CS201100B1 - Metaloceramic material based on aluminium and aluminium nitride and process for praparing thereof - Google Patents
Metaloceramic material based on aluminium and aluminium nitride and process for praparing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CS201100B1 CS201100B1 CS874775A CS874775A CS201100B1 CS 201100 B1 CS201100 B1 CS 201100B1 CS 874775 A CS874775 A CS 874775A CS 874775 A CS874775 A CS 874775A CS 201100 B1 CS201100 B1 CS 201100B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- temperature
- aluminum
- pulses
- magnesium
- pulse
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 20
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 title 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 9
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- -1 i.e. Substances 0.000 claims 1
- HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N magnesiomagnesium Chemical compound [Mg][Mg] HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- ZINJLDJMHCUBIP-UHFFFAOYSA-N ethametsulfuron-methyl Chemical compound CCOC1=NC(NC)=NC(NC(=O)NS(=O)(=O)C=2C(=CC=CC=2)C(=O)OC)=N1 ZINJLDJMHCUBIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
(54) Metelokeraraický materiál na báze hliníka a nitridu hliníka a spósob jeho výroby(54) Metelokeraraic material based on aluminum and aluminum nitride and process for its production
Vynález sa týká metalokeramického materiálu na báze hliníka a nitridu hliníka a spčsobu jeho výroby.The invention relates to a metal-ceramic material based on aluminum and aluminum nitride and to a process for its production.
Metalokeramické materiály na báze hliníka sa v súčasnosti vyrábajú výlučné technclógiami práškove-j metalurgie ak neberieme do úvahy novovyvíjarní, no zatial’ nie příliš úspešnú metodu tavnej metalurgie, kde sa keramické zložka disperguje do hliníkovej taveniny pomocou ultrazvukového póla.Aluminum-based metallurgical materials are currently produced exclusively by powder metallurgy technologies, not considering the new-generation but not very successful melt metallurgy method where the ceramic component is dispersed into the aluminum melt by ultrasonic pole.
Všetky technologické varianty přípravy metalokeramického materiálu na báze hliníka vychédzajú z hliníkových práškov vhodnej čistoty, ktoré sa rozmelu a zoxidujú na požadovaný stupeň. Velkost častíc prášku hliníka spravidla nepřevyšuje 1 μη, pričom hrúbka oxidačného filmu je 0,3 až 3 nm. Lisováním hliníkového prášku za tepla sa jednotlivé Částice prášku difúzne spéjajú, čím sa vytvoří kompaktný materiál hliník - kysličník hlinitý s obsahom oxidickej fézy do 20 % obj. Intenzívnym tvárněním tohto polotovaru za tepla sa materiál zhustí na takmer teoretickú hodnotu hustoty, pričom vhodnou distribúciou oxidickej fázy sa vytvoří dislokačná subštruktúra s výrazným efektom spevnenia. Najčastejšie sa přitom postupuje tak, že z práškov potrebnej kvality sa urobia predvýlisky tlakom 2 až 3 MPa, ktoré sa žíhajú na vzduchu asi hodiny při teplote 550 až 600 °C. Predvýlisky sa dolisovávajú vo vyhrievanom nástroji pri 550 °C tlakom cca 1000 MPa. Následuje tvárnenie za tepla, ktorým je spravidla pretléčanie S redukciou 60 %, čím ea zíekajú dokonalé hutné výrobky s vynikajúcimi mechanickými vlestnos201 100All technological variants of the preparation of aluminum-based metal-ceramic material are based on aluminum powders of suitable purity, which are ground and oxidized to the desired degree. The particle size of the aluminum powder generally does not exceed 1 μη, the thickness of the oxidation film being 0.3 to 3 nm. By hot pressing the aluminum powder, the individual powder particles are diffused together to form a compact aluminum-alumina material with an oxidic fusion content of up to 20% by volume. By intensifying the hot forming of this blank, the material is densified to a near theoretical density value, with a suitable distribution of the oxidic phase forming a dislocation substructure with a pronounced strengthening effect. Most often, the powders of the required quality are made into preforms at a pressure of 2 to 3 MPa, which are annealed in air at a temperature of 550 to 600 ° C for about hours. The preforms are pressed in a heated tool at 550 ° C at a pressure of about 1000 MPa. This is followed by thermoforming, which is typically a 60% reduction in extrusion, thus obtaining perfect dense products with excellent mechanical properties201 100
201 100 ťami, predovšetkým za vysokých teplňt.201 100, especially at high temperatures.
