Metal‐Matrix Composites

Chawla, K. K.

doi:10.1002/0471238961.1305200103080123.a01

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“…This issue requires the careful identification of processing techniques and operating parameters. Two generic techniques can be used for composite production, i.e., powder metallurgy and molten metal method [38][39][40]. Both of these techniques have their own merits and limitations depending on the operating parameters.…”

Section: Fabrication Techniquesmentioning

confidence: 99%

“…Therefore, the influence of Gr contents on the tribological properties of Al/SiC/Gr composites must be analyzed. The production method is also a significant factor that influences the porosity levels, distribution of particles, and matrix/reinforcement interfacial properties [38]. The present article presents various aspects regarding fabrication and characteristics of Al/SiC/Gr hybrid composites.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Fabrication characteristics and tribological behavior of Al/SiC/Gr hybrid aluminum matrix composites: A review

Singh

2016

Friction

123

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Improvement in surface properties and retainment of bulk properties are essential requirements for the design of components for wear resistance applications. This paper summarizes various features of Al/SiC/Gr hybrid composites that can be employed in different tribological applications. The study has revealed that the processing route plays a significant role in obtaining a homogeneous structure of these composites. In powder metallurgy, the selection of sizes of the matrix and reinforcement powders is crucial, whereas the wettability between the reinforcement particles and molten alloy is a major challenge in liquid metallurgy. The incorporation of SiC particles increases the mechanical strength and wear performance of Al composites. However, ejection of these particles can reduce the wear performance of Al composites under severe conditions. The addition of Gr particles helps in the formation of a thick and extensive tribolayer on the wear surface. This layer reduces direct contact between the rubbing surfaces, thereby decreasing the wear rate under certain conditions. Morphological analysis of worn surfaces has confirmed that the hybrid composites exhibit superior wear properties than the pure Al alloy and the ceramic-reinforced composite. However, increase in the Gr content beyond a limiting value can deteriorate the tribological properties of these composites. Therefore, true optimization of a tribosystem (of the hybrid composite and counterface) can be achieved by selecting appropriate reinforcement contents.

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Section: Fabrication Techniquesmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fabrication characteristics and tribological behavior of Al/SiC/Gr hybrid aluminum matrix composites: A review

Singh

2016

Friction

123

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“…También pueden definirse como aquellos materiales que contienen un reforzante soportado por una matriz [16]. Sus propiedades mecánicas y térmicas superiores, y su baja densidad los hacen muy atractivos [17]. El reforzante puede presentar forma de partículas, fibras o lámi-nas, y es quien comanda las propiedades del compósito, ya que algunas de sus propiedades pueden llegar a ser entre 20 y 100 veces superiores a las de la matriz [18].…”

Section: Los Materiales Compuestosunclassified

“…En la Figura 9b, se puede observar el modelado de un nanotubo, destacándose las condiciones de carga y restricciones de movimiento, mientras que en la Figura 9c se muestra cómo se inserta el nanotubo de carbono en el modelo de un material compuesto. Sobre este tema, se encontraron otros trabajos, como el de Reddy y col. [17], o el de Davoudabadi y col. [47], quienes estudiaron con éxito el efecto de la relación de aspecto del nanotubo de carbono sobre el módulo de Young, comparándolo con la regla de las mezclas y el modelo de Halpin-Tsai para un material compuesto de matriz polimérica. Otros trabajos estudian las interfases y los problemas surgidos por falta de unión [48,49].…”

Section: Figuraunclassified

Potencialidades computacionales del Método de los Elementos Finitos para la modelación y simulación de materiales compuestos: revisión

2015

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RESUMENEn este trabajo se presenta una revisión bibliográfica de modelos computacionales que utilizan el Método de los Elementos Finitos (MEF) para el estudio del comportamiento mecánico de los materiales compuestos, enfocándose el análisis en materiales reforzados por partículas o fibras. El análisis realizado muestra que el MEF permite estimar, de manera efectiva, la influencia sobre las propiedades mecánicas de los materiales compuestos, de factores como el reforzante, su fracción volumétrica, orientación, relación de aspecto y tamaño. Esta revisión mostró que la propiedad más estudiada es el módulo de Young, así como los modelos que favorecen la disminución de la geometría utilizando las ventajas computacionales. Se destaca el trabajo futuro que requiere atención.Palabras clave: Método de los Elementos Finitos, MEF, compuestos, reforzantes, modelación, simulación. ABSTRACTThis work presents a review of computational models that use the Finite Elements Method (FEM) for the study of composite materials mechanical behavior, focusing the analysis in materials reinforced by particles or fibers. Bibliographic analysis shows that using FEM it is possible to successfully estimate the effect on the composites mechanical properties, of parameters such as the reinforcement type, volumetric fraction, orientation, aspect ratio and size. This review showed that the most studied property is Young´s modulus, as well as the models that favor the geometry decrease using the computational advantages. Future work that needs attention is addressed.Keywords: Finite Elements Method, FEM, composites, reinforcement, modeling, simulation. INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOSEn la actualidad, es de gran importancia el estudio de los materiales, así como de los sistemas o estructuras en los cuales operan estos materiales. En muchas ocasiones, antes de fabricar un material o un prototipo, es deseable contar con información que permita tomar decisiones sobre el proceso final de fabricación. Por tal motivo, se ha incrementado de manera notable el uso de la modelación y la simulación. El Método de los Elementos Finitos (MEF) constituye hoy en día un procedimiento habitual de modelación y simulación, tanto en mecánica estructural como en mecánica de sólidos. Su uso se ha extendido también a la resolución de problemas de transferencia de calor, mecánica de fluidos y electromagnetismo [1]. El nacimiento y desarrollo del MEF es una consecuencia de la disponibilidad de herramientas electrónicas de cálculo cada vez más potentes desde finales del siglo XX. En el MEF las estructuras se dividen en zonas o elementos conectados meAutor Responsable: Ismeli Alfonso Fecha de envío:

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“…[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11] In a drive to further enhance the properties of MMCs, recent research has focused on reducing the reinforcement particle size from the micrometric regime to submicron and nanometric length scales. [6,9] The strength and hardness of nanoparticle-reinforced composites have been extensively studied and the operative strengthening mechanisms have been thoroughly described [6,9,12,13] with the general finding that as the reinforcement particle size decreases, the strength of the composite increases.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Reinforcement Size Dependence of Load Bearing Capacity in Ultrafine-Grained Metal Matrix Composites

Yang

Balog

Krížik

et al. 2017

Metall Mater Trans A

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The length-scale effects on the load bearing capacity of reinforcement particles in an ultrafine-grained metal matrix composite (MMC) were studied, paying particular attention to the nanoscale effects. We observed that the nanoparticles provide the MMCs with a higher strength but a lower stiffness compared to equivalent materials reinforced with submicron particles. The reduction in stiffness is attributed to ineffective load transfer of the local stresses to the small and equiaxed nanoparticles.

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Metal‐Matrix Composites

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Fabrication characteristics and tribological behavior of Al/SiC/Gr hybrid aluminum matrix composites: A review

Fabrication characteristics and tribological behavior of Al/SiC/Gr hybrid aluminum matrix composites: A review

Potencialidades computacionales del Método de los Elementos Finitos para la modelación y simulación de materiales compuestos: revisión

Reinforcement Size Dependence of Load Bearing Capacity in Ultrafine-Grained Metal Matrix Composites

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