鋁碳化硅有哪些應用與發(fā)展
在金屬基復合材料中，鋁基復合材料無疑是被研究及應用得最多的復合材料。自20世紀50年代開始，各國家針對鋁基復合材料的研究從未間斷過，無論是理論還是技術都取得了相當大的進展。鋁碳化硅雕銑機是一款專門針對陶瓷復合材料開發(fā)的專用CNC，目前已成為加工鋁碳化硅的理想機床。
鋁基復合材料的增強材料主要有纖維、晶須和顆粒，其中以顆粒增強鋁基復合材料是最為成熟的。由于具有高比強度、高比剛度、高比模量、低密度及良好的高溫性能、耐疲勞耐磨等優(yōu)良的力學性能和使用性能，顆粒增強鋁基復合材料在航空航天、先進武器系統(tǒng)、汽車、電子封裝等領域都有著廣闊的應用前景。比如說EC-135直升機，它的旋翼系統(tǒng)就采用了顆粒增強鋁基材料，大幅提高了構件剛度和壽命。
對于增強體的選擇，首先要考慮的是所需鋁基復合材料的性能和用途，同時也要綜合考慮增強體和基體材料之間各方面的因素，如結合狀態(tài)、界面反應和潤濕性等。一般情況下，增強體材料的選擇需具備基體材料不具備的特殊性能，如高強度、高硬度、高彈性模量、高耐磨性、低密度和良好的化學穩(wěn)定性，或者選擇具有探索研究價值的增強體。
最早的時候，針對鋁基復合材料的研究更多集中在連續(xù)纖維增強上，目的是為了解決航空航天等關鍵技術領域所使用結構材料的性能問題，以聚合物類纖維材料為主。但該類纖維材料成本高，不耐高溫，高溫工作時會發(fā)生蠕變現(xiàn)象導致復合材料性能不夠穩(wěn)定，因此其發(fā)展和應用受到一定限制，側面促進了顆粒增強鋁基復合材料的發(fā)展。
總的來說，顆粒增強鋁基復合材料的制備成本相對較低，工藝簡單，制得的鋁基復合材料具有各向同性、微觀結構無差別和易于二次加工，因此顆粒增強鋁基復合材料的研究成為研究工作者的首選。目前，采用較多的顆粒增強陶瓷顆粒有ZrO2、Al2O3、Cr7C3、TiO2、SiC、TiC、Si3N4、WC等；硬質金屬顆粒如Mo、Cr、W等；非金屬顆粒C、輕石等，其中以Al2O3和SiC為增強顆粒的復合材料中發(fā)展較快、較成熟。選擇增強體的標準包括增強體材料的抗拉強度、熔點、密度、彈性模量、熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)、形狀、尺寸及其與其他合金基體的相容性。因此，復合材料的工藝特點、使用性能和生產(chǎn)成本等因素是選擇基體與增強顆粒的主要考慮方向。
一般隨著載荷的增加，基體材料的磨損量迅速增大，但與氧化鋁顆粒復合后，其磨損量增加會緩慢許多，這是由于氧化鋁顆粒具有很好的耐磨性，其彌散分布于鋁基體中，能明顯地提高鋁材料的耐磨性。與基材相比，Al2O3顆粒增強鋁基復合材料的耐磨性較基材的提高了1~2倍，硬度提高了15%。
經(jīng)過復合后，除抗磨性卓越外，氧化鋁顆粒增強鋁基復合材料（Al-MMCs）還具有質量輕、比強度與比剛度高、耐高溫性能好，以及可用常規(guī)工藝和設備進行成型與處理等很多優(yōu)良性能。目前除可用于航空航天工業(yè)和軍事工業(yè)外，還可用于制造汽車的汽缸體、活塞、剎車摩擦件上
碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的研究已有40余年的歷史，其密度僅為鋼的1/3，但其強度比純鋁和中碳鋼都高，且還具有較高的耐磨性，可以在300℃~350℃的高溫下穩(wěn)定工作。研究表明，隨著SiC增強顆粒的加入及其體積含量的增加，復合材料的屈服強度、抗拉強度、彈性模量均有明顯的提高，延伸率則有所下降。通過調(diào)節(jié)基體合金的成分和增強顆粒的體積分數(shù)還可以獲得需要的物理性能，這些物理性能有望在光學儀器和精密儀表等領域獲得應用。
以上是鋁碳化硅有哪些應用與發(fā)展 的發(fā)展，提供大家參考。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅動的新計算時代的發(fā)展，對半導體器件的需求日益增長，同時也催生了市場對半導體材料的需求，半導體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國家鼓勵半導體材料國產(chǎn)化的政策導向下，本土半導體材料廠商不斷提升半導體產(chǎn)品技術水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導體廠商的壟斷格局，推進中國半導體材料國產(chǎn)化進程，促進中國半導體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國半導體材料市場規(guī)模逐年增長，從2017年的76億美元增長至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時代的來臨，汽車電動化進程拉動IGBT規(guī)模增長。得益于對清潔能源高速增長的需求，IGBT市場規(guī)模將持續(xù)增長，IGBT市場在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復合年增長率（CAGR）增長，預計2026年市場規(guī)模為84億美元。新能源車應用作為IGBT市場規(guī)模的重要增量，2020年市場規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復合年增長率為23%，預計2026年新能源車用IGBT市場規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，中國大陸的半導體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領域實現(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅使全球半導體產(chǎn)業(yè)從韓國、中國臺灣向中國大陸轉移。目前，我國已經(jīng)成為最大的半導體市場，并且繼續(xù)保持最快的增速，預計半導體市場增長將持續(xù)帶動半導體材料行業(yè)快速發(fā)展。
