JPH06321636A - Ceramic composite material - Google Patents

Ceramic composite material

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JPH06321636A
JPH06321636A JP80003290A JP80003290A JPH06321636A JP H06321636 A JPH06321636 A JP H06321636A JP 80003290 A JP80003290 A JP 80003290A JP 80003290 A JP80003290 A JP 80003290A JP H06321636 A JPH06321636 A JP H06321636A
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powder
ceramic composite
silicon carbide
aluminum nitride
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Richard Moffett Keith
ケイス・リチャード・モフェット
David Morrow John
ジョン・デヴィッド・モロー
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FMC Corp
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Abstract

PURPOSE: To improve toughness by forming a solid solution ceramic composite material by mixing SiC powder and AlN powder and heating and pressurizing the mixture at a specified temp. and pressure.
CONSTITUTION: The SiC powder and the AlN powder both having 0.5-5 μm particle size are mixed in a specified proportion to form a powdery mixture containing 1-99 wt.% SiC in the AlN. Then the powdery mixture is subjected to hot pressing under a pressure of about 140.6 kg/cm2 and at 1,600-1,800°C for 4-6 hr to obtain the ceramic composite material whose one part is the solid solution and which is tough and withstands high temp. And the powdery mixture is subjected to heat sintering under the pressure of about 140.6 kg/cm2 and at 1,800-2,300°C for 4-6 hr to obtain the ceramic composite material in which SiC particles and/or AlN particles form a residual phase in a solid solution matrix and which has high multi-hit performance.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は装甲、切削具、磨耗部品、ノズル、高 温を受ける部品及び過酷な衝撃または焼蝕作用を 受ける同様な品物に使用される固溶体セラミック 複合体としての炭化珪素/窒化アルミニウムの使 用に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL FIELD OF APPLICATION The present invention relates to solid solutions for use in armor, cutting tools, wear parts, nozzles, parts subject to high temperatures and similar items subject to severe impact or erosion. It relates to the use of silicon carbide / aluminum nitride as a ceramic composite.

(従来の技術) Cutler等の米国特許第4,141,740号は窒化アル ミニウム、炭化珪素及びオキシ炭化アルミニウム の固溶体として形成される耐熱性製品及び耐熱性 製品の製造工程を開示している。この特許は本発 明に関する技術の背景として引用される。 (Prior Art) U.S. Pat. No. 4,141,740 to Cutler et al. Discloses a heat resistant product formed as a solid solution of aluminum nitride, silicon carbide and aluminum oxycarbide and a process for making the heat resistant product. This patent is cited as the background of the technology related to the present invention.

炭化珪素セラミック被覆装甲システムは軽量で あり、単一金属板(monolithic metalic plate) よりも本質的に良い耐弾性能(ballistics perfor mance)を提供することは公知である。炭化珪素セ ラミック被覆装甲システムのほうが良いのは、 使用されるセラミックスが金属よりも大きい圧縮 機械特性、特に動的圧縮降伏強度(dynamic compressive yield strength)を持っているから である。更に、これらのセラミックスは塑性変形 及び侵蝕(erosion)又は破壊によって、金属の場 合よりも大きい弾丸(projectile)の変形をもたら す。この変形の増加によって、弾丸の貫徹能力は 2通りの方法で減少する。弾丸の塑性変形及びそ の結果の侵食が塑性流れと弾丸質量の減少によっ て弾丸の運動エネルギーを減少させる。或いは、 破壊された弾丸は実質的には偏進する(defocus)、 即ち衝撃面積が増加するために弾丸に抗して作用 する標的材料が増量する。 It is known that silicon carbide ceramic coated armor systems are lightweight and provide essentially better ballistics perfor- mance than monolithic metalic plates. Silicon carbide coated armor systems are better because the ceramics used have greater compressive mechanical properties than metals, especially dynamic compressive yield strength. Furthermore, these ceramics, due to plastic deformation and erosion or fracture, lead to greater projectile deformation than in the case of metals. This increased deformation reduces the bullet's ability to penetrate in two ways. The plastic deformation of the bullet and the resulting erosion reduces the kinetic energy of the bullet by virtue of plastic flow and the reduction of bullet mass. Alternatively, the destroyed bullet is substantially defocused, ie the target material acting against the bullet is increased due to the increased impact area.

