Примена и припрема СиЦ/Ал матричних композита

Sep 09, 2025 Остави поруку

У области ваздухопловства, композитни материјал високог модула отпорности на замор-СиЦ/Ал који је развила компанија Бритисх Аероспаце Метал Матрик Цомпоситес (АМЦ) успешно је примењен на ЕЦ{4}}120 цивилни хеликоптер. Уз подршку пројекта "Титле Е" Министарства одбране, ДВА Цомпоситес Цомпани и Лоцкхеед Мартин Цорпоратион, у сарадњи са Ваздухопловним снагама, користиле су метод металургије праха за припрему СиЦп/6092Ал композитних материјала као кључних компоненти које носе оптерећење{26}}за замену оригиналног 2214 алуминијумског поклопца Ф16. Ово је повећало крутост за 50% и радни век за 17 пута, са мање од 1.000 сати до пројектованог пуног века од 8.000 сати, показујући одличне перформансе у раду. Америчко ваздухопловство усвојило га је као резервни део за трбушно пераје ловца Ф16 и постепено замењује оригиналне делове. Поред тога, композитни материјали СиЦп/2009Ал су примењени на хидраулички кочиони цилиндар ловца Ф-168, водеће лопатице вентилатора мотора Боеинг 777, прикључне делове система ротора хеликоптера и производњу великих путничких авиона. У области електронских компоненти, ИБМ у Сједињеним Државама је применио СиЦ/Ал композитне материјале на системе за паковање и хлађење МЦМс уређаја, побољшавајући способност брзог одвођења топлоте уређаја. Током 1990-их, компанија ЛЕЦ користила је СиЦ/Ал композитне материјале да замени Цу/В легуре у путничком аутомобилу ЕВ1 [32]. Америчка војска је такође користила композитне материјале на бази СиЦп/Ал за замену легура берилијума и легура алуминијума у ​​шкољкама инструмента инерцијалних компоненти ракета и навела је овај материјал као материјал треће генерације инерционих уређаја за ваздухопловство.

На пољу{0}}материјала отпорних на хабање, Дуралцан у Сједињеним Државама је применио СиЦ/Ал композитне материјале у производњи аутомобилских кочионих дискова, не само да је смањио тежину за 40% до 60%, већ и значајно побољшао отпорност кочионих дискова на хабање, значајно смањио буку током употребе и убрзао расипање топлоте. Поред тога, компанија га је користила у клиповима за аутомобилске моторе, мењачима и другим аутомобилским деловима. Сходно томе, СиЦ/Ал композитни материјали се широко користе као материјали отпорни на хабање-у кочионим плочицама за различите аутомобиле. Постоји много метода за припрему композитних материјала на бази СиЦ/Ал-, укључујући ливење, металургију праха, инфилтрацију, ин{8}}синтезу на лицу места и ливење получврстог мешања. Уобичајене методе су ливење, металургија праха и инфилтрација. Металургија праха подразумева коришћење металног праха или мешавине металног и неметалног праха као сировина, а процесима формирања и синтеровања од њега се добијају легирани метали, композитни материјали или други типови материјала. Први корак је припрема потребног праха, који може бити предмет специјализованог инжењерског истраживања праха. Затим се формирањем праха, процесима синтеровања и накнадном термичком обрадом добија жељени материјал. Предност металургије праха је у томе што може слободно да подеси састав арматурне фазе и матрице, обезбеђујући равномерну дистрибуцију састава материјала, а процес је релативно једноставан. Међутим, металургија праха је тешка за производњу-великих и структурно сложених готових производа, а процес производње је дуг са високим захтевима за опремом. Упркос томе, металургија праха остаје релативно напредна метода за припрему композитних материјала на бази СиЦ/Ал-. Методе ливења укључују ливење под притиском и ливење уз мешање. Међу њима, постоје два начина за припрему СиЦ/Ал композитних материјала ливењем под притиском: 1. Додајте СиЦ у течну Ал легуру, равномерно промешајте, а затим га убризгајте у калуп за ливење под притиском. 2. Направите СиЦ у предформи и ставите је у калуп, а затим извршите притисак на течну Ал легуру да би се извршила предформа и затим продирала. Предности ливења под притиском леже у његовом једноставном и лаком процесу, неколико и ефикасних корака производње, ниским трошковима производње и могућности производње готових производа у сложеном{25}}облику. Међутим, током процеса ливења под притиском, честице СиЦ могу да се таложе, што резултира неуједначеном расподелом.

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

Метода ливења уз мешање укључује додавање СиЦ у течну Ал легуру и мешање мешане металне течности да би се хомогенизовала пре него што се излије у калуп. Предности методе ливења уз мешање су такође њена једноставност, неколико и ефикасних корака производње, ниска цена производње и могућност производње готових производа сложеног{1}}обликованог облика. Међутим, ако су честице СиЦ премале, оне имају тенденцију да се агломерирају. Мешање такође лако уводи инклузије и гасове. Приликом припреме СиЦ/Ал композита ливењем, долази до озбиљних међуфазних реакција и многим ливеним инготима је потребна секундарна обрада. Постоје два главна облика метода инфилтрације, укључујући инфилтрацију без притиска и инфилтрацију под притиском. Инфилтрација без притиска је релативно једноставна и развила ју је компанија Ланкиде у Сједињеним Државама 1989. године, тако да је позната и као Ланкиде процес. Укључује загревање матричне Ал легуре у пећи са контролисаном атмосфером до изнад температуре ликвидуса; затим је дозвољено да раствор легуре инфилтрира предформу СиЦ без притиска. Разлика у инфилтрацији притиска је примена притиска, што је слично ливењу инфилтрацијом стискањем и неће се даље разрађивати. Инфилтрација је такође јефтина-и једноставна технологија припреме. Због тога се често користи за припрему СиЦп/Ал матричних композита са великим запреминским уделом, а честице СиЦ у добијеним материјалима су релативно равномерно распоређене. Зрели СиЦ/Ал композити припремљени за инфилтрацију без притиска{14}}ак су примењени у електронском паковању. Међутим, овим методом је тешко контролисати високу порозност коју уводи предформа, што отежава даљу примену на прецизне материјале инструмената.