Compositi a matrice metallica, Mmcs

Informazioni di base

Descrizione del prodotto

I compositi a matrice metallica (MMC) si riferiscono principalmente a un tipo di materiale composito composto da metallo e leghe come materiale di matrice e materiali ad alta resistenza come fibre, baffi e particelle come rinforzo.

I metodi di produzione comuni degli MMC sono: metallurgia delle polveri, sintesi in situ, stampaggio a spruzzo, solidificazione della colata, ecc. In base alle diverse fasi di rinforzo, possono essere suddivisi in rinforzo in fibra continua (principalmente fibra di carbonio e grafite, fibra di carburo di silicio, fibra di boro fibra, fibra di allumina, filo di acciaio inossidabile e filo di tungsteno) e rinforzo in fibra discontinua (compresi SiC, allumina, boro), rinforzo in particelle di carburo, carburo di silicio, allumina, rinforzo a baffi uniformi, fibra di allumina e altro rinforzo in fibra corta) e materiali compositi laminati .

Forno di sinterizzazione sotto vuoto (a sinistra) e forno a pressa a caldo sotto vuoto (a destra) sviluppati indipendentemente da Shanghai Haoyue

Perché l'introduzione della fase di rinforzo può modificare in una certa misura la microstruttura e la microstruttura del materiale della matrice, come ad esempio: B. sottostruttura, morfologia della dislocazione e dimensione del grano, in modo da migliorare e compensare le carenze di alcune proprietà dei materiali della matrice che gli MMC hanno elevata resistenza specifica e modulo specifico elevato, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, piccolo coefficiente di dilatazione termica, forte stabilità dimensionale, buona conduttività e conduttività termica. Proprietà fisiche e meccaniche. Pertanto, gli MMC hanno sostituito alcuni materiali tradizionali e sono gradualmente diventati il ​​fulcro della ricerca sulla scienza dei materiali in patria e all’estero.

Applicazione di materiali compositi a matrice metallica

Il rame è uno dei metalli più antichi e pratici scoperti dall'uomo. Grazie alla sua eccellente duttilità, è secondo solo all'argento in termini di conduttività elettrica e secondo solo all'oro e all'argento in termini di conduttività termica. Tuttavia, le proprietà meccaniche (resistenza all'usura, durezza, robustezza, resistenza allo scorrimento viscoso, ecc.) del rame sono scarse, il che limita l'uso del rame in campi industriali e militari. Tra i molti MMC, i compositi a matrice di rame sono ampiamente noti per la loro eccellente conduttività, conduttività termica, resistenza alla corrosione e buona lavorabilità. A partire dagli anni ’60, la ricerca sui compositi a matrice di rame è stata gradualmente avanzata. Molti scienziati hanno aggiunto vari rinforzi alla matrice di rame. Si è scoperto che il materiale composito non solo conserva i vantaggi del rame, ma compensa anche la mancanza di proprietà meccaniche del rame. Ad oggi, la ricerca sui compositi a matrice di rame è durata diversi decenni e ha formato tre categorie: compositi a matrice di rame rinforzati con particelle, compositi a matrice di rame rinforzati con fibre e compositi a matrice di rame rinforzati con whisker.

Applicazione di materiali compositi a matrice di rame

1. Compositi a matrice di rame rinforzati con particelle

Lo scopo dei compositi a matrice di rame rinforzati con particelle è quello di distribuire uniformemente particelle con proprietà eccellenti nella matrice di rame e migliorare le proprietà globali dei compositi a matrice di rame. L'effetto fissante della fase rinforzata con particelle può ostacolare in modo significativo il movimento delle dislocazioni, in modo da aumentare la resistenza del composito e migliorare significativamente le proprietà meccaniche, la resistenza all'usura e le proprietà alle alte temperature dei compositi a matrice di rame. Inoltre, a causa della piccola quantità di fase rinforzata con particelle, la conduttività originariamente elevata e la conduttività termica del materiale della matrice non vengono ridotte in modo significativo. Le fasi rinforzate con particelle più comuni sono Al2O3, WC, TiB2, Ti3SiC2, ecc. Quella più comunemente studiata attualmente è Al2O3. Grazie alle sue elevate proprietà meccaniche, conduttività elettrica e conducibilità termica vicine al rame puro, nonché buona resistenza alla corrosione e all'usura, il materiale composito ha raggiunto la fase pratica. Le particelle di WC sono caratterizzate da elevata resistenza, elevata durezza, elevato punto di fusione ed elevata elasticità, quindi i compositi a matrice di rame rinforzati con WC hanno anche elevata resistenza, elevata durezza, elevata conduttività e conduttività termica. Le particelle di TiB2 sono caratterizzate da eccellente rigidità, elevata durezza e buona resistenza all'usura, quindi i compositi a matrice di rame rinforzati con TiB2 hanno eccellenti rigidità, durezza e resistenza all'usura. Ti3SiC2 è un nuovo materiale con eccellente struttura, conduttività e proprietà autolubrificanti. Ha le stesse proprietà dei materiali metallici in termini di conduttività, conduttività e lavorazione. Allo stesso tempo, ha le caratteristiche di leggerezza, resistenza all'ossidazione e resistenza alle alte temperature dei materiali ceramici. Pertanto, il composito a matrice di rame rinforzato con Ti3SiC2 è un eccellente materiale autolubrificante e le sue proprietà meccaniche sono migliori di quelle del composito a matrice di rame rinforzato con SiC.