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Aluminium-Siliciumcarbid-Keramik AISiC
Aluminium-Siliciumcarbid

Aluminium-Siliciumcarbid-Keramik AISiC

AISiC ist ein Verbundwerkstoff mit hoher spezifischer Festigkeit und Steifigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, geringer Dichte, hoher Mikro-Streckgrenze, guter Dimensionsstabilität, Wärmeleitfähigkeit, Verschleißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und anderen hervorragenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften. Er findet breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, dem Militärbereich, der Elektronik und der Sportgeräteindustrie.

Aluminium-Siliciumcarbid (AlSiC) ist eine Kombination aus der hohen Wärmeleitfähigkeit von Metallen und der geringen Wärmeausdehnung von Keramiken. Es erfüllt die Anforderungen an multifunktionale Eigenschaften und Konstruktion, hat eine Dichte von 1/3 der von Stahl, ist fester als reines Aluminium und Kohlenstoffstahl und zeichnet sich durch hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Verschleißfestigkeit, geringe Ausdehnung, hohe Steifigkeit, niedrige Dichte und niedrige Kosten aus.

    Aluminium-Siliziumkarbid findet breite Anwendung im Schienenverkehr, bei Fahrzeugen mit alternativen Antrieben, in der Luft- und Raumfahrt, im Militär und in anderen Bereichen und ist die beste Wahl für eine neue Generation von Hochleistungselektronikgeräten.

    Anwendungsperspektive

    Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe finden aufgrund ihrer besonderen Vorteile breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt sowie im Militärbereich.

    SiC-Partikelverstärkte Aluminiummatrix-Verbundplatten werden in Zukunft für die Verkleidung und die Verstärkung des Leitwerks fortschrittlicher Kampfflugzeuge verwendet, und die NASA verwendete Graphit/Aluminium-Verbundwerkstoffe für die Länge des 20 m langen Frachtraums im Space Shuttle.

    Neben dem Luft- und Raumfahrtbereich spielen Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe auch bei Transportfahrzeugen eine wichtige Rolle.

    Anwendung von Aluminiumsiliciumcarbid in elektronischen und optischen Instrumenten

    SiC-verstärkte Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe eignen sich aufgrund ihres geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, ihrer niedrigen Dichte und ihrer guten Wärmeleitfähigkeit für die Herstellung von Auskleidungsmaterialien und Kühlkörpern für elektronische Geräte sowie anderer elektronischer Bauteile. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von SiC-Partikel-verstärkten Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen ist optimal auf die Wärmeausdehnung von Materialien elektronischer Bauteile abgestimmt, und auch die elektrische und thermische Leitfähigkeit sind sehr gut.

    In der Anwendungsforschung von Präzisions- und optischen Instrumenten werden Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe zur Herstellung von Bauteilen wie Halterungen und Sekundärspiegeln für Teleskope eingesetzt. Darüber hinaus eignen sie sich auch zur Fertigung von Präzisionsteilen für Trägheitsnavigationssysteme, rotierenden Scanspiegeln, Infrarot-Betrachtungsspiegeln, Laserspiegeln, Lasergyroskopen, Spiegeln, Spiegelbasen und Halterungen für optische Instrumente sowie vieler weiterer Präzisions- und optischer Instrumente.

    Aluminium-Siliciumcarbid ist ein leichter und hochfester multifunktionaler Verbundwerkstoff, der sich nach Aluminium- und Titanlegierungen zu einer neuen Generation von Strukturwerkstoffen entwickelt hat und daher heute im Mittelpunkt der Entwicklung und Forschung von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen steht.

    Komponente Zugeigenschaften des Gewächshauses Biegefestigkeit
    MPa
    Elastizitätsmodul Dichte
    Wärmeleitfähigkeit
    Wärmeausdehnungskoeffizient
    Wärmebehandlungszustand Zugfestigkeit (MPa) Streckgrenze (MPa) Verlängerungsrate %
    15 Vol.-% SiC/2009 Al Geglühter Zustand 230-250 110-130 8-15 / 95-105 2,80-2,85 150-190 15-17
    T6-Zustand 500-570 420-450 4-9 /
    17 Vol.-% SiC/2009 Al Geglühter Zustand 240-300 120-160 4-11 / 100-110 2,83-2,85 175-190 14-17
    T6-Zustand 500-600 430-470 3-6 /
    17 Vol.-% SiC/6092Al Geglühter Zustand 210-240 105-130 8-15 / 105-110 2,78-2,80 175-200 15-17
    T6-Zustand 500-540 400-470 4-8 /
    20 Vol.-% SiC/2009 Al Geglühter Zustand 260-310 130-150 4-8 / 105-115 2,83-2,85 160-195 14,5-16,5
    T6-Zustand 520-580 360-400 3,5-6,5 /
    25 Vol.-% SiC/2009 Al Geglühter Zustand 270-310 150-180 4,0-7,5 / 115-125 2,85-2,87 165-200 13,5-14,5
    T6-Zustand 580-620 450-500 2,0-3,5 /
    30 Vol.-% SiC/6092Al Geglühter Zustand 210-240 110-130 4,5-8,5 / 120-130 2,80-2,83 195-220 12,5-14,5
    T6-Zustand 520-560 400-495 1,5-4,5 /
    35 Vol.-% SiC/6092Al Geglühter Zustand 240-250 150-185 4-7 / 135-140 2,85-2,88 195-205 12,5-14,0
    T6-Zustand 540-600 495-415 0,5-1,0 /
    35 Vol.-% SiC/6092Al Geglühter Zustand 320-345 185-210 3-4 / 135-140 2,85-2,88 165-185 12,0-14,0
    T6-Zustand 540-595 440-485 1,0-1,5 /
    40 Vol.-% SiC/6092Al Geglühter Zustand 255-270 170-220 3-4 540-700 140-155 2,88–2,90 195-205 11,5-13,5
    T6-Zustand 510-550 460-490 1,0-2,5 /
    45 Vol.-% SiC/6092Al Geglühter Zustand 265-310 200-250 0,5-3,5 540-655 150-170 2,91-2,93 175-220 11,0-12,5
    T6-Zustand 580-620 525-570 0,5-2,5 /
    55 Vol.-% SiC/6061Al Geglühter Zustand / / / 450-550 180-200 2,95–2,99 190-225 8,5-10,0
    60 Vol.-% SiC/6061Al Geglühter Zustand / / / 425-550 200-225 2,96–2,99 190-225 8,0-9,0
    65 Vol.-% SiC/Al356Al Geglühter Zustand / / / 400-450 225-245 3.00-3.01 200-220 7,0-8,0