BR112012013840B1

BR112012013840B1 - Pó metálico compacto

Info

Publication number: BR112012013840B1
Application number: BR112012013840-5A
Authority: BR
Inventors: Zhiyue Xu; Gaurav Agrawal
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2023-09-26
Also published as: CN102781608B; EP2509731A2; CN102781608A; US9101978B2; EP2509731B1; WO2011071902A2; AU2010328281A1; WO2011071902A3; CA2783241C; EP2509731A4; CA2783241A1; BR112012013840A2; AU2010328281B2; MY168719A; US20110132143A1

Abstract

''nanomatriz de pó metálico compacto''. a presente invenção refere-se a um pó metálico compacto. pó metálico compacto inclui uma substancialmente contínua, nanomatriz celular compreendendo um material de nanomatriz. o compacto também inclui uma pluralidade de partículas dispersas compreendendo um material de núcleo de partícula compreendendo mg, al, zn ou mn, ou uma combinação dos mesmos, dispersas na na nanomatriz e uma camada de ligação no estado sólido que se estende ao longo da nanomatriz entre as partículas dispersas. os compactos de pó metálico da nanomatriz são unicamente leves, materiais de alta resistência que também fornecem propriedades de corrosão unicamente selecionáveis e controláveis, incluindo taxas de corrosão muito rápidas, úteis para produzir uma grande variedade de artigos degradáveis ou disponíveis, incluindo várias ferramentas e componentes de fundo de poço.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício da data de arquivamento de Pedido de Patente Número de Série US 12/633,682, depositado em 8 de dezembro de 2009, para "NANOMATRIZ DE PÓ METÁLICO COMPACTO".

ANTECEDENTES

[002] Os poços de gás natural e de petróleo muitas vezes utilizam componentes ou ferramentas de poço que, devido à sua função, são obrigados somente a terem vidas úteis de serviço limitadas que são consideravelmente menores do que a vida útil do poço. Após a função do componente ou da ferramenta de serviço ter terminado, a mesma deve ser removida ou descartada de modo a se recuperar o tamanho original do caminho do fluido em uso, incluindo produção de hidrocarbonetos, o sequestro de CO2, etc. O descarte de componentes ou de ferramentas tem convencionalmente sido feito fresando ou perfurando o componente ou ferramenta para fora do poço, e essas são operações genericamente demoradas e caras.

[003] Para eliminar a necessidade de operações de fresagem ou perfuração, foi proposta a remoção dos componentes ou ferramentas pela dissolução do polímero polilático degradável utilizando vários fluidos de poço. Entretanto, este polímero genericamente não possui a resistência mecânica, resistência à fratura e outras propriedades mecânicas necessárias para executar as funções dos componentes ou ferramentas de poço acima da faixa de variação de temperatura de operação do poço e, por isso, a sua aplicação foi limitada.

[004] Outros materiais degradáveis foram propostos incluindo certas ligas metálicas degradáveis formadas de certos metais reativos em uma maior proparte, tal como alumínio, em conjunto com outro constituinte ligante em uma menor proparte, tal como gálio, índio, bismuto, estanho e misturas e combinações dos mesmos, e sem exclusão de certos elementos de liga secundários, tais como zinco, cobre, prata, cádmio, chumbo, e misturas e combinações dos mesmos. Esses materiais podem ser formados pela fusão dos pós dos constituintes com posterior solidificação do fundido para formar a liga. Eles também podem ser formados usando a metalurgia do pó por prensagem, compactação, sinterização e assemelhados, de uma mistura do pó de um metal reativo e de outro constituinte ligante nas quantidades mencionadas. Esses materiais incluem muitas combinações que utilizam metais, tais como chumbo, cádmio, e assemelhados que podem não ser adequados para liberação no ambiente juntamente com a degradação do material. Também, as sua formações podem envolver vários fenômenos de fusão que resultam em estruturas de liga que são ditadas pelo equilíbrio de fase e pelas características de solidificação dos respectivos constituintes de liga, e isto pode não resultar em ótimas ou desejáveis microestruturas de liga, propriedades mecânicas ou características de dissolução.

[005] Por isso, o desenvolvimento de materiais que podem ser usados para formar componentes e ferramentas de poço possuindo as propriedades mecânicas necessárias para executar a função desejada e depois ser removida do poço pela dissolução controlada utilizando fluidos de poço é muito desejável.

SUMÁRIO

[006] Um exemplo de modalidade de um pó metálico compacto é divulgado. O pó metálico compacto inclui uma substancialmente contínua, nanomatriz celular compreendendo um material de nanomatriz. O compacto também inclui uma pluralidade de partículas dispersas compreendendo um material de núcleo de partícula compreendendo o Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação dos mesmos, dispersado na nanomatriz e um corpo sólido-camada de ligação estatal que se estende em todas as partes da nanomatriz entre as partículas dispersas.

[007] Outro exemplo de modalidade de um pó metálico compacto também é divulgado. O pó metálico compacto inclui um substancialmente contínuo, nanomatriz celular compreendendo um material de nanomatriz. O compacto também inclui uma pluralidade de partículas dispersas compreendendo um material de núcleo de partícula compreendendo um metal possuindo um potencial de oxidação padrão inferior a o Zn, cerâmica, vidro ou carbono, ou combinação dos mesmos, dispersos na nanomatriz e uma camada de ligação no estado sólido que se estende em todas as partes da nanomatriz entre as partículas dispersas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Referindo-se agora aos desenhos, elementos semelhantes são numerados de modo semelhante em que como elementos é numerado igualmente em várias Figuras:

[009] a Figura 1 é uma fotomicrografia de um pó 10 tal como aqui divulgado que foi introduzido em um material de montagem de amostra epóxi em corte;

[0010] a Figura 2 é uma ilustração esquemática de um exemplo da modalidade de uma partícula de pó 12 como apareceria em um exemplo da vista em corte representada pelo corte 2-2 da Figura 1;

[0011] a Figura 3 é uma ilustração esquemática de um segundo exemplo de modalidade de uma partícula de pó 12 como apareceria em um segundo exemplo da vista em corte representada pelo corte 2-2 da Figura 1;

[0012] a Figura 4 é uma ilustração esquemática de um terceiro exemplo de modalidade de uma partícula de pó 12 como apareceria em um terceiro exemplo da vista em corte representada pelo corte 2-2 da Figura 1;

[0013] a Figura 5 é uma ilustração esquemática de um quarto exemplo de modalidade de uma partícula de pó 12 como apareceria em um quarto exemplo da vista em corte representada pelo corte 2-2 da Figura 1;

[0014] a Figura 6 é uma ilustração esquemática de um segundo exemplo de modalidade de um pó tal como aqui divulgado possuindo uma distribuição multimodal de tamanhos de partícula;

[0015] a Figura 7 é uma ilustração esquemática de um terceiro exemplo de modalidade de um pó tal como aqui divulgado possuindo uma distribuição multimodal de tamanhos de partícula;

[0016] a Figura 8 é um fluxograma de um exemplo de modalidade de um método de produção de um pó tal como aqui divulgado;

[0017] a Figura 9 é uma fotomicrografia de um exemplo de modalidade de um pó compacto tal como aqui divulgado;

[0018] a Figura 10 é uma ilustração esquemática de um exemplo de modalidade do pó compacto da Figura 9 produzido usando um pó possuindo partículas em pó revestidas de uma única camada como apareceria se tomada ao longo do corte 10-10;

[0019] a Figura 11 é uma ilustração esquemática de um exemplo de modalidade de um pó compacto tal como aqui divulgado possuindo uma distribuição multimodal homogênea de tamanhos de partícula;

[0020] a Figura 12 é uma ilustração esquemática de um exemplo de modalidade de um pó compacto tal como aqui divulgado possuindo uma distribuição multimodal não homogênea de tamanhos de partícula;

[0021] a Figura 13 é uma ilustração esquemática de um exemplo de modalidade de um pó compacto tal como aqui divulgado formado de um primeiro pó e um segundo pó e possuindo uma distribuição multimodal homogênea de tamanhos de partícula;

[0022] a Figura 14 é uma ilustração esquemática de um exemplo de modalidade de um pó compacto tal como aqui divulgado formado de um primeiro pó e um segundo pó e possuindo uma distribuição multimodal não homogênea de tamanhos de partícula.

[0023] a Figura 15 é uma ilustração esquemática de outro exemplo de modalidade do pó compacto da Figura 9 produzido usando um pó possuindo multicamadas de partículas em pó revestidas como apareceria se tomada ao longo do corte 10-10;

[0024] a Figura 16 é uma ilustração esquemática de uma seção transversal de um exemplo de modalidade de um pó compacto precursor;

[0025] a Figura 17 é um fluxograma de um exemplo de modalidade de um método de produção de um pó compacto tal como aqui divulgado;

[0026] a Figura 18 é uma tabela que descreve as configurações do núcleo da partícula e da camada de revestimento metálico de partículas em pó e os pós, usados para produzir os exemplos de modalidade de pó compacto para teste tal como aqui divulgado;

[0027] a Figura 19 uma representação gráfica da resistência à compressão do pó compacto da Figura 18 tanto seco como em uma solução aquosa compreendendo KCl a 3%;

[0028] a Figura 20 é uma representação gráfica da taxa da corrosão (ROC) do pó compacto da Figura 18 em uma solução aquosa compreendendo KCl a 3% a 96,3 °C e na temperatura ambiente;

[0029] a Figura 21 é uma representação gráfica do ROC do pó compacto da Figura 18 em HCl a 15 %;

[0030] a Figura 22 é uma ilustração esquemática de uma modificação em uma propriedade de um pó compacto tal como aqui divulgado como uma função do tempo e uma modificação na condição do ambiente do pó compacto;

[0031] a Figura 23 é uma fotomicrografia por microscopia eletrônica de uma superfície da fratura de um pó compacto formado de Mg em pó puro;

[0032] a Figura 24 é uma fotomicrografia por microscopia eletrônica de uma superfície de fratura de um exemplo de modalidade de um pó metálico compacto tal como aqui descrito; e

[0033] a Figura 25 é uma representação gráfica da resistência à compressão de um pó compacto como uma função a quantidade de um constituinte (Al2O3) da nanomatriz celular.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0034] São divulgados os materiais metálicos leves de alta resistência que podem ser usados em uma grande variedade de aplicações e ambientes de aplicação, incluindo uso em vários ambientes de poço para produzir várias ferramentas de poço leves e de alta resistência selecionavelmente e controlavelmente descartadas ou degradáveis, ou outros componentes de poço, bem como muitas outras aplicações para uso tanto em artigos duráveis como descartáveis ou degradáveis. Estes materiais leves de alta resistência e selecionavelmente e controlavelmente degradáveis incluem os totalmente densos, pós compactos sinterizados formado de materiais em pó revestidos que incluem vários núcleos leves de partículas e materiais do núcleo possuindo várias camadas únicas e revestimentos de multicamadas em nanoescala. Estes pós compactos são feitos de pó metálico revestido que inclui vários núcleos de partícula leves e materiais do núcleo de alta resistência eletroquimicamente ativos (por exemplo, possuindo os potenciais padrão de oxidação relativamente mais altos), tais como metais eletroquimicamente ativos, que são dispersos dentro de uma nanomatriz celular formado de várias as camadas de revestimento metálico em nanoescala dos materiais de revestimento metálicos, e são particularmente úteis em aplicações de poço. Estes pós compactos fornecem uma combinação única e vantajosa de propriedades de resistências mecânicas, tais como compressão e tensão de cisalhamento, baixa densidade e propriedades selecionáveis e controláveis de corrosão, dissolução particularmente rápida e controlada em vários fluidos de poço. Por exemplo, o núcleo da partícula e as camadas de revestimento deste pó podem ser selecionados para fornecer pós compactos sinterizados adequados para o uso como materiais projetados de alta resistência possuindo uma resistência à compressão e tensão de cisalhamento comparável a vários outros materiais projetados, incluindo carbono, aços inoxidáveis e ligas, mas que também apresentam uma baixa densidade comparável a vários polímeros, elastômeros, cerâmica porosa de baixa densidade e materiais compostos. Ainda como outro exemplo, esses materiais de pó e de pó compacto podem ser conFigurados para fornecer uma degradação ou descarte selecionável e controlável em resposta a uma modificação em uma condição ambiental, tal como uma transição de uma taxa de dissolução muito baixa para uma taxa de dissolução muito rápida em resposta a uma modificação em uma propriedade ou uma condição de um poço aproximado a um artigo formado do pó compacto, incluindo uma modificação de propriedade em um fluido de poço que está em contato com o pó compacto. A degradação selecionável e controlável ou as características de descarte descritas também permitem a estabilidade dimensional e a resistência dos produtos, tais como ferramentas de poço ou outros componentes, feitos desses materiais para serem mantidos até que eles não sejam mais necessários, em tal tempo uma condição ambiental predeterminada, tal como uma condição de poço, incluindo a temperatura, pressão ou valor de pH do fluido de poço, podendo ser modificada para promover a sua remoção por dissolução rápida. Esses materiais de pó revestido e o pó compacto e os materiais projetados formados a partir deles, bem como os métodos para produção dos mesmos, também são descritos abaixo.

