有两种主要类型的金属基复合材料(MMC),粉增强和纤维增强。粉间(1)将在不久的将来,因为他们是唯一的价格/性能相关的间质来源。 熔融金属混合熔融金属混合是目前成本最低的路线可供制造1例。这产生一个锭,通常是铝或镁,通过标准的铸造技术。这可能进一步处理滚动、挤压、锻造和绘画。 铝硅合金含有超过7%可以用于碳化硅颗粒(十到二十五µm)高达30%,虽然低于7%硅,必须使用一个更大的氧化铝颗粒。 挪威海德鲁目前生产能力150吨pa的间质熔融金属混合。加拿大铝业已经投资了12000吨pa工厂生产碳化硅增强铝铸造合金,造成挤压部分,拉杆和管产品。分包锻造也是可用的。Lanxide,最初开发液态金属渗透陶瓷泡沫,也有类似海德鲁的铸件生产的产品,从液态金属混合。所有这些产品的成本约为每公斤3美元。 粉混合1例涉及制造另一种技术彻底混合铝合金粉末颗粒,压缩成坯锻造和挤压形状。这条路线的优点是,可以使用较小的微粒(2.5µm),而大颗粒将允许更大的颗粒浓度高达70%。航空航天复合材料(原BP复合材料)是唯一的这种技术的拥护者,和提供一个广泛的铝合金,包括铝锂合金(4%)。 其他技术另外两个技术被用于生产1、喷雾铸造和原位处理。喷射铸造是封存的鱼鹰的修改过程,分散的液态金属和陶瓷颗粒co-sprayed到最初的心轴上。这个过程允许更大范围的使用铝合金,包括铝锂合金(4%)。在原位处理技术,两个合金含有元素反应融化在一起。这种方法已被用于生产铝合金强化了二硼化钛,钛硬质合金和钢钢筋。 短或切碎的纤维间质短的生产或切碎的纤维间质包括烧结纤维所需的组件,然后用液态金属浸润。唯一真正的属性是耐磨性,改善和降低膨胀系数。 连续纤维增强间连续纤维增强间线性各向异性特性的优势,但目前某些问题限制其广泛使用。只有两个商业供应商和纤维单片碳化硅而不是复杂的陶瓷。连续纤维的成本很高,这些纤维的反应性,在制造业,在操作使用,可以创建问题。 然而,对于航空航天应用中,碳化硅涂层的二硼化钛会大量使用如果它可以制造所需的直径10 - 15µm,和花费大约200美元每公斤,相应的钛(925美元/公斤)+处理成本。碳化硅单丝目前制造化学蒸汽沉积过程,但他们是一个数量级太大,(100年- 140年µm直径)和一个小弯曲半径,太贵了,在约1350美元/公斤。生产使用单一传递过程,而不是多步化学蒸汽沉积,可以提高纤维直径和降低成本。这种方法目前使用的SCS家庭和σ日本纤维单丝或单片。 并发症与MMC处理任何生产路线间可能会遭遇的问题。在碳化硅增强铝、过热可以产生一个粘性组成的混乱3C4和硅铝合金2。这些化合物形式的碳化硅和铝之间的相互作用和一些自由碳从non-stoichiometric原文如此。一个低成本的生产用积分之间的接口钢筋材料纤维矩阵将有助于带来的间质广泛使用。一种选择是陶瓷纤维的双组分挤压过程,可以产生与鞘纤维,保护的核心与金属反应矩阵。 应用程序制动盘近期有几个应用程序在欧洲间。在汽车领域,几乎所有的欧洲汽车制造商正评估MMC制动盘和鼓,包括宝马、路虎、戴姆勒奔驰、雷诺、标致、沃尔沃、福特和通用汽车(General Motors)。他们目前主要集中在1例,由于成本的考虑。高导热铝1给比铸铁更好的冷却,运行在500°C。然而,这些组件只会被引入到新车型。
