Heutzutage sind Energie, Informationen und Materialien zu den drei Hauptindikatoren für den menschlichen Fortschritt in der modernen Zivilisation geworden, und Materialien sind als Eckpfeiler des menschlichen Überlebens und der menschlichen Entwicklung unbestreitbar von entscheidender Bedeutung. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung traditioneller Materialien wie Metalle, Keramik und Polymere dringen metallisierte Keramikkomponenten-ein Paradebeispiel für Metall-Keramikmaterialien-aufgrund ihrer hervorragenden Leistung, vielfältigen Varianten und breiten Anwendungspalette nach und nach in verschiedene Branchen vor.
Metallisierte Keramik verfügt nicht nur über eine hohe spezifische Festigkeit, einen hohen spezifischen Modul, eine hervorragende Verschleißfestigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit, sondern wird auch als Vertreter neuer Materialien gefeiert und wird zu einem wichtigen Träger moderner Hochtechnologie, aufstrebender Industrien und der Modernisierung traditioneller Industrietechnologien. Gleichzeitig hat ihre Unentbehrlichkeit im Verteidigungsbereich in Ländern auf der ganzen Welt große Aufmerksamkeit erregt, weshalb Metall-{2}Keramikmaterialien als wichtiges Bindeglied bei der Entwicklung von High-Tech-Bereichen gelten.
Definition und Eigenschaften von Metallkeramik
Metallisierte Keramiken, ein neuartiges Material, das die Vorteile von Metallen und Keramiken vereint, haben sich aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften im industriellen Bereich durchgesetzt. Sie sind nicht nur hart und verschleißfest, sondern bleiben auch bei hohen Temperaturen stabil und weisen eine hervorragende Hitzebeständigkeit auf. Diese Eigenschaften machen Cermets äußerst effektiv in Schneidwerkzeugen, verschleißfesten Komponenten und Hochtemperaturanwendungen und machen sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil der modernen Industrie.
Keramik-Metall-Verbindungstechnologien und keramische Metallisierungsprozesse haben eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung dieser Materialkombinationen gespielt. Cermets, Verbundwerkstoffe, die eine keramische Hartphase mit einer metallischen oder legierten Bindemittelphase kombinieren, sind nach dem englischen Wort „Cermets“ benannt, einer Kombination aus „Keramik“ und „Metall“. Sie besitzen nicht nur die hohe Festigkeit, hohe Härte, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, hohe -Temperaturbeständigkeit sowie die gute Oxidations- und chemische Stabilität von Keramik, sondern auch die Zähigkeit und Duktilität von Metallen. Obwohl die Grenzen zwischen den Begriffen „Cermets“ und „Hartlegierungen“ in akademischen Disziplinen manchmal verschwimmen, was zu Schwierigkeiten bei der Klassifizierung bestimmter Materialien führt, fallen „Hartlegierungen“ aus Sicht der Materialzusammensetzung zweifellos unter die Kategorie „Cermets“.
Die überlegene Leistung von Cermets beruht auf mehreren Aspekten
Das Metall weist eine gute Benetzbarkeit mit der Keramikphase auf, ein Schlüsselindikator für die Bewertung der Mikrostruktur und Leistung metallisierter Keramikmaterialien. Je stärker die Benetzbarkeit ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Metall eine kontinuierliche Phase bildet, wodurch sich die Gesamtleistung des Cermets verbessert.
Metallisierung Keramische Prozesse und Keramik-Metall-Verbindungstechniken erfordern, dass heftige chemische Reaktionen zwischen der metallischen und der keramischen Phase vermieden werden. Wenn die Grenzflächenreaktion bei der Herstellung von Cermets zu intensiv ist und Verbindungen bildet, geht die Wirkung der metallischen Phase zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Keramik gegenüber mechanischem und thermischem Schock verloren.
Der Unterschied in den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der metallischen und der keramischen Phase sollte innerhalb eines angemessenen Bereichs gehalten werden. Zu große Unterschiede in den Ausdehnungskoeffizienten können zu erhöhten inneren Spannungen führen und dadurch die thermische Stabilität des Cermets beeinträchtigen.
Herstellungsverfahren von Cermets
Die Herstellungsprozesse metallisierter Keramikmaterialien umfassen verschiedene Methoden, darunter Heißpressen, Pulversintern und Imprägnieren.
Heißpressverfahren:Metall oder Legierung, keramische Rohstoffe → Feinmahlen → gleichmäßiges Mischen → Formen → Heißpressen → Verarbeitung.
Pulversinterprozess:Metall oder Legierung, keramische Rohstoffe → Feinmahlen → gleichmäßiges Mischen → Formen → Trocknen → Brennen in ein poröses Gerüst → Sintern → Verarbeitung.
AnschlussschraubenkombinationMetall oder Legierung, keramische Rohstoffe → Feinmahlung → gleichmäßiges Mischen → Formen → Brennen in ein poröses Gerüst → Imprägnierung mit Metall → Verarbeitung.
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