[0035] Referindo-se às Figuras 1 a 5, um pó metálico 10 inclui uma pluralidade de partículas metálicas em pó revestidas 12. As partículas em pó 12 podem ser formadas para fornecer um pó 10, incluindo o pó de fluxo livre, que pode ser vazado ou de outra maneira descartado por todos os modos de formas ou moldes (não mostrado) possuindo todos os modos de formas e tamanhos e isto pode ser usado para formar precursores de pós compactos 100 (Figura 16) e pós compactos 200 (Figuras 10-15), tal como aqui descrito, que podem ser usados como, ou para uso na fabricação, vários artigos de produção, incluindo várias ferramentas e componentes de poço.

[0036] Cada uma das partículas revestidas de pó metálico 12 do pó 10 inclui um núcleo da partícula 14 e uma camada de revestimento metálico 16 disposta sobre o núcleo da partícula 14. O núcleo da partícula 14 inclui uns materiais do núcleo 18. Os materiais do núcleo 18 podem incluir qualquer material adequado para formar o núcleo da partícula 14 que fornecem a partícula de pó 12 que pode ser sinterizada para formar um pó compacto leve e de elevada resistência 200 possuindo características de dissolução selecionáveis e controláveis. Os materiais do núcleo adequados incluindo metais eletroquimicamente ativos possuindo um potencial de oxidação padrão maior do que ou igual àquele do Zn, incluindo Mg, Al, Mn ou Zn ou uma combinação dos mesmos. Estes metais eletroquimicamente ativos são muito reativos com diversos fluidos de poço comuns, incluindo qualquer número de fluidos iônicos ou fluidos altamente polares, tal como aqueles que contêm vários cloretos. Os exemplos incluem fluidos compreendendo cloreto de potássio (KCl), ácido clorídrico (HCl), cloreto de cálcio (CaCl2), brometo de cálcio (CaBr2) ou brometo de zinco (ZnBr2). Os materiais do núcleo 18 também podem incluir outros metais que são menos ativos eletroquimicamente do que o Zn ou materiais não metálicos, ou uma combinação dos mesmos. Os materiais não metálicos adequados incluem cerâmica, compósitos, vidro ou carbono, ou uma combinação dos mesmos. Os materiais do núcleo 18 podem ser selecionados para fornecer uma alta taxa de dissolução em um fluido de poço predeterminado, mas também podem ser selecionados para fornecer uma taxa de dissolução relativamente baixa, incluir a dissolução nula, onde a dissolução do material da nanomatriz faz com que o núcleo da partícula 14 seja rapidamente minado e liberado do compacto de partícula na interface com o fluido de poço, de tal modo que a taxa eficaz da dissolução de núcleos de partícula usando compactos de partícula feitos 14 desses materiais do núcleo 18 são altos, embora os materiais do núcleo 18 se mesmo possam ter uma taxa de dissolução baixa, incluindo materiais do núcleo 20 que pode ser substancialmente insolúvel no fluido de poço.

[0037] Quanto aos metais eletroquimicamente ativos como os materiais do núcleo 18, incluindo o Mg, Al, Mn ou Zn, estes metais pode ser usados como metais puros ou em qualquer combinação um com outro, incluindo várias combinações de liga destes materiais, incluindo ligas binárias, terciárias, ou quaternárias destes materiais. Estas combinações também podem incluir compostos destes materiais. Também, além de combinações um com outro, o Mg, Al, Mn ou os materiais do núcleo Zn 18 também podem incluir outro constituinte, incluir várias adições de liga, alterar uma ou mais propriedades dos núcleos de partícula 14, tal como melhorando a resistência, reduzindo a densidade ou alterando as características de dissolução dos materiais do núcleo 18.

[0038] Entre os metais eletroquimicamente ativos, o Mg, como um metal puro ou uma liga ou um material composto, é particularmente útil, por causa da sua baixa densidade e capacidade para formar ligas de alta resistência, bem como o seu alto grau da atividade eletroquímica, já que ele tem um potencial de oxidação padrão mais alto do que Al, Mn ou Zn. As ligas de Mg incluindo todas as ligas que têm o Mg como um constituinte ligante. As ligas de Mg que combinam outros metais eletroquimicamente ativos, tão descritos aqui, como o constituinte ligante é particularmente útil, incluindo Mg-Zn binário, Mg-Al e ligas de Mg-Mn, bem como ligas de Mg-Al-X e Mg-Zn-Y terciárias, onde X inclui Zn, Mn, Si, Ca ou Y, ou uma combinação dos mesmos. Estas ligas de Mg-Al-X podem incluir, em peso, à aproximadamente 85% de Mg, à aproximadamente 15% de Al e à aproximadamente 5% de X. Núcleo da partícula 14 e os materiais do núcleo 18, e particularmente eletroquimicamente os metais ativos incluindo Mg, Al, Mn ou Zn, ou combinações dos mesmos, também pode incluir um elemento de terra rara ou combinação de elementos de terras raras. Tal como aqui utilizado, os elementos de terras raras incluindo Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd ou Er, ou uma combinação de elementos de terras raras. Quando presente, um elemento de terra rara ou as combinações de elementos de terras raras podem estar presentes, em peso, em uma quantidade de aproximadamente 5% ou menos.

[0039] O núcleo da partícula 14 e materiais do núcleo 18 tem uma temperatura de fusão (Tp). Tal como aqui utilizado, Tp inclui a temperatura mais baixa na qual a fusão incipiente ou a liquefação ou outras formas da fusão parcial ocorrem dentro dos materiais do núcleo 18, mesmo que os materiais do núcleo 18 compreendam um metal puro, uma liga com múltiplas fases possuindo diferentes temperaturas de fusão ou um composto de materiais possuindo diferentes temperaturas de fusão.

[0040] Os núcleos de partícula 14 podem ter qualquer tamanho de partícula adequado ou faixa de variação de tamanhos de partícula ou distribuição de tamanhos de partícula. Por exemplo, os núcleos de partícula 14 podem ser selecionados para fornecer um tamanho médio de partícula que é representado por uma distribuição normal ou tipo Gaussiano unimodal em volta de uma média ou médias, como ilustrado genericamente na Figura 1. Em outro exemplo, os núcleos de partícula 14 podem ser selecionados ou misturados para fornecer uma distribuição multimodal de tamanhos de partícula, incluindo uma pluralidade de tamanhos médios de núcleo da partícula, tal como, por exemplo, uma distribuição bimodal homogênea de tamanhos médios de partícula, como ilustrado genericamente e esquematicamente na Figura 6. A seleção da distribuição de tamanho do núcleo da partícula pode ser usada para determinar, por exemplo, o tamanho de partícula e o espaçamento interpartícula 15 das partículas 12 de pó 10. Em um exemplo de modalidade, os núcleos de partícula 14 podem ter uma distribuição unimodal e um diâmetro de partícula médio de aproximadamente 5 μm à aproximadamente 300 μm, mais particularmente de aproximadamente 80 μm à aproximadamente 120 μm, e até mais particularmente de aproximadamente 100 μm.

[0041] Os núcleos de partícula 14 podem ter qualquer forma de partícula adequada, incluindo qualquer forma geométrica regular ou irregular, ou combinação das mesmas. Em um exemplo de modalidade, os núcleos de partícula 14 são partículas metálicas substancialmente esferoidais eletroquimicamente ativas. Em outro exemplo de modalidade, os núcleos de partícula 14 são partículas cerâmicas substancialmente de forma irregular. Em ainda outro exemplo de modalidade, os núcleos de partícula 14 são carbono ou outras estruturas de nanotubo ou microesferas de vidro ocas.

[0042] Cada uma das partículas 12 de pó revestidas com metal do pó 10 também incluindo uma camada de revestimento metálico 16 que é disposto sobre o núcleo da partícula 14. A camada de revestimento metálico 16 inclui um material de revestimento metálico 20. O material de revestimento metálico 20 dá as partículas em pó 12 e ao pó 10 a sua natureza metálica. A camada de revestimento metálico 16 é uma camada de revestimento de nanoescala. Em um exemplo de modalidade, a camada de revestimento metálico 16 pode ter uma espessura de aproximadamente 25 nm à aproximadamente 2500 nm. A espessura da camada de revestimento metálico 16 pode variar acima da superfície do núcleo da partícula 14, mas terá preferivelmente uma espessura substancialmente uniforme acima da superfície do núcleo da partícula 14. A camada de revestimento metálico 16 pode incluir uma camada única, como ilustrado na Figura 2, ou pluralidade de camadas como uma estrutura de revestimento multicamada, como ilustrado nas Figuras 3 a 5 para até quatro camadas. Em um revestimento de camada única, ou em cada uma das camadas de um revestimento multicamada, a camada de revestimento metálico 16 podendo incluir um elemento químico constituinte único ou composto, ou podendo incluir uma pluralidade de elementos químicos ou compostos. Onde uma camada inclui uma pluralidade de constituintes ou compostos químicos, eles podem ter todos os modos de distribuição homogênea ou heterogênea, incluir uma distribuição homogênea ou heterogênea de fases metalúrgicas. Isto pode incluir uma distribuição graduada onde as quantidades relativas de constituintes ou compostos químicos variam de acordo com respectivos perfis constituintes através da espessura da camada. Tanto em camada única como em revestimentos multicamadas 16, cada uma das respectivas camadas, ou combinações das mesmas, pode ser usada para fornecer uma propriedade predeterminada à partícula de pó 12 ou um pó sinterizado compacto formado das mesmas. Por exemplo, a propriedade predeterminada pode incluir a resistência de ligação da ligação metalúrgica entre o núcleo da partícula 14 e o material de revestimento 20; as características de interdifusão entre o núcleo da partícula 14 e camada de revestimento metálico 16, incluindo qualquer interdifusão entre as camadas de uma camada de revestimento multicamada 16; as características de interdifusão entre várias camadas de uma camada de revestimento multicamada 16; as características de interdifusão entre a camada de revestimento metálico 16 de uma partícula de pó e aquela de uma partícula de pó adjacente 12; a resistência de ligação da ligação metalúrgica entre as camadas de revestimento metálicas de partículas em pó sinterizadas adjacentes 12, incluindo as camadas externas de camadas de revestimento multicamadas; e a atividade eletroquímica da camada de revestimento 16.

[0043] A camada de revestimento metálico 16 e o material de revestimento 20 tem uma temperatura de fusão (Tc). Tal como aqui utilizado, Tc inclui a temperatura mais baixa na qual a fusão incipiente ou a liquefação ou outras formas de fusão parcial ocorrem dentro do material de revestimento 20, mesmo que o material de revestimento 20 compreenda um metal puro, uma liga com múltiplas fases cada um possuindo diferentes temperaturas de fusão ou um composto, incluindo um composto compreendendo uma pluralidade de camadas de material de revestimento possuindo diferentes temperaturas de fusão.