有一些障碍广泛使用,包括: •温度限制1光盘和鼓 •成本高于当前铸铁组件 •兼容的刹车片材料的发展是必要的,因为性能取决于制动盘/垫交互。亚博网站下载 刹车卡钳与刹车盘,刹车卡钳的主要要求是刚度、变形的卡尺导致踏板增加旅游和制动效率损失。改进的扬斯模量间,与传统材料相比,减少了卡钳的弯曲。亚博网站下载使用MMC卡钳在赛车和高性能跑车,但他们的高成本迄今为止,杜绝使用在家庭汽车。 汽车活塞汽车活塞受益于钢筋间的两个主要领域。前环槽耐磨性防止环和排放控制的放松。目前短纤维预成型氧化铝或硅酸铝用于这一领域。在柴油发动机,燃烧室活塞顶,和内部的皇冠患有开裂主要是由于热疲劳。的陶瓷纤维预成型最小化这个问题和提高活塞寿命。各公司供应陶瓷纤维增强活塞,包括和泉Saitami和艺术金属在日本;天合AE戈艾滋(sn)和舱口&柯克(OEM)在美国;Motoren Oberle,努拉尔铝合金/加拿大铝业、马勒、Kolbenschmidt在德国;在英国GKN和sn。 支撑轴支撑轴的转速是由它的长度、直径和刚度。空间限制防止直径增加,这是最有效的方法。雷诺采用碳纤维缠绕铝轴刚度增加。福特和道奇车有1例20 - 30%碳化硅挤压管作为一个有效的方法来达到相同的结果。 轮胎螺栓欧洲最大的用于1例来自芬兰政府迫使轮胎螺栓制造商钉的重量减少50%。自1992年以来,制造商已经取代了碳化钨针与一个由铝1 20%氧化铝。 摩托车制动盘摩托车制动盘从1最初是为赛车发动机开发周期。除了重量储蓄,1例光盘通过角落在制动期间减少陀螺效应。然而,在2000年之前,他们可能会使用只在高端市场。 铁路行业1例发现应用程序在铁路行业。两名德国铁路制动制造商,Bergische斯塔尔工业(BSI),克诺尔Bremse发展1刹车盘,刹车垫材料最有效的制动的对手。在铸铁制动盘重135公斤,而铝1盘重70公斤,节省520公斤/转向轴,或13吨的火车。这些光盘是砂型铸造的铝硅合金碳化硅颗粒为20%。 1制动盘使用德国城际快车,到目前为止,他们背后一百万公里。他们也使用新型轻轨列车在哥本哈根,和正在评估在法国,瑞士,瑞典和比利时。这个应用程序将变得更加重要,因为高铁需要进一步削减重量。 自行车框架铝和镁矩阵1例挤压管已经评估了自行车框架。Duralcan和梅尔,航空复合材料,正在与自行车制造商在这个应用程序中,但它不太可能在2000年之前成为现实。 高尔夫俱乐部高尔夫俱乐部是通过co-spray冷拔管过程,但是这个过程现已倒闭,可能发生在欧洲。1高尔夫俱乐部是捏造出来的在美国,和一个版本使用连续陶瓷纤维生产在日本从日本Nikalon碳。 航空航天工业唯一的目前的航天应用程序间是钛与碳化硅增强。这些项目都是由大型财团,或者与政府研究机构。最有可能出现的组件blisks和珠宝或整体刃的压缩机环,从化学蒸汽沉积maunufatured碳化硅。的制造过程是深奥而缓慢。它涉及一种纤维和薄膜技术躺了,这大大增加了成本。 电间的另一个领域可以应用电化学转换天然气国内集中供热或热水,同时国内电力需求。一公斤yttria-stabilised氧化锆可以生产1千瓦的电力。如果用于生活热水和暖气,同时电力生产运行大多数家用电器,这可以减少所需的备用电力生产的西方。这可能会减少欧洲温室气体排放量的15%。 |