Một trong số các vật liệu quan trọng nhất và được nhắc tới nhiều nhất đó là vật
liệu composite kim loại, đây là composite mà chất liệu nền bằng kim loại hoặc các hợp
kim, còn thành phần cốt có thể là kim loại hoặc phi kim… Đối với composite nền kim
loại, khi sản xuất thường sử dụng các phương pháp có cường độ lực và nhiệt độ cao.
Ngoài ra, việc sản xuất các kết cấu từ composite nền kim loại còn phụ thuộc trực tiếp
vào công nghệ chế tạo ra các kết cấu đó.
Composite kim loại ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong những ngành kỹ
thuật đòi hỏi vật liệu làm việc ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao và siêu cao, trong những môi trường ăn mòn do ma sát và chịu những tải trọng tĩnh, tuần hoàn, va đập, dao động và những tác động lực khác, ở những nơi mà điều kiện sử dụng không cho phép
dùng những vật liệu kim loại truyền thống.
Việc sử dụng những sợi cốt có độ bền cao hoặc modun đàn hồi cao làmtăng các tính năng cơ lý của composite. Công nghệ chế tạo các thành phẩm và các kết cấu từ
composite nền kim loại được thực hiện như sau: làm sạch sợi cốt và nền, liên kết các
sợi cốt và nền (sắp xếp các lớp nền và sợi) bằng nhiều phương pháp khác nhau. Điều
quan trọng nhất trong quá trình công nghệ là giai đoạn phối hợp nền với cốt sợi. Để
lựa chọn phương án công nghệ hợp lý, phải dựa vào các yếu tố như đặc tính của vật
liệu nền và cốt, khả năng kết dính chúng, trang thiết bị, hiệu quả kinh tế, đặc điểm của
công nghệ cho phép vừa sản xuất được composite, vừa chế tạo luôn được kết cấu …
Những composite kim loại nhẹ thường hay dùng vật liệu nền nhôm, cốt sợi
cacbon. Mặc dù nó có độ bền không cao hơn những hợp kim nhôm tốt nhất, nhưng chúng có modun đàn hồi cao hơn hẳn (140-160Gpa so với 70Gpa), và nhẹ hơn (khối lượng riêng 2300kg/m3 so với 2750kg/m3), đặc biệt chúng có độ cứng cao gấp 2,5 lần
so với hợp kim nhôm, hệ số giãn nở nhiệt thấp trong dải nhiệt độ293-673oK.
Sợi cacbon cũng được dùng với kim loại nền đồng, chì, kẽm để chế tạo các chi
tiết khác nhau đòi hỏi lâu mòn, hệ số ma sát nhỏ, dẫn điện, chịu nhiệt và có khả năng
bảo toàn tính chất cơ, lý khi nóng. Cacbon tồn tại ở dạng thù hình graphit thể hiện tính
dị hướng mạnh. Trong sợi cacbon, mức độ dị hướng phụ thuộc vào điều kiện chế tạo ?. Chính nhờ sự định hướng chủ yếu của các tinh thể graphit song song với trục cốt nên
vật liệu cốt sợi cacbon có được các chỉ tiêu cơ tính rất cao và hệ số giãn nở nhiệt rất
nhỏ.
Composite nền đồng (Cu) hoặc bạc (Ag), với cốt là vonfram có thể ứng dụng để
chế tạo các công tắc điện không mòn cho dòng điện trong mạch, điện thế cao. Trong
khóa luận này chúng tôi tiến hành chế tạo vật liệu composite nền đồng (Cu), có gia cường CNTs để nâng cao cơ tính và khảo sát độ dẫn của vật liệu, nhằm ứng dụng làm vật liệu chế tạo các công tắc điện cao cấp.
Trên đây chỉ là một số ứng dụng rất nhỏ bé và dễ nhận thấy của vật liệu
composite nền kim loại được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, tuy nhiên lợi ích và phạm vi ứng dụng của loại vật liệu này là rất to lớn, tác động đến đời sống con người
và sự phát triển của nhiều ngành trên thế giới, …