Applikazzjoni u Preparazzjoni ta' SiC/Al Matrix Composites

Sep 09, 2025 Ħalli messaġġ

Fil-qasam aerospazjali, il-materjal kompost SiC/Al reżistenti għall-għeja ta 'modulus għoli żviluppat mill-Kumpanija British Aerospace Metal Matrix Composites (AMC) ġie applikat b'suċċess għall-ħelikopter ċivili EC-120. Taħt l-appoġġ tal-proġett "Titolu E" tad-Dipartiment tad-Difiża, il-Kumpanija DWA Composites u Lockheed Martin Corporation, b'kollaborazzjoni mal-Forza tal-Ajru, użaw il-metodu tal-metallurġija tat-trab biex jippreparaw materjali komposti SiCp/6092Al bħala komponenti ewlenin tat-tagħbija-li jġorru biex jissostitwixxu l-ġilda oriġinali ta 'liga tal-aluminju 2214 fuq il-ġlied ventral tal-ġlied tal-ġlied tal-ġlied ta' 2214. Dan żied l-ebusija b'50% u l-ħajja tas-servizz bi 17-il darba, minn inqas minn 1,000 siegħa għall-ħajja sħiħa mfassla ta '8,000 siegħa, u wera prestazzjoni ta' servizz eċċellenti. L-Air Force tal-Istati Uniti adottatha bħala spare part għall-ġewnaħ ventrali tal-ġlied F16 u gradwalment qed tissostitwixxi l-partijiet oriġinali. Barra minn hekk, materjali komposti SiCp/2009Al ġew applikati għaċ-ċilindru tal-brejk idrawliku tal-ġlied F-168, il-fanali tal-gwida tal-ħruġ tal-fann tal-magna Boeing 777, il-partijiet tal-konnessjoni tas-sistema tar-rotor tal-ħelikopter, u l-manifattura ta 'ajruplani kbar tal-passiġġieri. Fil-qasam tal-komponenti elettroniċi, IBM fl-Istati Uniti applika materjali komposti SiC/Al għas-sistemi tal-ippakkjar u t-tkessiħ tal-apparati MCMs, u ssaħħaħ il-kapaċità ta 'dissipazzjoni rapida tas-sħana tal-apparati. Fis-snin 90, LEC Company użat materjali komposti SiC/Al biex tissostitwixxi ligi Cu/W fil-karozza tal-passiġġieri EV1 [32]. Il-militar tal-Istati Uniti uża wkoll materjali komposti bbażati fuq SiCp/Al biex jissostitwixxu ligi tal-berillju u ligi tal-aluminju fil-qxur tal-istrumenti tal-komponenti inerzjali tal-missili u elenka dan il-materjal bħala l-materjal tal-apparat inerzjali aerospazjali tat-tielet ġenerazzjoni.

