Керамика металлик ,Металлокерамика

Информация о продукте

Металлокерамика представляет собой композитный материал, состоящий из керамических (cer) и металлических (met) материалов.
Металлокерамика может сочетать в себе E FORUрактивные свойства как керамики, такие как устойчивость к высоким температурам и твердость, так и свойства металла, такие как способность подвергаться пластической деформации. Металл используется в качестве связующего для оксида, борида или карбида. Как правило, в качестве металлических элементов используются никель, молибден и кобальт. В зависимости от физической структуры материала, металлокерамика также может быть металломатричным композитом, но металлокерамика обычно состоит менее чем на 20% по объему.

Он идеально подходит для работы в суровых условиях, а некоторые варианты способны проводить электричество, изгибаться и изгибаться. Металлокерамическая поверхность состоит из двух частей. Керамика выступает в качестве матрицы или основания, скрепляемого металлическими компонентами по всей конструкции. Представьте себе металлокерамику в виде сетки, где сама сетка сделана из металла, а отверстия между ними заполнены керамикой. Тем не менее, металлокерамика также может быть сконфигурирована противоположным образом, когда металл составляет матрицу, которую керамика удерживает вместе. Металлокерамика не только сохраняет высокую прочность, высокую твердость, износостойкость, устойчивость к высоким температурам, стойкость к окислению и химическую стабильность керамики, но и обладает хорошей психической прочностью и пластичностью. К характеристикам металлокерамики в основном можно отнести следующие аспекты:

(1) Смачиваемость металла до керамической фазы хорошая. Смачиваемость между металлическими и керамическими частицами является одним из основных условий для оценки микроструктуры и свойств металлокерамики. Чем сильнее смачивающая способность, тем вероятнее вероятность того, что металл образует непрерывную фазу, и тем лучше металлокерамика.

(2) Между металлической фазой и керамикой не происходит серьезной химической реакции. Если межфазная реакция интенсивна и соединение образуется при получении металлокерамики, то улучшить стойкость керамики к механическим и термическим ударам с помощью металлической фазы невозможно.

(3) Коэффициент расширения между металлической фазой и керамической фазой не будет слишком большим. Когда коэффициенты расширения металлокерамической и металлической фаз сильно различаются, внутреннее напряжение увеличивается, а термическая стабильность металлокерамики снижается.

Металлокерамика используется вместо карбида вольфрама в пилах и других паяных инструментах из-за их превосходных износостойких и коррозионных свойств. Нитрид титана (TiN), карбонитрид титана (TiCN), карбид титана (TiC) и подобные им могут быть паяны как карбид вольфрама при правильной подготовке, однако они требуют особого обращения во время шлифования. Композиты фаз MAX, нового класса тройных карбидов или нитридов с алюминиевыми или титановыми сплавами, изучаются с 2006 года как высокоценные материалы, демонстрирующие благоприятные свойства керамики с точки зрения твердости и прочности на сжатие, а также пластичности и вязкости разрушения, обычно присущих металлам. Такие металлокерамические материалы, в том числе алюминий-фазовые композиты,[1] имеют потенциальное применение в автомобилестроении и аэрокосмической промышленности.

Некоторые типы металлокерамики также рассматриваются для использования в качестве защиты космических аппаратов, поскольку они противостоят высокоскоростным ударам микрометеоритов и орбитального мусора гораздо эффективнее, чем более традиционные материалы космических аппаратов, такие как алюминий и другие металлы

Классификация металлокерамики

Металлокерамика на основе оксидов

Керметы на основе оксидов состоят из оксида алюминия, диоксида циркония, оксида магния, оксида бериллия и вольфрама, хрома или кобальта. Они характеризуются устойчивостью к высоким температурам, химической коррозионной стойкостью, хорошей теплопроводностью и высокой механической прочностью.

