汽車，航空航天和發電行業的最新進展激發了材料科學家設計創新材料的靈感。陶瓷金屬復合材料或金屬陶瓷是新型和改進型材料的一個例子，可以增強運輸和能量轉換技術。

陶瓷金屬加工結合了每種主要成分材料的有用特性，如陶瓷的高溫穩定性和金屬的可加工性和延展性。然而，只有當它們的組成材料在加工過程中不相互反應時，金屬陶瓷才有效。

研究人員開發出一種快速有效的技術，可以將陶瓷和金屬一起加工成金屬陶瓷，而組成材料之間幾乎沒有反應。這一突破為開發新型優質復合材料奠定了基礎。

大多數陶瓷和金屬加工在高溫下組合時是不穩定的，并且已知它們彼此反應，使最終的復合材料具有不希望的性能，例如脆性或耐低溫性。

在研究過程中我們發現，這嚴重限制了可以滿足我們不斷增長的需求的新型復合材料的數量。

在多名工程師和技術專家聯合下，我們開發了電流激活壓力輔助滲透（CAPAI）方法，將陶瓷和金屬加工結合在一起，形成穩定，高性能的復合材料。

僅用了9秒鐘，CAPAI方法就將陶瓷和金屬加工結合在一起，在組成材料之間幾乎沒有反應。它利用電流立即加熱金屬，并施加壓力將熔融金屬驅動成陶瓷泡沫。

在這一系列初次的研究中，研究人員選擇鋁作為其重量輕，耐腐蝕性和在汽車和航空航天工業中的普及，以及鈦碳化鋁陶瓷泡沫的良好斷裂韌性，導電性和導熱性，并將它們結合起來進入輕質金屬陶瓷，具有高強度和良好的溫度穩定性。

工作原理電流和壓力共同提供了同時加熱和壓力，主動驅動熔融金屬進入陶瓷預制棒，從而快速和可控的加熱速率，高達700攝氏度，提供了一種簡單有效的方法來避免陶瓷和熔融金屬加工之間的反應。

研究人員發現，所得到的復合材重量輕，在環境（室溫）和高溫下具有競爭力的機械性能。它在室溫下強10倍，在400攝氏度下比鋁合金強14倍，并且在暴露于高溫后不易發生嚴重降解。

鋁和鈦鋁碳化物都對生產所需復合材料的常規方法提出了挑戰，因為它們在遠遠超過復合材料中它們所需的溫度下相互反應，電流激活壓力輔助滲透方法允許加工新型陶瓷 - 金屬復合材料，否則無法使用粉末冶金和傳統滲透技術獲得。

我們對新型和先進復合材料在工業規模上為經濟和可持續制造提供的無限機會持樂觀態度。

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