Fil-qasam tal-materjali reżistenti għall-ilbies -, Duralcan fl-Istati Uniti applika materjali komposti SiC/Al għall-manifattura ta 'diski tal-brejkijiet tal-karozzi, mhux biss tnaqqas il-piż b'40% sa 60%, iżda wkoll tejbet b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-ilbies tad-diski tal-brejkijiet, tnaqqas ħafna l-istorbju waqt l-użu, u tħaffef id-dissip tas-sħana. Barra minn hekk, il-kumpanija użatha fil-pistuni tal-magni tal-karozzi, gearboxes, u partijiet oħra tal-karozzi. Konsegwentement, materjali komposti SiC/Al intużaw ħafna bħala materjali reżistenti għall-ilbies-f'pads tal-brejkijiet għal diversi karozzi. Hemm ħafna metodi għall-preparazzjoni ta' materjali komposti bbażati fuq SiC/Al-, inkluż ikkastjar, metallurġija tat-trab, infiltrazzjoni, sintesi in-situ, u semi-solidu stir casting. Il-metodi komuni huma ikkastjar, metallurġija tat-trab, u infiltrazzjoni. Il-metallurġija tat-trab tinvolvi l-użu ta' trab tal-metall jew taħlita ta' metall u trab mhux tal--metall bħala materja prima, u permezz ta' proċessi ta' formazzjoni u sinterizzazzjoni, issir f'metalli liegi, materjali komposti, jew tipi oħra ta' materjali. L-ewwel pass huwa li tipprepara t-trab meħtieġ, li jista 'jkun is-suġġett ta' riċerka speċjalizzata fl-inġinerija tat-trab. Imbagħad, permezz ta 'formazzjoni ta' trab, proċessi ta 'sinterizzazzjoni, u proċessar termali sussegwenti, jinkiseb il-materjal mixtieq. Il-vantaġġ tal-metallurġija tat-trab huwa li tista 'taġġusta liberament il-kompożizzjoni tal-fażi ta' rinfurzar u l-matriċi, li tiżgura distribuzzjoni uniformi tal-kompożizzjoni tal-materjal, u l-proċess huwa relattivament sempliċi. Madankollu, il-metallurġija tat-trab hija diffiċli biex timmanifattura prodotti lesti ta' daqs-kbir u strutturalment kumplessi, u l-proċess tal-manifattura huwa twil b'rekwiżiti għoljin għat-tagħmir. Minkejja dan, il-metallurġija tat-trab tibqa' metodu relattivament avvanzat għall-preparazzjoni ta' materjali komposti bbażati fuq SiC/Al-. Il-metodi tal-ikkastjar jinkludu l-ikkastjar tal-għafas u l-ikkastjar tal-ħawwad. Fost dawn, hemm żewġ modi kif tipprepara materjali komposti SiC/Al billi għafas ikkastjar: 1. Żid SiC mal-liga Al likwida, ħawwad b'mod uniformi, u mbagħad injettaha fil-moffa għall-ikkastjar għafsa . 2. Agħmel SiC fi preforma u poġġiha fil-moffa, imbagħad applika pressjoni fuq il-liga Al likwida biex tagħmilha tippenetra l-preforma tal-għafas u mbagħad twettaq. Il-vantaġġi tal-ikkastjar tal-għafsa jinsabu fil-proċess sempliċi u faċli tiegħu, passi ta 'produzzjoni ftit u effiċjenti, spiża ta' produzzjoni baxxa, u l-abbiltà li tipproduċi prodotti lesti b'forma-kumplessa. Madankollu, matul il-proċess tal-ikkastjar tal-għafas, il-partiċelli tas-SiC jistgħu jippreċipitaw, li jirriżultaw f'distribuzzjoni irregolari.

The advantage of powder metallurgy lies DWA Composites of the United States

Il-metodu tal-ikkastjar tal-ħawwad jinvolvi li żżid SiC mal-liga ta 'Al likwidu u tħawwad il-likwidu tal-metall imħallat biex omoġenizzah qabel ma jitferra' ġo moffa. Il-vantaġġi tal-metodu ta 'stir casting huma wkoll is-sempliċità tiegħu, passi ta' produzzjoni ftit u effiċjenti, spiża baxxa ta 'produzzjoni, u l-abbiltà li tipproduċi prodotti lesti b'forma ta'-kumplessi. Madankollu, jekk il-partiċelli tas-SiC huma żgħar wisq, għandhom it-tendenza li jgħaqqdu. It-taħwid jintroduċi wkoll faċilment inklużjonijiet u gassijiet. Meta tipprepara l-komposti tas-SiC/Al permezz tal-ikkastjar, iseħħu reazzjonijiet interfacial severi, u ħafna mill-ingotti fonduti jeħtieġu proċessar sekondarju. Hemm żewġ forom ewlenin ta 'metodi ta' infiltrazzjoni, inklużi infiltrazzjoni mingħajr pressjoni u infiltrazzjoni bil-pressjoni. L-infiltrazzjoni mingħajr pressjoni hija relattivament sempliċi u ġiet żviluppata minn Lanxide Company fl-Istati Uniti fl-1989, għalhekk magħrufa wkoll bħala l-proċess Lanxide. Jinvolvi t-tisħin tal-liga Al matriċi f'forn b'atmosfera kkontrollata għal fuq it-temperatura tal-likwidu; imbagħad, is-soluzzjoni tal-liga titħalla tinfiltra l-preforma tas-SiC mingħajr ma tapplika pressjoni. Id-differenza fl-infiltrazzjoni tal-pressjoni hija l-applikazzjoni tal-pressjoni, li hija simili għall-ikkastjar tal-infiltrazzjoni tal-għafas u mhux se tiġi elaborata aktar. L-infiltrazzjoni hija wkoll teknoloġija ta' preparazzjoni-baxx u sempliċi. Għalhekk, ħafna drabi jintuża biex jipprepara komposti tal-matriċi SiCp/Al bi frazzjonijiet ta 'volum għoli, u l-partiċelli SiC fil-materjali miksuba huma mqassma b'mod relattivament uniformi. Infiltrazzjoni maturi mingħajr pressjoni-kompożiti SiC/Al ippreparati saħansitra ġew applikati f'ippakkjar elettroniku. Madankollu, dan il-metodu huwa diffiċli biex tikkontrolla l-porożità għolja introdotta mill-preforma, li jagħmilha diffiċli biex tiġi applikata aktar għal materjali ta 'strumenti ta' preċiżjoni.