Fémezett alumínium-oxid komponensek anyagai: a modern csúcstechnológia kulcsfontosságú alapja

Manapság az energia, az információ és az anyagok a modern emberi civilizáció jellemzőivé váltak, és az anyagok az emberi túlélés és fejlődés döntő anyagi alapot képeznek. A fémek, kerámiák és polimerek után a Metalized Alumina Components cermetanyagai a kiváló teljesítményüknek, változatos fajtáiknak és alkalmazási körüknek köszönhetően számos iparágban jelennek meg. A cermet anyagok olyan kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a nagy fajlagos szilárdság, nagy fajlagos modulus, kopásállóság és magas hőmérsékletállóság. Sok összefüggésben az új anyagok szinonimájává váltak, így a modern csúcstechnológia, a feltörekvő iparágak és a hagyományos iparágak technológiai átalakulásának anyagi alapját képezik. A modern honvédelem nélkülözhetetlen részét is képezik, világszerte jelentős figyelmet keltenek, és a csúcstechnológiai fejlesztés kulcsterületeként ismerik el őket.

A kerámia fémek olyan szerkezeti anyagok, amelyek egy kemény kerámia fázisból és egy fém vagy ötvözet kötőanyag fázisból állnak. Az angol "cermets" szó egyesíti a "kerámiát" és a "fémet". A fémezett kerámia alkatrészek megőrzik a kerámiák nagy szilárdságát, nagy keménységét, kopásállóságát, magas hőmérséklet-állóságát, oxidációval szembeni ellenálló képességét és kémiai stabilitását, miközben jó fémes szívóssággal és plaszticitással is rendelkeznek. Mivel nincs egyértelmű határ a „kermet” és a „keményötvözetek” akadémiai fogalma között, nehéz meghatározni a határt az egyes anyagok esetében. Az anyagösszetétel alapján a „keményötvözetek” a „kermeteknek” is minősülnek.

A fémkerámiák főbb jellemzői a következők:

(1) A fém jó nedvesíthetősége a kerámia fázishoz. A fém- és kerámiaszemcsék közötti nedvesíthetőség az egyik fő feltétele a cermet mikroszerkezetének és teljesítményének értékelésének. Minél erősebb a nedvesíthetőség, annál nagyobb a valószínűsége, hogy a fém folytonos fázist képez, és annál jobb a keményforrasztott fém-kerámia kontaktor teljesítménye.

(2) Nincs heves kémiai reakció a fémfázis és a kerámia fázis között. Ha a határfelületi reakció heves a kerámia fémezése során, amely vegyületeket képez, akkor a fémfázis nem használható fel a kerámia mechanikai ütésekkel és hősokkkal szembeni ellenállásának javítására.

(3) A tágulási együttható különbsége a fémes és a kerámia fázis között nem túl nagy. Ha a fémfázis és a kerámiafázis hőtágulási együtthatója fémezett kerámiában jelentősen eltér, az nagyobb belső feszültséget okoz, és csökkenti a cermet hőstabilitását.

A cermet anyagok fő előkészítési módszerei közé tartozik a forró sajtolás, a porszinterezés és az impregnálás. A konkrét folyamatok a következők:

Meleg préselés:A fém- vagy ötvözet-/kerámia-alapanyagokat finomra porlasztják, egyenletesen keverik, formázzák, melegen sajtolják-, és feldolgozzák a késztermék előállításához.

Porszinterezés:A fém vagy ötvözet/kerámia nyersanyagokat finomra porlasztják, egyenletesen összekeverik, formázzák, szárítják, porózus vázra égetik, szinterelik és feldolgozzák a készterméket.

Impregnálás:A fém vagy ötvözet/kerámia alapanyagokat finomra porlasztják, egyenletesen összekeverik, formázzák, szárítják, porózus vázba égetik, fémmel impregnálják, és feldolgozzák a készterméket.

(1) Megmunkálási mező

A fémezett kerámiák nagy keménységgel, vörös keménységgel és kopásállósággal rendelkeznek, így kiváló vágási teljesítményt mutatnak nagy{0}}sebességű és száraz vágásnál. Ugyanezen forgácsolási feltételek mellett a fém-kerámia szerszámok kopásállósága sokkal jobb, mint a hagyományos keményfém.

(2) Repülési ipar

Az 1950-es évek óta folynak kutatások a TiC-Ni fémezett kerámiákkal kapcsolatban a sugárhajtóművek lapátjaiban lévő magas-hőmérsékletű anyagokhoz. A szinterezés során azonban az, hogy a nikkel nem tudta teljesen nedvesíteni a TiC-t, a TiC-részecskék aggregációjához és növekedéséhez vezetett, ami gyenge szívósságot eredményezett, és nem érte el a kívánt hőálló -tulajdonságokat. Maga a TiC nagy keménységgel, magas olvadásponttal, alacsony fajsúlyú és jó termikus stabilitással rendelkezik, míg a réz kiváló elektromos és hővezető képességgel és jó plaszticitással rendelkezik. A TiC/Cu kompozit anyagok, amelyek TiC-ból és rézből állnak, egyesítik mindkettő előnyeit, így értékesek vezető- és hővezető anyagokként, kopásálló anyagokként és rakéta torokbetétként való alkalmazásokhoz.

(3) Egyéb alkalmazások
A fém-kerámia kompozit bevonatok megváltoztathatják a fémhordozó külső felületének megjelenését, szerkezetét és kémiai összetételét, és új tulajdonságokkal ruházhatják fel a hordozót.Fémezett alumínium-oxid alkatrészekötvözi a fémek szilárdságát és szívósságát a kerámiák magas{0}}hőmérsékletállóságával, így kiváló kompozit anyaggá válik. Sikeresen alkalmazták a repülőgépiparban, a légi közlekedésben, a védelmi, a vegyiparban, a gépiparban, az energiaiparban és az elektronikai iparban.