炭化珪素セラミック被覆装甲システムは多くの 他のシステムに勝る公知の諸性能を持っているが、 軽装甲戦闘車両には2つの主要な理由のために現 在は使用されていない。その1つは価格である、 即ち高性能炭化珪素セラミック材料の典型的価格 は現在$110.23〜220.46/kg($50,00〜100,00 /1b)である。米国政府は現在は、かかる高価格 セラミックスを軽量装甲車両へ適用して使用する 結果として生ずる高価な装甲システムへの支出を 負担する意志はない。もう1つの理由は、セラミ ック材料の極めて脆い性質に起因する炭化珪素セ ラミックシステムの典型的に劣った多数回被弾性 能(Multi-hit performance)である。炭化珪素セ ラミック被覆装甲システムは、典型的にはセラミ ックの板すなわち「タイル(tiles)」で形成され る。1つのタイル上への弾丸衝撃はそのタイルを 破壊するのに十分なので、2回目の被弾では貫通 を防ぎ得ない。加えて、最初のタイル内の衝撃は しばしば近接するタイルの破壊を引き起こし得る ので、それ等の性能を弱めて、もはや弾丸の貫通 を防げなくなる。このため、多数回被弾性能、即 ちある所与面積で阻止できる弾丸の数には限界が ある。 Although silicon carbide ceramic-coated armor systems have known performance over many other systems, they are not currently used in light armored combat vehicles for two main reasons. One is price, that is, typical prices for high performance silicon carbide ceramic materials are currently $ 110.23 to 220.46 / kg ($ 50,00 to 100,00 / 1b). The US Government is currently not willing to pay for the expensive armor systems that result from the application and use of such high-priced ceramics in lightweight armored vehicles. Another reason is the typically poor multi-hit performance of silicon carbide ceramic systems due to the extremely brittle nature of ceramic materials. Silicon carbide ceramic armor systems are typically formed of ceramic plates or "tiles". A bullet impact on one tile is sufficient to destroy that tile, so a second shot cannot prevent penetration. In addition, the impact within the first tile can often cause the destruction of adjacent tiles, weakening their performance and preventing the penetration of bullets anymore. For this reason, there is a limit to the number of bullets that can be blocked in a given area, and the ability to be hit multiple times.

(課題を解決するための手段) 本発明のセラミック複合体材料は装甲を貫徹す る弾丸を侵食によって偏進させる(deflect)と共 に弾丸を破砕するために、軽量装甲として使用す ることを主たる目的としたものである。この複合 体材料は過酷な磨耗、高温、研磨作用或いはその 他の過酷な衝撃を受ける用途にも使用できる。(Means for Solving the Problems) The ceramic composite material of the present invention is used as lightweight armor in order to deflect bullets penetrating armor by erosion and to crush the bullets. It is the main purpose. This composite material can also be used in severe wear, high temperature, abrasive or other severe impact applications.

軽量装甲に使用される場合、セラミック複合体 は、製造経費と性能の間の最善のトレードオフ (trade-off)を行うために、特別に調整及び処理 される。更に詳しくは、複合体は炭化珪素(SiC)、 窒化アルミニウム(AlN)又はAlNとSiCの固 溶体を含む2種または3種の相を含有する微細組 織から構成される。 When used in lightweight armor, ceramic composites are specially tuned and treated to make the best trade-off between manufacturing cost and performance. More specifically, the composite is composed of a fine structure containing two or three phases containing silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN) or a solid solution of AlN and SiC.

