Металло-матричные композитные материалы (MMC)

Применение металлокерамических композитов при производстве легкосплавных компонентов

Область применения высокопрочных легкосплавных компонентов – в первую очередь, на основе алюминия, а также магния и титана – постоянно растет. Применение легкосплавных компонентов в автомобильной промышленности обусловлено стремлением к снижению общего веса конструкции, которое в конечном итоге позволяет сократить расход топлива и уровень выбросов вредных веществ в окружающую среду.

Это стоит знать:

Пример характеристик металлокерамического композита CeramTec AO-403

  • Металлический сплав – 60%
    об. – AlSi9MgMn
  • Керамический материал – 40%
    об. – Al2O3
  • Плотность – 3,21 г/см3
  • Предел прочности на изгиб –
    от 550 до 620 МПа
  • Предел прочности на разрыв –
    от 380 до 460 МПа
  • Разрывное удлинение – прибл. 0,5%

Тем не менее, применение легкосплавных компонентов ограничено в тех областях, где они должны выдерживать высокие трибологические, механические или термических нагрузки. Эти недостатки могут быть устранены при одновременном сохранении низкого веса компонентов с помощью целенаправленного и в некоторых случаях частичного усиления металла керамическими частицами. При этом можно варьировать тип керамических частиц, их размер и объемную долю. При изменении структуры технической керамики и керамики специального назначения преследуются следующие цели:

  • Увеличение механической прочности
  • Снижение влияния трения и износа (улучшение трибологических характеристик)
  • Снижение влияния теплового расширения
  • Повышение термической стабильности

Примеры применения по металлокерамических композитов (также называемых металло-матричными композитными материалами или MMC) включают гильзы цилиндров в двигателях (трибологические характеристики), стенки углублений для плунжеров (трибологические характеристики), опорные диски тормозных колодок (вес), подшипники (тепловое расширение), тормозные диски (трибологические характеристики), спортивные товары и теплопоглотители в электронике.