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Qu’est-ce que les matériaux MMC ? Propriétés et applications
2025.03.26
Les composites à matrice métallique (MMC) sont des matériaux d’ingénierie avancés, obtenus par l’infiltration d’une structure poreuse en carbure de silicium (SiC) avec du silicium métallique.
Cette combinaison optimise les propriétés mécaniques et physiques, offrant des solutions innovantes pour de nombreux secteurs industriels.
Propriétés principales des MMC
-
Grande dureté et résistance à l’usure : Grâce aux renforts céramiques tels que le carbure de silicium (SiC), les MMC possèdent une dureté exceptionnelle, leur conférant une excellente résistance à l’usure et à l’abrasion.
-
Bonne usinabilité : Malgré leur dureté, les MMC offrent une meilleure usinabilité que les céramiques pures comme le SiC. Cela permet la fabrication de composants complexes et de haute précision, tout en réduisant les coûts de production.
-
Stabilité thermique : Les MMC conservent d’excellentes performances même à des températures élevées, ce qui les rend adaptés aux environnements thermiques exigeants.
-
Faible dilatation thermique : La combinaison d’une matrice métallique et d’un renfort céramique confère aux MMC un faible coefficient de dilatation thermique, assurant une stabilité dimensionnelle même en cas de variations de température.
MMC shower plate
Applications courantes des MMC
Grâce à leurs propriétés uniques, les MMC sont utilisés dans de nombreuses applications :
-
Composants mécaniques : Leur résistance et légèreté en font des matériaux idéaux pour les pièces mécaniques nécessitant un rapport résistance/poids optimal.
-
Outils et équipements : Les MMC sont employés dans la fabrication d’outils et de dispositifs industriels nécessitant durabilité et précision.
-
Industrie aérospatiale et automobile : Leur faible poids et leur haute résistance les rendent particulièrement adaptés aux composants structurels des secteurs aérospatial et automobile.
-
Dissipateurs thermiques et gestion thermique : Grâce à leur excellente conductivité thermique, les MMC sont utilisés dans les équipements électroniques pour la dissipation de la chaleur et l’optimisation de la gestion thermique.
Tableau de comparaison des propriétés des matériaux composites
| Property (Unit) |
Composition | Teneur (％) (vol％) |
Dureté Vickers (GPa) |
Résistance à la flexion (GPa) |
Ténacité à la rupture (MPam¹/²) |
Température d’utilisation maximale (℃) |
Coefficient de dilatation thermique （×10-⁶/℃） |
Conductivité thermique (W/(m・K)) |
Résistivité volumique (μΩ･㎝) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Matériau | |||||||||
| SS501 | SiC Si |
50 50 |
– | 300 | 3 | 1,200 (pour référence seulement) |
2.8 (RT～200℃) |
175 | 2×10-2 |
| SS701 | SiC Si |
70 30 |
– | 300 | 3 | 1,200 (pour référence seulement) |
3.0 (RT～200℃) |
190 | 2×10-2 |
| PARUCOCERAM SI | SiC Si |
82 18 |
– | 250 | 3 | 1,350 (pour référence seulement) |
3.4 (RT～700℃) |
220 | 10-1 (pour référence seulement) |
| SA701 | SiC Al |
70 30 |
– | 340 | 8 | – | 7.0 (RT～200℃) |
160 | 10-5 |
| SiC fritté de haute pureté | SiC | 99 | 24 | 500 | 3 | – | 2.9 (RT) |
150 | ＞10⁶ |
Conclusion
Les composites à matrice métallique (MMC) représentent une solution polyvalente et innovante pour de nombreuses applications industrielles.
Leur combinaison de propriétés mécaniques supérieures, d’usinabilité et de stabilité thermique en fait un choix privilégié pour les secteurs exigeant fiabilité et hautes performances.
La recherche et le développement dans ce domaine continuent d’ouvrir la voie à de nouvelles innovations et applications.
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