粉末及び焼成条件の適切な選択によって、以下 の異なる微細組織のタイプの1つが製造できる。 With proper selection of powder and firing conditions, one of the following different microstructure types can be produced:

即ち、 タイプ1はSiCとAlNの別個の(distinct) 相から成る。タイプ2はSiCとAlNの1つ の固溶体からなる。そして、 タイプ3はSiCとAlNの1つの固溶体マト リックスの中に、残留相としてAlN又はSiC 又はAlNとSiCの両方を含有する。That is, Type 1 consists of a distinct phase of SiC and AlN. Type 2 consists of one solid solution of SiC and AlN. And the type 3 contains AlN or SiC or both AlN and SiC as a residual phase in one solid solution matrix of SiC and AlN.

焼成は焼結又は高温圧縮のいずれでもよく、焼 成の温度及び時間の条件は所望の微細組織を得る ための制御因子である。 Firing may be either sintering or hot pressing, and the temperature and time conditions for firing are control factors for obtaining the desired microstructure.

本発明のセラミック複合体材料の説明に先立ち、 高速の鋼、タングステン及び類似の種類の貫徹弾 の貫通阻止用装甲としてのセラミック複合体の好 ましい用法について概要を述べることが有益であ ると考える。 Prior to the description of the ceramic composite material of the present invention, it is instructive to outline the preferred use of the ceramic composite as a penetration blocking armor for high speed steel, tungsten and similar types of penetrators. Think

上述のように軍用戦闘車両に過度の重装甲を付 与することは車両性能を低下させるので望ましく ないことは公知である。AlNとSiCのセラミッ ク複合体を使用する場合は、複合体は同一の弾道 学的脅威(ballistic threat)を無効にする場合、 鋼又は炭化珪素よりも軽量であるだけでなくて安 価でもあることは既に確定されている。また、装 甲として使用されるAlN及びSiCのセラミッ ク複合体は衝撃後に大粒の破片と塊を生ずる被弾 衝撃の間にかなりの靭性を示す。本発明のセラミ ック複合体の靭性を示し、その耐弾性能があらゆ る傾斜角で一定である、即ち装甲表面に対し90 °又は90°より小さい角度で衝突する武器によ って装甲が衝撃されるとき同一の貫通抵抗が起こ る。炭化硼素のような他のセラミック装甲では傾 斜角の変化に伴い異なる破壊が生ずることは公知 である。 It is well known that the use of excessive heavy armor on military combat vehicles as described above is undesirable as it reduces vehicle performance. When using a ceramic composite of AlN and SiC, the composite is not only lighter than steel or silicon carbide, but also cheaper if it counters the same ballistic threat. That has already been confirmed. Also, the ceramic composites of AlN and SiC used as armor show considerable toughness during the impacted impact resulting in large debris and lumps after impact. The toughness of the ceramic composite of the present invention is shown, and its ballistic resistance is constant at all tilt angles, that is, armored by a weapon that collides with the armor surface at an angle of 90 ° or less than 90 °. The same penetration resistance occurs when is impacted. It is well known that other ceramic armor such as boron carbide causes different fractures with varying tilt angles.

また、本発明の理解には、用語「溶体(solutio n)」、「相(phase)」及び「残留(residual)」の 化学的定義が有益と考える。 It is also believed that the chemical definitions of the terms "solution", "phase" and "residual" are useful in understanding the present invention.

「溶体」とは「混合物である単一の均質な液相、 固相又は気相」として定義され、それの成分であ る「液体、気体、固体又はそれらの組み合わせ」 は混合物中に均一に分布されている。 "Solution" is defined as "a single homogeneous liquid phase, solid phase or gas phase which is a mixture", and its constituents "liquid, gas, solid or a combination thereof" are homogeneous in the mixture. It is distributed.

「相」とは「明瞭な境界をもち、且つ、物理的 に他の相から区分できる、全体的には均質である 物理系(液体、気体、固体)の部分」として定義 される。 “Phase” is defined as “a part of a physical system (liquid, gas, solid) that has a clear boundary and can be physically separated from other phases and that is homogeneous overall”.

「残留」とは元の位置にに残された残留物の化 学的濃縮によって形成される鉱物質堆積物に関す るものである。 “Residue” refers to the mineral deposits formed by chemical enrichment of the residue left in place.