Spoločnou nevýhodou metod práškovej metalurgie je nízká technologická efektivnost a vysoká finančná náročnost. Preto sa metalokeramické hliníkové materiály používajú len na přípravu tepelne náročných detailov energetických zariadení, lietadiel, rakiet a pod. Cena týchto materiálov je v důsledku toho značné vysoká.The common disadvantage of powder metallurgy methods is low technological efficiency and high financial demands. Therefore, metal-ceramic aluminum materials are used only for the preparation of heat-intensive details of power equipment, aircraft, rockets and the like. As a result, the cost of these materials is considerable.
Vlastnosti hliníkových metalokeramických materiálov sú rozhodujúcou mierou ovnlyvňované kvalitou východiskových préškov. Tieto sa získavajú atomizéciou tekutého kovu, následným mletím a oxidáciou. Aby žiarupevnosť výsledného produktu bola dostatočne vysoká je žiadúce, aby obsahoval viac ako 8 až 10 % obj. kysličníka hlinitého. Toto však kladie mimoriadne nároky na proces přípravy východiskových práškov, kedže vyššie obsahy oxidickej fázy v metalokeramickom materiál! možno dosiahnut len cestou zjemňovania východiskových préškov a nie zvyšováním hrůbky oxidického povlaku na nich. Táto nepřevyšuje spravidla 3 nm, pretože pri hrubších vrstvách nastávajú ťažkosti při spekaní. Hlavnú příčinu nízkej technologickej efektivnosti a vysokej ceny spomenutých materiálov je nutné vidieť predovšetkým v zložitom postupe přípravy východiskových práškov.The properties of aluminum metalloceramic materials are decisively influenced by the quality of the starting powder. These are obtained by liquid metal atomization, subsequent grinding and oxidation. In order for the heat resistance of the resulting product to be sufficiently high, it is desirable to contain more than 8 to 10% by volume. alumina. However, this places particular demands on the process of preparing the starting powders, since the higher contents of the oxidic phase in the metal-ceramic material! this can only be achieved by refining the starting powders and not by increasing the depth of the oxide coating thereon. As a rule, this does not exceed 3 nm, since sintering difficulties occur with thicker layers. The main reason for the low technological efficiency and high cost of the materials mentioned above is to be seen in particular in the complex process of preparing the starting powders.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že metalokeramický materiál pozostáva zo 75 objemových % hliníka a 25 objemových % nitridu hliníka. Tento materiál ea dá vyrobit spůsobom podl’a vynálezu, ktorého podstata spočívá v rom, že zliatina 94,5 až 95,5 hmotn. % hliníka a 4,5 ažSUMMARY OF THE INVENTION The metalloceramic material consists of 75 volume% aluminum and 25 volume% aluminum nitride. This material ea can be produced by the process according to the invention, the essence of which is that the alloy 94.5 to 95.5 wt. % aluminum and 4.5 to
5,5 hmotn. %- horčíka sa po predbežnej evakuácii priestoru autoklávy na 13,1 až 1,31 Pa nitriduje dusíkom v autokláve v přetlaku dusika 4 MPa neizotermickou metodou teplotných pulzov, pričom prvý teplotný pulz sa iniciuje pri 976 °C a áalších 8 teplotných pulzov je indukovaných při teplotách 1055 °C, 1028 °C, 1012 °C, 978 °C, 956 °C, 940 °C, 920 °C a 923 °C tak, že s rastúcim počtom teplotných pulzov ea mění výška ich teplotných nábehov z 0,31 °C s”^ o * ’ na 1,25 C a , dalej sa vytvořený metalokeramický materiál podrobí najakůr lisovaniu za tepla pri 550 °c a 1768 MPa po dobu 10 minut a potom pretláčaním za tepla pri 530 °C a 2900 MPa s redukciou 80 %.5.5 wt. % - after preliminary evacuation of the autoclave space to 13.1 to 1.31 Pa, nitriding is carried out by nitrogen in an autoclave under a nitrogen overpressure of 4 MPa by the non-isothermal method of temperature pulses, the first temperature pulse being initiated at 976 ° C and a further 8 temperature pulses temperatures of 1055 ° C, 1028 ° C, 1012 ° C, 978 ° C, 956 ° C, 940 ° C, 920 ° C and 923 ° C, so that with increasing number of temperature pulses ea changes the height of their temperature ramps from 0.31 ° C to 1.25 ° C, further the formed metal-ceramic material is first subjected to hot pressing at 550 ° C and 1768 MPa for 10 minutes and then hot extrusion at 530 ° C and 2900 MPa with a reduction of 80 ° C. %.
