Materiale compozite cu matrice metalică

Extras din referat Cum descarc?

Materiale compozite cu matrice metalica
Lumea stiintifica a ultimului sfert de secol a trebuit sa constate extinderea spectaculoasa a utilizarii compozitelor metalice. Aceasta s-a datorat unor calitati deosebite, precum rezistenta lor mecanica sau la oboseala, avand va superioare celor ale plasticelor armate, sau posibilitatea de a lucra temperaturi inalte si in conditii dificile de mediu, la care utilizarea polimeri armati nu ar fi recomandabila.
Trebuie remarcat ca metalele si aliajele lor au prin ele o gama larga de utilizari in proiectarea inginereasca, deoarece au proprietati variabile usor de controlat, prin alegerea corecta a compozitiilor chimice si a metodei si tehnologiilor de prelucrare. Folosirea lor extensiva se datoreaza nu numai valorilor ridicate ale proprietatilor de rezistenta si de rigiditate, ci mai multitudinii de tehnici de procesare, nesofisticate si nepretentioase in privinta costurilor, care permit fabricarea celor mai diverse piese.
In schimb, observarea apropierii de limita superioara a posibilitatii de crestere calitativa ale metalelor a condus la ideea compunerii lor. Ca urmare, dezvoltarea compozitelor metalice a avut ca scop initial obtinerea de proprietati care nu puteau fi atinse de nici unul dintre metalele nearmate.
Pana in prezent au fost utilizate ca matrice mai multe categorii de materiale metalice, cum ar fi plumbul, zincul, cuprul, otelul, nichelul superaliajele pe baza de nichel) sau argintul, dar cele mai multe aplicatii ale aliajele "usoare", cum sunt cele de aluminiu, titan si magneziu.
Cat despre faza de armare a acestor compozite, se constata ca ea in cele mai multe cazuri de natura ceramica (dar poate fi si metalica, sa carbon), avand forma de particule, de cristale filamentare, de fibre scurte de fibre continue lungi.
Cele mai multe dintre compozitele metalice (numite in limba engleza Matrix Composites, prescurtat MMC) au proprietati mecanice care le-ar face foarte atractive pentru diversi utilizatori. Cu toate acestea dezvoltarea aplicatiilor industriale care le includ a fost limitata, pana la sfarsitul anilor '80, de costurile ridicate si de procescle complexe pe cai care implica, de multe ori, fabricarea lor.
In plus, ele ofera o conductivitate termica excelenta, rezistenta ridicata la forfecare, rezistenta excelenta la abraziune, operare la temperaturi inalte, neimflamabilitate, atac redus al solventilor si combustibililor precum si posibilitatea de a fi prelucrate cu echipamentul conventional. 
MMC-ul cu matrice din aluminiu este produs prin turnare, metalurgia pulberii, tehnica presarii fibrelor sau foilor, dezvoltarea armaturilor in-situ. Sunt disponibile acum, in cantitati mari, productii de inalta calitate, consistente, productii la scara mare obtinute cu costuri reduse. 
Compozitele cu matrice confectionata din superaliaje cu fibre din aliaj ce contin tungsten se utilizeaza pentru componente ale motoarelor cu turbina cu gaz ce opereaza la temperaturi de aprox. 20000C.
Compozitele cu grafit/cupru pot fi obtinute cu proprietati convenabile spre a fi utilizate la temperaturi mari in aer si au caracteristici mecanice excelente ca si conductivitate termica si conductibilitate electrica ridicate.
Compozit grafit/cupru
In comparatie cu compozitele pe baza de titan aceste sunt mai usor prelucrabile si, in comparatie cu cele din otel, au densitate mai scazuta. Superconductorii sunt fabricati din cupru ca armatura de tip filament supraconductor din niobiu-titan. Cuprul ranforsat cu particule din tungsten sau oxid din aluminiu se utilizeaza prin armare la cald si impachetare electronica.
Titanul armat cu fibre din SiC este dezvoltat ca material pentru carcase de avioane. Otelul aliat, otelul de scule si Inconel-ul se utilizeaza ca materiale de matrice armate cu particule din Ti-C si fabricate sub forma de inele la temperatura ridicate rezultand componente rezistente la coroziune.
In comparatie cu metalele monolitice MMC-urile prezinta urmatoarele: Avantaje:
-rezistenta ridicata raportata la densitate;
-rigiditate ridicata raportata la densitate;
-buna rezistenta la oboseala;
-proprietati bune la temperaturi ridicate:
-rezistenta ridicata;
-viteza scazuta de propagare a fisurii;
-coeficient redus de dilatare termica;
-buna rezistenta la umiditate. 
Cateva dezavantaje in comparatie cu metalele monolitice sau cu compozitele cu matrice polimera sunt:
-cost ridicat pentru anumite sisteme de materiale;
-tehnologie de fabricatie ralativ imatura;
-metodele de fabricatie devin complexe pentru sistemele cu armare prin fibre (exceptand turnarea);
-experienta in exploatare limitata.
Armaturile pentru MMC-uri
Armaturile MMC-urilor pot fi impartite in 5 mari categorii: fibre continui, fibre discontinui, cristale filament, particule si sarme. Cu exceptia sarmelor, care sunt metalice, armaturile sunt in general de natura ceramica. Fibrele continui includ materiale ca: bor, grafit (carbon), alumina si Si-C. Fibrele din bor se pot confectiona prin vaporizarea chimica (CVD) a acestui material pe un filament din tungten. Se pot utiliza, de asemeni, si filamente din carbon. Aceste filamente sunt deja disponibile la scara industriala intr-o larga paleta de dimensiuni. Pentru a usura reactia dintre bor si metale la temperatura inalta se utilizeaza acoperiri ale filamentelor cu Si-C sau B-C.
Monofilamentele din Si-C sunt fabricate tot prin procedeul CVD, utilizand un microfilament din tungsten sau carbon. Sunt disponibile la scara industriala fire mutlifilament din Si-C. Proprietatile acestui material, fabricat prin piroliza fibrelor precursoare organo-metalice, difera semnificativ de cele ale monofilamentului din Si-C.


Fisiere in arhiva (1):

  • Materiale Compozite cu Matrice Metalica.doc

Imagini din acest referat Cum descarc?

Promoție: 1+1 gratis

După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site (vezi detalii).


Descarcă aceast referat cu doar 4 € (1+1 gratis)

Simplu și rapid în doar 2 pași: completezi adresa de email și plătești. După descărcarea primului referat vei primi prin email un cod promo pentru a descărca orice alt referat.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

ex. Andrei, Oana
ex. Popescu, Ionescu

Pe adresa de email specificată vei primi link-ul de descărcare și codul promo. Asigură-te că adresa este corectă și că poate primi e-mail-uri.

2. Alege modalitatea de plată preferată:


* La pretul afișat se adaugă 19% TVA.


Hopa sus!