Hoy en día, la energía, la información y los materiales se han convertido en los tres principales indicadores del progreso humano en la civilización moderna, y los materiales, como piedra angular de la supervivencia y el desarrollo humanos, son innegablemente cruciales. Con el desarrollo continuo de materiales tradicionales como metales, cerámicas y polímeros, los componentes cerámicos metalizados-un excelente ejemplo de materiales metálicos-cerámicos-están penetrando gradualmente en diversas industrias debido a su excelente rendimiento, diversas variedades y amplia gama de aplicaciones.
Las cerámicas metalizadas no solo poseen una alta resistencia específica, un alto módulo específico, una excelente resistencia al desgaste y a las altas{0}}temperaturas, sino que también son aclamadas como representantes de nuevos materiales, convirtiéndose en un soporte clave para la alta tecnología moderna, las industrias emergentes y la mejora de las tecnologías industriales tradicionales. Al mismo tiempo, su carácter indispensable en el campo de la defensa ha atraído una amplia atención de países de todo el mundo, por lo que los materiales metal-cerámicos se consideran un eslabón importante en el desarrollo de los campos de alta-tecnología.
Definición y características de la metalocerámica
La Cerámica Metalizada, un nuevo tipo de material que combina las ventajas de los metales y la cerámica, ha surgido en el ámbito industrial debido a sus propiedades únicas. No solo son duros y resistentes al desgaste-sino que también permanecen estables a altas temperaturas y exhiben una excelente resistencia al calor. Estas características hacen que los cermets sean muy eficaces en herramientas de corte,-componentes resistentes al desgaste y aplicaciones de alta-temperatura, lo que los convierte en una parte indispensable de la industria moderna.
Las tecnologías de unión de cerámica a metal y los procesos de metalización de cerámica han desempeñado un papel crucial a la hora de permitir estas combinaciones de materiales. Los cermets, materiales compuestos que combinan una fase dura cerámica con una fase aglutinante metálica o de aleación, reciben su nombre de la palabra inglesa "cermets", una combinación de "cerámica" y "metal". Heredan no solo la alta resistencia, la alta dureza, la excelente resistencia al desgaste, la resistencia a las altas-temperaturas y la buena estabilidad química y a la oxidación de las cerámicas, sino también la tenacidad y ductilidad de los metales. Aunque los límites entre los términos "cermets" y "aleaciones duras" a veces son borrosos en las disciplinas académicas, lo que genera dificultades a la hora de clasificar materiales específicos, desde la perspectiva de la composición del material, las "aleaciones duras" sin duda entran en la categoría de "cermets".
El rendimiento superior de los cermets se debe a varios aspectos.
El metal exhibe una buena humectabilidad con la fase cerámica, un indicador clave para evaluar la microestructura y el rendimiento de los materiales cerámicos metalizados. Cuanto más fuerte sea la humectabilidad, mayor será la probabilidad de que el metal forme una fase continua, mejorando así el rendimiento general del cermet.
Los procesos cerámicos de metalización y las técnicas de unión de cerámica a metal requieren que se eviten reacciones químicas violentas entre las fases metálica y cerámica. Si la reacción interfacial es demasiado intensa durante la preparación de cermets, formando compuestos, se perderá el efecto de la fase metálica en la mejora de la resistencia de la cerámica al choque mecánico y al choque térmico.
La diferencia en los coeficientes de expansión térmica entre las fases metálica y cerámica debe controlarse dentro de un rango razonable. Una diferencia excesiva en los coeficientes de expansión puede provocar un aumento de la tensión interna, perjudicando así la estabilidad térmica del cermet.
Procesos de preparación de Cermets
Los procesos de preparación de materiales cerámicos metalizados abarcan varios métodos, incluido el prensado en caliente, la sinterización de polvo y la impregnación.
Proceso de prensado en caliente:Metal o aleación, materias primas cerámicas → molienda fina → mezcla uniforme → moldeado → prensado en caliente → procesamiento.
Proceso de sinterización de polvo:Metal o aleaciones, materias primas cerámicas → molienda fina → mezcla uniforme → moldeado → secado → cocción en una estructura porosa → sinterización → procesamiento.
Combinación de tornillos terminalesMetal o aleaciones, materias primas cerámicas → molienda fina → mezcla uniforme → moldeado → cocción en una estructura porosa → impregnación con metal → procesamiento.
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