Металлокерамика

Металлокера́мика — искусственный материал, представляющий собой гетерогенную композицию металлов или сплавов с неметаллами (керамикой).

Другие названия: керметы, керамико-металлические материалы, спеченные антифрикционные материалы.

Металлокерамики объединяют важные конструкционные и эксплуатационные свойства металлов и неметаллов. Они отличаются большой прочностью, высокими износо- и теплостойкостью, антикоррозионными свойствами. Применяются в качестве антифрикционных или защитных покрытий деталей и самостоятельных конструкционных материалов в авиастроении, автомобилестроении, транспортном и химическом машиностроении, электроприборостроении, турбостроении и других отраслях промышленности.

Состав

Металлическая фаза металлокерамических материалов может содержать Cr, Ni, Al, Fe, Со, Ti, Zr и их сплавы. К керамической фазе относят оксиды (Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO, SiO₂, ZrO₂), карбиды (SiC, Cr₃C₂, TiC), бориды (Cr₂B₂, TiB₂, ZrB₂), силициды (MoSi), нитриды (TiN) и углерод (алмаз, графит). Содержание керамической составляющей в металлокерамике в зависимости от ее типа изменяется в широких пределах от 15 до 85% (по объёму).

Способы получения и применение

Чаще всего понятие металлокерамика связывают с порошковой металлургией. Здесь металлокерамику получают прессованием заготовок из порошков (металлов и керамики) с последующим их спеканием. Так производят твердые металлокерамические материалы (цементированные карбиды), используемые для обработки металлов резанием и для бурения горных пород. Другим примером металлокерамики, полученной спеканием порошков смеси железа и графита, могут служить пористые самосмазывающиеся подшипники, материал которых после спекания пропитывают маслом.

Методом газотермического напыления частиц порошка получают металлокерамические покрытия для защиты поверхностей деталей от износа и коррозии при производстве деталей. Этот же метод формирования металлокерамического покрытия используется для ремонта при восстановлении размеров изношенных деталей.

Металлокерамическое покрытие также получают на смазываемых металлических деталях при ревитализации механизмов. В масло, используемое в механизме, например в трансмиссионное масло редуктора, вносят специальное вещество – ревитализант. Ревитализант под действием контактных нагрузок, формирует на поверхностях зубчатых колес, подшипников металлокерамическое покрытие. Покрытие одновременно упрочняет и восстанавливает изношенные трущиеся поверхности, увеличивает ресурс.

Тонкопленочную металлокерамику получают методом термического испарения металла или сплава в вакууме и конденсации его паров на поверхности пластинки (подложки). Примером может служить микрокомпозиция Cr — SiO, используемая при изготовлении тонкопленочных резисторов.

Литература

• Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин / В.Д. Зозуля, Е.Л. Шведков, Д.Я. Ровинский, Э.Д. Браун.- Киев: Наукова думка, 1990. -264 с. ISBN 5-12-001395-3.
• Мышкин Н.К., Петроковец М.И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. -368 с. ISВN 978-5-9221-0824-9.
• Борисов Ю.С., Кулик A.Я., Мнухин A.С. Газотермическое напыление композиционных порошков.-Л.: Машиностроение, 1985. - 197 с.
• Кіндрачук М.В., Лабунець В.Ф., Пашечко М.І., Корбут Є.В. Трибологія: підручник/ МОН. – Київ: НАУ-друк, 2009. – 392 с. (укр). ISBN 978-966-598-609-6
• Казаков В.Г. Тонкие магнитные пленки// Соросовский образовательный журнал, 1997, №1, с. 107-114.