1つのシステム(A)が他のシステム(B)よ りも良い性能を提供するということは、両者が同 一の衝撃条件下で、ある弾丸の貫通を阻止するた めに設計された場合にシステム(A)の最小重量 がシステム(B)の最小重量よりも小さいこと、 或いは両システムの重量が同一の場合にシステム (A)がシステム(B)よりも、過酷な衝撃条件 下での所与の弾丸の貫通を阻止できることを意味 する。 One system (A) provides better performance than the other system (B) if both are designed to prevent the penetration of certain bullets under the same impact conditions. The minimum weight of the system (A) is smaller than the minimum weight of the system (B), or when both systems have the same weight, the system (A) is more severe than the system (B) under severe shock conditions It means that the penetration of a given bullet can be prevented.

前述のように、単独で使用される炭化珪素被覆 装甲システムは高価であり、且つ多数回被弾性能 を欠いている。 As mentioned above, single-use silicon carbide coated armor systems are expensive and lack the ability to be hit multiple times.

本発明のセラミック複合体はSiCと1〜99% のAlNの粉末混合物から形成される。複合体の 粒度は1%又はそれ以上に細かいらか、ほんの1 %のAlNで十分に微細組織を変更できることが すでに確認されている。又、75〜95%のSiCは、 より高い破壊靭性(fracture toughness)を生ずる こともすでに確認されている。これ等の粉末は成 型及び焼結或いは高温圧縮前に混合される。焼成 温度は所望の微細組織に応じて選定される。タイ プ1の微細組織、AlNとSiCの混合物、を得 るためには焼成は1600〜1800℃の範囲で行われる。 The ceramic composite of the present invention is formed from a powder mixture of SiC and 1-99% AlN. It has already been confirmed that the grain size of the composites is as fine as 1% or more, and that only 1% AlN is sufficient to modify the microstructure. It has also been previously confirmed that 75-95% SiC produces higher fracture toughness. These powders are mixed before shaping and sintering or hot pressing. The firing temperature is selected according to the desired microstructure. In order to obtain a type 1 microstructure, a mixture of AlN and SiC, firing is performed in the range of 1600-1800 ° C.

AlNとSiCの固溶体マトリックスを有するタイ プ2及び3の微細組織を得るためには焼成温度は 約1800〜2300℃の範囲である。この高温では、粉 末のかなりの量が反応して、未反応粒子の周囲に 密集する固溶体マトリックスを形成する。In order to obtain the fine structure of types 2 and 3 having a solid solution matrix of AlN and SiC, the firing temperature is in the range of about 1800 to 2300 ° C. At this elevated temperature, a significant amount of the powder reacts to form a solid solution matrix clustered around the unreacted particles.

本発明の上記セラミック複合体は先に検討した 従来技術による炭化珪素装甲システムの問題点を 解決することを意図している。AlNは耐弾試験の 結果、SiCの約2/3の耐弾性能を持つことが分 かった。しかし、AlNの価格を電子機器応用にお ける大きい市場潜在力によって、近い将来SiC の価格の約半分に下げることが計画されている。 The above ceramic composites of the present invention are intended to solve the problems of the prior art silicon carbide armor systems discussed above. As a result of a ballistic resistance test, it was found that AlN has a ballistic resistance performance that is about 2/3 that of SiC. However, it is planned that the price of AlN will be reduced to about half of the price of SiC in the near future due to the large market potential in electronic device applications.

SiCへのAlNの添加は2通りの方法で最終的価格 を下げる。第一に、この低価格粉末の含有は最終 製品の価格を下げる。第二に、AlNの含有によっ てAlNを含まないSiCの場合に比べ、処理温 度を著しく低下できる。容積百分率38%のSiC を含むタイプ1微細組織AlN/SiC複合体部品は、 AlNが無い場合に典型的に必要な1950℃に比較し て、1650℃で熱間圧縮(hot-press)される。この 温度低下は熱間圧縮用黒鉛工具の寿命を著しく延 長し、その結果最終部品価格を低下させる。Adding AlN to SiC reduces the final price in two ways. First, the inclusion of this low cost powder reduces the price of the final product. Secondly, the treatment temperature can be remarkably lowered by the inclusion of AlN as compared with the case of SiC not containing AlN. Type 1 microstructured AlN / SiC composite parts containing 38% volume percent SiC are hot-pressed at 1650 ° C compared to 1950 ° C typically required without AlN. . This reduction in temperature significantly extends the life of the hot pressing graphite tool, which in turn reduces the cost of the final part.

