CN111954728A - 铝熔炉用的多层过渡接头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种复合过渡接头。该过渡接头包括通过冶金结合在一起的多个金属层。这些金属层包括基层、结合到基层的夹层、以及结合到夹层的顶层。顶层包括铝锰合金并且包括至少15mm的厚度。该复合过渡接头可将电流芯柱结合到铝熔炉的阳极。该过渡接头增加了电流芯柱的长度，而不影响电流芯柱的导电性。

Description

铝熔炉用的多层过渡接头及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月5日提交的美国临时专利申请No.62/653,171的权益，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

总体上描述了厚度增加的多层过渡接头。更具体地，本发明涉及一种铝熔炉，该铝熔炉包括具有增加厚度的多层过渡接头的电流芯柱。

背景技术

通常使用电解还原工艺来生产铝。该工艺包括将铝土或氧化铝放置在具有冰晶石电解质的Hall-Heroult还原槽中。还原槽通常在低电压下操作，并且具有非常高的电流。电流首先通过阳极结构进入还原槽，然后穿过冰晶石浴，再进入阴极块。电流穿过还原槽，通过电化学还原氧化铝，通过电解质将其分裂成铝离子和氧离子。氧离子在阳极被还原成氧，而铝离子移动到阴极，在阴极处铝离子接受阴极提供的电子。所得金属铝在阴极表面上积聚为液态金属垫。

阳极结构连接到电流芯柱/母线，这有助于将阳极结构悬挂在还原槽中。电流芯柱通常包括焊接/结合到芯柱的铝侧并结合到与阳极相连的钢侧(或钢轭)的过渡接头。过渡接头包括粘合在一起的两层或更多层不同的金属。每种不同的金属能够保持其各自的机械、电和腐蚀性质。

芯柱的长度也是特别重要的，因为其有助于调整阳极和熔融铝之间的距离。在阳极组件中，过渡接头可被视为机械的和电的熔丝，在一些严重的处理和芯柱的一般磨损和撕裂之后，有时需要更换。更换涉及通过锯开焊接/结合区域而将过渡接头与芯柱分离，这有时包括切割芯柱底部的一部分。这些重复的修理导致每次更换接头时芯柱变短。经过若干年，阳极组件经历多次过渡接头更换、多次长度减小，直到芯柱变得太短，并且超出要求的公差。

因此，需要较厚/较长的过渡接头，以便于形成铝熔炉用的更长的铝芯柱。还需要具有增加厚度的过渡接头，其在避免由于短的长度而造成的芯柱报废的同时还保持阳极的导电性能。

发明内容

实施例可与多层复合过渡接头有关。所述过渡接头包括可结合在一起的多个金属层。所述金属层可包括基层、邻接所述基层的夹层和邻接所述夹层的顶层。根据一些实施例，所述基层包括钢，所述顶层包括铝锰合金。所述夹层可以夹在所述基层和所述顶层之间，并且可以包括与所述基层或所述顶层中的至少一个不同的金属。所述顶层可包括至少约15mm的厚度，这可有助于增加所述过渡接头的总厚度。

本公开的其他实施例可与用于生产铝的铝熔炉有关。所述铝熔炉可包括槽/室，以及至少部分地设置在所述槽中的若干个部件。这样的部件可包括导电阴极，该导电阴极包括形成所述槽的基部的多个阴极块。根据一个方面，所述铝熔炉还包括悬挂在所述槽内的至少一个阳极。所述阳极可通过连接到从电母线系统延伸到所述槽中的电流棒/芯柱而被悬挂，其中所述阳极在其最远离所述电母线系统的端部处被连接。所述芯柱可以包括与所述母线系统相邻的一层或多层的导电金属以及在所述导电金属和所述阳极之间的多层过渡接头。所述复合过渡接头可包括具有至少约15mm厚度的金属顶层。所述金属顶层是铝锰合金。增加过渡接头的厚度有助于增加电流芯柱的长度，并降低其更换的频率。