[0044] O material de revestimento metálico 20 pode incluir qualquer material de revestimento metálico adequado 20 que fornece uma superfície exterior sinterizável 21 que é conFigurado para ser sinterizado a uma partícula de pó adjacente 12 que também tem uma camada de revestimento metálico 16 e superfície exterior sinterizável 21. No pó 10 que também inclui segundas ou adicionais partículas (revestidas ou não revestidas) 32, como aqui descrito, a superfície exterior sinterizável 21 da camada de revestimento metálico 16 também são configuradas para serem aglomeradas a uma superfície exterior sinterizável 21 de segundas partículas 32. Em um exemplo de modalidade, as partículas em pó 12 são sinterizávéis em uma temperatura de sinterização predeterminada (Ts) que é uma função dos materiais do núcleo 18 e material de revestimento 20, de tal modo que sinterização dos pós compactos 200 são realizados inteiramente no estado sólido e onde Ts é inferior a Tp e Tc. Sinterizar no estado sólido limita as interações do núcleo da partícula 14/camada metálica de revestimento 16 a processos de difusão no estado sólido e fenômenos de transporte metalúrgico e limita o crescimento de, e fornece o controle sobre a interface resultante entre eles. Em contraste, por exemplo, a introdução da sinterização de fase líquida forneceria materiais para rápida interdifusão do núcleo da partícula 14/camada metálica de revestimento 16 e tornaria difícil limitar o crescimento e fornecer o controle sobre a interface resultante entre eles, e assim interferir com na formação da microestrutura desejável do compacto de partícula 200 como aqui descrito.

[0045] Em um exemplo de modalidade, os materiais do núcleo 18 serão selecionados para fornecer uma composição química principal e o material de revestimento 20 será selecionado para fornecer uma composição química de revestimento e estas composições químicas também serão selecionadas para diferenciar-se uma da outra. Em outro exemplo de modalidade, os materiais do núcleo 18 serão selecionados para fornecer uma composição química principal e o material de revestimento 20 será selecionado para fornecer uma composição química de revestimento e estas composições químicas também serão selecionadas para se diferenciarem umas das outras na sua interface. As diferenças nas composições químicas do material de revestimento 20 e materiais do núcleo 18 podem ser selecionadas para fornecer taxas de dissolução diferentes e dissolução selecionável e controlável de pós compactos 200 que os incorporam e os tornam selecionavelmente e controlavelmente solúveis. Isto inclui taxas de dissolução que se diferenciam em resposta a uma condição modificada no poço, incluindo uma modificação indireta ou direta em um fluido de poço. Em um exemplo da modalidade, um pó compacto 200 formado do pó 10 possuindo composições químicas de material do núcleo 18 e material de revestimento 20 que fazem os pós compactos 200 são selecionavelmente solúveis em um fluido de poço em resposta a uma condição de poço modificada que inclui uma modificação na temperatura, modificação na pressão, modificação na taxa de fluxo, modificação no pH ou modificação na composição química do fluido de poço, ou uma combinação dos mesmos. A resposta de dissolução selecionável à condição modificada pode resultar de reações químicas reais ou processos que promovem taxas diferentes da dissolução, mas também abrangem modificações na resposta de dissolução que se associam com reações físicas ou processos, tais como modificações em pressão ou taxa de fluxo do fluido de poço.

[0046] Em um exemplo de modalidade de um pó 10, o núcleo da partícula 14 inclui o Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação dos mesmos, como materiais do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento metálico 16 inclui Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou um óxido, nitreto ou um carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais acima mencionados como material de revestimento 20.

[0047] Em outro exemplo de modalidade de pó 10, o núcleo da partícula 14 inclui o Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação dos mesmos, como materiais do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento metálico 16 inclui uma camada única de Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, como material de revestimento 20, como ilustrado na Figura 2. Onde a camada de revestimento metálico 16 inclui uma combinação de duas ou mais constituinte, tal como Al e Ni, a combinação pode incluir várias estruturas classificadas ou codepositadas desses materiais onde a quantidade de cada constituinte, e assim a composição da camada, variam através da espessura da camada, como também ilustrado na Figura 2.

[0048] Em ainda outro exemplo de modalidade, o núcleo da partícula 14 inclui o Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação dos mesmos, como materiais do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento 16 inclui duas camadas como materiais do núcleo 20, como ilustrado na Figura 3. A primeira camada 22 é disposta na superfície do núcleo da partícula 14 e inclui Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, como aqui descrito segunda camada 24 é disposta na superfície da primeira camada e inclui Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, e a primeira camada tem uma composição química que é diferente da composição química da segunda camada. Em geral, a primeira camada 22 será selecionada para fornecer uma ligação metalúrgica forte ao núcleo da partícula 14 e limitar a interdifusão entre o núcleo da partícula 14 e camada de revestimento 16, particularmente primeira camada 22. Segunda camada 24 pode ser selecionada para aumentar a resistência da camada de revestimento metálico 16, ou fornecer uma ligação metalúrgica forte e promover a sinterização com a segunda camada 24 de partículas em pó adjacentes 12, ou ambas. Em um exemplo da modalidade, respectivas camadas da camada de revestimento metálico 16 podem ser selecionadas para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma modificação em uma propriedade do poço, incluindo o fluido de poço, como aqui descrito. Entretanto, isso é somente um exemplo e será apreciado que outros critérios de seleção de várias camadas também podem ser empregados. Por exemplo, qualquer uma das respectivas camadas pode ser selecionada para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma modificação em uma propriedade do poço, incluindo o fluido de poço, como aqui descrito. Os exemplos de modalidade de umas camadas de revestimento metálicas de duas camadas 16 para o uso em núcleos de partículas 14 compreendendo Mg incluindo primeiras/segundas combinações de camada compreendendo Al/Ni e Al/W.

[0049] Em ainda outra modalidade, o núcleo da partícula 14 inclui o Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação dos mesmos, como materiais do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento 16 inclui três camadas, como ilustrado na Figura 4. A primeira camada 22 é disposta no núcleo da partícula 14 e pode incluir Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos. A segunda camada 24 é disposta na primeira camada 22 e pode incluir Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou um carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais da segunda camada acima mencionados. A terceira camada 26 é disposta na segunda camada 24 e pode incluir Al, Mn, Fe, Co, Ni ou uma combinação dos mesmos. Em uma configuração de três camadas, a composição de camadas adjacentes é diferente, de tal modo que a primeira camada tem uma composição química que é diferente do que a segunda camada, e a segunda camada tem uma composição química que é diferente do que a terceira camada. Em um exemplo de modalidade, primeira camada 22 pode ser selecionada para fornecer uma ligação metalúrgica forte ao núcleo da partícula 14 e limitar a interdifusão entre o núcleo da partícula 14 e camada de revestimento 16, particularmente primeira camada 22. Segunda camada 24 pode ser selecionada para aumentar a resistência da camada de revestimento metálico 16, ou limitar a interdifusão entre o núcleo da partícula 14 ou primeira camada 22 e exterior ou terceira camada 26, ou promover a adesão e uma ligação metalúrgica forte entre terceira camada 26 e primeira camada 22, ou qualquer combinação deles. Terceira camada 26 pode ser selecionada para fornecer uma ligação metalúrgica forte e promover a sinterização com a terceira camada 26 de partículas em pó adjacentes 12. Entretanto, isso é somente um exemplo e será apreciado que outros critérios de seleção de várias camadas também podem ser empregados. Por exemplo, qualquer uma das respectivas camadas pode ser selecionada para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma modificação em uma propriedade do poço, incluindo o fluido de poço, como aqui descrito. Um exemplo de modalidade de uma camada de revestimento de três camadas do uso em núcleos de partículas compreendendo Mg incluindo combinações das primeiras/segundas/terceiras camadas compreendendo Al/Al2O3/Al.

[0050] Em ainda outra modalidade, o núcleo da partícula 14 inclui o Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação dos mesmos, como materiais do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento 16 inclui quatro camadas, como ilustrado na Figura 5. Na configuração de quatro camadas, a primeira camada 22 pode incluir Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, como aqui descrito. A segunda camada 24 pode incluir Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni ou um óxido, nitreto, carbeto dos mesmos, ou combinação dos materiais da segunda camada acima mencionados. A terceira camada 26 também pode incluir Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais de terceira camada acima mencionados. A quarta camada 28 pode incluir Al, Mn, Fe, Co, Ni ou uma combinação dos mesmos. Na configuração de quatro camadas, a composição química de camadas adjacentes é diferente, de tal modo que a composição química da primeira camada 22 é diferente da composição química da segunda camada 24, a composição química é da segunda camada 24 diferente da composição química da terceira camada 26, e a composição química da terceira camada 26 é diferente da composição química da quarta camada 28. Em um exemplo de modalidade, a seleção de várias camadas será semelhante ao descrito para a configuração de três camadas acima quanto às camadas interiores (primeiras) e exteriores (quartas), com o segundo e terceiras camadas disponíveis para fornecer a adesão de intercamada melhorada, a resistência da camada de revestimento metálico total 16, difusão de intercamada limitada ou dissolução selecionável e controlável, ou uma combinação dos mesmos. Entretanto, isso é somente um exemplo e será apreciado que outros critérios de seleção de várias camadas também podem ser empregados. Por exemplo, qualquer uma das respectivas camadas pode ser selecionada para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma modificação em uma propriedade do poço, incluindo o fluido de poço, como aqui descrito.

[0051] A espessura de várias camadas em configurações multicamadas pode ser repartida entre várias camadas em qualquer maneira contanto que a soma da espessura das camadas forneça uma camada de revestimento de nanoescala 16, incluindo a espessura da camada como aqui descrito. Em uma modalidade, a primeira camada 22 e a camada exterior (24, 26, ou 28 dependendo do número de camadas) pode ser mais grossa do que outras camadas, onde presente, devido ao desejo de fornecer o material suficiente para promover a ligação desejada da primeira camada 22 com o núcleo da partícula 14, ou ligação das camadas exteriores de partículas em pó adjacentes 12, durante a sinterização de pó compacto 200.

[0052] O pó 10 também pode incluir um pó adicional ou segundo 30 entremeado na pluralidade de partículas em pó 12, como ilustrado na Figura 7. Em um exemplo de modalidade, o segundo pó 30 inclui uma pluralidade de segundas partículas em pó 32. Estas segundas partículas em pó 32 podem ser selecionadas para modificar uma propriedade física, química, mecânica ou outra de um compacto de partícula de pó 200 formado do pó 10 e segundo pó 30, ou uma combinação de tais propriedades. Em um exemplo de modalidade, a modificação de propriedade pode incluir um aumento na resistência à compressão de pó compacto 200 formado do pó 10 e do segundo pó 30. Em outro exemplo de modalidade, o segundo pó 30 pode ser selecionado para promover a dissolução seletiva e controlável do compacto de partícula 200 formado do pó 10 e do segundo pó 30 em resposta a uma modificação em uma propriedade do poço, incluindo o fluido de poço, como aqui descrito. As segundas partículas em pó 32 podem ser não revestidas ou revestidas de uma camada de revestimento metálico 36. Quando revestidas, incluído revestimentos de camada única ou de múltiplas camadas, a camada de revestimento 36 das segundas partículas em pó 32 pode compreender o mesmo material de revestimento 40 que material de revestimento 20 de partículas em pó 12, ou o material de revestimento 40 pode ser diferente. As segundas partículas em pó 32 (não revestido) ou núcleos de partícula 34 podem incluir qualquer material adequado 38 para fornecer o benefício desejado, e incluir muitos metais. Em um exemplo da modalidade, quando partículas em pó revestida 12 compreendendo Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação dos mesmos são empregados, segundas partículas em pó adequadas 32 pode incluir Ni, W, Cu, Co ou Fe, ou uma combinação dos mesmos. Desde que as segundas partículas em pó 32 também serão configuradas para a sinterização no estado sólido a partículas em pó 12 na temperatura de sinterização predeterminada (Ts), os núcleos de partícula 34 terão uma TAP de temperatura de fusão e qualquer camada de revestimento 36 terá uma segunda temperatura de fusão TAc, sendo que Ts é inferior a a TAP e TAc também se apreciará que o segundo pó 30 não é limitado a um tipo de partícula de pó adicional 32 (isto é, uma segunda partícula de pó), mas pode incluir uma pluralidade de partículas em pó adicionais 32 (isto é, em segundo lugar, em terceiro lugar, em quarto lugar, etc. tipos de partículas em pó adicionais 32) em qualquer número.