多数回被弾性能に関しては、AlNは耐弾試験で 混ざり物のないSiCに比べて高い靭性を示してい る。これは、被弾衝撃後のAlNの非常に粗い破 片(rubble)(SiCのそれに比し)及びある範囲 に亙る弾着角度(angles of attack of the projectiles)におけるAlNの一定の性能によ って証明されている。炭化硼素(B4C)及び混ざ り物のないSiCのような他の高性能セラミック スではセラミックス表面に対し90°以下の角度で 弾丸によって衝撃を受けると耐弾性能が低下する。 Regarding the performance of multiple hits, AlN shows higher toughness in a ballistic resistance test compared to unmixed SiC. This is due to the very rough rubble of AlN after impact (compared to that of SiC) and the constant performance of AlN over a range of angles of attack of the projectiles. Proven. Other high performance ceramics, such as boron carbide (B4C) and pure SiC, have reduced ballistic resistance when impacted by bullets at angles of less than 90 ° to the ceramic surface.

この性能低下は、大きな断口(fracture)及びそれ に伴う脆いセラミックスの剪断性能の低下に起因 する。AlNの高い靭性は、この性能低下を取り除 く。本発明によって提案するセラミック複合体の うちタイプ2及び3の固溶体マトリックスはAlN とSiCの中間の靭性を示す。マトリックス中に 残った未反応粒子は他の微粒子セラミック複合体 材料に共通な亀裂偏向機構(crack deflestion me shanisms)によって、複合体内に付加的靭性を添 加する。同じ亀裂偏向機構はタイプ1の微細組織 にも混ざり物のないSiCよりも大きい靭性を与 える。本発明によって提案するセラミック複合体 は、軽量装甲システムとして十分に高い耐弾性能 を具備する。即ち、多数回被弾性能に限界がある という靭性の問題が実質的に減少又は除去され、 更には装甲への適用を正当化するに足る低価格と なる。This reduction in performance is due to the large fracture and the resulting reduction in shear performance of brittle ceramics. The high toughness of AlN eliminates this performance degradation. Of the ceramic composites proposed by the present invention, the type 2 and 3 solid solution matrices exhibit a toughness intermediate between AlN and SiC. The unreacted particles remaining in the matrix add additional toughness to the composite due to the crack deflestion me shanisms common to other particulate ceramic composite materials. The same crack deflection mechanism also gives Type 1 microstructures greater toughness than pure SiC. The ceramic composite proposed by the present invention has sufficiently high ballistic resistance as a lightweight armor system. That is, the problem of toughness, which is limited in the ability to be hit many times, is substantially reduced or eliminated, and the price is low enough to justify application to armor.