本公开的实施例还涉及一种用于制造在铝熔炉中使用的多层复合过渡接头的方法。该方法包括将多个金属层定位在槽/室/封装中。所述金属层可包括包含钢的基层、包含与所述基层不同的金属的夹层、以及包含铝锰合金且厚度为至少约15mm的顶层。可以与所述基层间隔开的构造定位所述夹层，并且可以与所述夹层间隔开的构造放置所述顶层。一旦所述基层、所述夹层和所述顶层被定位在所述槽中，它们就被结合在一起。将这些层结合的步骤可以根据任何已知的结合技术来执行，如爆炸结合、辊压结合和任何已知的机械或化学结合技术。

附图说明

将通过参考附图中所示的本发明的具体实施例来提供更具体的描述。应当理解，这些附图仅描述了其典型实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加的具体细节来描述和解释示例性实施例，在附图中：

图1A是根据一些实施例的过渡接头的横截面图；

图1B是根据一些实施例的包括两个顶层的过渡接头的横截面图；

图2是根据一些实施例的包括具有过渡接头的电流芯柱的铝熔炉的横截面图；

图3是示出根据一些实施例的制造多层复合过渡接头的方法的流程图；以及

图4是示出根据一些实施例制造的过渡接头和标准过渡接头在暴露于较高温度之后的机械强度的图表。

通过下面的详细描述以及附图，实施例的各种特征、方面和优点将变得更加明显，其中在附图及文本中相同的附图标记表示相同的部件。所描述的各种特征不一定按比例绘制，而是绘制成强调与一些实施例相关的特定特征。

本文使用的标题仅用于组织目的，并不意味着限制说明书或权利要求书的范围。为了便于理解，在可能的情况下，使用附图标记来表示图中共有的相同元件。

具体实施方式

现在将详细参考各种实施例。每个示例都是以解释的方式提供的，并且不意味着限制，也不构成对所有可能实施例的限定。

本文所用的“冶金结合”是指复合/多层过渡接头的每种金属或每个金属层保持与每个相邻金属层冶金连续性的能力。

图1A至图1B示出了复合过渡接头/多层复合过渡接头10的实施例。复合过渡接头10可包括特别布置的材料的组合，以使得过渡接头10保持其冶金结合，从而使材料之间的结合界面不会由于高达约600℃的温度而被改性或损坏(当过渡接头10暴露于此升高的温度时不会发生故障模式，并且在室温进行测试)。当暴露于高达约600℃的温度达24小时时，过渡接头10可保持其冶金结合。

复合过渡接头10可包括基层20、夹层30和顶层40。每一层可包括与相邻层不同的材料。例如，这些层可包括通常彼此不相容的金属，但是以每一层金属保持其初始物理和/或机械性质(例如强度、导电性、腐蚀等)的方式冶金结合。可利用各种方法将各个层冶金结合在一起，如下文进一步详细描述的。

根据一些实施方式，基层20包括钢。在一个实施例中，基层20包括碳钢。为基层20选择的材料的类型可以至少部分地基于基层20将结合/固定到其上的材料的类型。基层20可包括至少约35mm的厚度。

夹层30可以冶金结合到基层20，并且可以包括不同于基层20的金属。换句话说，夹层30可以不包括钢或碳钢。根据一个方面，夹层30包括钛和铬中的一种。根据一些实施例，夹层可以是镍或钽。选择用于形成夹层30的金属的类型可以至少部分地基于其防止在层之间形成金属间化合物的能力，并且可以允许芯柱被加热到更高的温度(在一些条件下高达600℃)而不会失效。如果基层20直接结合到顶层40，例如铝和钢直接彼此结合，这将导致基层20和顶层40之间反应。夹层30可以包括高达约5mm的厚度。夹层30的厚度可以为约0.1μm至约5mm。根据一个方面，夹层30以如下方式与基层20接合，即它们之间的结合线或附着点对于肉眼是不可见的。

顶层40可以冶金结合到夹层30。如图1A中所示，顶层40可以如下方式布置，即夹层30可以夹在基层20和顶层40之间。虽然顶层40可包括各种类型的铝，但已经发现，采用铝锰合金可有助于增加过渡接头10的总厚度，而不影响过渡接头10的强度。根据一些实施例，顶层40(其包括铝锰合金)包括约16ksi/110MPa至约41ksi/283MPa的拉伸强度。顶层40能够用作与铝和/或其它铝合金良好地结合的基础合金。

