Was sind Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMC)?

Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMC) sind moderne Hochleistungswerkstoffe, bei denen eine poröse SiC-Struktur mit metallischem Silizium infiltriert wird. Diese Materialkombination optimiert die mechanischen und physikalischen Eigenschaften und bietet innovative Lösungen für verschiedene Industriebereiche.

 

Schlüsseleigenschaften von MMCs

• Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Dank keramischer Verstärkungen wie Siliziumkarbid (SiC) zeichnen sich MMCs durch eine außergewöhnliche Härte aus, was sie äußerst widerstandsfähig gegen Verschleiß und Abrieb macht.

• Gute Zerspanbarkeit: Trotz ihrer hohen Härte lassen sich MMCs besser bearbeiten als reine Keramikmaterialien wie Siliziumkarbid. Dadurch können komplexe und hochpräzise Bauteile wirtschaftlicher gefertigt werden.

• Wärmebeständigkeit: MMCs behalten ihre hohe Leistungsfähigkeit auch bei extremen Temperaturen und eignen sich daher für anspruchsvolle thermische Umgebungen.

• Geringe Wärmeausdehnung: Die Kombination aus Metallmatrix und keramischer Verstärkung verleiht MMCs einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der für hohe Formstabilität auch bei Temperaturschwankungen sorgt.

 

Häufige Anwendungen von MMCs

Dank ihrer einzigartigen Eigenschaften finden MMCs in zahlreichen Bereichen Anwendung:

• Mechanische Komponenten: Ihre hohe Festigkeit bei geringem Gewicht macht sie ideal für Maschinenteile mit hohen mechanischen Anforderungen.

• Werkzeuge und Vorrichtungen: MMCs werden für langlebige und hochpräzise Werkzeuge und Vorrichtungen eingesetzt.

• Luft- und Raumfahrt sowie Automobilindustrie: Ihre Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit macht sie zu einer bevorzugten Wahl für Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilsektor.

• Wärmeableiter und Wärmemanagement: Aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit werden MMCs in elektronischen Geräten zur effizienten Wärmeableitung und zum Wärmemanagement eingesetzt.

 

 

 

MMC shower plate

 

 

 

 

Tabelle zum Vergleich der Eigenschaften von Verbundwerkstoffen

Property (Unit)	Zusammensetzung	Gehalt (％) (vol％)	Vickers-Härte (GPa)	Biegefestigkeit (GPa)	Bruchzähigkeit (MPam¹/²)	Maximale Einsatztemperatur (℃)	Wärmeausdehnungskoeffizient （×10-⁶/℃）	Wärmele itfähigkeit (W/(m・K))	Volumen widerstand (μΩ･㎝)
Material
SS501	SiC Si	50 50	–	300	3	1,200 (nur zur Information)	2.8 (RT～200℃)	175	2×10-2
SS701	SiC Si	70 30	–	300	3	1,200 (nur zur Information)	3.0 (RT～200℃)	190	2×10-2
PARUCOCERAM SI	SiC Si	82 18	–	250	3	1,350 (nur zur Information)	3.4 (RT～700℃)	220	10-1 (nur zur Information)
SA701	SiC Al	70 30	–	340	8	–	7.0 (RT～200℃)	160	10-5
Hochreines gesintertes SiC	SiC	99	24	500	3	–	2.9 (RT)	150	＞10⁶

 

Fazit

Metallmatrix-Verbundwerkstoffe bieten vielseitige und fortschrittliche Lösungen für unterschiedlichste industrielle Anwendungen. Ihre Kombination aus überlegenen mechanischen Eigenschaften, guter Bearbeitbarkeit und thermischer Stabilität macht sie zur bevorzugten Wahl in Branchen, die höchste Leistung und Zuverlässigkeit erfordern.

Die kontinuierliche Forschung und Entwicklung in diesem Bereich wird weitere Innovationen und neue Anwendungsfelder hervorbringen.

Haben Sie ein Projekt, das Sie mit uns besprechen möchten? Kontaktieren Sie uns noch heute!