金属基複合材料、MMC

基礎情報

製品説明

金属基複合材料（MMC）とは、主に金属や合金を基材とし、繊維、ウィスカー、粒子などの高強度材料を補強材として構成された複合材料の一種を指します。

MMC の一般的な製造方法は、粉末冶金、その場合成、スプレー成形、鋳造凝固などです。さまざまな強化段階に応じて、MMC は連続繊維強化（主に炭素および黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、ホウ素）に分けることができます。繊維、アルミナ繊維、ステンレス鋼線、タングステン線）および不連続繊維強化材（SiC、アルミナ、ホウ素を含む）、炭化物粒子強化材、炭化ケイ素、アルミナ、均一ウィスカー強化材、アルミナ繊維およびその他の短繊維強化材）および積層複合材料。

上海浩悦が独自に開発した真空焼結炉（左）と真空ホットプレス炉（右）

強化相の導入により、マトリックス材料の微細構造と微細構造がある程度変化する可能性があるため、次のようになります。 B. MMC が高い比強度と高い比弾性率、高温耐性、耐食性、小さい熱膨張係数、強い特性を有するマトリックス材料のいくつかの特性の欠陥を改善および補うための基礎構造、転位形態および粒径寸法安定性、良好な伝導性、熱伝導性を備えています。 物理的および機械的特性。 したがって、MMC は一部の伝統的な材料に取って代わり、徐々に国内外の材料科学研究の焦点となっています。

金属基複合材料の応用

銅は人類によって発見された最も初期かつ最も実用的な金属の 1 つです。 延性に優れているため、電気伝導率では銀に次ぎ、熱伝導率では金、銀に次ぎます。 しかし、銅の機械的特性（耐摩耗性、硬度、強度、耐クリープ性など）は劣るため、産業および軍事分野での銅の使用は制限されています。 多くの MMC の中でも、銅マトリックス複合材料は、優れた導電性、熱伝導性、耐食性、良好な加工性で広く知られています。 1960年代以降、銅基複合材料の研究が徐々に進められてきました。 多くの科学者が銅の母材にさまざまな強化材を加えてきました。 この複合材料は銅の利点を保持するだけでなく、銅の機械的特性の欠如を補うこともできることがわかりました。 現在まで、銅母材複合材に関する研究は数十年にわたって行われており、粒子強化銅母材複合材、繊維強化銅母材複合材、ウィスカー強化銅母材複合材という 3 つのカテゴリーが形成されています。

銅基複合材料の応用

1. 粒子強化銅マトリックス複合材料

粒子強化銅マトリックス複合材料の目的は、銅マトリックス中に優れた特性を持つ粒子を均一に分散させ、銅マトリックス複合材料の総合的な特性を向上させることです。 粒子強化相のピンニング効果は、転位の移動を大幅に妨げることができるため、複合材料の強度が向上し、銅マトリックス複合材料の機械的特性、耐摩耗性、および高温特性が大幅に向上します。 さらに、粒子強化相の量が少ないため、マトリックス材料の元々高い導電性と熱伝導性が大幅に低下することはありません。 最も一般的な粒子強化相は、Al2O3、WC、TiB2、Ti3SiC2 などです。現在最も一般的に研究されている相は Al2O3 です。 機械的性質が高く、純銅に近い電気伝導率と熱伝導率を有し、さらに耐食性や耐摩耗性にも優れているため、複合材料は実用段階に達しています。 WC粒子は高強度、高硬度、高融点、高弾性を特徴とするため、WC強化銅母材複合材料も高強度、高硬度、高導電性、高熱伝導性を備えています。 TiB2 粒子は優れた剛性、高硬度、優れた耐摩耗性を特徴とするため、TiB2 強化銅マトリックス複合材料は優れた剛性、硬度、耐摩耗性を備えています。 Ti3SiC2 は、優れた構造、導電性、自己潤滑特性を備えた新しい材料です。 導電性、導電性、加工性など金属材料と同等の特性を持っています。 同時に、セラミック材料の軽量、耐酸化性、耐高温性の特性を備えています。 したがって、Ti3SiC2 強化銅基複合材料は優れた自己潤滑材料であり、その機械的特性は SiC 強化銅基複合材料よりも優れています。