Compósitos de Matriz Metálica, Mmcs

Informação básica

Descrição do produto

Os compósitos de matriz metálica (MMCs) referem-se principalmente a um tipo de material compósito que é feito de metal e liga como material de matriz e materiais de alta resistência, como fibras, bigodes e partículas como reforço.

Os métodos comuns de preparação de MMCs são: metalurgia do pó, síntese in-situ, conformação por spray, solidificação de fundição e assim por diante. De acordo com as diferentes fases de reforço, eles podem ser divididos em reforço de fibra contínua (principalmente fibra de carbono e grafite, fibra de carboneto de silício, fibra de boro, fibra de alumina, fio de aço inoxidável e fio de tungstênio), reforço de fibra descontínuo (incluindo SiC, alumina, boro reforço de partículas de carboneto, carboneto de silício, óxido de alumínio, reforço de whisker igual, fibra de alumina e outro reforço de fibra curta) e materiais compostos laminados.

Forno de sinterização a vácuo (esquerda) e forno de prensagem a quente a vácuo (direita) desenvolvidos independentemente por Shanghai Haoyue

Como a introdução da fase de reforço pode alterar a microestrutura e a microestrutura do material da matriz até certo ponto, como subestrutura, morfologia do deslocamento e tamanho do grão, de modo a melhorar e compensar os defeitos em algumas propriedades dos materiais da matriz, então que os MMCs têm alta resistência específica e módulo específico, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, pequeno coeficiente de expansão térmica, forte estabilidade dimensional, boa condutividade e condutividade térmica Propriedades físicas e mecânicas. Portanto, os MMCs substituíram alguns materiais tradicionais e gradualmente se tornaram o foco da pesquisa de ciência de materiais no país e no exterior.

Aplicação de compósitos de matriz metálica

O cobre é um dos metais mais antigos e práticos descobertos pelos seres humanos. Devido à sua excelente ductilidade, perde apenas para a prata em condutividade elétrica e perde apenas para ouro e prata em condutividade térmica. No entanto, as propriedades mecânicas (resistência ao desgaste, dureza, resistência, resistência à fluência, etc.) do cobre são pobres, o que limita a aplicação do cobre na indústria e nos campos militares. Entre muitos MMCs, os compósitos com matriz de cobre têm sido amplamente considerados por sua excelente condutividade, condutividade térmica, resistência à corrosão e boa processabilidade. Desde a década de 1960, a pesquisa em compósitos com matriz de cobre vem sendo realizada gradativamente. Muitos cientistas adicionaram diferentes reforços à matriz de cobre. Verificou-se que o compósito não apenas mantém as vantagens do cobre, mas também compensa a deficiência das propriedades mecânicas do cobre. Até agora, a pesquisa de compósitos com matriz de cobre durou várias décadas, formando três categorias: compósitos com matriz de cobre reforçados com partículas, compósitos com matriz de cobre reforçados com fibras e compósitos com matriz de cobre reforçado com whisker.

Aplicação de compósitos de matriz de cobre

1. Compósitos de matriz de cobre reforçados com partículas

O objetivo dos compósitos com matriz de cobre reforçado com partículas é dispersar uniformemente as partículas com excelentes propriedades na matriz de cobre e melhorar as propriedades abrangentes dos compósitos com matriz de cobre. O efeito de fixação da fase reforçada por partículas pode dificultar muito o movimento das discordâncias, de modo a aumentar a resistência do compósito e melhorar muito as propriedades mecânicas, resistência ao desgaste e propriedades de alta temperatura dos compósitos de matriz de cobre. Além disso, devido à pequena quantidade de fase reforçada com partículas, a alta condutividade original e a condutividade térmica do material da matriz não serão significativamente reduzidas. As fases reforçadas com partículas comuns são Al2O3, WC, TiB2, Ti3SiC2, etc. Atualmente, a mais estudada é Al2O3. Devido às suas altas propriedades mecânicas, condutividade elétrica e térmica próximas ao cobre puro, além de possuir boa resistência à corrosão e resistência ao desgaste, o compósito entrou na fase prática. As partículas de WC são caracterizadas por alta resistência, alta dureza, alto ponto de fusão e alta elasticidade, portanto, os compósitos de matriz de cobre reforçado com WC também têm alta resistência, alta dureza, alta condutividade e condutividade térmica. As partículas de TiB2 são caracterizadas por excelente rigidez, alta dureza e boa resistência ao desgaste, de modo que os compósitos de matriz de cobre reforçado com TiB2 apresentam excelente rigidez, dureza e resistência ao desgaste. Ti3SiC2 é um novo tipo de material, que possui excelente estrutura, condutividade e propriedades autolubrificantes. Tem as mesmas características dos materiais metálicos na condução, condução e processamento. Ao mesmo tempo, tem as características de peso leve, resistência à oxidação e resistência a altas temperaturas dos materiais cerâmicos. Portanto, o compósito com matriz de cobre reforçado com Ti3SiC2 é um excelente material autolubrificante e suas propriedades mecânicas são melhores do que com o compósito com matriz de cobre reforçado com SiC.