金属基复合材料-英国趋势

主题

背景

MMC的优势

MMC的引擎

广泛MMC接受的限制

信息

组件成本

设计考虑

的前景

Background

英国主要的先进材料供应商已经确认,金属基复合材料(MMC欧洲杯足球竞彩s)将对包括航空航天在内的所有运输行业产生影响。为了应对这一挑战,加拿大铝业(Alcan)、英国石油(BP)、克雷(Cray)、ICI和LSM等公司大举投资新设备,以满足高技术性能标准的复杂材料生产的苛刻要求。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩五年来,英国在通过喷射沉积、粉末冶金、机械合金化、液态金属压力成形、搅拌铸造、挤压铸造和反应加工生产金属复合材料方面表现出了竞争力。它还可以声称是复合材料的主要供应商,包括连续的碳化硅单丝或氧化铝中的细纤维,并在航空航天合金的细粉生产方面是最先进的。欧洲杯足球竞彩

尽管已经取得了重大的技术进步,但最近大多数主要公司退出了金属基复合材料的生产,这给人们留下了负面印象。也就是说,现在使用mmc可以获得显著的权重和性能优势。在欧洲,MMC行业规模虽小,但蓬勃发展,重点是真正的工程应用,该行业具有良好的增长前景。国防研究机构(DRA)在增强颗粒增强复合材料的生产技术方面发挥了自己的作用,目前由航空航天金属复合材料经营,以及开发和生产碳化硅单丝和钛合金复合材料。

MMC的优势

金属基复合材料用于提供重量或性能优势的竞争优势。在高速机械中,操作速度提高了50%以上。轻巧、抗疲劳、损伤性能和刚度的独特组合是设计道路和山地自行车的理想选择。对于各向同性(颗粒)复合材料,增加的刚度超过50%,对于纤维增强系统,增加的刚度超过100%,这是很容易实现的,图1。

图1.随着碳化硅含量的增加,MMC的比刚度有所提高。

MMC的引擎

采用金属基复合材料的柴油机活塞被用于机车发动机,以提高性能和降低使用寿命成本。此外,高性能汽车零部件的制造,以实现主要性能优势。这通常依赖于刚度、高温疲劳和卓越的耐磨性的组合。在这些方面,颗粒增强铝合金在高温下保持强度和疲劳强度的惊人优势可能还没有得到充分利用,如图2所示。在高温发动机和航空发动机中,铝合金中的细纤维和钛合金中的单丝都被用来保持强度和稳定性,如图3。选择性的环向纤维增强航空发动机压缩机允许激进的新设计成为可能。预计可节省多达80%的重量。材料工程师或航空发动机设计师不能忽视这种性能改进的潜力。欧洲杯足球竞彩

图2。颗粒增强MMC材料的热稳定性。2618-T6是一种Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金,用于协和飞机的高温应用。AMC 235是铝2124与35 vol% SiC。

图3。无增强和碳化硅单丝增强Ti6Al4V合金的高温强度。

尽管面临经济衰退的压力,主要以铝合金为基础的金属基复合材料在英国和美国都有市场,可以通过粉末冶金路线、搅拌铸造、反应加工和机械合金化生产。纤维和单丝的变体,虽然在商业上可能不那么先进,但也可以通过液态金属成形和扩散结合的方法生产。

很明显,处于萌芽状态的MMC产业在经济衰退中存活了下来,人们对这些材料的应用越来越感兴趣,主要是在体育、赛车运动和高速机械行业。欧洲杯足球竞彩然而,军事和商业资格认证项目正在进行中,这是一个明确的指标,表明对一个具有特殊水平的技术要求和相关的长时间使用的市场真正感兴趣。

广泛MMC接受的限制

有必要考虑可能阻碍金属复合材料全面商业化的局限性。

备用离子

必须弥合材料专家对新材料性能的认识与实际工程应用之间的差距。欧洲杯足球竞彩这将包括通过提供包括性能关键方面的性能数据和应用适当的加工技术(如成形、加工、连接等)来帮助工程界设计mmc。正是在这方面,示范方案最有价值。

组件成本

mmc的缺点是,它们提供了更高的性能,但成本增加了。利益必须始终与相关成本相平衡。然而,这里可能有一个误解;也就是说,如果以铝为基础的MMC与传统的铝组件相比,那么如果要证明大幅增加成本是合理的,那么大幅提高性能是至关重要的。然而,通常情况下,以铝为基础的MMC可以替代钛或聚合物复合材料部件,在性能和成本上都存在竞争。

设计考虑优化选择

MMC组件设计还必须考虑到成本有效的加工技术。微晶合金通常需要以最小损失形成净形状。选择性增强技术使高性能纤维和单丝材料应用于关键领域。欧洲杯足球竞彩然而,主要的因素是单丝增强本身的高价格和其纳入反应基质的成本。这些先进材料从开发到生产规模的转变将带来巨大的节约,但需要终端用户和生产商的重大承诺。欧洲杯足球竞彩

的前景

金属基复合材料具有良好的发展前景,但其发展前景并不乐观。在性能有限的市场稳步增长可能与利基应用程序提供竞争优势的工程设计。

主要作者:Chris Peel博士,James Robertson和Andrew Tarrant

资料来源:摘自《材料世界》1995年1月第3卷。欧洲杯足球竞彩

欲了解更多信息,请访问材料研究所欧洲杯足球竞彩

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