Metallmatrixkomposit

Metallmatrixkomposit (MMC) är en typ av kompositmaterial där en metallisk matris förstärks med en sekundär fas, oftast i form av keramiska partiklar, whiskers eller fibrer. Den vanligaste kombinationen är aluminium- eller magnesiumbaserade matriser med keramisk förstärkning som kiselkarbid (SiC) eller aluminiumoxid (Al2O3). Andra matrismaterial inkluderar titan, koppar eller nickelbaserade matriser, medan förstärkningen kan vara keramiska partiklar, korta fibrer eller kontinuerliga fibrer.

MMC kännetecknas av högre styvhet och hållfasthet samt bättre nöt- och slitagebeständighet än rena metaller. De kan också ha lägre densitet och bättre termisk stabilitet vid höga temperaturer, beroende på kombination. Begränsningar inkluderar ofta sämre duktilitet, högre kostnad och utmaningar vid bearbetning. Dessutom kan termiska expansionsskillnader mellan matris och förstärkning leda till spänningsproblem vid temperaturändringar.

Tillverkning sker främst genom metallurgiska metoder såsom pulvermetallurgi, stir casting (omrörningsgjutning) och olika formsättningar, eller infiltration för fiberförstärkning. För snabbare prototyper används spark plasma sintering i forskning. Partikelbaserade MMC används oftast i aluminium- eller magnesiumbaserade matriser, medan fiberförstärkta MMC kräver mer specialiserade tekniker för jämn fördelning och god bindning.

Användningsområden inkluderar fordons- och flygindustrin, där MMC används för att minska vikt och öka slitstyrka i komponenter som motorblock, kolvar, bromsrotorer och skärverktyg. De förekommer även i sportutrustning och i vissa elektroniska komponenter där hög temperaturstabilitet krävs. Fortsatt forskning fokuserar på kostnadsreducering, bättre bearbetbarhet och kontroll av interfaciala egenskaper mellan matris och förstärkning.