装甲システムの耐弾性能、多数回被弾性能及び 価格に関する要求に基づいて、適当なセラミック 複合体の構成と微細組織タイプを選定できる。例 えば、最低可能価格を得るためには、高AlN百 分率の複合体がタイプ1微細組織を形成するため に処理されることになる。高い耐弾性能の要求に 対してはタイプ2及び3の微細組織を有する高 SiC含有量の構成が必要となる。タイプ3の構成 は、更に大きい靭性と多数回被弾性能を得るため に用いられる。装甲として使用される場合、本発 明のセラミック複合体は1〜99%の炭化珪素を含 むAlNで形成されるのことが望ましい。窒化ア ルミニウム及び炭化珪素は0.5〜5ミクロン粉末 で受け入れ、鋳型に入れられ、約140.6kg/cm2 (2000psi)、約1700℃で4〜6時間一緒に熱間圧 縮又は焼結される。窒化アルミニウムと炭化珪素 は固溶体を形成し、この固溶体は冷却時に硬質タ イルに成形され、防護対象の車両表面に結合され る。 炭化珪素単独に比べると、窒化アルミニウ ムの装甲貫徹用弾丸の阻止効果は炭化珪素の約2/ 3である。しかし、現時点では、価格は炭化珪素 の約1/3である。窒化アルミニウムと共に高温圧 縮される炭化珪素は複合体の弾丸侵食性を増し、 それによって装甲効果を向上する。The appropriate ceramic composite composition and microstructure type can be selected based on the armor system's ballistic capability, multi-shot capability and cost requirements. For example, to obtain the lowest possible price, a high AlN percentage composite would be processed to form a Type 1 microstructure. In order to meet the demand for high ballistic resistance, it is necessary to construct a structure with a high SiC content having a type 2 and type 3 microstructure. The Type 3 configuration is used for even greater toughness and multiple hit performance. When used as armor, the ceramic composites of the present invention are preferably formed of AlN containing 1-99% silicon carbide. Aluminum nitride and silicon carbide are received in 0.5 to 5 micron powder, placed in a mold, and hot compacted or sintered together at about 140.6 kg / cm 2 (2000 psi) at about 1700 ° C. for 4 to 6 hours. Aluminum nitride and silicon carbide form a solid solution, which on cooling forms into a hard tile and bonds to the vehicle surface to be protected. Compared with silicon carbide alone, the blocking effect of aluminum nitride bullets for armor penetration is about 2/3 that of silicon carbide. However, at present, the price is about 1/3 that of silicon carbide. Silicon carbide, which is hot-compressed with aluminum nitride, increases the bullet erosion of the composite, thereby improving the armor effect.

本発明のセラミック複合体の主たる用途は、装 甲貫徹弾を無効にする軍用車両用装甲であるが、 切削具、磨耗部品(wear parts)、ノズル、電子部 品、耐熱構成部品(high temperature components )、並びに高い衝撃力及び/又は磨耗を受ける多 くの他の用途に使用可能である。 The main application of the ceramic composite of the present invention is armor for military vehicles that disables armor penetration, but it does not include cutting tools, wear parts, nozzles, electronic components, and high temperature components. ), And many other applications subject to high impact forces and / or wear.

以上の説明から、本発明のセラミック複合体は セラミック複合体を形成するための処理過程にお いて反応する選択された百分率の炭化珪素と窒化 アルミニウムから形成されることは明らかである。 From the above description, it is clear that the ceramic composite of the present invention is formed from a selected percentage of silicon carbide and aluminum nitride that react in the process for forming the ceramic composite.

固溶体の微細組織は混合される個々のAlN及び とSiCの相の微細組織よりも高温で処理され形成 される。The microstructure of the solid solution is processed and formed at a higher temperature than the microstructure of the individual AlN and SiC phases to be mixed.

ここでは本発明の実施に当たって期待される最 良の方法を示したが、本発明の趣旨の範囲内にお いて多数の修正と変形をなし得ることは明らかで ある。 Although the best method expected for carrying out the present invention has been shown here, it is obvious that many modifications and variations can be made within the scope of the present invention.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平2.8.21[Submission date] Flat 2.8.21

【特許請求の範囲】[Claims]

