CS277413B6 - Process for producing a self-supporting body containing boride of the base metal - Google Patents
Process for producing a self-supporting body containing boride of the base metal Download PDFInfo
- Publication number
- CS277413B6 CS277413B6 CS871514A CS151487A CS277413B6 CS 277413 B6 CS277413 B6 CS 277413B6 CS 871514 A CS871514 A CS 871514A CS 151487 A CS151487 A CS 151487A CS 277413 B6 CS277413 B6 CS 277413B6
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- metal
- boron source
- boron
- parent metal
- boride
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 239000010953 base metal Substances 0.000 title claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 181
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 181
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 133
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 122
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 58
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 44
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 31
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 15
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 13
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- -1 wires Substances 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 37
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 34
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 25
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 22
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 18
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 18
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 17
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- DJPURDPSZFLWGC-UHFFFAOYSA-N alumanylidyneborane Chemical compound [Al]#B DJPURDPSZFLWGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 1
- JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] Chemical compound [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 150000001638 boron Chemical class 0.000 description 1
- 229910010277 boron hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-IGMARMGPSA-N boron-11 atom Chemical compound [11B] ZOXJGFHDIHLPTG-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000007676 flexural strength test Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007582 slurry-cast process Methods 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 238000003826 uniaxial pressing Methods 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/10—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/5156—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on rare earth compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/5805—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/5805—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides
- C04B35/58064—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/5805—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides
- C04B35/58064—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides
- C04B35/58071—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides based on titanium borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/5805—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides
- C04B35/58064—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides
- C04B35/58078—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides based on zirconium or hafnium borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/636—Polysaccharides or derivatives thereof
- C04B35/6365—Cellulose or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
- C04B35/652—Directional oxidation or solidification, e.g. Lanxide process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/653—Processes involving a melting step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
- C22C1/1057—Reactive infiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/14—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on borides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Pinball Game Machines (AREA)
- Supports For Pipes And Cables (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Packages (AREA)
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Gloves (AREA)
- Road Signs Or Road Markings (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Paper (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby samonosného tělesa obsahujícího borid základního kovu.
V poslední době se projevuje zvýšený zájem o použití keramiky ke konstrukčním účelům, kde se historicky vždycky užívalo kovů. Popudem pro tento zájem jsou lepší vlastnosti keramiky ve srovnání s kovy, pokud jde např. o odolnost proti korozi, tvrdost, odolnost proti otěru, modul pružnosti a žárovzdornost.
Největším omezením při použití keramiky k těmto účelům je snadnost výroby požadovaných keramických struktur a její cena. Například je dobře známý způsob výroby těles z keramického boridu lisováním za horka, reaktivním slinováním a reaktivním lisováním za horka. Při horkém lisování se jemné práškové částice boridu slisují při vysokých teplotách a tlacích. Při reaktivním lisování za horka se např. bor nebo borid kovu lisuje společně s práškem obsahujícím vhodný kov rovněž při vysokých teplotách a tlacích. V americkém pat. spise č. 3 937 619 se popisuje výroba boridového tělesa lisováním za horka směsi práškového kovu a práškového diboridu, a v americkém pat. spise č. 4 512 946 se uvádí lisování za horka keramického prášku, boru a hydridu kovu na kompozit boridu. Lisování za horka však vyžaduje speciální manipulaci a drahé speciální zařízení, je omezené pokud jde o rozměr a tvar vyráběného keramického tělesa a má nízkou produktivitu, spojenou s vysokými výrobními náklady.
Druhým hlavním omezením ve spojení s použitím keramiky pro konstrukční účely je její obecně nízká houževnatost a tuhost, zn. odolnost proti poškození nebo zlomení. Tyto nepříznivé vlastnosti mohou způsobit náhlou, velice nebezpečnou poruchu keramického tělesa i při použití, kde působí jenom malá tahová napětí.
Pokusem k obejití tohoto problému bylo použití keramiky ve spojení s kovy, např. jako cermetů nebo kompozitů s kovovou matricí. Účelem tohoto postupu je kombinovat nej lepší vlastností keramiky, tzn. tvrdost, a kovu, např. houževnatost. Způsob výroby keramicko-kovového kompozitu nebo cermetu se popisuje v evropské přihlášce č. 0 116 809, podle které se nejprve připraví reakční směs zrnitých reakčních složek a tato směs se pak nechá reagovat v kontaktu s roztaveným kovem, který do ní infiltruje. Příkladem takové reakční směsi je směs obsahující oxid titaničitý, oxid boritý a hliník ve stechiometrických poměrech a v zrnité formě, která ve styku s roztaveným hliníkem reaguje na diborid titanu a oxid hlinitý jako keramickou fázi, do které infiltruje hliník. Z popisu je zřejmé, že roztavený kov, tedy hliník, představuje redukční činidlo a není prekursorem při reakci, při níž vzniká borid.