[0053] Referindo-se à Figura 8, um exemplo de modalidade de um método 300 da criação um pó metálico 10 é divulgado. O método 300 inclui a formação 310 de uma pluralidade de núcleos de partícula 14 como aqui descrito. O método 300 também inclui a deposição 320 de uma camada de revestimento metálico 16 em cada um da pluralidade de núcleos de partícula 14. A deposição 320 é o processo pelo qual a camada de revestimento 16 é disposta no núcleo da partícula 14 como aqui descrito.

[0054] A formação 310 de núcleos de partícula 14 pode ser realizada por qualquer método adequado para formar uma pluralidade de núcleos de partícula 14 dos materiais do núcleo desejados 18, que essencialmente compreendendo métodos de formar um pó de materiais do núcleo 18. Os métodos de formação de pó adequados incluem métodos mecânicos; incluindo usinagem, moagem, compressão e outros métodos mecânicos para formar o metal em pó; métodos químicos, a incluindo decomposição química precipitação a partir de um líquido ou gás, síntese reativa sólido-sólido e outros métodos de formação de pós químicos; métodos de atomização, incluindo atomização a gás, atomização de líquido e água, atomização centrífuga, atomização plásmica e outros métodos de atomização para formar um pó; e vários métodos de condensação e evaporação. Em um exemplo de modalidade, núcleos de partícula 14 compreendendo o Mg podem ser fabricados o usando um método de atomização, tal como formação por borrifo a vácuo ou formação por borrifo de gás inerte.

[0055] Deposição 320 de camadas de revestimento metálicas 16 na pluralidade de núcleos de partícula 14 usando pode ser realizado de qualquer método de deposição adequado, vários métodos de deposição de película fina de incluindo, tal como, por exemplo, deposição de vapor química e métodos físicos de deposição de vapor. Em um exemplo da modalidade, deposição 320 de camadas de revestimento metálicas 16 é realizada usando deposição por vapor químico em leito fluidizado (FBCVD). Deposição 320 das camadas de revestimento metálicas 16 por FBCVD inclui o curso de um fluido reativo como um meio de revestimento que inclui o material de revestimento metálico desejado 20 através de um leito de núcleos de partícula 14 fluidizado em um vaso de reator sob condições adequadas, incluindo temperatura, pressão e condições de taxa de fluxo e assemelhados, suficientes para induzir uma reação química do meio de revestimento produzindo o revestimento de material metálico desejado 20 e induzir a sua deposição sobre a superfície dos núcleos de partícula 14 para formar partículas em pó revestidas 12. O fluido reativo selecionado dependerá do material de revestimento metálico 20 desejado, e compreenderá tipicamente um composto organometálico que inclui o material metálico a ser depositado, tais como tetracarbonil níquel (Ni(CO)4), hexafluoreto de tungstênio (WF6), e trietil alumínio (C6H15Al), que é transportado em um fluido transportador, tal como gás argônio ou hélio. O fluido reativo, incluindo fluido transportador, faz com que pelo menos uma parte da pluralidade de núcleos de partícula 14 seja suspensa no fluido, assim permitindo a superfície inteira dos núcleos de partícula suspensos 14 ser exposto ao fluido reativo, incluindo, por exemplo, um constituinte organometálico desejado, e permitindo deposição do material de revestimento metálico 20 e da camada de revestimento 16 sobre as superfícies inteiras de núcleos de partícula 14 de tal modo que cada um deles torna-se partículas revestidas de formação fechada 12 possuindo camadas de revestimento metálicas 16, tal como aqui descrito. Como também aqui descrito, cada camada de revestimento metálico 16 pode incluir uma pluralidade de camadas de revestimento. O material de revestimento 20 pode ser depositado em múltiplas camadas para formar um leito de revestimento metálico multicamada 16 repetindo a etapa de depositar 320 descrita acima e modificando 330 o fluido reativo para fornecer o material de revestimento metálico desejado 20 para cada camada subsequente, onde cada camada subsequente é depositada na superfície exterior de núcleos de partícula 14 que já inclui qualquer camada de revestimento anteriormente depositada ou camadas que compõem a camada de revestimento metálico 16. Os materiais de revestimento metálicos 20 das respectivas camadas (por exemplo, 22, 24, 26, 28, etc.) pode ser diferentes uns dos outros, e as diferenças podem ser fornecidas pela utilização do meio reativo diferente que são conFigurados para produzir as camadas de revestimento metálicas 16 desejadas nos núcleos de partícula 14 no reator de leito fluidizado.

[0056] Como ilustrado nas Figuras 1 e 9, núcleo da partícula 14 e materiais do núcleo 18 e camada de revestimento metálico 16 e material de revestimento 20 pode ser selecionado para fornecer partículas em pó 12 e um pó 10 que é conFigurado para a compactação e sinterizando para fornecer um pó compacto 200 que é leve (isto é, possuindo uma densidade relativamente baixa), com alta resistência e é selecionavelmente e controlavelmente removível de um poço em resposta a uma modificação em uma propriedade de poço, incluindo sendo selecionavelmente e controlavelmente dissolúvel em um fluido de poço apropriado, incluindo vários fluidos de poço tal como aqui divulgado. O pó compacto 200 inclui uma substancialmente contínua, nanomatriz celular 216 de um material da nanomatriz 220 possuindo uma pluralidade de partículas dispersas 214 dispersado em todas as partes da nanomatriz celular 216. A nanomatriz celular substancialmente contínua 216 e o material da nanomatriz 220 formado de camadas de revestimento metálicas sinterizadas 16 é formado pela compactação e sinterização da pluralidade de camadas de revestimento metálicas 16 da pluralidade de partículas em pó 12. A composição química do material da nanomatriz 220 pode ser diferente daquele do material de revestimento 20 devido a efeitos de difusão associado com a sinterização como aqui descrito. O pó compacto 200 metálico também incluindo uma pluralidade de partículas dispersas 214 compreendendo o material de núcleo de partícula 218. Os núcleos de partícula dispersos 214 e materiais do núcleo 218 correspondem e são formados da pluralidade de núcleos de partícula 14 e materiais do núcleo 18 da pluralidade de partículas em pó 12 como as camadas de revestimento metálicas 16 são aglomeradas em conjunto para formar uma nanomatriz 216. A composição química de materiais do núcleo 218 pode ser diferente daquela de materiais do núcleo 18 devido a efeitos de difusão associados com a sinterização tal como aqui descrito.

[0057] Tal como aqui utilizado, o uso do terma nanomatriz celular substancialmente contínua 216 não conota o constituinte principal do pó compacto, mas preferivelmente se refere ao constituinte ou constituintes minoritários, ou em peso ou em volume. Isto é distinguido da maior parte de materiais compostos de matrizes onde a matriz compreendendo o constituinte principal em peso ou volume. O uso do termo substancialmente contínuo, a nanomatriz celular é destinada a descrever a extensão, a regular, a continuidade e a interligação da natureza da distribuição do material da nanomatriz 220 dentro do pó compacto 200. Tal como aqui utilizado, "substancialmente contínuo" descreve a extensão do material da nanomatriz em todas as partes do pó compacto 200 de tal modo que ele se estende entre e envelopa substancialmente todas das partículas dispersas 214. Substancialmente contínua é usado para indicar que a continuidade completa e a ordem regular da nanomatriz em volta de cada partícula dispersa 214 não são necessárias. Por exemplo, defeitos na camada de revestimento 16 mais do núcleo da partícula 14 em partículas em pó qualquer umas 12 pode causar a junção dos núcleos de partícula 14 durante a sinterização do pó compacto 200, causando assim que descontinuidades resultam localizadas dentro da nanomatriz celular 216, embora em outras porções do pó compacto a nanomatriz seja substancialmente contínua e exiba a estrutura aqui descrita. Tal como aqui utilizado, o termo "celular" é usado para indicar que a nanomatriz define uma rede de repetir-se genericamente, interligando, compartimentos ou células do material da nanomatriz 220 que abrangem e também interligam as partículas dispersas 214. Tal como aqui utilizado, "a nanomatriz" é usada para descrever o tamanho ou a escala da matriz, particularmente a espessura da matriz entre partículas dispersas adjacentes 214. As camadas de revestimento metálicas que são aglomeradas juntamente para formar a nanomatriz são camadas de revestimento de espessura de nanoescala. Desde que a nanomatriz na maior parte de localizações, diferentes da intersecção de mais de duas partículas dispersas 214, genericamente compreendendo a interdifusão e a ligação de duas camadas de revestimento 16 de partículas em pó adjacentes 12 possuindo espessura em nanoescala, a matriz formada também tem uma espessura de nanoescala (por exemplo, aproximadamente duas vezes a espessura de camada de revestimento tão descrita aqui) e é assim descrita como uma nanomatriz. Também, o uso do termo partículas dispersas 214 não conota o constituinte de menor concentração do pó compacto 200, mas preferivelmente se refere ao constituinte principal ou constituintes, ou em peso ou em volume. O uso do termo partícula dispersa se destina a transmitir a distribuição descontínua e separada do material do núcleo de partícula 218 dentro do pó compacto 200.

[0058] O pó compacto 200 pode ter qualquer forma ou tamanho desejado, incluindo aquela de um tarugo cilíndrico ou barra que pode ser usinada ou de outra maneira usada para formar artigos úteis de produção, incluindo várias ferramentas e componentes de poço. A prensagem usada para formar o pó compacto 100 precursor e sinterização e pressionando processa usado para formar pó compacto 200 e deforme as partículas em pó 12, incluindo núcleos de partícula 14 e camadas de revestimento 16, para fornecer a densidade cheia e desejou a forma macroscópica e o tamanho de pó compacto 200 bem como a sua microestrutura. A microestrutura dos pós compactos 200 incluindo uma configuração equiaxial de partículas dispersas 214 que são dispersos em todas as partes e introduzidos dentro do substancialmente contínuo, nanomatriz celular 216 de camadas de revestimento sinterizadas. Esta microestrutura é um tanto análoga a uma microestrutura de grão equiaxial com uma fase contínua de limite de grão, exceto que não necessita do uso do constituinte ligante possuindo propriedades de equilíbrio de fase termodinâmicas que são capazes de produzir tal estrutura. Preferivelmente, essa estrutura de partícula equiaxialmente dispersa e a nanomatriz celular 216 de camadas de revestimento metálico sinterizado 16 constituinte pode ser produzido utilizando onde as condições de equilíbrio termodinâmico de fase não produziriam uma estrutura de equiaxial. A morfologia equiaxial das partículas dispersas 214 e rede celular 216 de consequências de camadas de partícula de sinterização e deformação das partículas em pó 12 como eles são compactados e interdifundem e deformam para encher os espaços de interpartícula 15 (Figura 1). As temperaturas de sinterização e pressões podem ser selecionadas para assegurar que a densidade de pó compacto 200 atinja a densidade teórica substancialmente completa.

[0059] Em um exemplo de modalidade como ilustrado nas Figuras 1 e 9, as partículas dispersas 214 são formadas de núcleos de partícula 14 dispersos na nanomatriz celular 216 de camadas de revestimento metálicas sinterizadas 16, e a nanomatriz 216 inclui uma ligação metalúrgica no estado sólido 217 ou camada de ligação 219, como ilustrado esquematicamente na Figura 10, estendendo-se entre as partículas dispersas 214 em todas as partes da nanomatriz celular 216 que é formada em uma temperatura de sinterização (Ts), onde Ts é inferior a Tc e TP. Como indicado, a ligação 217 metalúrgica no estado sólido é formada no estado sólido pela interdifusão no estado sólido entre as camadas de revestimento 16 de partículas em pó adjacentes 12 que são comprimidas em contato de toque durante a compactação e a sinterização de processos usados para formar o pó compacto 200, tal como aqui descrito. Como tal, camadas de revestimento aglomeradas 16 da nanomatriz celular 216 inclui uma camada de liugação no estado sólido 219 que tem uma espessura (t) definida pelo ponto da interdifusão dos materiais de revestimento 20 das camadas de revestimento 16, que será por sua vez definido pela natureza das camadas de revestimento 16, incluindo se elas são camadas de revestimento únicas ou multicamadas, se elas foram selecionados para promover ou limitar tal interdifusão, e outros fatores, como aqui descrito, bem como a sinterização e as condições de compactação, incluindo o tempo, a temperatura e a pressão de sinterização usadas para formar o pó compacto 200.

