與鋁基碳化硅類似的材料有哪些

   在金屬基復(fù)合材料中，鋁基復(fù)合材料無疑是被研究及應(yīng)用得最多的復(fù)合材料。自20世紀(jì)50年代開始，各國家針對(duì)鋁基復(fù)合材料的研究從未間斷過，無論是理論還是技術(shù)都取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。對(duì)鋁基碳化硅材料的大批量的使用是一個(gè)國家民族在新材料應(yīng)用掌控的能力方面的一個(gè)重要的標(biāo)志。鈞杰陶瓷擁有過硬的陶瓷材料以及陶瓷復(fù)合材料的加工能力，可以對(duì)鋁基碳化硅做各種精密加工，鈞杰陶瓷加工廠家聯(lián)系電話134_128_56568。

鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料主要有纖維、晶須和顆粒，其中以顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是最為成熟的。由于具有高比強(qiáng)度、高比剛度、高比模量、低密度及良好的高溫性能、耐疲勞耐磨等優(yōu)良的力學(xué)性能和使用性能，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料在航空航天、先進(jìn)武器系統(tǒng)、汽車、電子封裝等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。比如說上圖中的EC-135直升機(jī)，它的旋翼系統(tǒng)就采用了顆粒增強(qiáng)鋁基材料，大幅提高了構(gòu)件剛度和壽命。

對(duì)于增強(qiáng)體的選擇，首先要考慮的是所需鋁基復(fù)合材料的性能和用途，同時(shí)也要綜合考慮增強(qiáng)體和基體材料之間各方面的因素，如結(jié)合狀態(tài)、界面反應(yīng)和潤(rùn)濕性等。一般情況下，增強(qiáng)體材料的選擇需具備基體材料不具備的特殊性能，如高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、高耐磨性、低密度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，或者選擇具有探索研究?jī)r(jià)值的增強(qiáng)體。

最早的時(shí)候，針對(duì)鋁基復(fù)合材料的研究更多集中在連續(xù)纖維增強(qiáng)上，目的是為了解決航空航天等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域所使用結(jié)構(gòu)材料的性能問題，以聚合物類纖維材料為主。但該類纖維材料成本高，不耐高溫，高溫工作時(shí)會(huì)發(fā)生蠕變現(xiàn)象導(dǎo)致復(fù)合材料性能不夠穩(wěn)定，因此其發(fā)展和應(yīng)用受到一定限制，側(cè)面促進(jìn)了顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的發(fā)展。

總的來說，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備成本相對(duì)較低，工藝簡(jiǎn)單，制得的鋁基復(fù)合材料具有各向同性、微觀結(jié)構(gòu)無差別和易于二次加工，因此顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究成為研究工作者的首選。目前，采用較多的顆粒增強(qiáng)陶瓷顆粒有ZrO2、Al2O3、Cr7C3、TiO2、SiC、TiC、Si3N4、WC等；硬質(zhì)金屬顆粒如Mo、Cr、W等；非金屬顆粒C、輕石等，其中以Al2O3和SiC為增強(qiáng)顆粒的復(fù)合材料中發(fā)展較快、較成熟。選擇增強(qiáng)體的標(biāo)準(zhǔn)包括增強(qiáng)體材料的抗拉強(qiáng)度、熔點(diǎn)、密度、彈性模量、熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)、形狀、尺寸及其與其他合金基體的相容性。因此，復(fù)合材料的工藝特點(diǎn)、使用性能和生產(chǎn)成本等因素是選擇基體與增強(qiáng)顆粒的主要考慮方向。

一般隨著載荷的增加，基體材料的磨損量迅速增大，但與氧化鋁顆粒復(fù)合后，其磨損量增加會(huì)緩慢許多，這是由于氧化鋁顆粒具有很好的耐磨性，其彌散分布于鋁基體中，能明顯地提高鋁材料的耐磨性。付高峰等向鑄鋁ADC12熔體中添加硫酸鋁銨,由反應(yīng)分解的Al2O3原位生成了顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。與基材相比，Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的耐磨性較基材的提高了1~2倍，硬度提高了15%。

經(jīng)過復(fù)合后，除抗磨性卓越外，氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料（Al-MMCs）還具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度與比剛度高、耐高溫性能好，以及可用常規(guī)工藝和設(shè)備進(jìn)行成型與處理等很多優(yōu)良性能。目前除可用于航空航天工業(yè)和軍事工業(yè)外，還可用于制造汽車的汽缸體、活塞、剎車摩擦件上。如日本豐田公司首次成功地用Al2O3/Al復(fù)合材料制備發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞，重量減輕了5%~10%，導(dǎo)熱性提高4倍左右。

碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究已有40余年的歷史，其密度僅為鋼的1/3，但其強(qiáng)度比純鋁和中碳鋼都高，且還具有較高的耐磨性，可以在300℃~350℃的高溫下穩(wěn)定工作。研究表明，隨著SiC增強(qiáng)顆粒的加入及其體積含量的增加，復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量均有明顯的提高，延伸率則有所下降。通過調(diào)節(jié)基體合金的成分和增強(qiáng)顆粒的體積分?jǐn)?shù)還可以獲得需要的物理性能，這些物理性能有望在光學(xué)儀器和精密儀表等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

目前，碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料主要應(yīng)用于汽車、航空航天和軍事等高科技領(lǐng)域，如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿和剎車片等。國外比較有名的生產(chǎn)金屬基復(fù)合材料的公司有：美國的DWA復(fù)合材料公司、ACMC（先進(jìn)復(fù)合材料公司）和Dural鋁基復(fù)合材料公司等，普惠公司從PW4084發(fā)動(dòng)機(jī)開始，就采用了DWA公司生產(chǎn)的擠壓態(tài)碳化硅顆粒增強(qiáng)變形鋁合金基復(fù)合材料來制作風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片，最后被用于采用PW4000系列發(fā)

顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展后，正逐步邁向商業(yè)化和民用化，制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素正逐步被解決，而且有幾種顆粒的研究已趨向成熟，穩(wěn)步發(fā)展，應(yīng)用也非常廣泛。不過與機(jī)遇一同到來的還有挑戰(zhàn)，隨著鋁基復(fù)合材料的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)其配套的相關(guān)材料也會(huì)提出更高的要求，或許在將來還會(huì)有更多性能優(yōu)越的增強(qiáng)材料出現(xiàn)在世人面前。鈞杰陶瓷是一家專注于氧化鋯、氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、碳化硅陶瓷等陶瓷工件、結(jié)構(gòu)件的加工，石油化工陶瓷泵、陶瓷棒針、陶瓷管環(huán)、陶瓷軸套、醫(yī)療陶瓷泵等這產(chǎn)品精加工。鈞杰陶瓷本著“務(wù)實(shí)、進(jìn)取、精益、創(chuàng)新”的經(jīng)營管理理念，重視人才、尊重人才，凝聚了一批具有現(xiàn)代化經(jīng)營管理經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)作能力的行業(yè)精英。如果大家還想進(jìn)一步了解關(guān)于氧化鋯、氧化鋁這些陶瓷加工產(chǎn)品的話。歡迎大家前來我們公司參觀考察。氧化鋯氧化鋁陶瓷加工咨詢鈞杰陶瓷聯(lián)系電話：134 128 56568。