Verbundwerkstoff (MMC) mit einer Matrix aus einem Metall wie Aluminium, verstärkt mit SiC-Partikeln oder -Fasern. Er kann Steifigkeit und Verschleißbeständigkeit erhöhen und die Wärmeausdehnung verringern.
Japanische Bezeichnung: 金属基複合材料
„Metallmatrix-Verbundwerkstoff“ kommt in 1 Übungsfrage aus 1 Thema vor, darunter Verbundwerkstoffe.
Fachgebiet: Verbundwerkstoffe
Lösung: A. Gegenüber der Aluminiumlegierung der Matrix sind E-Modul und Verschleißfestigkeit höher und der Längenausdehnungskoeffizient kleiner, Duktilität und Zähigkeit aber geringer
Werden SiC-Partikel mit hohem Elastizitätsmodul (etwa 400 GPa) und kleinem Längenausdehnungskoeffizienten (etwa 4×10⁻⁶ K⁻¹) eingebracht, werden Elastizitätsmodul und Verschleißfestigkeit des Verbundwerkstoffs höher als die der Aluminiumlegierung der Matrix, und der Längenausdehnungskoeffizient wird kleiner. Da er sich dem von Halbleitern und Keramiksubstraten annähern lässt, wird der Werkstoff z. B. für Wärmesenken von Leistungshalbleitern verwendet. Andererseits entstehen um die harten Partikel leicht Risse, und Duktilität und Zähigkeit sinken. Die Aussage, der Längenausdehnungskoeffizient werde größer und die Duktilität verbessert, ist in beiden Punkten umgekehrt. Außerdem kann SiC mit heißem, geschmolzenem Aluminium zu sprödem Al₄C₃ reagieren; die Reaktion wird durch Einstellen der Herstellungstemperatur und des Si-Gehalts der Matrix unterdrückt.
Elastizitätsmodul (E-Modul) Längenausdehnungskoeffizient CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) Delamination GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) Keramischer Faserverbundwerkstoff Kritische Faserlänge Quasiisotropes Laminat Silan-Haftvermittler