[0060] Conforme a nanomatriz 216 é formada, incluindo a ligação 217 e a camada de ligação 219, a composição química ou distribuição de fase, ou ambos, de camadas de revestimento metálicas 16 podem ser modificadas. A nanomatriz 216 também tem uma temperatura de fusão (TM). Tal como aqui utilizado, o TM inclui a temperatura mais baixa na qual a fusão incipiente ou a liquefação ou outras formas da fusão parcial ocorrerão dentro da nanomatriz 216, mesmo que o material da nanomatriz 220 compreenda um metal puro, uma liga com múltiplas fases cada uma possuindo diferentes temperaturas de fusão ou um composto, incluindo um composto compreendendo uma pluralidade de camadas de vários materiais de revestimento possuindo diferentes temperaturas de fusão, ou combinação dos mesmos, ou de outra maneira. Como as partículas dispersas 214 e materiais do núcleo da partícula 218 são formados juntamente com a nanomatriz 216, a difusão do constituinte de camadas de revestimento metálico 16 nos núcleos de partícula 14 é também possível, e pode resultar em modificações na composição química ou na distribuição de fase, ou em ambos, dos núcleos de partícula 14. As partículas, por conseguinte, dispersas 214 e os materiais do núcleo da partícula 218 podem ter uma temperatura de fusão (TDP) que é diferente de TP. Tal como aqui utilizado, TDP inclui a temperatura mais baixa na qual a fusão incipiente ou a liquefação ou outras formas da fusão parcial ocorrerão dentro de partículas dispersas 214, mesmo que o material de núcleo de partícula 218 compreenda um metal puro, uma liga com múltiplas fases cada um possuindo diferentes temperaturas de fusão ou um composto, ou de outra maneira. Os pós compactos 200 são formados em uma temperatura de sinterização (Ts), onde Ts é inferior a TC, TP, TM e TDP.

[0061] As partículas dispersas 214 podem compreender algum dos materiais descritos aqui para núcleos de partícula 14, embora a composição química das partículas dispersas 214 possa ser diferente devido a efeitos de difusão tal como aqui descrito. Em um exemplo de modalidade, as partículas dispersas 214 são formadas de núcleos de partícula 14, compreendendo materiais possuindo um potencial de oxidação padrão maior do que ou igual ao Zn, incluindo o Mg, Al, Zn ou Mn, ou combinação dos mesmos, pode incluir várias ligas binárias, terciárias e quaternárias ou outras combinações desse constituinte tal como aqui divulgado juntamente com núcleos de partícula 14. Destes materiais, aqueles possuindo partículas dispersas 214 compreendendo o Mg e a nanomatriz 216 formado dos materiais de revestimento metálicos 16 aqui descrito são particularmente úteis. As partículas dispersas 214 e o material de núcleo de partícula 218 do Mg, Al, Zn ou Mn, ou combinação dos mesmos, também podem incluir um elemento de terra rara, ou combinação de elementos de terras raras tal como aqui divulgado juntamente com núcleos de partícula 14.

[0062] Em outro exemplo de modalidade, as partículas dispersas 214 são formadas de núcleos de partícula 14 compreendendo metais que são menos ativos eletroquimicamente do que o Zn ou materiais não metálicos. Os materiais não metálicos adequados incluindo cerâmica, vidro (por exemplo, microesferas de vidro ocas) ou carbono, ou combinação dos mesmos, como aqui descrito.

[0063] Partículas dispersas 214 dos pós compactos 200 podem ter qualquer tamanho de partícula adequado, incluindo os tamanhos médios de partícula descritos aqui para núcleos de partícula 14.

[0064] As partículas dispersas 214 podem ter qualquer forma adequada dependendo da forma selecionada para núcleos de partícula 14 e partículas em pó 12, bem como o método usado para aglomerar e compactar o pó 10. Em um exemplo de modalidade, partículas em pó 12 partículas pode ser esferoidais ou substancialmente esferoidais e dispersas 214 podem incluir uma configuração de partícula de equiaxial como aqui descrito.

[0065] A natureza da dispersão de partículas dispersas 214 pode ser afetado pela seleção do pó 10 ou pó 10 usado para fazer o compacto de partícula 200. Em um exemplo de modalidade, um pó 10 possuindo uma distribuição unimodal da partícula de pó 12 tamanhos pode ser selecionaram para formar o pó compacto 200 e produzirão uma dispersão unimodal substancialmente homogênea de tamanhos de partícula de partículas dispersas 214 dentro da nanomatriz celular 216, como ilustrado genericamente na Figura 9. Em outro exemplo de modalidade, uma pluralidade de pó 10 possuindo uma pluralidade de partículas em pó com núcleos de partícula 14 que têm os mesmos materiais do núcleo 18 e tamanhos principais diferentes e o mesmo material de revestimento 20 pode ser selecionado e uniformemente variado como aqui descrito para fornecer um pó 10 possuindo uma distribuição homogênea, multimodal da partícula de pó 12 tamanhos, e pode ser usado para formar pó compacto 200 possuindo uma dispersão homogênea, multimodal de tamanhos de partícula de partículas dispersas 214 dentro da nanomatriz celular 216, como ilustrado esquematicamente nas Figuras 6 e 11. Semelhantemente em ainda outro exemplo de modalidade, uma pluralidade de pó 10 possuindo uma pluralidade de núcleos de partícula 14 que pode ter os mesmos materiais do núcleo 18 e tamanhos principais diferentes e o mesmo material de revestimento 20 pode ser selecionado e distribuído em uma maneira não uniforme de fornecer uma distribuição multimodal não homogênea de tamanhos de partícula de pó, e pode ser usado para formar pó compacto 200 possuindo uma dispersão multimodal não homogênea de tamanhos de partícula de partículas dispersas 214 dentro da nanomatriz celular 216, como ilustrado esquematicamente na Figura 12. A seleção da distribuição de tamanho do núcleo da partícula pode ser usada para determinar, por exemplo, o tamanho de partícula e o espaçamento de interpartícula das partículas dispersas 214 dentro da nanomatriz celular 216 de pós compactos 200 feitos do pó 10.

[0066] Como ilustrado genericamente nas Figuras 7 e 13, pó metálico os 200 compactos também podem ser formados usando revestiu o pó metálico 10 e um pó adicional ou segundo 30, como aqui descrito. O uso de um pó adicional 30 fornece um pó compacto 200 que também inclui uma pluralidade de segundas partículas dispersas 234, como aqui descrito, que são dispersos dentro da nanomatriz 216 e também são dispersos em relação às partículas dispersas 214. Segundas partículas dispersas 234 pode ser formado de segundas partículas em pó revestidas ou não revestidas 32, como aqui descrito. Em um exemplo da modalidade, segundas partículas em pó revestidas 32 pode ser revestido de uma camada de revestimento 36 que é o mesmo como camada de revestimento 16 de partículas em pó 12, de tal modo que camadas de revestimento 36 também contribui para a nanomatriz 216. Em outro exemplo de modalidade, as segundas partículas em pó 232 pode ser não revestido de tal modo que dispersaram-se as segundas partículas 234 são introduzidas dentro da nanomatriz 216. Tal como aqui divulgado, pó 10 e pó adicional 30 pode ser misto para formar uma dispersão homogênea de partículas dispersas 214 e segundas partículas dispersas 234, como ilustrado na Figura 13, ou para formar não dispersão homogênea destas partículas, como ilustrado na Figura 14. As segundas partículas dispersas 234 podem ser formadas de qualquer pó adicional adequado 238 que é diferente do pó 10, devido a uma diferença composicional no núcleo da partícula 34, ou devido a camada de revestimento 36, ou ambos, e pode incluir algum dos materiais divulgados aqui para o uso como segundo pó 238 que são diferentes do pó 10 que é selecionado para formar pó compacto 200. Em um exemplo de modalidade, as segundas partículas dispersas 234 podem incluir Fe, Ni, Co ou Cu, ou óxido, nitretos ou carbetos dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais acima mencionados.

[0067] A nanomatriz 216 é uma rede substancialmente contínua, celular de camadas de revestimento metálicas 16 que são sinterizados um a ou outro. A espessura da nanomatriz 216 dependerá da natureza do pó 10 ou pó 10 usado para formar pó compacto 200, bem como a incorporação de qualquer segundo pó 238, particularmente a espessura das camadas de revestimento associadas com estas partículas. Em um exemplo de modalidade, a espessura da nanomatriz 216 é substancialmente uniforme em todas as partes da microestrutura de pó compacto 200 e compreendendo aproximadamente duas vezes a espessura das camadas de revestimento 16 de partículas em pó 12. Em outro exemplo de modalidade, a rede celular 216 tem uma espessura média substancialmente uniforme entre partículas dispersas 214 de aproximadamente 50nm à aproximadamente 5000nm.

[0068] A nanomatriz 216 é formado sinterizando camadas de revestimento metálicas 16 de partículas adjacentes um a ou outro por interdifusão e criação da camada de ligação 219 como aqui descrito. Camadas de revestimento metálicas 16 camada pode ser única ou estruturas multicamadas, e eles pode ser selecionaram para promover ou inibir a difusão, ou ambos, dentro da camada ou entre as camadas da camada de revestimento metálico 16, ou entre a camada de revestimento metálico 16 e núcleo da partícula 14, ou entre a camada de revestimento metálico 16 e a camada de revestimento metálico 16 de uma partícula de pó adjacente, o ponto da interdifusão de camadas de revestimento metálicas 16 durante a sinterização pode ser limitado ou extenso dependendo da espessura de revestimento, material de revestimento ou materiais selecionados, as condições de sinterização e outros fatores. Considerando a complexidade potencial da interdifusão e a interação do constituinte, descrição da composição química resultante da nanomatriz 216 e material da nanomatriz 220 pode ser simplesmente entendido ser uma combinação do constituinte de camadas de revestimento 16 que também pode incluir uma ou mais o constituinte de partículas dispersas 214, dependendo do ponto da interdifusão, se algum houver, que ocorre entre as partículas dispersas 214 e a nanomatriz 216. Semelhantemente a composição química de partículas dispersas 214 e material de núcleo de partícula 218 pode ser simplesmente entendido como sendo uma combinação do constituinte do núcleo da partícula 14 que também pode incluir uma ou mais o constituinte da nanomatriz 216 e material da nanomatriz 220, dependendo do ponto da interdifusão, se algum houver, que ocorre entre as partículas dispersas 214 e a nanomatriz 216.

[0069] Em um exemplo de modalidade, o material da nanomatriz 220 tem uma composição química e o material de núcleo de partícula 218 tem uma composição química que é diferente daquele do material da nanomatriz 220, e as diferenças nas composições químicas podem ser configuradas para fornecer uma taxa de dissolução selecionável e controlável, incluindo uma transição selecionável de uma taxa de dissolução muito baixa para uma taxa de dissolução muito rápida, em resposta a uma modificação controlada em uma propriedade ou condição do poço próximo os compactos 200, incluindo uma modificação de propriedade em um fluido de poço que está em contato com o pó compacto 200, como aqui descrito. A nanomatriz 216 pode ser formada de partículas em pó 12 possuindo uma única camada e camadas de revestimento multicamadas 16. Esta flexibilidade de desenho fornece um grande número de combinações materiais, particularmente em caso de camadas de revestimento multicamadas 16, que pode ser utilizado para talhar a nanomatriz celular 216 e composição do material da nanomatriz 220 controlando a interação do constituinte de camada de revestimento, tanto dentro de uma dada camada, como entre uma camada de revestimento 16 como dentro do núcleo da partícula 14 com o qual ela se associa ou uma camada de revestimento 16 de uma partícula de pó adjacente 12. Vários exemplos de modalidade que demonstram esta flexibilidade são fornecidos abaixo.

