Materiály z metalizovaného oxidu hlinitého: Klíčový materiálový základ moderní špičkové technologie

Dnes se energie, informace a materiály staly charakteristickým znakem moderní lidské civilizace, přičemž materiály jsou zásadním materiálním základem pro přežití a rozvoj lidstva. Po kovech, keramice a polymerech vstupují cermetové materiály Metalized Alumina Components do různých průmyslových odvětví díky svému vynikajícímu výkonu, rozmanitosti a široké škále aplikací. Cermetové materiály mají vynikající vlastnosti, jako je vysoká měrná pevnost, vysoký měrný modul, odolnost proti opotřebení a vysoká -teplotní odolnost. V mnoha kontextech se staly synonymem pro nové materiály a tvoří materiálový základ pro moderní špičkové technologie, vznikající průmyslová odvětví a technologickou transformaci tradičních průmyslových odvětví. Jsou také nepostradatelnou součástí moderní národní obrany, přitahují značnou pozornost po celém světě a jsou uznávány jako klíčová oblast pro vývoj špičkových-technologií.

Keramické kovy jsou konstrukční materiály složené z tvrdé keramické fáze a kovové nebo slitinové pojivové fáze. Anglické slovo "Cermets" kombinuje "keramika" a "kov". Metalizované keramické komponenty si zachovávají vysokou pevnost, vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení, odolnost vůči vysokým teplotám, odolnost proti oxidaci a chemickou stabilitu keramiky a zároveň mají dobrou kovovou houževnatost a plasticitu. Protože neexistuje jasná hranice mezi dvěma akademickými termíny „cermety“ a „tvrdé slitiny“, je obtížné definovat hranici pro konkrétní materiály. Na základě materiálového složení jsou „tvrdé slitiny“ také klasifikovány jako „cermety“.

Mezi hlavní vlastnosti kovové keramiky patří:

(1) Dobrá smáčitelnost kovu na keramickou fázi. Smáčivost mezi kovovými a keramickými částicemi je jednou z hlavních podmínek pro hodnocení mikrostruktury a výkonu cermetů. Čím silnější je smáčivost, tím větší je možnost, že kov vytvoří souvislou fázi, a tím lepší je výkon stykače pájeného kovu na keramiku.

(2) Žádná prudká chemická reakce mezi kovovou fází a keramickou fází. Pokud je mezifázová reakce během keramické metalizace prudká a tvoří se sloučeniny, nelze kovovou fázi použít ke zlepšení odolnosti keramiky vůči mechanickému a tepelnému šoku.

(3) Rozdíl v koeficientech roztažnosti mezi kovovou a keramickou fází není příliš velký. Když se koeficienty tepelné roztažnosti kovové fáze a keramické fáze v metalizované keramice výrazně liší, způsobí to větší vnitřní pnutí a sníží tepelnou stabilitu cermetu.

Mezi hlavní způsoby přípravy cermetových materiálů patří lisování za tepla, slinování prášku a impregnace. Konkrétní procesy jsou následující:

Lisování za tepla:Kovové nebo slitinové/keramické suroviny jsou jemně rozmělněny, rovnoměrně smíchány, tvarovány, lisovány- za horka a zpracovány, aby se získal konečný produkt.

Slinování prášku:Kovové nebo slitinové/keramické suroviny jsou jemně rozmělněny, rovnoměrně promíchány, tvarovány, vysušeny, vypáleny do porézní struktury, sintrovány a zpracovány za účelem získání konečného produktu.

Impregnace:Kovové nebo slitinové/keramické suroviny se jemně rozdrtí, rovnoměrně promíchají, tvarují, suší, vypalují do porézní konstrukce, impregnují kovem a zpracovávají za účelem získání konečného produktu.

(1) Pole obrábění

Metalizovaná keramika má vysokou tvrdost, tvrdost do červena a odolnost proti opotřebení a vykazuje vynikající řezný výkon při vysoké{0}}rychlosti a suchém řezání. Za stejných řezných podmínek je odolnost proti opotřebení kovových-keramických nástrojů mnohem lepší než u běžných slinutých karbidů.

(2) Letecký průmysl

Od 50. let 20. století se provádí výzkum metalizované keramiky TiC-Ni pro vysokoteplotní-materiály v lopatkách proudových motorů. Během slinování však neschopnost niklu zcela smáčet TiC vedla k agregaci a růstu částic TiC, což mělo za následek špatnou houževnatost a nedosáhlo se požadovaných tepelně-odolných vlastností. Samotný TiC má vysokou tvrdost, vysoký bod tání, nízkou specifickou hmotnost a dobrou tepelnou stabilitu, zatímco měď vykazuje vynikající elektrickou a tepelnou vodivost a dobrou plasticitu. Kompozitní materiály TiC/Cu, složené z TiC a mědi, kombinují výhody obou, díky čemuž jsou cenné pro aplikace jako vodivé a tepelně vodivé materiály, materiály odolné proti opotřebení a výstelky hrdel raket.

(3) Jiné aplikace
Kov-keramické kompozitní povlaky mohou změnit vzhled, strukturu a chemické složení vnějšího povrchu kovového substrátu a dodat substrátu nové vlastnosti.Komponenty z metalizovaného oxidu hlinitéhospojují pevnost a houževnatost kovů s vysokou-teplotní odolností keramiky, což z nich dělá vynikající kompozitní materiál. Byly úspěšně aplikovány v leteckém, leteckém, obranném, chemickém, strojním, energetickém a elektronickém průmyslu.