如本领域普通技术人员所理解的，基于的特定的材料特性，铝合金被分为许多组。这种特性可包括铝合金响应热处理/应力和机械处理/应力的能力。被选择用于形成顶层40的金属的类型是重要的，特别是因为铝合金的特性和性质的差异，以及它们在不同应用中表现良好的能力的差异。如图4中所示，在复合过渡接头10(样品2)的顶层40中加入铝锰有助于使过渡接头12即使在暴露于较高温度之后也具有增加的机械强度。根据一些实施例，复合过渡接头10能够在室温保持高达约300MPa的拉伸强度。复合过渡接头10还能够在暴露于约300℃的温度之后保持高达约250MPa的拉伸强度，这大于标准芯柱的铝的拉伸强度，如图4中所示(样本1)。

根据一些实施例，包括铝锰的顶层40包括至少约15mm的厚度。铝锰合金可允许过渡接头10承受过大的应变，特别是在顶层40中，使得过渡接头10和/或过渡接头10可固定到其上的结构不需要频繁且昂贵的替换，并且包括增加的强度和硬度，这在铝熔炼工业中是非常理想的。根据一些实施例，过渡接头10和过渡接头10固定到其上的结构能够在升高的温度保持它们增加的强度和硬度。这种升高的温度可以高达约550℃，或者高达约350℃，在一些实施例中，该温度是铝熔炉的标准运行温度。

顶层40的厚度可有助于形成更厚的复合过渡接头10。根据一些实施例，顶层40可高达复合过渡接头10的总厚度的约80％。或者，顶层40的厚度可以是复合过渡接头10的总厚度的40％至70％，或者约25％至约40％。或者，顶层40的厚度可以是复合过渡接头10的总厚度的至少约50％。复合过渡接头10的总厚度可以基于其中要采用过渡接头10的应用。根据一些实施例，基层20包括至少约35mm的厚度，夹层30包括约2mm的厚度，并且顶层40包括至少约20mm的厚度。基层20可以包括至少10mm的厚度。

图1B示出包括多个顶层40的顶层40。根据一些实施例，顶层可以包括第一顶层42和第二顶层44。第二顶层44结合到夹层30，而第一顶层42直接结合到第二顶层44。第二顶层44可以夹在夹层30和第一顶层42之间，并且可以直接结合到夹层30与第一顶层42中的每一个。在一些实施例中，第一顶层42和第二顶层44可包括至少约15mm的组合厚度。考虑了第一顶层42和第二顶层44可以包括相同厚度或不同厚度。例如，第一顶层42可包括7.5mm的厚度，第二顶层44可包括7.5mm的厚度。根据一些实施例，第一顶层42和第二顶层44中的至少一个包括至少约15mm的厚度，这可以提供大于15mm的组合厚度。

本公开的其他实施例与铝熔炉200有关。铝熔炉200可包括容纳有助于铝的生产/制造的若干个部件和结构的槽210。

铝熔炉200包括导电阴极220，导电阴极220包括形成槽210的基部230的多个阴极块222。高温液体202可包含在槽210内。高温液体可以覆盖基部230并且至少部分地填充槽210。高温液体可以是液体电解质，其包括将在Hall-Heroult工艺中分离的铝离子和氧离子。

铝熔炉200还包括至少一个阳极240。阳极240可悬挂在槽210内，并且可与阴极220间隔开，从而与槽210的基部230间隔开。根据一些实施例，阳极240包括上部242和下部244。如图2中所示，上部242可与高温液体202隔离，而下部244可与高温液体202接触。阳极240的上部242可包括高传导性金属，该高传导性金属包括铜、铝及其合金中的至少一种，而阳极240的下部244可包括耐火材料。根据一个方面，下部244可包括钢或陶瓷。

如图2中所示并且在一个实施例中，铝熔炉包括至少一个电流芯柱250。电流芯柱250可在电母线系统260和阳极240之间延伸，并且可包括约2.5米的长度。电母线系统260可与电流芯柱250和阳极240电连通，这可有助于使电流通过槽210。根据一个方面，电流芯柱250建立并保持与电母线系统260的电传导。电流芯柱250可被收纳在形成于每个阳极块240中的凹部(未示出)内。该凹部可保持电流芯柱250与阳极块240紧固在一起。根据一个方面，电流芯柱250包括与母线系统260相邻的一层或多层导电金属252，以及在导电金属252和阳极240之间的多层/复合过渡接头10。多层过渡接头10基本上类似于图1A至图1B中所示并且在上文描述的多层过渡接头10。因此，为了方便而非限制的目的，多层过渡接头10的各种特征、属性和布置，在与结合图1A至图1B讨论的多层过渡接头10的各种特征、属性和布置类似的情况下，在此不再重复。

