Un compuesto de matriz de metal del (MMC) es el material compuesto con por lo menos dos componentes, uno que es un metal . El otro material puede ser un diverso metal u otro material, tal como un el compuesto orgánico de cerámica de o. Cuando por lo menos tres materiales están presentes, se llama un compuesto híbrido . Un MMC es complementario a un cerametal .

Composición

MMCs es hecho dispersando un material de refuerzo en una matriz del metal. La superficie del refuerzo se puede cubrir para prevenir una reacción química con la matriz. Por ejemplo, las fibras del carbón son de uso general en la matriz de aluminio sintetizar los compuestos que demuestran baja densidad y de alta resistencia. Sin embargo, el carbón reacciona con aluminio para generar un compuesto frágil y soluble en agua Al₄C₃ en la superficie de la fibra. Para prevenir esta reacción, las fibras del carbón están cubiertas con el níquel o el boruro Titanium .

Matriz

La matriz es el material monolítico en el cual se encaja el refuerzo, y es totalmente continua. Esto significa que hay una trayectoria a través de la matriz a cualquier punto en el material, desemejante de dos materiales intercalados juntos. En usos estructurales, la matriz es generalmente un metal más ligero tal como aluminio, magnesio, o titanio, y proporciona una ayuda obediente para el refuerzo. En usos des alta temperatura, las matrices de la aleación del cobalto y del cobalto-níquel son comunes.

Refuerzo

El material del refuerzo se encaja en la matriz. El refuerzo no sirve siempre una tarea puramente estructural (que refuerza el compuesto), pero también se utiliza para cambiar características físicas tales como resistencia de desgaste, coeficiente de la fricción, o conductividad termal . El refuerzo puede ser continuo, o discontinuo. MMCs discontinuo puede ser el isotrópico, y se puede trabajar con técnicas metalúrgicas estándar, tales como protuberancia, forja o balanceo. Además, pueden ser trabajados a máquina usar técnicas convencionales, pero necesitarían comúnmente el uso de los útiles del diamante del polycrystaline (PCD).

El refuerzo continuo utiliza los alambres o las fibras del monofilamento tales como fibra del carbón o carburo de silicio . Porque las fibras se encajan en la matriz en cierta dirección, el resultado es una estructura anisotrópica en la cual la alineación del material afecta a su fuerza. Uno del primer MMCs utilizó el filamento del boro como refuerzo. El refuerzo discontinuo utiliza el " whiskers", fibras cortas, o partículas. Los materiales de refuerzo mas comunes de esta categoría son el alúmina y el carburo de silicio .

Fabricando y formando métodos

La fabricación del MMC se puede romper en tres tipos: sólido, líquido, y vapor.

de estado sólido del

de los métodos Mezcla y consolidación (metalurgia de polvo ) del polvo: El metal pulverizado y el refuerzo discontinuo son mezclados y después enlazados con un proceso de la compactación, de la desgasificación, y del tratamiento termomecánico (posiblemente vía presionar isostático caliente (HIP) o la protuberancia ).
Vinculación de la difusión de la hoja: Las capas de hoja de metal se intercalan con las fibras largas, y después se presionan a través para formar una matriz.

los métodos del estado líquido Electrochapado/electroformación: Una solución que contiene los iones del metal cargados con el refuerzo de partículas co-se deposita que forma un material compuesto.
Bastidor del Stir: El refuerzo discontinuo se revuelve en el metal fundido, que se permite solidificar.
Bastidor del apretón: El metal fundido se inyecta en una forma con las fibras preplaced dentro de él.
Deposición del aerosol: El metal fundido se rocía sobre un substrato continuo de la fibra.
Proceso reactivo: Una reacción química ocurre, con uno de los reactivo que forman la matriz y el otro el refuerzo.

la deposición de vapor Deposición de vapor física : La fibra se pasa a través de una nube gruesa del metal vaporizado, cubriéndolo.

in situ del

de la técnica de la fabricación La solidificación unidireccional controlada de una aleación eutéctica puede dar lugar a una microestructura bifásica con una de las fases, presenta en la forma laminar o de la fibra, distribuida en la matriz.

Universidad de la tecnología dirigida de la deposición de vapor (DVD) de Virginia

Usos

Los taladros del carburo se hacen a menudo de una matriz resistente del cobalto con las partículas duras del carburo de tungsteno adentro.
Algunas armaduras del tanque se pueden hacer de los compuestos de matriz de metal, probablemente acero reforzado con el nitruro del boro. El nitruro del boro es un buen refuerzo para el acero porque es mismo stiff y no disuelve en acero fundido.
Un cierto uso automotor MMCs de los frenos de disco . El loto temprano Elise modela los rotores de aluminio usados del MMC, pero tienen menos las características y el loto que óptimos del calor ha vuelto desde entonces al arrabio. Coches deportivos de alto rendimiento modernos tal como ésos construidos por el Porsche, los rotores del uso hechos de la fibra del carbón dentro de una matriz del carburo de silicio debido a su alto calor específico y conductividad termal . el 3M vende un parte movible de aluminio preformado de la matriz para consolidar los calibradores del freno de disco de la fundición de aluminio, permitiendo que pesen tanto como el 50% menos mientras que aumenta tiesura. el 3M también ha utilizado los objetos semitrabajados del alúmina para los empujadores del AMC.
El Honda ha utilizado los trazadores de líneas de aluminio del cilindro del compuesto de matriz de metal en algunos de sus motores, incluyendo el B21A1, el H22A y H23A, el F20C y F22C, y el C32B usado en el NSX . El Toyota ha utilizado desde entonces compuestos de matriz de metal en el motor diseñado 2ZZ-GE de Yamaha que se utiliza en las versiones posteriores de Elise S2 del loto del loto así como modelos del coche de Toyota. El Porsche también utiliza MMCs para reforzar las mangas del cilindro del motor en el Boxster y el 911 .
El halcón de la lucha del F-16 utiliza fibras del carburo de silicio del monofilamento en una matriz titanium para un componente estructural del tren de aterrizaje del jet.
Las bicicletas especializadas han utilizado los compuestos del MMC del aluminio para su tapa de los bastidores de la bicicleta de la gama por varios años.

MMCs es casi siempre más costoso que los materiales más convencionales que están substituyendo. Consecuentemente, se encuentran donde las características y el funcionamiento mejorados pueden justificar el coste agregado. Estos usos se encuentran hoy lo más a menudo posible en componentes de los aviones, sistemas de espacio y de gama alta o " boutique" equipo de deportes. El alcance de usos aumentará ciertamente como se reducen los costes de fabricación.

En comparación con compuestos convencionales de la matriz del polímero, MMCs es resistente al fuego, puede funcionar en una gama más amplia de temperaturas, no absorbe la humedad, tiene mejor conductividad eléctrica y termal, es resistente a la radiación, y no exhibe la desgasificación . Por una parte, MMCs tiende a ser más costoso, los materiales fiber-reinforced pueden ser difíciles de fabricar, y la experiencia disponible funcionando es limitada.

Ver también

Matriz orgánica compuesto
Cerametal Los Ford Motor ofrecen una mejora del eje de transmisión del compuesto (MMC) de matriz de metal. El eje de transmisión del MMC se hace de una matriz de aluminio del carburo del boro, permitiendo que la velocidad crítica del eje de transmisión sea levantada reduciendo inercia. El eje de transmisión del MMC se ha convertido en una modificación común para los corredores, permitiendo que la velocidad superior sea aumentada mucho más alla de las velocidades de funcionamiento seguras de un eje de transmisión de aluminio estándar.

Zenithic

Bluesnarfing

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