Смачиваемость между Cr и Al2O3 не очень хорошая, но плотный слой Cr2O3 легко образуется на поверхности порошка металлического хрома, поэтому межфазная энергия между ними может быть снижена, а смачиваемость может быть улучшена путем формирования твердого раствора Al2O3-Cr2O3. Для частичного окисления металлического хрома часто принимаются некоторые меры, такие как введение следов водяного пара или кислорода в атмосферу спекания, замена глинозема на часть Al (OH) 3 в дозировании и замена металлического хрома на часть оксида хрома в дозировании. Металлокерамика Al2O3-Cr изготавливается из 99,5% чистоты a-Al2O3 и 99% электролитического порошка Cr. Порошок Al2O3 и Cr высушивают или влажно измельчают вместе до необходимого размерного состава, который может быть сформирован любым методом формования.

Металлокерамика на основе карбида

Металлокерамика на основе карбида. Карбид титана, карбид кремния, карбид вольфрама и другие металлы в качестве матрицы, а также металл кобальт, никель, хром, вольфрам, молибденовый композит, обладающие высокой твердостью, высокой износостойкостью, высокими температурными и другими характеристиками. Вот краткое введение в металлокерамику из карбида титана (TiC).

TiC имеет высокую температуру плавления, высокую твердость, высокий модуль упругости, хорошую термостойкость и химическую стабильность, а его стойкость к высокотемпературному окислению только ниже, чем у SiC. Карбид титана является важным сырьем для цементированного карбида, поэтому он широко используется в качестве твердой фазы в конструкционных материалах для изготовления металлокерамики на основе карбида титана, такой как износостойкие материалы, материалы режущих инструментов, механические детали и т. Д. Это гетерогенный композитный материал, состоящий из металла или сплава с керамической фазой из карбида титана, которая поддерживает высокую температуру керамики. Прочность, твердость, износостойкость, устойчивость к высоким температурам, стойкость к окислению и химическая стабильность также хорошие. Благодаря этим превосходным физическим и химическим свойствам, металлокерамика на основе карбида титана имеет большое количество E FORUraction.

Боридная металлокерамика

Боридная керамика представляет собой междоузельные соединения. Между бором и бором может образовываться множество сложных ковалентных связей. В то же время бор может образовывать ионные связи со многими атомами металлов. Эта характеристика определяет, что борид имеет высокую температуру плавления, высокую твердость, высокую износостойкость и высокую коррозионную стойкость, поэтому он широко используется в материалах из твердого сплава и износостойких материалах. В боридной керамике бинарные бориды, такие как TiB2, ZrB2 и CrB2, считаются наиболее перспективными боридами керамики из-за их превосходных свойств. Однако из-за сильной химической реакции между бинарной боридной керамикой, такой как TiB2, и металлической матрицей, производительность спекания ухудшается. Исследования по практическому применению трехэлементной боридной металлокерамики в промышленной области еще предстоит изучить. Существующие проблемы включают в себя: (1) Поскольку тройная боридная кермета в основном использует порошок молибдена, порошок ферроборового сплава, порошок никеля и порошок хрома в качестве основного сырья, стоимость производства высока. (2) Надежность и воспроизводимость трехэлементной боридной металлокерамики низкие.

Металлокерамика на основе нитрида титана

В 1956 году компания Ford Motor Company обнаружила, что добавление молибденового сплава в металлокерамику на основе TiC-Ni может улучшить смачиваемость Ni до TiC и значительно повысить прочность сплава. В 1971 году Киффер и др. обнаружили, что добавление TiN в металлокерамику TiC-Mo-Ni может не только значительно усовершенствовать зерна твердой фазы, улучшить механические свойства металлокерамики при комнатной и высокой температуре, но и значительно повысить стойкость кермет к высокотемпературной коррозии и стойкости к окислению. Поэтому металлокерамика TiC(N)) на основе нитрида карбида титана была очень популярна в стране и за рубежом. Были проведены исследования и систематические исследования. С 1980-х годов быстро развиваются металлокерамики на основе Ti (C, N). Производители твердых сплавов по всему миру представили серию металлокерамических инструментов на основе Ti (C, N). За последние 30 лет, с развитием технологии порошковой металлургии, эволюция состава имеет тенденцию быть стабильной, технология спекания постоянно обновляется, размер порошка постоянно уточняется, металлокерамика на основе Ti (C, N) развилась до относительно зрелой стадии.

