og aluminium-beryllium kompositter Som AlBeMet® AM162 HIP.

Magnesium MMC

Magnesium Er et annet utmerket matriksmateriale for kompositter. Noen produkter i denne kategorien inkluderer magnesium-silisiumkarbid (Mg-SiC), magnesium-aluminiumoksid (Mg-Al2O3) og magnesium-titankarbid (Mg-TiC).

Titan MMC

Ren titan er allerede et sterkt materiale i seg selv, men komposittformen kan forbedre sin overlegne styrke.

Andre Mmc

andre mindre vanlige, men svært nyttige matrisebasematerialer som brukes til kompositter, inkluderer kobber, kobolt, nikkel eller en kombinasjon av metaller. I mellomtiden er noen av de vanligste forsterkende materialene som brukes karbonfiber, silisiumkarbid, alumina og bor.

Produksjon Og Prosessering

Metallmatrisekompositter kan behandles på mange måter under en av følgende prosedyrer :

Solid State Processing

som begrepet antyder, innebærer solid state processing å blande matrisen og forsterkende materiale i sine respektive faste former. Dette kan gjøres gjennom fysisk dampavsetning, diffusjonsbinding eller pulverblanding.

Pulverblanding bruker et pulverformet matriksmateriale kombinert med et bindemiddelstoff i et stoddard løsemiddel. Etter tørking og rulling stables det resulterende pulverarket alternativt med forsterkende fibre. Klutlagene er vakuumoppvarmet og varmpresset .

Behandling Av Flytende Tilstand

denne typen produksjon innebærer å kombinere armeringsmateriale med flytende metall og la blandingen avkjøles og størkne. Dette kan gjennomføres gjennom rørstøping, klemmestøping, infiltrering eller sprøytedbrytning.

for sistnevnte sprøytes flytende metall på et partikkelformet eller kortfiberforsterkende materiale.

In-Situ Processing

denne typen behandling produserer armeringsmaterialet gjennom kjemiske reaksjoner i matrisen. Dette resulterer i en ren metallkomposittblanding med sterke matriksdispersjonskrefter.

når et komposittmateriale dannes, kan det falle under noen av disse orienteringene: partikkelforsterkning, whiskerforsterkning og arkforsterkning. Forskjellene ses i måten forsterkningsmaterialet er innebygd eller integrert i metallmatrisen.

Anvendelser Av Metall Matrix Kompositter

Romfart Og Fly Industri

Metall matrix kompositter fungerer godt som komponenter i transmisjonssystemer, girkasser, motordeler og tilbehør, og andre interne elementer.

Sport

det overlegne styrke-til-vekt-forholdet til de fleste metallmatrisekompositter gjør materialet egnet for tennisracketer, sykkelrammer og andre idretter som involverer fart og styrke.

Automotive Programmer

Bil og motorsport gjøre bruk av metall matrix kompositter for motor og kjøretøy kroppsdeler på grunn av den lette naturen av materialet.