Metalliseeritud alumiiniumoksiidi komponentide materjalid: kaasaegse kõrgtehnoloogia põhimaterjal

Tänapäeval on energiast, teabest ja materjalidest saanud kaasaegse inimtsivilisatsiooni tunnused, kusjuures materjalid on inimese ellujäämise ja arengu jaoks ülioluline materiaalne alus. Metalized Alumina Componentsi metallkeraamika materjalid jõuavad metallide, keraamika ja polümeeride järel erinevatesse tööstusharudesse tänu nende suurepärasele jõudlusele, erinevatele sortidele ja laiale kasutusalale. Keraamilistel materjalidel on suurepärased omadused, nagu kõrge eritugevus, kõrge erimoodul, kulumiskindlus ja kõrge temperatuurikindlus. Paljudes kontekstides on need muutunud uute materjalide sünonüümiks, moodustades materiaalse aluse kaasaegsele kõrgtehnoloogiale, tärkavatele tööstusharudele ja traditsiooniliste tööstusharude tehnoloogilisele ümberkujundamisele. Need on ka tänapäevase riigikaitse asendamatu osa, pälvides märkimisväärset tähelepanu kogu maailmas ja neid tunnustatakse kõrgtehnoloogilise arenduse võtmevaldkonnana.

Keraamilised metallid on konstruktsioonimaterjalid, mis koosnevad kõvast keraamilisest faasist ja metalli või sulami sideaine faasist. Ingliskeelne sõna "Cermets" ühendab "keraamika" ja "metall". Metalliseeritud keraamilised komponendid säilitavad keraamika kõrge tugevuse, kõrge kõvaduse, kulumiskindluse, kõrge temperatuurikindluse, oksüdatsioonikindluse ja keemilise stabiilsuse, omades samas ka head metallilist sitkust ja plastilisust. Kuna kahe akadeemilise termini "keraamika" ja "kõvad sulamid" vahel pole selget piiri, on konkreetsete materjalide piiri määratlemine keeruline. Materjali koostise põhjal klassifitseeritakse "kõvad sulamid" ka "keraamikaks".

Metallkeraamika peamised omadused on järgmised:

(1) Metalli hea märguvus keraamilise faasi suhtes. Metalli ja keraamiliste osakeste vaheline märguvus on üks peamisi tingimusi metallkeraamika mikrostruktuuri ja toimivuse hindamisel. Mida tugevam on märguvus, seda suurem on võimalus, et metall moodustab pideva faasi ja seda parem on jootmismetallist keraamiliseks kontaktoriks.

(2) Metallfaasi ja keraamilise faasi vahel ei toimu ägedat keemilist reaktsiooni. Kui pindadevaheline reaktsioon on keraamilise metallistamise ajal äge, moodustades ühendeid, ei saa metallfaasi kasutada keraamika vastupidavuse parandamiseks mehaanilise šoki ja termilise šoki suhtes.

(3) Metalli- ja keraamilise faasi paisumistegurite erinevus ei ole liiga suur. Kui metallkeraamika metallfaasi ja keraamilise faasi soojuspaisumise koefitsiendid on oluliselt erinevad, põhjustab see suuremat sisemist pinget ja vähendab metallkeraamika termilist stabiilsust.

Peamised metallkeraamika materjalide ettevalmistusmeetodid hõlmavad kuumpressimist, pulberpaagutamist ja immutamist. Spetsiifilised protsessid on järgmised:

Kuumpressimine:Metalli või sulami/keraamika toormaterjalid pulbristatakse peeneks, segatakse ühtlaselt, vormitakse, pressitakse{0}}kuum ja töödeldakse valmistoote saamiseks.

Pulberpaagutamine:Metalli või sulami/keraamika tooraine peeneks pulbristatakse, segatakse ühtlaselt, vormitakse, kuivatatakse, põletatakse poorseks raamistikuks, paagutatakse ja töödeldakse valmistoote saamiseks.

Immutamine:Metalli või sulami/keraamika tooraine peeneks pulbristatakse, segatakse ühtlaselt, vormitakse, kuivatatakse, põletatakse poorseks karkassiks, immutatakse metalliga ja töödeldakse valmistoote saamiseks.

(1) Töötlemisväli

Metalliseeritud keraamikal on kõrge kõvadus, punane kõvadus ja kulumiskindlus, mis näitab suurepärast lõikejõudlust suurel{0}}kiirel ja kuivlõikamisel. Samades lõiketingimustes on metallkeraamiliste{2}tööriistade kulumiskindlus palju parem kui tavalisel tsementeeritud karbiidil.

(2) Lennundustööstus

Alates 1950. aastatest on uuritud TiC-Ni metalliseeritud keraamikat reaktiivmootorite labade kõrgel -temperatuuriliste materjalide jaoks. Kuid paagutamise ajal põhjustas nikli võimetus TiC-d täielikult märjaks teha TiC-osakeste agregeerumise ja kasvu, mille tulemuseks oli nõrk tugevus ja soovitud kuumuskindlad omadused ei saavutatud. TiC-l endal on kõrge kõvadus, kõrge sulamistemperatuur, madal erikaal ja hea termiline stabiilsus, samas kui vasel on suurepärane elektri- ja soojusjuhtivus ning hea plastilisus. TiC/Cu komposiitmaterjalid, mis koosnevad TiC-st ja vasest, ühendavad mõlema eelised, muutes need väärtuslikuks juhtivate ja soojust juhtivate materjalide, kulumiskindlate materjalide ja raketitoru vooderdiste jaoks.

(3) Muud rakendused
Metall-keraamilised komposiitkatted võivad muuta metallsubstraadi välispinna välimust, struktuuri ja keemilist koostist ning anda aluspinnale uusi omadusi.Metalliseeritud alumiiniumoksiidi komponendidühendavad metallide tugevuse ja sitkuse keraamika kõrge -temperatuurikindlusega, muutes need suurepäraseks komposiitmaterjaliks. Neid on edukalt kasutatud kosmose-, lennundus-, kaitse-, keemia-, masina-, energia- ja elektroonikatööstuses.