过渡接头10可包括含有铝锰合金的顶层40。根据一些实施例，过渡接头10包括耦接到阳极240的基层20和耦接到基层20的夹层30。夹层30可以耦接到顶层40和基层20/在顶层40和基层20之间延伸，而顶层40可以在夹层30和导电金属252之间延伸。顶层40可包括第一顶层42和第二顶层44，第二顶层44结合到第一顶层42或从第一顶层42延伸。

在一个实施例中，顶层40包括至少约15mm的厚度。如上所述，顶层40可包括第一顶层42和第二顶层44，它们可共同包括至少约1.5mm的组合厚度。复合过渡接头10可以高达电流芯柱250的长度的约1％至约2％。因此，复合过渡接头10可包括约20mm至约50mm之间的总厚度。根据一些实施例，顶层40为复合过渡接头10的总厚度的至多约70％，或者复合过渡接头10的总厚度的约40％至约70％，或者高达复合过渡接头10的约30％。

复合过渡接头10的顶层40可以具有比基层20更大的电导率，并且因此顶层40的增加的厚度不会不利地影响过渡接头10和/或电流芯柱250的导电特性。具有其增加的厚度的复合过渡接头10可帮助加长传统上较短的电流芯柱，而不影响铝熔炉200的电效率。复合过渡接头10的顶层40具有与芯柱250类似的电性能，因此，顶层40的增加的厚度补偿了较短的芯柱，而不会降低或不利地影响芯柱250的电性能。

本公开的实施例还涉及一种制造在铝熔炉中使用的多层复合过渡接头的方法100。复合过渡接头和铝熔炉基本上类似于图1A至图1B中所示的多层过渡接头和图2中所示的铝熔炉，其每一个都如上文中所述。因此，为了方便而非限制的目的，复合过渡接头和铝熔炉的各种特征、属性和布置，在类似于结合图1A至图1B和图2所讨论的复合过渡接头和铝熔炉的各种特征、属性和布置的情况下，在此不再重复。

方法100包括将多个金属层定位110在槽/室中。这些金属层包括基层、夹层和顶层。基层可包括钢，夹层包括不同于基层的金属(如钛和铬)，并且顶层包括铝锰合金。如上文所述，参照图1A至图1B，所述铝锰合金包括至少15mm的厚度。根据一些实施例，在定位步骤110中，以与基层间隔开的构造放置120夹层，并且以与夹层间隔开的构造放置130顶层。顶层可以至少包括第一层和第二层，其中以与夹层间隔开的构造定位132第一顶层，以与第一顶层间隔开的构造定位134第二顶层。在该构造中，第一顶层在夹层与第二顶层之间，并且第一顶层和第二顶层共同包括至少15mm的厚度。

基层、夹层和顶层(或第一顶层和第二顶层)全部结合140在一起，以形成包括增加厚度的过渡接头，同时保持与过渡接头结合的芯柱的导电性能。考虑了第一顶层和第二顶层可在与基层和夹层结合140之前首先使用包覆(cladding)136技术结合在一起。根据一些实施例，将层结合140在一起的步骤包括爆炸结合、辊压结合和化学结合中的至少一种。当使用爆炸结合时，方法100包括将爆炸材料定位142成邻近顶层和基层中的至少一个，并且引爆144该爆炸材料。如本领域普通技术人员将理解的，可以执行多于一个的引爆步骤144，以在各层之间实现期望的结合/粘聚/附着。当爆炸材料被引爆时，这些层被推到一起，这将基层冶金结合到夹层，并将夹层冶金结合到顶层。

实施例

样本过渡接头通常被构造为在暴露于高温后测试其机械强度。过渡接头包括多层金属，每层通过爆炸包覆焊接工艺结合到相邻层。然后将样本过渡接头置于烘箱中，每个烘箱的设定温度为30℃、300℃、400℃、500℃或600℃。24小时后，取出每个样本，冷却至室温，并测试其拉伸/机械强度。