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粉末形状の炭化珪素と窒化アルミニウム
を 混合する工程、及び 固溶体セラミック複合体を形成するために、 約140.6kg/cm2(2000psi)で前記粉末を一緒に加 熱及び加圧する工程、 から構成されることを特徴とするセラミック 複合体の製造方法。
1. Mixing powdered silicon carbide and aluminum nitride, and heating and pressing the powders together at about 140.6 kg / cm 2 (2000 psi) to form a solid solution ceramic composite. A method for producing a ceramic composite, comprising:
【請求項2】 前記粉末が約1700℃に保たれた状態で約
4 〜6時間一緒に加圧されることを特徴とする請求 項1記載のセラミック複合体の製造方法。
2. The method for producing a ceramic composite according to claim 1, wherein the powders are pressed together for about 4 to 6 hours while being kept at about 1700 ° C.
【請求項3】 前記粉末形状における両粉末が約0.5〜
5 ミクロンの粉末であることを特徴とする請求項1 記載のセラミック複合体の製造方法。
3. Both powders in said powder form are about 0.5-.
The method for producing a ceramic composite according to claim 1, which is a powder of 5 microns.
【請求項4】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム中にお
け る百分率が1〜99%であることを特徴とする請求 項1記載のセラミック複合体の製造方法。
4. The method for producing a ceramic composite according to claim 1, wherein the percentage of silicon carbide powder in aluminum nitride is 1 to 99%.
【請求項5】 前記両粉末が約0.5〜5ミクロンの粉末
で あり、 前記固溶体セラミック複合体を形成するため に前記粉末が1700℃に保たれた状態で約4〜6時 間一緒に加圧される、 ことを特徴とする請求項1記載のセラミック 複合体の製造方法。
5. Both powders are about 0.5-5 micron powder and pressed together for about 4-6 hours with the powders kept at 1700 ° C. to form the solid solution ceramic composite. The method for producing a ceramic composite according to claim 1, wherein
【請求項6】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム中にお
け る百分率が1〜99%であることを特徴とする請求 項1記載のセラミック複合体の製造方法。
6. The method for producing a ceramic composite according to claim 1, wherein the percentage of silicon carbide powder in aluminum nitride is 1 to 99%.
【請求項7】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム中にお
け る百分率が約75〜95%であることを特徴とする請 求項1記載のセラミック複合体の製造方法。
7. The method for producing a ceramic composite according to claim 1, wherein the percentage of silicon carbide powder in aluminum nitride is about 75 to 95%.
【請求項8】 粉末形状の炭化珪素と窒化アルミニウム
を 混合する工程、及び 前記炭化珪素及び窒化アルミニウムを固溶体 セラミック複合体中で相互に緊密に結合させるた めに前記混合された粉末を焼結する工程、 から構成されることを特徴とするセラミック 複合体の製造方法。
8. A step of mixing powder-form silicon carbide and aluminum nitride, and sintering the mixed powder to intimately bond the silicon carbide and aluminum nitride to each other in a solid solution ceramic composite. A method for producing a ceramic composite, which comprises:
【請求項9】 前記粉末が約0.5〜5ミクロンの粉末で
あ ることを特徴とする請求項8記載のセラミック複 合体の製造方法。
9. The method for producing a ceramic composite according to claim 8, wherein the powder is a powder of about 0.5 to 5 microns.
【請求項10】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム粉末
中に おける百分率が約1〜99%であることを特徴とす る請求項8記載のセラミック複合体の製造方法。
10. The method for producing a ceramic composite according to claim 8, wherein the percentage of the silicon carbide powder in the aluminum nitride powder is about 1 to 99%.
【請求項11】 前記混合された粉末が高圧力で加圧さ
れる をことを特徴とする請求項8記載のセラミック複 合体の製造方法。
11. The method for producing a ceramic composite according to claim 8, wherein the mixed powder is pressed at a high pressure.
【請求項12】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム粉末
中に おける百分率が約75〜95%であることを特徴とす る請求項8記載のセラミック複合体の製造方法。
12. The method for producing a ceramic composite according to claim 8, wherein the percentage of the silicon carbide powder in the aluminum nitride powder is about 75 to 95%.
【請求項13】 セラミック複合体装甲の製造方法であ
