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Verbundwerkstoffe (MMCs)

Metall Matrix Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch die Möglichkeit aus, Werkstoffeigenschaften in einem gewissen Bereich gezielt einzustellen. Dazu wird eine metallische Matrix mit geeigneten Füllstoffen wie beispielsweise Fasern oder Partikeln in Verbindung gebracht. Die Werkstoffeigenschaften, die sich daraus ergeben, stellen somit eine Kombination der Eigenschaften der metallischen Matrix und des Füllstoffes dar. Durch die Variation des Füllstoffgehaltes sowie der Herstellbedingungen können die thermischen, mechanischen, elektrischen oder tribologischen Eigenschaften des Werkstoffes in einem breiten Bereich variiert werden.

Typische Beispiele für derartige Verbundwerkstoffe bzw. deren Anwendung sind:

• Kupfer basierende Verbundwerkstoffe wie beispielsweise Kupfer-Diamant, die sich durch eine hohe thermische Leitfähigkeit sowie einen reduzierten thermischen Ausdehnungskoeffizienten auszeichnen und somit für Kühlplatten in elektronischen Hochleistungsmodulen von Interesse sind;
• Kupfer-MoS2 findet aufgrund des geringen Reibkoeffizienten Anwendung in trocken laufenden Lagern oder Schleifringen; Aluminium basierende Verbundwerkstoffe zeichnen sich ebenso durch vorteilhafte thermische Eigenschaften aus
• Titan-Verbundwerkstoffe haben verbesserte mechanische Eigenschaften sowie eine höhere Verschleißbeständigkeit zur Folge.

Die Herstellung der Verbundwerkstoffe erfolgt über pulvermetallurgische Verfahren bzw. über Flüssigphaseninfiltration. Teilweise werden für die Herstellung auch speziell beschichtete Füllstoffe eingesetzt.