样本1是包括钢层、厚度为12.7mm的非合金铝层(如1000系列等级的铝)和夹在其间的钛层的过渡接头。样本2是包括钢的基层、钛的夹层和厚度为23.0mm的铝锰合金的顶层的过渡接头。两个样本都暴露于升高的温度。在600℃暴露24小时后，样本1的拉伸强度约为150MPa，而样本2的拉伸强度高于200MPa。

在各种实施例、配置和方面中，本公开包括如本文描绘和描述的实质上开发出的部件、方法、工艺、系统和/或设备，包括各种实施例、子组合及其子集。在理解本公开之后，本领域技术人员将理解如何制造和使用本公开。在各种实施例、配置和方面中，本公开包括在缺少本文或在本发明的各种实施例、配置或方面中未描绘和/或描述的项目的情况下，包括在没有可能已经在先前装置或过程中使用过的这样的项目的情况下，提供装置和过程，例如用于提高性能、实现容易性和/或降低实施成本。

短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是在操作中同时是合取和析取的开放式表达式。例如，“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”以及“A、B、和/或C”中的每种表述是指仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C。

在本说明书和所附权利要求书中，将引用具有以下含义的多个术语。术语“一”(或“一个”)和“该”是指该实体中的一个或多个，因此包括多个引用，除非上下文另有明确规定。因此，术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可互换地使用。此外，引用“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”等不旨在被解释为排除还包含所述特征的附加实施例的存在。在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可被应用来修饰任何定量表示，该定量表示可以在允许范围内变化而不导致与其相关的基本功能的改变。因此，由诸如“约”之类的术语修改的值不限于所指定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。术语如“第一”、“第二”、“上”、“下”等用于将一个要素与另一个要素相区别，除非另有说明，否则这些术语不意味着是指要素的特定顺序或数量。

如本文中所使用的，术语“可以”和“可以是”表示在一组情况下发生的可能性；拥有特定的属性、特征或功能；和/或通过表达与限定动词相关联的能力、性能或可能性中的一个或多个来限定另一动词。因此，“可以”和“可以是”的使用表示所修饰的术语显然是适当的、能够或适合于所指示的能力、功能或用途，同时考虑到在一些情况下所修饰的术语有时可能不适当、不能够或不适合。例如，在某些情况下，可以预期某一事件或能力，而在其他情况下则不能发生该事件或能力，这种区别通过术语“可能”和“可能是”来体现。

如在权利要求书中所使用的，词语“包括”及其语法变体在逻辑上也针对并包括变化的和不同程度的短语，例如但不限于“大致包含”和“包含”。必要时，已经提供了范围，并且这些范围包括其间的所有子范围。可以预期的是，这些范围的变化本身会提示本领域普通技术人员，并且在还没有属于公众的情况下，所附权利要求应当覆盖这些变化。

本文中使用的术语“确定”、“计算”和“运算”及其变体可互换使用，并且包括任何类型的方法、过程、数学运算或技术。

已经出于说明和描述的目的给出了本公开的前述讨论。前述内容并非旨在将本公开限制于本文所公开的一种或多种形式。例如，在前述具体实施方式中，为了使本公开合理化，在一个或多个实施例、配置或方面中将本公开的各种特征分组在一起。本公开的实施例、配置或方面的特征可被组合在除了上面讨论的那些之外的替代实施例中、配置、或方面中。本公开的该方法不应被解释为反映本公开需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如所附权利要求所反映的，所要求保护的特征在于少于单个前述公开的实施例、配置或方面的所有特征。因此，所附权利要求在此合并到具体实施方式中，每个权利要求独立地作为本公开的单独实施例。

科学和技术的进步可以使得现在由于语言的不精确而没有想到的等同物和替换物成为可能；这些变化应当由所附权利要求书覆盖。本文字说明使用示例来公开方法、机器和计算机可读介质，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何普通技术人员能够实践这些内容，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。其可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这些其它示例包括与权利要求的文字语言无实质性差异的等效结构元件的话，则它们应在权利要求范围内。

Claims (20)