Применение металлокерамики

Металлокерамические соединения и уплотнения

Металлокерамика впервые широко использовалась в металлокерамических соединениях. Создание вакуумных трубок было одной из первых критически важных систем, и в электронной промышленности такие уплотнения начали использовать и разрабатывать. Немецкие ученые признали, что вакуумные трубки с улучшенными характеристиками и надежностью могут быть получены путем замены стекла керамикой. Керамические трубки могут дегазироваться при более высоких температурах. Благодаря высокотемпературному уплотнению керамические трубки выдерживают более высокие температуры, чем стеклянные трубки. Керамические трубки также механически прочнее и менее чувствительны к тепловому удару, чем стеклянные трубки

Биокерамика

Одним из важных применений биокерамики является эндопротезирование тазобедренного сустава. Материалами, используемыми для замены тазобедренных суставов, обычно были металлы, такие как титан, а тазобедренная впадина обычно облицована пластиком. Многоосный шарик представлял собой прочный металлический шарик, но в конечном итоге был заменен на более долговечный керамический шарик. Это уменьшило шероховатость, связанную с металлической стенкой относительно пластиковой облицовки искусственной тазобедренной впадины. Использование керамических имплантатов продлило срок службы замещающих деталей тазобедренного сустава

Транспорт

Керамические детали использовались в сочетании с металлическими деталями в качестве фрикционных материалов для тормозов и сцеплений

Электрические обогреватели

Металлокерамика используется в качестве нагревательных элементов в электрических резистивных нагревателях. Один из методов конструирования начинается с того, что металлокерамический материал изготавливается в виде чернил, затем печатается на подложке и отверждается под воздействием тепла. Данная технология позволяет изготавливать нагревательные элементы сложной формы. Примеры применения металлокерамических нагревательных элементов включают нагреватели термостатов, источники тепла для стерилизации бутылок, подогреватели кофейных графинов, нагреватели для управления духовкой и нагреватели термоэлементов лазерных принтеров

Металлокерамика также используется при механической обработке режущих инструментов.

Металлокерамические инструменты обладают высокой твердостью, красной твердостью и износостойкостью, а также отличными режущими характеристиками при высокоскоростной резке и сухой резке. При одинаковых режимах резания износостойкость металлокерамических инструментов значительно выше, чем у обычного твердосплавного сплава.

Металлокерамика также используется в качестве материала для колец в высококачественных кольцах для удочек.

Аэрокосмическая промышленность

Металлокерамика TiC-Ni используется в качестве высокотемпературных материалов для лопастей реактивных двигателей с 1950-х годов. Однако частицы TiC агломерируются и растут во время спекания, потому что никель не может полностью смачивать TiC, что приводит к низкой ударной вязкости материалов и не может использоваться в качестве термостойких материалов. Сам TiC обладает высокой твердостью, высокой температурой плавления, низким удельным весом и хорошей термической стабильностью, в то время как медь обладает отличной электропроводностью, теплопроводностью и хорошей пластичностью. Композиты TiC/Cu, состоящие из TiC и металлической меди, синтезируют превосходные свойства обоих и применяются в качестве проводящих, теплопроводных, износостойких материалов и материалов для футеровки горловины ракеты.

Металлокерамическое композитное покрытие способно изменять внешний вид, структуру и химический состав наружной поверхности металлической матрицы, а также придавать матрице новые свойства. Металлокерамическое композитное покрытие является своего рода превосходным композитным материалом, обладающим такими преимуществами, как прочность и ударная вязкость металла и устойчивость к высоким температурам керамики. Он успешно применяется в аэрокосмической, авиационной, оборонной, химической промышленности, машиностроении, энергетике и электронной промышленности. Композитная труба с керамической футеровкой имеет лучшие эксплуатационные характеристики, чем труба с керамической футеровкой. Самораспространяющееся высокотемпературное синтез центробежного литья футеровочной керамики может быть использовано в качестве коррозионностойких трубопроводов для транспортировки нефтепродуктов или химических продуктов и полупродуктов, в качестве противоизносных трубопроводов для шахт, в качестве трубопроводов для транспортировки шлама на обогатительных фабриках, а также в качестве водопроводов с илистым песком.