搜索热:50CrV 甄良
扫一扫 加微信
首页 > 新闻资讯 > 科技前沿 > 消息正文
首页 > 新闻资讯 > 科技前沿 > 消息正文
金属陶瓷新工艺:互不反应却完美结合
发布:lee_9124   时间:2017/2/3 11:24:40   阅读:1981 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter
金属陶瓷因其良好的高温稳定性、可加工性和延展性等受到广泛关注,由于制备方法的限制阻碍了其发展。德克萨斯农工大学最近发明了一种新型合成金属陶瓷的方法,利用电流加热熔融金属在压力作用下渗透到陶瓷中,从而合成稳定、高性能的金属陶瓷复合材料。


汽车、航天以及发电行业的快速发展促使着材料学家们对新型工程材料的研发。陶瓷金属复合材料又称金属陶瓷,是一种可以增强运输能力和能量转换的新型材料。

金属陶瓷集合了陶瓷和金属等主要成分的优点,包括陶瓷的高温稳定性、金属的可加工性和延展性等。然而,在加工过程中其主要成分一旦在发生反应,金属陶瓷便会失效。

德克萨斯农工大学的研究人员开发了一种快速且有效的技术,能够将陶瓷和金属加工成金属陶瓷,且两者几乎不发生反应。这一突破打开了性能优异的新型复合材料研制的大门。

大多数陶瓷和金属在高温下复合是不稳定的,容易发生反应,导致最终的复合材料具有易脆或不耐热等缺陷。材料科学工程系副系主任Miladin Radovic博士认为:“这严重阻碍了新型复合材料的研发,而难以满足我们的发展需求。”

Radovic与材料科学与工程系主任Ibrahim Karaman教授,以及几个博士生、本科生联合开发了电流激发压力辅助渗透法(CAPAI),用于陶瓷和金属的复合,合成稳定、高性能的复合材料。仅需9秒钟,利用CAPAI方法便将陶瓷和金属复合,且两者之间几乎没有发生反应。CAPAI使用电流加热将金属熔融,并施加压力以将熔融金属注入到陶瓷泡沫中。

在他们的初始研究中,研究人员选择金属铝和钛碳化铝(Ti2AlC)陶瓷泡沫,因为前者质量轻、耐腐蚀,且在汽车和航空航天工业中十分普及;而后者具有良好的断裂韧性、导电性和导热性。用两者合成的轻质金属陶瓷具有高强度和良好的温度稳定性。

Radovic称:“电流加热的同时施加压力,从而可以有效地驱动熔融金属进入陶瓷预制件。这种方法加热速度很快且可控,最高可达700摄氏度,提供了一种简单有效的方法来避免陶瓷和熔融金属之间的反应。”

研究人员发现,所得到的复合材料(Ti3AlC3/Al)质量很轻,在环境温度(室温)和高温下都有很好的机械性能。 它的强度在室温下比铝合金强10倍,在400℃下强14倍,并且在暴露于高温后不易发生严重降解。

Radovic解释说:“铝和钛铝碳化物挑战了生产所需复合材料的传统方法,因为它们反应所需温度远远超出它们在复合材料中结合所需的温度。CAPAI方法能够加工传统粉末冶金和常规渗透技术不能加工的新型陶瓷-金属复合材料。”

Radovic对这种新型先进复合材料的前景保持乐观,认为这将为工业化的经济和可持续制造创造无限机会。该研究得到了美国空军科学研究办公室以及多学科高校研究创新计划(MURI)对德州农工大学研究员的授权资助。


来源:材料人网
 
相关信息
   标题 相关频次
 GE航空集团对陶瓷基复合材料进行点火测试
 2
 东北大学金属单原子复合材料研究取得重要进展
 2
 董绍明:为高分辨率遥感卫星“撑腰”
 2
 改变人类历史的十大关键材料
 2
 可以漂浮的超轻金属复合材料
 2
 脉冲熔融法测定金属及陶瓷中氧、氮含量的研究进展
 2
 宁波材料所等提出全新MAX相和MXene合成新策略
 2
 陕西团队突破高性能金属复合材料多项关键技术
 2
 陶瓷基复合材料环境障涂层研究进展
 2
 突破2700°F瓶颈,新一代陶瓷基复合材料及涂层测温技术助力打造新型发动机
 2
 新型可耐3000℃烧蚀陶瓷涂层及复合材料诞生
 2
 研究人员使用FFF 3D打印制作出更硬的金属3D打印件
 2
 鱼和熊掌兼得 新材料让装甲车高防高机动
 2
 最新报告泄露陶瓷基复合材料市场的“天机”
 2
  “顽固的”通用电气公司科学家创造了新的节能材料
 1
  《Science》头条:再见传统耗时的陶瓷烧结工艺,10秒快速烧造陶瓷的技术来了!
 1
  3D打印在人体器官应用中的重大突破
 1
  科学家研发独特的光敏树脂 即使在水下也能固化
 1
  陶瓷新应用——美国陆军研究3D打印陶瓷防弹衣
 1
 "CCCM-2" 第二届中国国际复合材料科技大会通知
 1
 “白色石墨烯”可大幅提升陶瓷材料性能
 1
 “吃雾”的石墨烯复合材料可减少大气污染
 1
 “核燃料包壳管”有了新材料
 1
 “金属材料在线检测技术和检测设备”专题报道重磅推出
 1
 “空铁”在中国低调竣工,这个技术靠谱!为中国制造点个赞!
 1
 “立方芳香性金属簇合物”研究获得重大突破
 1
 “世界上最薄的镜子”有望助人探测宏观世界量子现象
 1
 “太空制造”来了!中科院验证微重力制造技术
 1
 《Advanced Materials》:南京理工高性能热管理材料研究获进展
 1
 《Nature》:抗疲劳损伤的高性能工程金属材料研究获新思路
 1
 《Science》超快脉冲激光焊接陶瓷材料!
 1
 《机械工程材料》“电子陶瓷材料制备及应用进展”专题征稿启事
 1
 《理化检验-物理分册》“金属材料疲劳试验和断裂试验”专题报道征稿启事
 1
 《理化检验-物理分册》“金属材料在线检测技术和检测设备”专题报道征稿启事
 1
 《无损检测》2018年专题报道征稿启事
 1
 《无损检测》2018年专题报道征稿启事
 1
 《自然》《科学》一周(9.25-10.1)材料科学前沿要闻
 1
 【解析】3D打印技术在传统陶瓷领域的应用进展
 1
 【深度】车企遭遇滑铁卢、碳纤维应用瓶颈难突破,出路在哪里?
 1
 1-9月材料领域行业成绩单:猜猜谁好谁差?
 1
 2016年第51届法国国际复合材料展
 1
 2017年我国传热铝复合材料或达85万吨
 1
 2018复合材料新标准、新技术及新材料应用研讨会
 1
 2018复合材料新标准、新技术及新材料应用研讨会
 1
 2018年全国金属材料光谱分析技术交流会通知(第一轮)
 1
 2018上海国际高性能合金及新型金属材料展览会
 1
 2019-10期 新材料产业技术进展月度动态报告
 1
 2500年不锈的越王勾践剑,还具有金属记忆功能,到底是什么先进的制作工艺?
 1
 3D打印“嵌入几何光学”的超材料(MEGO)
 1
 3D打印的“新宠”—复合材料打印头
 1
一周新闻 Top 10
新品发布
专题报道