って、 炭化珪素粉末と窒化アルミニウム粉末を混合 する工程において、前記粉末が約0.5〜5ミクロ ンの粉末であり、炭化珪素粉末の窒化アルミニウ ム中における百分率が全体の1〜99%である炭化 珪素粉末と窒化アルミニウム粉末を混合する工程、 前記粉末を一緒に約140.6kg/cm2(200psi) で約4〜6時間、約2000℃に保った状態で熱間圧 縮して、高速で発射された弾丸の向きをそらすた めに有効である固溶体セラミック複合体装甲を形 成する工程、 から構成されることを特徴とする前記セラミ ック複合体装甲の製造方法。
13. A method of manufacturing a ceramic composite armor, wherein in the step of mixing silicon carbide powder and aluminum nitride powder, the powder is a powder of about 0.5 to 5 microns, and the silicon carbide powder is aluminum nitride. about 4-6 hours process, at about 140.6kg / cm 2 (200psi) the powder together to mix a silicon carbide powder and aluminum nitride powder is 1 to 99% of the total percentage of the medium, kept at about 2000 ° C. Forming a solid solution ceramic composite armor that is effective to divert the direction of a bullet fired at high speed by hot compression in a state of Method for manufacturing composite armor.
【請求項14】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム粉末
中に おける百分率が約75〜95%であることを特徴とす る請求項13記載のセラミック複合体装甲の製造 方法。
14. The method for producing a ceramic composite armor according to claim 13, wherein the percentage of the silicon carbide powder in the aluminum nitride powder is about 75 to 95%.
【請求項15】 約140.6kg/cm2(2000psi)で一緒に熱間
圧 縮された炭化珪素粉末と窒化アルミニウム粉末の 混合物からなり、前記粉末の熱間圧縮前の粉末形 状における粒度が約0.5〜5ミクロンである、こ とを特徴とする硬質固溶体セラミック複合体。
15. A mixture of silicon carbide powder and aluminum nitride powder hot pressed together at about 140.6 kg / cm 2 (2000 psi), said powder having a particle size in the powder form prior to hot pressing of about A hard solid solution ceramic composite characterized in that it is 0.5 to 5 microns.
【請求項16】 圧縮工程において前記粉末が約2000℃
に保 たれた状態で約4〜6時間前記圧力を加圧される ことを特徴とする請求項15記載のセラミック複 合体。
16. The powder is about 2000 ° C. in a compression process.
16. The ceramic composite according to claim 15, wherein the pressure is applied for about 4 to 6 hours while being kept at the temperature.
【請求項17】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム中に
おけ る百分率が1〜99%であることを特徴とする請求 項16記載のセラミック複合体。
17. The ceramic composite according to claim 16, wherein the percentage of the silicon carbide powder in aluminum nitride is 1 to 99%.
【請求項18】 セラミック複合体材料が装甲として用
いら れる場合、炭化珪素粉末の百分率を前記範囲内の 最小まで減少させ、前記装甲に向けられると予想 される種々の大きさの弾丸による貫通を阻止する と同時に、前記装甲の重量を最小にすることを特 徴とする請求項17記載のセラミック複合体。
18. When the ceramic composite material is used as armor, the percentage of silicon carbide powder is reduced to a minimum within the range to allow penetration by bullets of various sizes expected to be directed at the armor. 18. The ceramic composite of claim 17, characterized in that at the same time as blocking, the weight of the armor is minimized.
【請求項19】 複合体がタイプ1の複合体であること
を特 徴とする請求項15記載のセラミック複合体。
19. The ceramic composite according to claim 15, wherein the composite is a type 1 composite.
【請求項20】 複合体がタイプ2の複合体であること
を特 徴とする請求項15記載のセラミック複合体。
20. The ceramic composite of claim 15, wherein the composite is a type 2 composite.
【請求項21】 複合体がタイプ3の複合体であること
を特 徴とする請求項15記載のセラミック複合体。
21. The ceramic composite according to claim 15, wherein the composite is a type 3 composite.
【請求項22】 炭化珪素粉末の窒化アルミニウム粉末
中に おける百分率が約75〜95%であることを特徴とす る請求項15記載のセラミック複合体。
22. The ceramic composite according to claim 15, wherein the percentage of the silicon carbide powder in the aluminum nitride powder is about 75-95%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8068338B1 (en) 2009-03-24 2011-11-29 Qlogic, Corporation Network device with baffle for redirecting cooling air and associated methods

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