複合材料

金屬基複合材料(metal-matrix composite)

把軟塑膠基材換成金屬,通常是鋁、鎂或鈦這類輕金屬,以陶瓷顆粒、晶鬚或纖維(碳化矽、氧化鋁、碳)強化。結果是比原合金更硬、更耐磨、更耐熱的金屬。

用約 10 至 30% 的碳化矽顆粒強化鋁,可把剛度從約 70 GPa 提高到約 100 GPa 以上、降低熱膨脹、增進耐磨性,同時保有金屬的導電性與比任何高分子基材更高的使用溫度(約 300 至 500 degrees C)。製法包括把金屬鑄在顆粒周圍、粉末冶金或滲透。

MMC 在高分子基材耐不了熱、或需要金屬導電性與韌性的場合大顯身手:引擎活塞、煞車碟盤、太空結構、電子散熱片(此處低而可調的熱膨脹很重要)。誠實的缺點:貴、難切削加工(陶瓷會磨壞刀具)、且在加工溫度下纖維-金屬界面可能起化學反應。

部分高性能煞車碟與引擎零件採用碳化矽顆粒強化鋁:比鑄鐵輕、比純鋁更硬更耐磨,還能承受高溫運轉。

把金屬變得更硬、更耐磨,但仍受金屬熔點限制。

MMC 的上限仍是金屬本身:強化相能提高剛度與耐磨性並降低膨脹,但基材熔點與氧化仍限制使用溫度,而加工這種帶磨料的成品是實實在在的成本。

又稱
MMC金屬基複材