1.一种多层复合过渡接头，包括：

基层，其包括钢；

夹层，其邻接所述基层，其中所述夹层包括不同于所述基层的金属；以及

顶层，其邻接所述夹层，其中所述顶层包括铝锰合金并且包括至少约15mm的厚度，

其中所述夹层结合到所述基层，并且所述顶层结合到所述夹层。

2.根据权利要求1所述的复合过渡接头，其中所述顶层包括所述复合过渡接头的总厚度的40％至70％。

3.根据权利要求1所述的复合过渡接头，其中所述顶层包括：

第一顶层；和

第二顶层，其中所述第二顶层夹在所述夹层和所述第一顶层之间，并且所述第一顶层和所述第二顶层包括至少15mm的组合厚度。

4.根据权利要求1所述的复合过渡接头，其中所述复合过渡接头在暴露于高达约600℃的温度后保持其冶金结合。

5.根据权利要求1所述的复合过渡接头，其中所述夹层包括钛和铬之一。

6.根据权利要求1所述的复合过渡接头，其中所述复合过渡接头在室温保持高达约220MPa的拉伸强度。

7.根据权利要求1所述的复合过渡接头，其中在暴露于高达约550℃的温度约24小时后，所述复合过渡接头保持至少200MPa的拉伸强度。

8.根据权利要求1所述的复合过渡接头，其中，

所述基层包括至少约10mm的厚度；

所述夹层包括约2mm的厚度；并且

所述顶层包括至少约15mm的厚度。

9.一种铝熔炉，包括：

槽；

阴极，其包括多个阴极块，所述阴极块形成所述槽的基部；

至少一个阳极，其悬挂在所述槽内；以及

至少一个电流芯柱，其在电母线系统和所述阳极之间延伸，所述芯柱包括与所述母线系统相邻的一层或多层导电金属；以及

复合过渡接头，其在所述导电金属与所述阳极之间，所述复合过渡接头包括顶层，所述顶层包括铝锰合金并且包括至少约15mm的厚度。

10.根据权利要求9所述的铝熔炉，其中所述电流芯柱建立并保持与所述电母线系统的导电性。

11.根据权利要求9所述的铝熔炉，其中所述复合过渡接头为所述电流芯柱的总长度的约1％至约2％。

12.根据权利要求9所述的铝熔炉，其中所述槽含有高温液体，并且所述阳极的至少一部分与所述高温液体接触。

13.根据权利要求9所述的铝熔炉，其中所述阳极和所述阴极块中的至少一个包括：

上部；和

下部，其中所述上部与所述高温液体隔离，并且所述下部与所述高温液体接触。

14.根据权利要求13所述的铝熔炉，其中所述阳极的所述上部包括高传导性金属，并且所述阳极的所述下部包括耐火材料。

15.根据权利要求14所述的铝熔炉，其中所述高传导性金属包括铜、铝、及其合金中的至少一种。

16.根据权利要求9所述的铝熔炉，其中所述电流芯柱被收纳在形成于每个阳极块中的凹部内，并且所述电母线系统与所述电流芯柱和阳极电连通。

17.一种制造在铝熔炉中使用的多层复合过渡接头的方法，所述方法包括以下步骤：

将多个金属层定位在槽中，其中所述金属层包括包含钢的基层、包含不同于所述基层的金属的夹层、以及包含铝锰合金的厚度至少在15mm之上的顶层，并且其中所述定位步骤包括：

以与所述基层间隔开的构造放置所述夹层，

以与所述夹层间隔开的构造放置包含所述铝锰合金的所述顶层；以及

将所述基层、所述夹层和所述顶层结合在一起。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述顶层至少包括第一顶层和第二顶层，其中所述第一顶层和第二顶层中的至少一个包括至少15mm的厚度。

19.根据权利要求18所述的方法，其中以与所述夹层间隔开的构造放置所述顶层的步骤包括以下步骤：

以与所述夹层间隔开的构造定位所述第一顶层；以及

以与所述第一顶层间隔开的构造定位所述第二顶层，使得所述第一顶层在所述夹层和所述第二顶层之间；并且所述方法还包括将所述第一顶层包覆到所述第二顶层。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述结合包括爆炸结合、辊压结合、机械结合和化学结合中的至少一种。

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