[0070] Como ilustrado na Figura 10, em um exemplo de modalidade, os pós compactos 200 são formados de partículas em pó 12 onde a camada de revestimento 16 compreendendo uma camada única, e a nanomatriz resultante 216 entre as adjacentes da pluralidade de partículas dispersas 214 compreende a camada de revestimento metálico única 16 de uma partícula de pó 12, uma camada de ligação 219 e a camada de revestimento única 16 de outras partículas em pó adjacentes 12. A espessura (t) da camada de ligação 219 é determinada pelo ponto da interdifusão entre as camadas únicas de revestimento metálico 16, e pode abranger a espessura inteira da nanomatriz 216 ou só uma parte da mesma. Em um exemplo de modalidade de pó compacto 200 usando formado de um pó de camada única 10, pó compacto 200 podendo incluir partículas dispersas 214 compreendendo Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação das mesmas, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 podendo incluir Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, carbeto ou nitreto dos mesmos, ou uma combinação de alguns dos materiais acima mencionados, incluindo combinações onde o material de nanomatriz 220 da nanomatriz celular 216, incluindo a camada de ligação 219, tem uma composição química e os materiais do núcleo 218 de partículas dispersas 214 têm uma composição química que é diferente da composição química do material da nanomatriz 216. A diferença na composição química do material de nanomatriz 220 e os materiais do núcleo 218 podendo ser usada para fornecer a dissolução selecionável e controlável em resposta a uma modificação em uma propriedade de um poço, incluindo um fluido de poço, como aqui descrito. Em um exemplo de modalidade adicional de um pó compacto 200 formaram-se de um pó 10 possuindo uma configuração de camada de revestimento única, as partículas dispersas 214 incluindo Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação dos mesmos, e a nanomatriz celular 216 inclui Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos.

[0071] Como ilustrado na Figura 15, em outro exemplo de modalidade, os pós compactos 200 são formados de partículas em pó 12 onde a camada de revestimento 16 compreendendo uma camada de revestimento multicamada 16 possuindo uma pluralidade de camadas de revestimento, e a nanomatriz resultante 216 entre as adjacentes da pluralidade de partículas dispersas 214 compreendendo a pluralidade de camadas (t) compreendendo a camada de revestimento 16 de uma partícula 12, uma camada de ligação 219, e a pluralidade de camadas compreendendo a camada de revestimento 16 do outro de partículas em pó 12. Na Figura 15, isto é ilustrado com uma camada de revestimento metálico de duas camadas 16, mas se compreenderá que a pluralidade de camadas da camada multicamada de revestimento metálico 16 pode incluir qualquer número desejado de camadas. A espessura (t) da camada de ligação 219 é novamente determinada pelo ponto da interdifusão entre a pluralidade de camadas das respectivas camadas de revestimento 16, e pode abranger a espessura inteira da nanomatriz 216 ou só uma parte da mesma. Nesta modalidade, a pluralidade de camadas compreendendo cada camada de revestimento 16 pode ser usada para controlar a interdifusão e a formação da camada de ligação 219 e a espessura (t).

[0072] Em um exemplo de modalidade de um pó compacto 200 feito usando partículas em pó 12 com camadas de revestimento multicamadas 16, o compacto inclui partículas dispersas 214 compreendendo Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação dos mesmos, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 compreendendo uma rede celular de camadas de revestimento de duas camadas sinterizadas 16, como mostrado na Figura 3, as primeiras camadas de compreendendo 22 que são dispostos nas partículas dispersas 214 e umas segundas camadas 24 que são dispostos nas primeiras camadas 22. As primeiras camadas 22 incluindo Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, e as segundas camadas 24 incluindo Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação dos mesmos. Nestas configurações, os materiais das partículas dispersas 214 e camada de revestimento multicamada 16 usada para formar a nanomatriz 216 é selecionada para que as composições químicas de materiais adjacentes sejam diferentes (por exemplo, partícula dispersa / primeira camada e primeira camada / segunda camada).

[0073] Em outro exemplo de modalidade de um pó compacto 200 feitas usando partículas em pó 12 com camadas de revestimento multicamadas 16, o compacto inclui partículas dispersas 214 compreendendo Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação dos mesmos, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 compreendendo uma rede celular de camadas de revestimento metálicas de três camadas sinterizadas 16, como mostrado na Figura 4, as primeiras camadas de compreendendo 22 que são dispostos nas partículas dispersas 214, segundas camadas 24 que são dispostos nas primeiras camadas 22 e terceiras camadas 26 que são dispostos nas segundas camadas 24. As primeiras camadas 22 incluindo Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos; as segundas camadas 24 incluindo Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais da segunda camada acima mencionados; e as terceiras camadas incluindo Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação dos mesmos. A seleção de materiais é análoga às considerações de seleção descritas aqui para o pó 200 pó de camada de revestimento de duas camadas feito compacto que usa, mas também deve ser extensa para incluir o material usado para a terceira camada de revestimento.

[0074] Em ainda outro exemplo de modalidade de um pó compacto 200 feito usando partículas em pó 12 com camadas de revestimento multicamadas 16, o compacto inclui partículas dispersas 214 compreendendo Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação dos mesmos, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 compreendendo uma rede celular de quatro sinterizados-camadas de revestimento de camada 16 compreendendo primeiras camadas 22 que são dispostas nas partículas dispersas 214; as segundas camadas 24 que são dispostos nas primeiras camadas 22; as terceiras camadas 26 que são dispostos nas segundas camadas 24 e quartas camadas 28 que são dispostos nas terceiras camadas 26. As primeiras camadas 22 incluindo Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos; as segundas camadas 24 incluindo Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais da segunda camada acima mencionados; as terceiras camadas incluindo Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais de terceira camada acima mencionados; e as quartas camadas incluindo Al, Mn, Fe, Co ou Ni, ou uma combinação dos mesmos. A seleção de materiais é análoga às considerações de seleção descritas aqui para o pó compacto 200 feitas usando pós para camada de revestimento de duas camadas, mas também deve ser extendida para incluir o material usado para as terceira e quarta camadas de revestimento.

[0075] Em outro exemplo de modalidade de um pó compacto 200, as partículas dispersas 214 compreendendo um metal possuindo um potencial de oxidação padrão inferior a o Zn ou um material não metálico, ou uma combinação dos mesmos, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 compreendendo uma rede celular de camadas de revestimento metálicas sinterizadas 16. Os materiais não metálicos adequados incluindo várias cerâmicas, vidros ou formas de carbono, ou uma combinação dos mesmos. Também, em pós compactos 200 que incluem partículas dispersas 214 compreendendo estes metais ou materiais não metálicos, a nanomatriz 216 pode incluir Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, carbeto ou nitreto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais acima mencionados como material da nanomatriz 220.

[0076] Referindo-se à Figura 16, pó sinterizado os 200 compactos podem compreender um pó compactos precursor sinterizado 100 que inclui uma pluralidade de partículas em pó mecanicamente ligadas e deformadas como aqui descrito. Pó precursor 100 compactos pode ser formados pela compactação de pó de 10 ao ponto que as partículas em pó 12 são pressionadas um em ou outro, assim deformando-os e formando ligações mecânicas interpartícula ou outras ligações 110 associadas com esta deformação suficiente para fazer as partículas em pó deformadas 12 aderirem umas as outras e formar um pó compacto no estado verde possuindo uma densidade verde que é inferior a a densidade teórica de um compacto totalmente denso do pó 10, em parte graças a espaços de interpartícula 15. A compactação pode ser realizada, por exemplo, pressionando isostaticamente o pó 10 na temperatura ambiente para fornecer a deformação e a ligação interpartícula das partículas em pó 12 necessárias para formar precursor de pó compacto 100.

[0077] Os pós compactos sinterizados e forjados que incluem partículas dispersas 214 compreendendo Mg e nanomatriz 216 compreendendo vários materiais de nanomatriz como aqui descrito demonstraram uma combinação excelente de resistência mecânica e baixa densidade que exemplificam os materiais leves, de alta resistência divulgados aqui. Os exemplos de pós compactos 200 que têm o Mg puro partículas dispersas 214 e várias nanomatrizes 216 formado do pó 10 núcleos de partícula de Mg possuindo puros 14 e várias camadas de revestimento metálicas únicas e multicamadas 16 que incluem Al, Ni, W ou Al2O3, ou uma combinação dos mesmos, e que foram feitos usando o método 400 divulgados aqui, são listados em uma tabela como Figura 18. Estes pós compactos 200 foram submetidos a vários testes mecânicos e outros, incluindo teste de densidade, e a sua dissolução e o comportamento de degradação de propriedade mecânico também foram caracterizados tal como aqui divulgado. Os resultados indicam que esses materiais podem ser conFigurados para fornecer uma ampla variação de corrosão selecionável e controlável ou comportamento de dissolução de taxas de corrosão muito baixas a taxas de corrosão extremamente altas, particularmente as taxas de corrosão que são tanto mais baixo como mais alto do que aquelas de pós compactos que não incorporam a nanomatriz celular, tal como um compacto formado do pó de Mg puro através da mesma compactação e processos de sinterização em comparação com aqueles que incluem partículas dispersas do Mg puro em várias nanomatrizes celulares aqui descritas. Estes pós compactos 200 também podem ser conFigurados para fornecer propriedades substancialmente melhoradas comparando com pó compacto formado de partículas de Mg puras que não incluindo os revestimentos de nanoescala descritos aqui. Por exemplo, referindo-se a Figuras 18 e 19, os pós compactos 200 que incluem partículas dispersas 214 compreendendo Mg e nanomatrizes 216 compreendendo vários materiais de nanomatriz 220 descrito temperatura ambiente aqui demonstraram resistências de compressãos de pelo menos aproximadamente 255,11 MPa (37 ksi), e demonstraram-se também a temperatura ambiente resistências de compressãos mais de aproximadamente 344,74 MPa (50 ksi), ambos secam e imerso em uma solução de KCl a 3% em 96,3 °C. Em contraste pó compacto formado do pó de Mg puro têm uma resistência à compressão de aproximadamente 137,9 MPa (20 ksi) ou menos. A resistência da nanomatriz de pó metálico compacto 200 pode ser também melhorada otimizando pó 10, particularmente a percentagem de peso da camadas de revestimento metálicas 16 de nanoescala que são usados para formar nanomatriz celular 216. Por exemplo, Figura 25 demonstrações o efeito de variar a percentagem de peso (% em peso), isto é. A espessura, de um revestimento de alumina na temperatura ambiente resistência à compressão de um pó compacto 200 de uma nanomatriz celular 216 formado de partículas em pó revestida 12 que incluem uma camada de revestimento metálico multicamada (Al/Al2O3/Al) 16 em núcleos de partícula de Mg puros 14. Neste exemplo, a ótima resistência é atingida em 4% em peso da alumina, que representa um aumento de 21% comparando com 0 % em peso de alumina.

[0078] Os pós compactos 200 compreendendo partículas dispersas 214 que incluem o Mg e a nanomatriz 216 que inclui vários materiais de nanomatriz como aqui descrito também se demonstraram uma temperatura ambiente resistência ao cisalhamento de pelo menos aproximadamente 137,9 MPa (20 ksi). Isto é em contraste com pó compacto formado do pó de Mg puro que tem a temperatura ambiente as resistências ao cisalhamento de aproximadamente 55,16 MPa (8 ksi).

[0079] Os pós compactos 200 dos tipos divulgados aqui são capazes de atingir uma densidade real que é substancialmente igual à densidade teórica predeterminada de um material compacto baseado na composição de pó 10, as quantidades relativas de incluindo do constituinte de núcleos de partícula 14 e camada de revestimento metálico 16, e também é descrita aqui como sendo totalmente denso pó compacto. Os pós compactos 200 compreendendo partículas dispersas que incluem o Mg e a nanomatriz 216 que inclui vários materiais de nanomatriz como descrito densidades reais aqui demonstrarames de aproximadamente 1,738 g/cm3 à aproximadamente 2,50 g/cm3, que são substancialmente iguais às densidades teóricas predeterminadas, que se diferenciam por na maior parte de 4% das densidades teóricas predeterminadas.

