Благодаря своим механическим свойствам, таким как легкость, прочность, высокая удельная жесткость и износостойкость, металломатричные композиты на основе алюминиевой матрицы, армированной керамическими частицами, находят широкое применение в качестве конструкционных материалов в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Основными проблемами при изготовлении являются равномерность распределения частиц по объему, слабая адгезия керамических частиц с металлом матрицы, образование карбида алюминия на интерфейсах, приводящее к нежелательному охрупчиванию.
Авторами предложена новая методика изготовления металломатричных композитов, заключающаяся в создании композиционного материала, когда в объеме металлической (алюминиевой, железной) матрицы карбидные наноструктуры образовывают каркас, и позволяющая решить выше указанные проблемы.
Анализ механических свойств металломатричных композитов, созданных по предложенной методике, показывают существенное повышение пределов текучести и прочности по сравнению со свойствами как чистого алюминия, так и алюмоматричных композитов, армированных дисперсными (нано)-частицами карбида кремния.
Проведен анализ вклада следующих механизмов упрочнения: дисперсионное упрочнение (Орован-Эшби), за счет измельчения зерна (Холл-Петч), образования внутреннего термического напряжения из-за различных значений коэффициентов теплового расширения матрицы и армирующих частиц.
Построена конечно-элементная модель деформирования металломатричного композита, армированного карбидными структурами, учитывающая изменение предела текучести.