Υλικά εξαρτημάτων μεταλλοποιημένης αλουμίνας: Ένα βασικό υλικό θεμέλιο της σύγχρονης υψηλής τεχνολογίας

Σήμερα, η ενέργεια, οι πληροφορίες και τα υλικά έχουν γίνει χαρακτηριστικά του σύγχρονου ανθρώπινου πολιτισμού, με τα υλικά να αποτελούν κρίσιμο υλικό θεμέλιο για την επιβίωση και την ανάπτυξη του ανθρώπου. Μετά τα μέταλλα, τα κεραμικά και τα πολυμερή, τα κεραμικά υλικά της Metalized Alumina Components εισέρχονται σε διάφορες βιομηχανίες λόγω της ανώτερης απόδοσης, των διαφορετικών ποικιλιών και του ευρέος φάσματος εφαρμογών τους. Τα κεραμομεταλλικά υλικά διαθέτουν εξαιρετικές ιδιότητες όπως υψηλή ειδική αντοχή, υψηλό ειδικό μέτρο, αντοχή στη φθορά και υψηλή{2}}αντοχή στη θερμοκρασία. Σε πολλά πλαίσια, έχουν γίνει συνώνυμα με νέα υλικά, αποτελώντας τα υλικά θεμέλια για τη σύγχρονη υψηλή τεχνολογία, τις αναδυόμενες βιομηχανίες και τον τεχνολογικό μετασχηματισμό των παραδοσιακών βιομηχανιών. Αποτελούν επίσης αναπόσπαστο μέρος της σύγχρονης εθνικής άμυνας, προσελκύοντας σημαντική προσοχή παγκοσμίως και αναγνωρίζονται ως βασικός τομέας για την ανάπτυξη υψηλής-τεχνολογίας.

Τα κεραμικά μέταλλα είναι δομικά υλικά που αποτελούνται από μια σκληρή κεραμική φάση και μια φάση συνδετικού μετάλλου ή κράματος. Η αγγλική λέξη "Cermets" συνδυάζει το "κεραμικό" και το "μέταλλο". Τα επιμεταλλωμένα κεραμικά εξαρτήματα διατηρούν την υψηλή αντοχή, την υψηλή σκληρότητα, την αντοχή στη φθορά, την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, την αντίσταση στην οξείδωση και τη χημική σταθερότητα των κεραμικών, ενώ διαθέτουν επίσης καλή μεταλλική σκληρότητα και πλαστικότητα. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει σαφές όριο μεταξύ των δύο ακαδημαϊκών όρων "cermets" και "σκληρά κράματα", είναι δύσκολο να καθοριστεί το όριο για συγκεκριμένα υλικά. Με βάση τη σύνθεση του υλικού, τα "σκληρά κράματα" ταξινομούνται επίσης ως "κεραμοειδή".

Τα κύρια χαρακτηριστικά των μεταλλικών κεραμικών περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

(1) Καλή διαβρεξιμότητα του μετάλλου στην κεραμική φάση. Η διαβρεξιμότητα μεταξύ των σωματιδίων μετάλλου και κεραμικού είναι μία από τις κύριες προϋποθέσεις για την αξιολόγηση της μικροδομής και της απόδοσης των κεραμικών. Όσο ισχυρότερη είναι η διαβρεξιμότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα το μέταλλο να σχηματίζει μια συνεχή φάση και τόσο καλύτερη είναι η απόδοση του επαφέα συγκολλημένου μετάλλου σε κεραμικό.

(2) Καμία βίαιη χημική αντίδραση μεταξύ της μεταλλικής και της κεραμικής φάσης. Εάν η διεπιφανειακή αντίδραση είναι βίαιη κατά τη διάρκεια της Κεραμικής Μεταλλοποίησης, σχηματίζοντας ενώσεις, η μεταλλική φάση δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της αντοχής του κεραμικού σε μηχανικό σοκ και θερμικό σοκ.

(3) Η διαφορά στους συντελεστές διαστολής μεταξύ της μεταλλικής και της κεραμικής φάσης δεν είναι πολύ μεγάλη. Όταν οι συντελεστές θερμικής διαστολής της μεταλλικής φάσης και της κεραμικής φάσης σε ένα επιμεταλλωμένο κεραμικό είναι σημαντικά διαφορετικοί, αυτό θα προκαλέσει μεγαλύτερη εσωτερική καταπόνηση και θα μειώσει τη θερμική σταθερότητα του κεραμικού.