[0080] Pós compactos 200 tais como aqui divulgados podem ser conFigurados para ser seletivamente e controlavelmente solúveis em um fluido de poço em resposta a uma condição modificada em um poço. Os exemplos da condição modificada que pode ser explorado para fornecer dissolubilidade selecionável e controlável incluindo uma modificação na temperatura, modificação na pressão, modificação na taxa de fluxo, modificação no pH ou modificação na composição química do fluido de poço, ou uma combinação dos mesmos. Um exemplo de uma condição modificada compreendendo uma modificação na temperatura inclui uma modificação na temperatura do fluido de poço. Por exemplo, referindo-se à Figuras 18 e 20, os pós compactos 200 compreendendo as partículas dispersas 214 que incluem o Mg e a nanomatriz celular 216 que inclui vários materiais de nanomatriz como aqui descrito têm taxas relativamente baixas de corrosão em uma solução de KCl a 3% na temperatura ambiente que varia de aproximadamente 0 à aproximadamente 11 mg/cm2/h comparando com taxas relativamente altas da corrosão a 96,3 °C na faixa de variação de aproximadamente de 1 à aproximadamente 246 mg/cm2/h dependendo de camadas de revestimento 16 de diferentes nanoescalas. Um exemplo de uma condição modificada compreendendo uma modificação na composição química inclui uma modificação em uma concentração de íon cloreto ou no valor do pH, ou ambos, do fluido de poço. Por exemplo, referindo-se às Figuras 18 e 21, pós compactos 200 compreendendo as partículas dispersas 214 que incluem o Mg e a nanomatriz 216 que inclui vários revestimentos de nanoescala descritos aqui demonstram taxas de corrosão em HCl a 15% que variam de aproximadamente 4.750 mg/cm2/h à aproximadamente 7.432 mg/cm2/h. Assim, a solubilidade selecionável e controlável em resposta a uma condição modificada no poço, a saber a modificação na composição química de fluido de poço de KCl para HCl, pode ser usada para atingir uma resposta característica como ilustrado graficamente na Figura 22, que ilustra que em um tempo de serviço crítico predeterminado selecionado (CST) uma condição modificada pode ser imposta ao pó compacto 200 como é aplicado em uma dada aplicação, tal como um ambiente de poço, que causa uma modificação controlável em uma propriedade do pó compacto 200 em resposta a uma condição modificada no ambiente no qual é aplicado. Por exemplo, em um CST predeterminado a modificação de um fluido de poço que está em contato com o pó compacto 200 de um primeiro fluido (por exemplo KCl) que fornece uma primeira taxa de corrosão e uma perda de peso associada ou resistência como uma função do tempo a um segundo fluido de poço (por exemplo HCl) que fornece uma segunda taxa de corrosão e perda de peso associada e resistência como uma função do tempo, em que a taxa de corrosão associada com o primeiro fluido é muito inferior a a taxa de corrosão associada com o segundo fluido. Esta resposta característica a uma modificação em condições de fluido de poço pode ser usada, por exemplo, para associar o tempo de serviço crítico com um limite de perda de dimensão ou uma resistência mínima necessária para uma aplicação particular, de tal modo que quando uma ferramenta de poço ou o componente formado do pó compacto 200 tal como aqui divulgado não são mais necessários no serviço no poço (por exemplo, o CST) a condição no poço (por exemplo, a concentração de íon de cloreto do fluido de poço) pode ser modificado para causar a dissolução rápida do pó compacto 200 e a sua remoção do poço. No exemplo descrito acima, pós compactos 200 são selecionavelmente solúveis em uma taxa que varia de aproximadamente 0 à aproximadamente 7.000 mg/cm2/h. Este faixa de variação da resposta fornece, por exemplo, a capacidade de remover uma bola de diâmetro de 7,62 centímetros formada deste material de um poço alterando o fluido de poço durante menos de uma hora. O comportamento de solubilidade selecionável e controlável descrito acima, ligado com uma resistência excelente e propriedades de baixa densidade descritas aqui, define um novo material da nanomatriz de partícula dispersa projetado que é conFigurado para o contato com um fluido e conFigurado para fornecer uma transição selecionável e controlável de uma primeira condição de resistência para uma segunda condição de resistência que é inferior a um limiar de resistência funcional, ou uma primeira perda de peso sobe para uma segunda quantidade de perda de peso que é maior do que um limite de perda de peso, como uma função do tempo em contato com o fluido. O composto de nanomatriz da partícula dispersa é característico dos pós compactos 200 descritos aqui e inclui uma nanomatriz celular 216 do material da nanomatriz 220, uma pluralidade de partículas dispersas 214 incluindo material de núcleo de partícula 218 que é dispersado dentro da matriz. A nanomatriz 216 é caracterizada por uma camada de ligação no estado sólido 219 que se estende em todas as partes da nanomatriz. O tempo em contato com o fluido descrito acima pode incluir o CST como descrito acima. O CST pode incluir um tempo predeterminado que é desejado ou necessitado dissolver uma parte predeterminada do pó compacto 200 que está em contato com o fluido. O CST também pode incluir um tempo correspondendo a uma modificação na propriedade do material projetado ou o fluido, ou uma combinação dos mesmos. Em caso de uma modificação da propriedade do material projetado, a modificação pode incluir uma modificação de uma temperatura do material projetado. No caso onde há uma modificação na propriedade do fluido, a modificação pode incluir a modificação em uma temperatura de fluido, pressão, taxa de fluxo, composição química ou pH ou uma combinação dos mesmos. Tanto o material projetado como a modificação na propriedade do material projetado ou o fluido, ou combinação dos mesmos, pode ser projetado para fornecer a característica de resposta CST desejada, incluindo a taxa da modificação da propriedade particular (por exemplo, perda de peso, perda da resistência) ambos antes do CST (por exemplo, a Etapa 1) e após o CST (por exemplo, a Etapa 2), como ilustrado na Figura 22.

[0081] Referindo-se à Figura 17, um método 400 de criação de um pó compacto 200. O método 400 inclui a formação 410 um pó metálico revestido 10 compreendendo partículas em pó 12 possuindo núcleos de partícula 14 com camadas de revestimento metálicas 16 em nanoescala dispostas sobre a mesma, em que as camadas de revestimento metálicas 16 têm uma composição química e os núcleos de partícula 14 têm uma composição química que é diferente da composição química do material de revestimento metálico 16. O método 400 também inclui a formação 420 de um pó compacto aplicando uma temperatura predeterminada e uma pressão predeterminada às partículas em pó revestidas suficientes para aglomerar as mesmas pela sinterização de fase sólida das camadas revestidas da pluralidade da partícula de pó revestida 12 de uma forma substancialmente contínua, a nanomatriz celular 216 de um material de nanomatriz 220 e uma pluralidade de partículas dispersas 214 dispersas dentro da nanomatriz 216 tal como aqui descrito.

[0082] A formação 410 de pó metálico revestido 10 compreendendo partículas em pó 12 possuindo núcleos de partícula 14 com camadas de revestimento metálicas 16 de nanoescala dispostas na mesma, podendo ser realizada por qualquer método adequado. Em um exemplo de modalidade, a formação 410 inclui a aplicação das camadas de revestimento metálicas 16, tal como aqui descrito, aos núcleos de partícula 14, como aqui descrito, usando deposição por vapor químico em leito fluidizado (FBCVD) como aqui descrito. Aplicar as camadas de revestimento metálicas 16 pode incluir a aplicação de camada única de camadas de revestimento metálicas 16 ou camadas de revestimento metálicas 16 multicamadas tal como aqui descrito. Aplicar as camadas de revestimento metálicas 16 também pode incluir o controle da espessura das camadas individuais como estão sendo aplicadas, bem como controlando a espessura total de camadas de revestimento metálicas 16. Os núcleos de partícula 14 podem ser formados tal como aqui descrito.

[0083] A formação 420 do pó compacto 200 pode incluir qualquer método adequado de formar um compacto totalmente denso do pó 10. Em um exemplo da modalidade, a formação 420 inclui o forjamento dinâmico da densidade verde dprecursor de pó compacto 100 para aplicar uma temperatura predeterminada e uma pressão predeterminada suficiente para aglomerar e deformar as partículas em pó e formar uma nanomatriz totalmente densa 216 e partículas dispersas 214 como aqui descrito. O forjamento dinâmico tal como aqui utilizado significa a aplicação dinâmica de uma carga na temperatura e durante algum tempo suficiente para promover a sinterização das camadas de revestimento metálicas 16 de partículas em pó adjacentes 12, e pode incluir preferivelmente a aplicação de uma carga de forjamento dinâmica por uma taxa de carga predeterminada durante algum tempo e em uma temperatura suficiente para formar um pó sinterizado e totalmente denso e compacto 200. Em um exemplo de modalidade, o forjamento dinâmico incluiu: 1) aquecimento de um pó precursor ou no estado verde compacto 100 a uma temperatura de sinterização de fase sólida predeterminada, tal como, por exemplo, uma temperatura suficiente para promover interdifusão entre as camadas de revestimento metálicas 16 de partículas em pó 12 adjacentes; 2) manter o pó compacto 100 precursor na temperatura de sinterização por um predeterminado tempo de espera, tal como, por exemplo, um tempo suficiente para assegurar a uniformidade substancial da temperatura de sinterização em todas as partes do precursor compacto 100; 3) forjando o pó precursor compacto 100 até a densidade total, tal como, por exemplo, aplicando uma pressão de forjamento predeterminada de acordo com um horário de pressão predeterminado ou gradiente suficiente para atingir rapidamente densidade cheia mantendo o compacto na temperatura de sinterização predeterminada; e 4) resfriando o compacto até a temperatura ambiente. A pressão predeterminada e a temperatura predeterminada aplicada durante a formação 420 incluirão uma temperatura de sinterização, Ts, e forjamento de pressão, PF, como aqui descrito que assegurará que a sinterização no estado sólido e a deformação das partículas em pó de 12 a formam o pó totalmente denso 200 compactos, incluindo a camada de ligação e ligação 217 no estado sólido 219. As etapas de aquecimento a e propriedade do pó precursor os compacto 100 na temperatura de sinterização predeterminada do tempo predeterminado pode incluir qualquer combinação adequada da temperatura e tempo, e dependerão, por exemplo, no pó 10 selecionado, incluir os materiais usados para o núcleo da partícula 14 e camada de revestimento metálico 16, o tamanho do precursor pó compacto 100, o método de aquecimento e outros fatores usados que influem no tempo tinham de atingir a uniformidade de temperatura e a temperatura desejada dentro do pó compacto 100 precursor. Na etapa do forjamento, a pressão predeterminada pode incluir qualquer pressão adequada e horário de aplicação de pressão ou gradiente de pressão suficiente para atingir um pó totalmente denso compactos 200, e dependerá, por exemplo, nas propriedades materiais das partículas em pó 12 selecionado, incluir características de tensão/deformação dependentes de temperatura (por exemplo, características de tensão/taxa de deformação), interdifusão e termodinâmica metalúrgica e características de equilíbrio de fase, dinâmica de discordâncias e outras propriedades materiais. Por exemplo, a pressão de forjamento máxima do forjamento dinâmico e o horário de forjamento (isto é, as taxas de gradiente de pressão que correspondem às taxas de deformação empregadas) podem ser usados para talhar a resistência mecânica e dureza do pó compacto. A pressão de forjamento máxima e o forjamento de gradiente (isto é, taxa de deformação) são a pressão somente abaixo da pressão de trincamento da compactação, isto é, onde os processos de recuperação dinâmicos são incapazes de aliviar a energia de deformação na microestrutura compacta sem a formação de uma trincamento no compacto. Por exemplo, para aplicações que necessitam um pó compacto que tem resistência relativamente mais alta e dureza inferior, pressões de forjamento relativamente mais altas e taxas de gradiente pode ser usadas. Se uma dureza relativamente mais alta do pó compacto for necessária, relativamente mais baixas pressões de forja e taxas de gradiente podem ser usadas.

[0084] Para certos exemplos de modalidade de pó 10 aqui descrito e de precursor compacto 100 de um tamanho suficiente para formar muitas ferramentas e componentes de poço, tempos de espera predeterminados de aproximadamente de 1 a aproximadamente 5 horas podem ser usados. A predeterminada temperatura de sinterização, Ts, será preferivelmente selecionada como aqui descrito para evitar fusão de quaisquer núcleos de partícula 14 e camadas de revestimento metálicas 16 enquanto eles são transformados durante o método 400 para fornecer as partículas dispersas 214 e a nanomatriz 216. Para estas modalidades, o forjamento dinâmico pode incluir a aplicação de uma pressão de forjamento, tal como por prensagem dinâmica a um máximo de aproximadamente 551,58 MPa (80 ksi) por um gradiente de pressão de aproximadamente 3,45 MPa (0,5) a aproximadamente 13,79 MPa/segundo (2 ksi/segundo).