Za pokrok, dosiahnutý vynálezom, možno považovat to, že sa připravil nový, v technickéj . praxi zatia! nepoužívaný metalokeramický materiál a bol vyvinutý nový spůsob výroby metalokeramických materiálov, ekonomicky a technologicky efektívnym procesom. Odstraňuje sa hlavná nevýhoda práškovej metalurgie - komplikovaný proces přípravy a spracovania práškov. V danej metóde sa vychádza z blokového východiskového materiálu, ktorý je technickej kvality, je lačný a v ČSSR 1’ahko dostupný. Používaný dusík je tiež technickej kvality a nemusí sa čistit. Odoberá sa priamo z plynovej fl’aše.The progress achieved by the invention can be considered to be the preparation of a new one, in technical terms. practice while! unused metalloceramic material and a new way of production of metalloceramic materials was developed, economically and technologically efficient process. The main disadvantage of powder metallurgy - the complicated process of powder preparation and processing - is eliminated. The method is based on block starting material, which is of technical quality, is fasting and easily available in Czechoslovakia. The nitrogen used is also of technical quality and does not have to be purified. It is taken directly from the gas bottle.
Předložený vynález rieši spůeob přípravy metalokeramického materiálu hliník - nitrid hliníka principiálně odlišným procesom než je práškové metalurgie. Nitridické fáza nitridu hliníka sa vytvára priamo v tekutom kove, nitridáciou zliatiny hliník - hořčík.The present invention solves a process for the preparation of an aluminum-aluminum nitride metal-ceramic material by a fundamentally different process than that of powder metallurgy. The nitride phase of aluminum nitride is formed directly in the liquid metal by nitriding the aluminum-magnesium alloy.
Zvláštnosťou procesu je, že za určitých podmienok nadobúda nitridácia zliatin hliník hořčík objemový charakter. Produktom nitridácie v objeme tekutého kovu je nitrid hliníka, ktorý je vo formě skeletu rozptýlený v hliníkovej matrici, čím výsledný produkt nadobúda charakter metalokeramickej kompozície. Nitridácia zliatiny hliník - hořčík v autokláve má fron3 τA peculiarity of the process is that under certain conditions the nitriding of aluminum alloys is magnesium in bulk. The product of nitriding in the volume of the liquid metal is aluminum nitride, which is in the form of a skeleton dispersed in an aluminum matrix, whereby the resulting product takes on the character of a metal-ceramic composition. The nitriding of the aluminum-magnesium alloy in the autoclave has fron3 τ
201 100 tálny priebeh, pričom vzniká znitridovaná zóna charakteru metalokeramickej kompozície, oddělené od neznitridovaného zbytku kovu frontom nitridácie, ktorý je spojitý a dobré definovatelný. Tvorba nitridickej fázy v objeme tekutého kovu je charakterizovaná silnou exotermičnosťou, v dósledku čoho pri sawovoTnom priebehu procesu nadobúda nitridácia nekontrolovatelný priebeh. Bola preto vypracované metoda tzv. teplotných pulzov, prostredníctvom ktorej sa materiál hliník - hořčík rovnoměrně znitriduje v celom objeme kontrolovaným priebehom.201 100, resulting in an in-oxidized zone of the character of the metal-ceramic composition, separated from the un-oxidized remainder of the metal by a nitriding front which is continuous and well definable. The formation of the nitridic phase in the volume of the liquid metal is characterized by a strong exothermic effect, as a result of which the nitriding process takes on an uncontrollable course during the sawing process. Therefore, the so-called method was developed. temperature pulses, through which the aluminum-magnesium material is uniformly nitrided throughout the volume by a controlled course.