V evropské přihlášce č. 0 113 249 se popisuj? způsob výroby cermetu spočívající v tom, že se nejprve vytvoří rozptýlené částice keramické fáze in sítu v roztaveném kovu a tato roztavená fáze se udržuje tak dlouhou dobu, až vznikne prorostlé keramické pletivo. Jako příklad se uvádí vytvoření keramické fáze reakci soli titanu se solí boru v roztaveném kovu. Keramika vzniká in sítu a vytvoří prorostlou strukturu. Přitom však nedochází k infiltraci a použitý roztavený kov, např. hliník, tvoří redukční činidlo a nereaguje na borid, a borid vzniká jako sraženina v roztaveném· kovu. V obou příkladech se výslovně uvádí, že nevznikla zrna TiAl3, AlB2 ani AlB-,2, nýbrž že vzniká diborid titanu, což dokazuje skutečnost, že hliník není kovovým prekursorem boridu.
V americkém pat. spise c. 3 864 154 se popisuje výroba keramicko-kovového systému infiltrací. Výlisek z dedekaboridu hliníku A1B|2 byl impregnován ve vakuu roztaveným hliníkem, čímž vznikl systém těchto složek. Další vyrobené materiály obsahovaly SiBg-Al, B-Al, B^C-Al/Si a A1B12-B’A1. Neexistuje ani náznak toho, že by docházelo k reakci, ani požity reakcí s infiltrujícím kovem, reakční produkt obklopoval netečnou požitu.
Třebaže uvedené způsoby výroby případech slibné výsledky, jeví se a hospodárnější způsoby výroby kera:
toho, ze by se vyráběly komAni se nikde neuvádí, že by výplň nebo byl součástí komcermetů přinesly v některých potřeba vypracovat účinnější cko-kovových kompozitů.
Podstata způsobu výroby samonosného tělesa obsahujícího borid spočívá v tom, že těleso ze základního kovu z nejméně jednoho kovu ze skupiny zahrnující hliník, titan, křemík, zirkonium, hafnium, lanthan, železo, vápník, vanad, niob, hořčík a beryllium se uvede do styku se zdrojem boru a soustava se zahřívá v netečné atmosféře nad teplotu tavení základního kovu, který infiltruje do zdroje boru a reaguje s ním na borid, jenž spolu s kovovou fází vytvoří samonosné těleso.
Jako zdroje boru lze použít elementárního práškového nebo amorfního boru nebo boridu kovu ze skupiny zahrnující hliník, zirkonium a titan. Alternativně se může zdroj boru smíchat s netečným výplňovým materiálem, roztavený základní kóv se nechá infiltrovat do směsi a reagovat se zdrojem boru a vznikající borid uzavře výplňový materiál ve formě matrice obsahující borid základního kovu a kovovou fázi.
Koncentraci reakčních složek a provozní podmínky lze měnit nebo regulovat tak, aby se vyrobilo těleso obsahující požadované objemové procento keramického materiálu, kovu a/nebo pórovitosti. K vytvoření samonosného tělesa s poměrně vysokým obsahem kovové fáze se základním kovem infiltruje zdroj boru s nízkou hustotou, zatímco k vytvoření samonosného tělesa s poměrně vysokým obsahem boridu základního kovu se infiltruje zdroj boru s vysokou hustotou.
Jako výplně lze použít vlákna, drátky, částice, tyčky, dráty, drátěnou tkaninu, žárovzdornou tkaninu, zesítěnou pěnu, destičky, plné kuličky a duté kuličky, nebo jejich kombinaci.
Při výrobě samonosného tělesa se hmota obsahující zdroj boru umístí vedle nebo do styku s kovem nebo slitinou kovu, který se roztaví v netečné atmosféře v předem stanoveném teplotním rozmezí. Roztavený kov infiltruje do hmoty a reaguje se zdrojem boru, čímž vzniká jako reakční produkt borid základního kovu. Alespoň část reakčního produktu se udržuje ve styku s kovem, který je vtahován nebo dopravován k dosud nezreagovanému zdroji boru kápiCS 277413 B6 lárním účinkem nebo vzlínáním a vytváří další borid základního kovu. Tvorba keramicko-kovového kompozitu pokračuje tak dlouho, až je základní kov nebo zdroj boru vyčerpán nebo až se teplota reakce změní tak, aby ležela mimo teplotní reakční rozmezí. .Vzniklá struktura obsahuje borid základního kovu, kov a/nebo intermetalické složky nebo dutiny nebo jejich kombinaci, přičemž tyto různé fáze mohou, avšak nemusí být propojeny v jednom nebo několika rozměrech. Výsledný objemový poměr boridu a kovových fází a stupeň jejich vzájemného propojení lze regulovat pracovními podmínkami, např. počáteční hustotou zdroje boru, poměrem množství zdroje boru k základnímu kovu, legováním základního kovu, zředěním zdroje boru výplní, teplotou a dobou. Typicky je hmota zdroje boru alespoň poněkud pórovitá, takže umožňuje vzlínání základního kovu reakčnim produktem. Ke vzlínání dochází pravděpodobně proto, že objemová změna při reakci nevyvolá úplné uzavření pórů, kterými může základní kov procházet, nebo protože reakční produkt zůstává propustný pro roztavený kov v důsledku povrchové energie, která způsobuje, že alespoň některé hranice zrn propouštějí základní kov.