[0085] Em um exemplo da modalidade onde núcleos de partícula 14 incluem Mg e camada de revestimento metálico 16 várias camadas de revestimento únicas e multicamadas incluídas tão descritas aqui, tais como vários revestimentos únicos e multicamadas compreendendo Al, forjamento dinâmico foi realizado sinterizando em uma temperatura, Ts, de aproximadamente 450°C à aproximadamente 470 °C por aproximadamente 1 hora sem a aplicação de uma pressão de forjamento, seguida do forjamento dinâmico pela aplicação de pressões isostáticas por taxas de gradiente entre de aproximadamente 0,5 à aproximadamente13,79 MPa/segundo (2 ksi/segundo) até uma pressão máxima, Ps, de aproximadamente 206,84 MPa (30 ksi) a aproximadamente 413,69 MPa (60 ksi), que resultaram no forjamento de ciclos de 15 segundos à aproximadamente 120 segundos. A duração curta do ciclo de forjamento é uma vantagem significante como ele limita a interdifusão, a interdifusão de incluindo dentro de uma camada de revestimento metálico dada 16, a interdifusão entre camadas de revestimento metálicas adjacentes 16 e a interdifusão entre camadas de revestimento metálicas 16 e núcleos de partícula 14, sendo necessário uma camada de ligação e ligação 217 para forma metalúrgica 219, enquanto também manter o equiaxial desejável dispersado da partícula 214 forma com a integridade da nanomatriz celular 216 fase fortalecedora. A duração do ciclo de forjamento dinâmico é muito mais curta do que os ciclos se formam e tempos de sinterização necessitados para o pó convencional processos de formação compactos, tal como prensagem isostática a quente (HIP), a pressão auxiliou a sinterização ou a sinterização de difusão.

[0086] O método 400 também pode incluir opcionalmente a formação 430 de um pó compacto precursor compactando a pluralidade de partículas em pó revestidas 12 suficientemente para deformar as partículas e ligações interpartícula de formar uma a ou outra e formar o pó precursor compacto 100 antes da formação 420 o pó compacto. A compactação pode incluir pressionar, tal como pressão isostática, da pluralidade de partículas em pó 12 na temperatura ambiente para formar precursor de pó compacto. A compactação 430 pode ser realizada na temperatura ambiente. Em um exemplo de modalidade, o pó 10 pode incluir núcleos de partícula 14 compreendendo Mg e formação 430 e o precursor de pó compacto pode ser realizado na temperatura ambiente em uma pressão isostática de aproximadamente 68,95 MPa(10 ksi) a aproximadamente 413,69 MPa (60 ksi).

[0087] O método 400 também pode incluir opcionalmente a mistura 440 de um segundo pó 30 no pó 10 como aqui descrito antes da formação 420 do pó compacto, ou da formação 430 do precursor de pó compacto.

[0088] Sem estar limitado pela teoria, os pós compactos 200 são formados de partículas em pó revestida 12 que incluem um núcleo da partícula 14 e materiais do núcleo associados 18 bem como uma camada de revestimento metálico 16 e um material de revestimento metálico associado 20 para formar uma substancialmente contínua, tridimensional, nanomatriz celular 216 que inclui um material de nanomatriz 220 formado sinterizando e a ligação de difusão associada das respectivas camadas de revestimento 16 que inclui uma pluralidade de partículas dispersas 214 dos materiais do núcleo da partícula 218. Esta estrutura única pode incluir combinações metaestávéis de materiais que seriam muito difíceis ou impossíveis para formar pela solidificação de fundidos possuindo as mesmas quantidades relativas dos materiais constituintes. As camadas de revestimento e materiais de revestimento associados podem ser selecionadas para fornecer a dissolução selecionável e controlável em um ambiente fluido predeterminado, tal como um ambiente de poço, onde o fluido predeterminado pode ser um fluido de poço comumente usado que é injetado no poço ou extraído do poço. Como será também entendido da presente descrição, a dissolução controlada da nanomatriz expõe as partículas dispersas dos materiais do núcleo. Os materiais do núcleo da partícula também podem ser selecionados para fornecer também a dissolução selecionável e controlável no fluido de poço. Alternadamente, eles também podem ser selecionados para fornecer uma propriedade mecânica particular, tal como resistência à compressão ou resistência ao cisalhamento, ao pó compacto 200, sem fornecer necessariamente a dissolução selecionável e controlada dos próprios materiais do núcleo, já que a dissolução selecionável e controlada do material da nanomatriz que rodeia estas partículas os liberará necessariamente para que eles sejam levados pelo fluido de poço. A morfologia microestrutural do substancialmente contínuo, nanomatriz celular 216, que pode ser selecionou para fornecer um material de fase fortalecedor, com partículas dispersas 214, que pode ser selecionou para fornecer o equiaxial partículas dispersas 214, fornece estes pós compactos com propriedades mecânicas melhoradas, resistência à compressão de incluindo e resistência ao cisalhamento, desde que a morfologia resultante das partículas de nanomatriz/dispersar possa ser manipulada para fornecer uma endurecimento através dos processos que são parecidos a mecanismos de endurecimento tradicionais, tais como redução de tamanho de grão, endurecimento por solução sólida através do uso de átomos de impureza, precipitação ou endurecimento por envelhecimento e mecanismos de endurecimento de resistência/trabalho. A estrutura de partícula de nanomatriz/dispersar tende a limitar o movimento de discordâncias em virtude das interfaces de nanomatriz de numerosas partículas, bem como interfaces entre camadas separadas dentro do material da nanomatriz como aqui descrito. Isto é exemplificado com o comportamento de fratura destes materiais, como ilustrado nas Figuras 23 e 24. Na Figura 23, um pó 200 usando feito pó compacto de Mg puro não revestido e submetido a tensão cisalhante suficiente para induzir a falha demonstrou-se a fratura intergranular. Em contraste na Figura 24, um pó 200 partículas em pó usam feitas compactadas em núcleos de partícula 12 de pó de Mg puros possuindo partículas 14 para formar dispersão 214 e camadas metálicas de revestimento 16 que inclui Al para formar a nanomatriz 216 e submetida a tensão cisalhante suficiente para induzir a falha demonstrou-se a fratura transgranular e uma tensão de fratura substancialmente mais alto como aqui descrito. Como esses materiais têm características de alta resistência, os materiais do núcleo e material de revestimento podem ser selecionados para utilizar materiais de densidade baixos ou outros materiais de densidade baixos, tais como metais de baixa densidade, cerâmica, vidro ou carbono, que de outra maneira não forneceria as características de resistência necessárias para uso nas aplicações desejadas, incluindo ferramentas e componentes de poço.

[0089] Enquanto uma ou mais as modalidades tenham sido mostradas e descritas, modificações e substituições podem ser feitas à mesma sem partir do espírito e do escopo da invenção. Consequentemente, deve-se entender que a presente invenção foi descrita por meio de ilustrações e não de limitações.

Claims

1. Pó metálico compacto, caracterizado pelo fato de que consiste em: uma nanomatriz celular contínua (216), que consiste em um material de nanomatriz; uma pluralidade de partículas dispersas (214) consistindo em um material de núcleo de partícula consistindo em Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação dos mesmos, dispersa na nanomatriz celular; e uma camada de ligação no estado sólido, que se estende ao longo da nanomatriz celular (216) entre as partículas dispersas (214), sendo que o dito pó metálico compacto consistindo em partículas em pó deformadas (12) formadas pela compactação das partículas de pó consistindo em um núcleo de partícula (14) e pelo menos uma camada de revestimento metálico (16), e sendo que as camadas de revestimento metálico (16) são ligadas no estado sólido para formar a nanomatriz celular contínua (216) e deixar os núcleos de partícula como as partículas dispersas.

2. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o material da nanomatriz apresenta uma temperatura de fusão (TM), o material do núcleo de partícula apresenta uma temperatura de fusão (TDP); e sendo que o compacto é sinterizável em um estado sólido em uma temperatura de sinterização (Ts), e Ts é inferior a TM e TDP.

3. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de núcleo de partícula compreende Mg-Zn, Mg-Al, Mg-Mn ou Mg-Zn-Y.

4. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material do núcleo compreende uma liga de Mg-Al-X, sendo que X compreende Zn, Mn, Si, Ca ou Y, ou uma combinação dos mesmos.

5. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a liga de Mg-Al-X compreende, em peso, até 85% de Mg, até 15% de Al e até 5 % de X.

6. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas dispersas (214) compreendem ainda um elemento de terra rara.

7. Pó metálico compacto ,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas dispersas (214) apresentam um tamanho médio de partícula de 5 μm a 300 μm.

8. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dispersão de partículas dispersas (214) compreende uma dispersão homogênea dentro da nanomatriz celular (216).

9. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dispersão de partículas dispersas (214) compreende uma distribuição multimodal de tamanhos de partícula dentro da nanomatriz celular (216).

10. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas dispersas (214) apresentam uma forma de partícula equiaxial.

11. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma pluralidade de segundas partículas dispersas (234), sendo que as segundas partículas dispersas (234) são também dispersas dentro da nanomatriz celular (216) e em relação às partículas dispersas (214).

12. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as segundas partículas dispersas (234) compreendem Fe, Ni, Co ou Cu, ou óxidos, nitretos ou carbetos dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais acima mencionados.

13. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material da nanomatriz compreendendo Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação de algum dos materiais acima mencionados, e sendo que o material da nanomatriz apresenta uma composição química, e o material de núcleo de partícula apresenta uma composição química que é diferente da composição química do material de nanomatriz.

14. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a nanomatriz celular (216) apresenta uma espessura média de 50 nm a 5000 nm.

15. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o compacto (200) é formado de um pó sinterizado compreendendo uma pluralidade de partículas de pó (12), cada partícula de pó (12) apresentando um núcleo da partícula (14), que, depois da sinterização, compreende uma partícula dispersa (214) e uma camada única de revestimento metálico (16) disposta na mesma, e sendo que a nanomatriz celular (216) entre uma das adjacentes dentre a pluralidade de partículas dispersas (214) compreende a camada de revestimento metálico única (16) de uma partícula de pó (12), a camada de ligação e a camada única de revestimento metálico (16) dentre outras das partículas de pó (12).

16. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as partículas dispersas (214) compreendem o Mg, e a nanomatriz celular compreende Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos.

17. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o compacto (200) é formado de um pó sinterizado compreendendo uma pluralidade de partículas de pó (12), cada partícula de pó (12) apresentando um núcleo da partícula que depois da sinterização compreende uma partícula dispersa (214) e uma pluralidade de camadas de revestimento metálicas (216) dispostas nisso, e sendo que a nanomatriz celular (216) entre uma das adjacentes dentre a pluralidade de partículas dispersas (214) compreende a pluralidade de camadas de revestimento metálicas (16) de uma partícula de pó (12), a camada de ligação e a pluralidade de camadas de revestimento metálicas (16) de outras das partículas de pó (12), e sendo que uma das adjacentes da pluralidade de camadas de revestimento metálicas (16) apresenta composições químicas diferentes.

18. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de camadas (16) compreende uma primeira camada (16), que é disposta no núcleo da partícula (14), e uma segunda camada (24), que é disposta na primeira camada (16).

19. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que as partículas dispersas (214) compreendem Mg, e a primeira camada (16) compreende Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, e a segunda camada (24) compreende Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, sendo que a primeira camada (16) apresenta uma composição química, que é diferente de uma composição química da segunda camada (24).

20. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma terceira camada (26), que é disposta na segunda camada (24).

21. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (16) compreende Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, a segunda camada (24) compreende Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais da segunda camada acima mencionados, e a terceira camada (26) compreende Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, sendo que a segunda camada (24) apresenta uma composição química, que é diferente de uma composição química da terceira camada (26).

22. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma quarta camada (28), que é disposta sobre a terceira camada (26).

23. Pó metálico compacto, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (16) compreende Al ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, a segunda camada (24) compreende Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais da segunda camada acima mencionados, a terceira camada (26) compreende Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbeto dos mesmos, ou uma combinação de algum dos materiais da terceira camada acima mencionados, e a quarta camada (28) compreende Al, Mn, Fe, Co ou Ni, ou uma combinação dos mesmos, sendo que a segunda camada (24) apresenta uma composição química, que é diferente de uma composição química da terceira camada (26) e a terceira camada (26) apresenta uma composição química, que é diferente de uma composição química da quarta camada (28).