Compuestos con una matriz metálica ( ing. compuestos de matriz metálica ) - compuestos , la matriz en la que se encuentra un metal o una aleación metálica.
Los composites con matriz metálica se dividen en reforzados con fibras (composites fibrosos) y rellenos con partículas finas que no se disuelven en el metal base (composites reforzados por dispersión).
Los compuestos de fibra de matriz metálica tienen dos ventajas principales sobre los compuestos de matriz polimérica más comunes: se pueden usar a temperaturas mucho más altas y son más efectivos en miembros estructurales relativamente pequeños y sometidos a grandes esfuerzos. Este último hecho está determinado por la posibilidad de reducir significativamente la masa de los elementos estructurales de conexión debido a la mayor resistencia de la matriz metálica en comparación con, por ejemplo, una matriz polimérica, y la capacidad de fabricación del procesamiento de compuestos con dicha matriz (la posibilidad de utilizar juntas roscadas, etc.).
Las fibras en CMM soportan la carga principal, mientras que la longitud de la transferencia de carga en este tipo de materiales compuestos es mucho menor que la longitud correspondiente en materiales compuestos con una matriz de polímero debido a las altas tensiones de cizallamiento posibles en la matriz (siempre que haya una fuerza suficientemente fuerte). enlace en la interfaz entre la fibra y la matriz). Esta circunstancia tiene un efecto positivo sobre las propiedades de resistencia del material compuesto debido a la dependencia de escala de la resistencia de la fibra. También hay situaciones en las que la interacción de la fibra y la matriz aumenta significativamente la resistencia efectiva de la fibra, como resultado, la resistencia real del compuesto es mayor que el valor obtenido utilizando los resultados de las pruebas de fibras individuales. Los efectos de este tipo hacen que los materiales MMC fibrosos sean prometedores. Una característica importante de la CMM con matriz de metal plástico es la posibilidad de diseñar estructuras con fibras quebradizas, cuya resistencia al agrietamiento supera la de una matriz no reforzada.
Los compuestos de matriz metálica típicos son boro -aluminio (fibra de boro, una matriz basada en aleaciones de aluminio), carbono-aluminio (compuestos con fibra de carbono ), compuestos con fibras de carburo de silicio en una matriz de titanio o aluminuro de titanio, así como fibras de óxido en una matriz a base de níquel. Estos últimos permiten elevar significativamente (hasta 1200 °C) la temperatura de funcionamiento de los materiales termorresistentes.
A diferencia de los compuestos fibrosos, en los materiales reforzados por dispersión, la matriz es el principal componente de carga y las partículas dispersas ralentizan el movimiento de las dislocaciones, lo que aumenta el límite elástico y la resistencia del material. La alta resistencia se logra con un tamaño de partícula de 10 a 500 nm con una distancia promedio entre ellos de 100 a 500 nm y su distribución uniforme en la matriz. Los compuestos reforzados por dispersión se pueden obtener sobre la base de la mayoría de los metales y aleaciones utilizados en ingeniería.
Las principales aplicaciones de CMM en la actualidad son las estructuras aeroespaciales; en el futuro, pueden reemplazar a las aleaciones metálicas en muchas aplicaciones terrestres, incluida la tecnología automotriz.