Objemový priebeh nitridácie zliatiny hliník - hořčík daného zloženia začína vždy při urči tých hodnotách teploty /teplota iniciácie/ T* a tlaku dusíka P. V dósledku uvolněného reakčného tepla narasté teplota nitridovanej zliatiny samovolné, pričom sa nesmie překročil teplota Tjg.it· Představuje horná teplotnú hranicu, kde proces nitridácie zliatiny hliník hořčík možno eáte termicky zvládnut. Teplotný interval Tin - odpovedá len relativné malej hrúbke znitridovanej zóny,· a preto je nutné teplotně ppiebehy /tzv. teplotně pulzy/ opakovat, pričom každý teplotný pulz mé svoju hodnotu Tifi Tin ...).The nitriding volume of the aluminum-magnesium alloy of a given composition always starts at certain temperatures / initiation temperature / T * and nitrogen pressure P. As a result of the released heat of reaction, the temperature of the nitrided alloy increases spontaneously and does not exceed Tjg.it. the border where the nitriding process of aluminum magnesium alloy can still be thermally managed. The temperature interval T in - corresponds only to the relatively small thickness of the oxidized zone; temperature pulses / repeat, each temperature pulse having its value T ifi T in ...).
Vysokotlakou nitridáciou zliatiny hliník - hořčík získaný metalokeramický materiál hliník - nitrid hliníka obsahuje dutiny, pretože bol připravený procesom tavnej metalurgie, charakterizovanej tvorbou lunkrov. Materiál je preto nutné zhutnit, čo sa robí lisováním za tepla /550 °C, 1760 MPa, 10 min/. Poslednou etapou přípravy metalokeramického materiálu danou metodou je pretléčanie zlisovaných materiálov za tepla /530 °C, 2900 MPa, redukcia 80 %/, čím výsledný produkt nadobudne Strukturu a vlastnosti analogické ako klasické metalokeramické materiály, připravené spekaním hliníkových práákov.The aluminum-aluminum nitride metal-ceramic material obtained by high-pressure nitriding of the aluminum-magnesium alloy contains cavities as it was prepared by a melt metallurgy process characterized by the formation of lunkers. The material must therefore be compacted by hot pressing (550 ° C, 1760 MPa, 10 min). The final stage of the preparation of the metalloceramic material by the method is hot extrusion of the pressed materials (530 ° C, 2900 MPa, reduction of 80%), giving the resulting product a structure and properties analogous to conventional metalloceramic materials prepared by sintering aluminum powders.
Schematicky je priebeh teplotných pulzov znázorněný na obrázku. V teplotnom intervale ^in ^krit sa real*zuJe P™ý teplotný pulz, Salšie teplotně pulzy sú situované do oblasti teplót pod Plné čiary na obrázku predstavujú narastanie teploty v dósledku zvyáovania výkonu tepelného zdroja a tiež uvolněného reakčného tepla. Přerušované čiary predstavujú pokles teploty v dósledku znižovania výkonu tepelného zdroja.Schematically, the course of temperature pulses is shown in the figure. The temperature range in ^ ^ * crit is real zu I t L ™ ¤ a temperature pulse, salsa heat pulses are situated in a temperature range below the solid lines in the figure represent the proliferation Increase of temperature because of the performance of the heat source, and also the released heat of reaction. The dashed lines represent a decrease in temperature due to a decrease in heat source power.
