Металломатричные композиты, MMCs

Базовая информация

Описание продукта

Композиты с металлической матрицей (MMC) в основном относятся к типу композиционного материала, состоящего из металла и сплавов в качестве матричного материала и высокопрочных материалов, таких как волокна, усы и частицы, в качестве армирования.

Обычными методами производства ММК являются: порошковая металлургия, синтез in situ, формование распылением, затвердевание отливок и т. д. В зависимости от различных стадий армирования их можно разделить на армирование непрерывным волокном (в основном углеродное и графитовое волокно, волокно карбида кремния, борное волокно). волокно, глиноземное волокно, проволока из нержавеющей стали и вольфрамовая проволока) и прерывистое армирование волокном (включая карбид кремния, оксид алюминия, бор), армирование карбидными частицами, карбид кремния, оксид алюминия, армирование с однородными нитевидными кристаллами, волокно оксида алюминия и другое армирование короткими волокнами) и ламинированные композитные материалы. .

Вакуумная печь для спекания (слева) и вакуумная печь горячего прессования (справа), независимо разработанные компанией Shanghai Haoyue.

Потому что введение армирующей фазы может в определенной степени изменить микроструктуру и микроструктуру матричного материала, например: B. субструктура, морфология дислокаций и размер зерна, чтобы улучшить и компенсировать недостатки некоторых свойств матричных материалов, которые ММК имеют высокую удельную прочность и высокий удельный модуль, высокую термостойкость, коррозионную стойкость, небольшой коэффициент теплового расширения, сильный стабильность размеров, хорошая проводимость и теплопроводность. Физико-механические свойства. Таким образом, ММК заменили некоторые традиционные материалы и постепенно стали центром исследований в области материаловедения в стране и за рубежом.

Применение металломатричных композиционных материалов

Медь – один из самых ранних и наиболее практичных металлов, открытых человеком. Благодаря превосходной пластичности он уступает только серебру по электропроводности и уступает только золоту и серебру по теплопроводности. Однако механические свойства (износостойкость, твердость, прочность, сопротивление ползучести и др.) меди плохие, что ограничивает применение меди в промышленной и военной областях. Среди многих ММК композиты с медной матрицей широко известны своей превосходной проводимостью, теплопроводностью, коррозионной стойкостью и хорошей технологичностью. С 1960-х годов исследования композитов с медной матрицей постепенно продвигались вперед. Многие учёные добавляли в медную матрицу различные усиления. Установлено, что композиционный материал не только сохраняет преимущества меди, но и компенсирует недостаток механических свойств меди. На сегодняшний день исследования композитов с медной матрицей продолжались несколько десятилетий и сформировали три категории: композиты с медной матрицей, армированные частицами, композиты с медной матрицей, армированные волокном, и композиты с медной матрицей, армированные нитевидными кристаллами.

Применение композиционных материалов с медной матрицей

1. Композиты с медной матрицей, армированные частицами

Целью композитов с медной матрицей, армированных частицами, является равномерное распределение частиц с превосходными свойствами в медной матрице и улучшение комплексных свойств композитов с медной матрицей. Эффект закрепления армированной частицами фазы может существенно затруднить движение дислокаций, что позволит повысить прочность композита и значительно улучшить механические свойства, износостойкость и высокотемпературные свойства композитов с медной матрицей. Кроме того, из-за небольшого количества армированной частицами фазы исходно высокая проводимость и теплопроводность матричного материала существенно не снижаются. Наиболее распространенными частицами, армированными фазами, являются Al2O3, WC, TiB2, Ti3SiC2 и др. Наиболее изученной в настоящее время является Al2O3. Благодаря своим высоким механическим свойствам, электропроводности и теплопроводности, близким к чистой меди, а также хорошей коррозионной и износостойкости композиционный материал дошел до практической стадии. Частицы WC характеризуются высокой прочностью, высокой твердостью, высокой температурой плавления и высокой эластичностью, поэтому композиты с медной матрицей, армированные WC, также обладают высокой прочностью, высокой твердостью, высокой проводимостью и теплопроводностью. Частицы TiB2 характеризуются превосходной жесткостью, высокой твердостью и хорошей износостойкостью, поэтому композиты с медной матрицей, армированные TiB2, обладают превосходной жесткостью, твердостью и износостойкостью. Ti3SiC2 — новый материал с превосходной структурой, проводимостью и самосмазывающимися свойствами. Он имеет те же свойства, что и металлические материалы, с точки зрения проводимости, проводимости и обработки. В то же время он обладает характеристиками легкого веса, стойкости к окислению и высокой термостойкости керамических материалов. Таким образом, композит с медной матрицей, армированный Ti3SiC2, является превосходным самосмазывающимся материалом, и его механические свойства лучше, чем у композита с медной матрицей, армированного SiC.