複合材料

以SiC粒子強化鋁合金的金屬基複合材料(MMC),其性質下列何者正確?

  1. A與基材鋁合金相比,楊氏模數與耐磨耗性較高,線膨脹係數較小,但延性與韌性下降
  2. B與基材鋁合金相比,線膨脹係數變大,延性也大幅提升
  3. CSiC粒子完全不與熔融的鋁反應,因此無論在什麼溫度製造,界面都不會產生反應生成物
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正確答案:A. 與基材鋁合金相比,楊氏模數與耐磨耗性較高,線膨脹係數較小,但延性與韌性下降

加入楊氏模數約為400 GPa 而高、線膨脹係數約為4×10⁻⁶ K⁻¹ 而小的 SiC 粒子後,複合材料的楊氏模數與耐磨耗性高於基材鋁合金,線膨脹係數則變小。線膨脹係數可接近半導體或陶瓷基板,因此用於功率半導體的散熱板等。另一方面,硬粒子周圍容易產生裂縫,延性與韌性下降。線膨脹係數變大且延性提升的說明兩者都相反。此外,SiC 有時會與高溫的熔融鋁反應而生成脆的 Al₄C₃,因此要調整製造溫度或基材的 Si 含量以抑制反應。

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