PříkladExample
Příklad sa vztahuje na množstvo 110 g východiskového materiálu zloženia: 5,12 hmotn. % hořčík, 0,30 hmotn. % křemík, 0,20 hmotn. % železo, 0,15 hmotn. % mangán a zbytok hliník. Vsádzka východiskového materiálu sa uloží do korundového kelímku v autokléve. Vsádzka má válcový tvar o priemere 36 mm a výške 36 mm a na jej okraji je navrtaný otvor pre zasunutie keramického púzdra s termočlánkom. Autokláva sa uzavrie a použitím rotačnej vývevy sa v nej vytvoří vékuum cca 13,1 Pa. Výveva sa odstaví a do priestoru autoklávy sa vpustí dusík na tlak 0,3 MPa, aby sa pri náběhu na požadovaná teplotu Tin /teplota iniciácie/ zabránilo prepalu horčíka. Vsádzka východiskového materiálu sa zahřeje indukčným ohrevom na teplotu 1060 °C rýchlosťou cca 50 °C za minútu. Po uplynutí cca 3 minút sa vpustí do priestoru autoklávy dusík na tlak 4 MPa. Teplota vsádzky přechodné poklesne na Tifi = 976 cC a vzápStí začne nitridačná reakcia, charakterizovaná rýchlym narastaním teploty nitridovaného materiálu. Reguléciou výkonu vysokofrekvenčného zdroja sa udržiava rychlost narastania teploty na hodnotě 0,3 až 0,5 °C . s1. Po dosiahnutí teploty Tkrit /teplota kritická/ = 1115 °C sa výkon vysokofrekvenčného zdroja zníži tak, aby teplota poklesla na 1055 °C. Popísaným priebehom teplót je charakterizovaný prvý teplotný pulz, v priebehu ktorého sa vytvoří znitridovaná zóna hrůbkyThe example relates to an amount of 110 g starting material of the composition: 5.12 wt. % magnesium, 0.30 wt. % silicon, 0.20 wt. % iron, 0.15 wt. % manganese and the rest aluminum. The starting material feed is stored in a corundum crucible in an autoclave. The inlet has a cylindrical shape with a diameter of 36 mm and a height of 36 mm and at its edge is drilled a hole for insertion of a ceramic housing with a thermocouple. The autoclave is sealed and a vacuum pump of about 13.1 Pa is formed using a rotary vacuum pump. The vacuum pump is removed and the autoclave chamber was aerated with nitrogen to a pressure of 0.3 MPa, so that the rise time at the desired temperature T and / initiation temperature / avoid melting loss of magnesium. The starting material feed is heated by induction heating to 1060 ° C at a rate of about 50 ° C per minute. After about 3 minutes, nitrogen is introduced into the autoclave space at a pressure of 4 MPa. The batch temperature decreases to T transition ifi = 976 c C and the nitriding reaction will vzápStí, characterized rapidly increase the temperature of the material nitrided. By controlling the power of the RF source, the temperature rise rate is maintained at 0.3 to 0.5 ° C. s 1 . When the temperature Trit (temperature critical) = 1115 ° C is reached, the power of the RF source is reduced so that the temperature drops to 1055 ° C. The temperature curve described is characterized by the first temperature pulse during which an incremented zone of depth is formed
201 100 cca 3 mm· Pri teplote 1055 °C sa indukuje druhý teplotný pulz, atá. Teplotný priefceh jednotlivých teplotných pulzov je na obrázku. Charakteristika jednotlivých teplotných pulzov je na tabul'ke. Každý teplotný pulz je charakterizovaný hodnotami T* - teplota iniciécie teplotného pulzu /°C/, -.....—1 - narastanie teploty a áasom /°C a ΔΤ - výáka teplotného pulzu /°C/.201 100 approx. 3 mm · A second temperature pulse, etc. is induced at a temperature of 1055 ° C. The temperature flow of individual temperature pulses is shown in the figure. The characteristics of the individual temperature pulses are shown in the table. Each temperature pulse is characterized by the values of T * - temperature of initiation of the temperature pulse / ° C /, - 1 - temperature increase and time / ° C and ΔΤ - temperature pulse rise / ° C /.
ZE tZE t
V priebehu každého teplotného pulzu sa posunie nitridačný front o určitú vzdialenosť a v priebehu 8 až 9 teplotných pulzov sa znitriduje celý objem vsédzky. V priebehu procesu ea odpaří váčšina horčíka, pričom jeho čaať zostane spolu s oatatnými příměsmi, obsaženými vo východiskovom materiéli, v konečnom výrobku vo formě nečistdt. Výsledný materiál pozostáva z 27,7 % hmotnostných nitridu hliníka a zvyšok tvoří hliník spolu s nečistotami, t.j. horčíkom, kremíkom, železom a mangánom, pričom množstvo nečistfit nepřesahuje 0,8 % hmotnostných.During each temperature pulse, the nitriding queue is shifted by a certain distance, and within 8 to 9 temperature pulses, the entire batch volume is oxidized. During the process ea, most of the magnesium evaporates, leaving its time together with the impurities contained in the starting material in the final product as impurities. The resulting material consists of 27.7% by weight of aluminum nitride and the remainder is aluminum along with impurities, i. magnesium, silicon, iron and manganese, the amount of impurities not exceeding 0,8% by weight.