Οι κύριες μέθοδοι προετοιμασίας για κεραμομεταλλικά υλικά περιλαμβάνουν θερμή έκθλιψη, πυροσυσσωμάτωση σε σκόνη και εμποτισμό. Οι συγκεκριμένες διαδικασίες είναι οι εξής:

Ζεστό πάτημα:Οι πρώτες ύλες μετάλλων ή κραμάτων/κεραμικών κονιοποιούνται λεπτή, αναμειγνύονται ομοιόμορφα, διαμορφώνονται, συμπιέζονται- και υφίστανται επεξεργασία για να ληφθεί το τελικό προϊόν.

Πυροσυσσωμάτωση σε σκόνη:Οι πρώτες ύλες μετάλλων ή κραμάτων/κεραμικών κονιοποιούνται λεπτά, αναμειγνύονται ομοιόμορφα, διαμορφώνονται, ξηραίνονται, ψήνονται σε πορώδες πλαίσιο, πυροσυσσωματώνονται και υφίστανται επεξεργασία για να ληφθεί το τελικό προϊόν.

Εμπότιση:Οι πρώτες ύλες μετάλλων ή κραμάτων/κεραμικών κονιοποιούνται λεπτά, αναμιγνύονται ομοιόμορφα, διαμορφώνονται, ξηραίνονται, ψήνονται σε πορώδες πλαίσιο, εμποτίζονται με μέταλλο και υποβάλλονται σε επεξεργασία για να ληφθεί το τελικό προϊόν.

(1) Πεδίο Μηχανικής

Τα μεταλλοποιημένα κεραμικά διαθέτουν υψηλή σκληρότητα, κόκκινη σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, παρουσιάζοντας εξαιρετική απόδοση κοπής σε υψηλή-ταχύτητα και στεγνή κοπή. Κάτω από τις ίδιες συνθήκες κοπής, η αντοχή στη φθορά των μεταλλικών-κεραμικών εργαλείων είναι πολύ ανώτερη από αυτή του συνηθισμένου καρβιδίου με τσιμέντο.

(2) Αεροδιαστημική Βιομηχανία

Από τη δεκαετία του 1950, έχει διεξαχθεί έρευνα για τα επιμεταλλωμένα κεραμικά TiC-Ni για υλικά υψηλής-θερμοκρασίας στα πτερύγια των κινητήρων τζετ. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης, η αδυναμία του νικελίου να διαβρέξει πλήρως το TiC οδήγησε στη συσσώρευση και ανάπτυξη σωματιδίων TiC, με αποτέλεσμα την κακή σκληρότητα και την αποτυχία επίτευξης των επιθυμητών θερμοανθεκτικών ιδιοτήτων. Το ίδιο το TiC έχει υψηλή σκληρότητα, υψηλό σημείο τήξης, χαμηλό ειδικό βάρος και καλή θερμική σταθερότητα, ενώ ο χαλκός παρουσιάζει εξαιρετική ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα και καλή πλαστικότητα. Τα σύνθετα υλικά TiC/Cu, που αποτελούνται από TiC και χαλκό, συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα και των δύο, καθιστώντας τα πολύτιμα για εφαρμογές ως αγώγιμα και θερμικά αγώγιμα υλικά, υλικά ανθεκτικά στη φθορά{{7} και επένδυση λαιμού πυραύλων.

(3) Άλλες Εφαρμογές
Οι σύνθετες επικαλύψεις μετάλλων-κεραμικών μπορούν να αλλάξουν την εμφάνιση, τη δομή και τη χημική σύνθεση της εξωτερικής επιφάνειας ενός μεταλλικού υποστρώματος και να προσδώσουν στο υπόστρωμα νέες ιδιότητες.Εξαρτήματα μεταλλοποιημένης αλουμίναςσυνδυάστε την αντοχή και τη σκληρότητα των μετάλλων με την υψηλή-αντοχή των κεραμικών στη θερμοκρασία, καθιστώντας τα ένα εξαιρετικό σύνθετο υλικό. Έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία στις βιομηχανίες αεροδιαστημικής, αεροπορίας, άμυνας, χημικών, μηχανημάτων, ενέργειας και ηλεκτρονικών.