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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q泛xQ由于制备方法的限制ȝ了其发展。d克萨斯农工大学最q发明了一U新型合成金属陶L(fng)Ҏ(gu)Q利用电(sh)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R、航天以?qing)发电(sh)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U金属陶P是一U可以增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E中其主要成分一旦在发生反应Q金属陶瓷便?x)失效?
德克萨斯农工大学的研Ih员开发了一U快速且有效的技术,能够陶瓷和金属加工成金属陶P且两者几乎不发生反应。这一H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Q容易发生反应,D最l的复合材料h易脆或不耐热{缺陗材料科学工E系副系MQMiladin Radovic博士认ؓ(f)Q“这严重ȝ了新型复合材料的研发Q而难以满x们的发展需求。?
Radovic与材料科学与工程pM任Ibrahim Karaman教授Q以?qing)几个博士生、本U生联合开发了甉|Ȁ发压力辅助渗透法QCAPAIQ,用于陶瓷和金属的复合Q合成稳定、高性能的复合材料。仅需9U钟Q利用CAPAIҎ(gu)便将陶瓷和金属复合,且两者之间几乎没有发生反应。CAPAI使用甉|加热金属熔融,q施加压力以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QTi2AlCQ陶h沫,因ؓ(f)前者质量轻、耐腐蚀Q且在汽车和航空航天工业中十分普?qing);而后者具有良好的断裂韧性、导甉|和导热性。用两者合成的轻质金属陶瓷h高强度和良好的温度稳定性?
RadovicUͼ(x)“电(sh)加热的同时施加压力Q从而可以有效地驱动熔融金属q入陶瓷预制件。这U方法加热速度很快且可控,最高可?00摄氏度,提供了一U简单有效的Ҏ(gu)来避免陶瓷和熔融金属之间的反应。?
研究人员发现Q所得到的复合材料(Ti3AlC3/AlQ质量很轻,在环境温度(室温Q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,?00℃下?4倍,q且在暴露于高温后不易发生严重降解?
Radovic解释_(d)(x)“铝和钛铝碳化物挑战了生产所需复合材料的传l方法,因ؓ(f)它们反应所需温度q远出它们在复合材料中l合所需的温度。CAPAIҎ(gu)能够加工传统_末冉和常规渗透技术不能加工的新型陶瓷-金属复合材料。?