STastúcim počtom teplotných pulzov klesá hodnota T^n, oko to plynie z obrázku a tabulky. Zo znitridovaného materiálu sa odstránia mechaniky zbytky keramického púzdra termočlánku a nit ridovaný materiál sa lisuje za tepla při teplote 550 °C a tlaku 1760 MPe počas 10 minut. Pretláčanie lisovaného nitridovaného materiálu sa robí za tepla s redukciou 80 % pri teplote 530 °C a tlakom 2900 MPa.As the number of temperature pulses increases, the value of T ^ n decreases, the eye follows from the figure and table. The residual ceramic housing of the thermocouple is removed from the oxidized material and the threaded material is hot pressed at 550 ° C and 1760 MPe for 10 minutes. Extrusion of the extruded nitrided material is carried out with a heat reduction of 80% at a temperature of 530 ° C and a pressure of 2900 MPa.
Metalokeramický hliníkový materiál podlá vynálezu mdže nájsť vynikajúce uplatnenie najmfi v strojárstve a v energetike, a to tak klasickej, ako i jadrovej.The metal-ceramic aluminum material according to the invention can find an excellent application especially in engineering and power engineering, both classical and nuclear.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS874775A CS201100B1 (en) | 1975-12-22 | 1975-12-22 | Metaloceramic material based on aluminium and aluminium nitride and process for praparing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS874775A CS201100B1 (en) | 1975-12-22 | 1975-12-22 | Metaloceramic material based on aluminium and aluminium nitride and process for praparing thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS201100B1 true CS201100B1 (en) | 1980-10-31 |
Family
ID=5438479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS874775A CS201100B1 (en) | 1975-12-22 | 1975-12-22 | Metaloceramic material based on aluminium and aluminium nitride and process for praparing thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS201100B1 (en) |
-
1975
- 1975-12-22 CS CS874775A patent/CS201100B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5608911A (en) | Process for producing finely divided intermetallic and ceramic powders and products thereof | |
| US5084088A (en) | High temperature alloys synthesis by electro-discharge compaction | |
| US5613189A (en) | Metal matrix compositions and method of manufacture thereof | |
| US4752335A (en) | Process for the manufacture of a target for cathodic sputtering | |
| US5366686A (en) | Method for producing articles by reactive infiltration | |
| US4888054A (en) | Metal composites with fly ash incorporated therein and a process for producing the same | |
| US4988480A (en) | Method for making a composite | |
| US5149677A (en) | Exothermic process for the production of molybdenum silicide composites | |
| US5669059A (en) | Metal matrix compositions and method of manufacturing thereof | |
| HK1008055B (en) | Metal composites with fly ash incorporated therein and a process for producing the same | |
| US4699849A (en) | Metal matrix composites and method of manufacture | |
| US4797155A (en) | Method for making metal matrix composites | |
| GB2179369A (en) | Sintered aluminium alloy | |
| AU2007268370B2 (en) | Method for producing metal alloy and intermetallic products | |
| EP4620597A1 (en) | Method for manufacturing an article from a consolidated metallic powder composition | |
| CS201100B1 (en) | Metaloceramic material based on aluminium and aluminium nitride and process for praparing thereof | |
| Merzhanov et al. | Self-propagating high-temperature synthesis of carbides, nitrides, and borides | |
| EP1957687A2 (en) | Target for the synthesis of multifunctional coatings and method of its fabrication | |
| Feest et al. | Comparative viability of processing routes for intermetallic based materials | |
| US5167944A (en) | Method for the production of aluminum nitride-based sintered products | |
| CN117324625A (en) | A low-cost heterogeneous structure TC4 titanium alloy and its preparation method | |
| RU2263089C1 (en) | Method of production of a composite material | |
| German et al. | Powder processing of high temperature aluminides | |
| US5656216A (en) | Method for making metal oxide sputtering targets (barrier powder envelope) | |
| Levi et al. | Consolidation of rapidly solidified intermetallic powders using the Ceracon® process |