Podle vynálezu lze kompozit vyrobit migrací roztaveného základního kovu do jednoho nebo několika netečných výplňových materiálů, které obsahují zdroj boru. V tomto případě je zdroj boru promíchán s vhodným materiálem výplně, který se pak umístí do sousedství nebo do styku s roztaveným základním kovem. Tato soustava může být uložena na nebo uvnitř dalšího lože, které není smáčeno roztaveným kovem ani s ním za provozních podmínek nereaguje. Roztavený základní kov infiltruje do směsi zdroje boru a výplně a reaguje se zdrojem boru na borid základního kovu. Vzniklá samonosná keramicko-kovová struktura má typicky hustou mikrostrukturu, sestávající z výplně obklopené matricí, která je tvořena boridem základního kovu a kovem. Pro průběh reaktivní infiltrace stačí poměrně malé množství zdroje boru. Výsledná matrice může mít různé složení, a to od složení, tvořeného převážně kovovými složkami, takže má určité vlastnosti charakteristické pro kovy, do složení, kdy při výrobě je použito zdroje boru s vysokou koncentrací, takže vznikne velké množství boridu, který může ovládat vlastnosti matrice. Výplň může sloužit ke zdůraznění vlastností kompozitu, ke snížení nákladů na suroviny kompozitu nebo měnit kinetiku reakce, při které vzniká borid, a jí vyvolaný vývin tepla.
Podle dalšího význaku vynálezu lze materiál, do kterého má infiltrovat základní kov, vytvarovat do předlisku, který odpovídá geometrii požadovaného výsledného kompozitu. Při následující reaktivní infiltrací roztaveného základního kovu do předlisku vznikne kompozit, který už přesný nebo téměř přesný tvar předlisku; tím se sníží drahé výsledné strojní opracování a konečné obrábění.
V následujícím textu mají jednotlivé termíny tyto významy: pod pojmem základní kov se rozumí kov, např. hliník, který je prekursorem polykrystalického reakčního produktu, tzn. boridu základního kovu, a zahrnuje takový kov jako čistý nebo poměrně čistý kov, jako běžně prodejný kov s obsahem nečistot a/nebo legovacích složek a jako slitinu, jejíž hlavní složkou je kovový prekursor. Pokud se v dalším uvádí určitý kov jako základní, např. hliník, znamená tento údaj všechny shora uvedené možnosti, pokud není výslovně řečeno jinak.
Pod pojmem zdroj boru se rozumí elementární bor nebo borid kovu, který reaguje se základním kovem při provozních teplotních podmínkách na borid základního kovu. Zdroj boru je zpravidla při provozních podmínkách pevná látka, avšak při použití základních kovů s vysokou teplotou tavení může být při provozních teplotách i kapalný.
Borid základního kovu znamená reakční produkt zdroje boru a základního kovu a zahrnuje binární, ternární nebo vyšší sloučeniny boru a základního kovu, které mohou rovněž obsahovat složky zdroje boru.
Vynález bude vysvětlen s odvoláním na výkresy, kde značí obr. 1 schematický řez hliníkovým ingotem, uloženým v práškovém boru v žárovzdorném kelímku a určený ke zpracování způsobem podle vynálezu, obr. 2 je mikrofotografie řezu kompozitem boridů hliníku a kovu ve čtyřsetnásobném zvětšení, přičemž kompozit je vyroben z hliníkové slitiny, obsahující 3 % hořčíku a 10 % křemíku, zpracovávané s borem při teplotě 1 200 °C podle příkladu 1, obr. 3 je ve čtyřsetnásobném zvětšení mikrofotografie řezu produktu z ZrB2/Zr, vyrobeného způsobem podle příkladu 4, obr. 4 ve čtyřsetnásobném zvětšení mikrofotografie řezu kompozitem A12O3/A1, vyrobeným reaktivní infiltrací hliníku do předformovaného tělesa z oxidu hlinitého, obsahujícího 1 % hmotnosti boru podle příkladu 9, a obr. 5 ve čtyřsetnásobném zvětšení mikrofotografie řezu kompozitem A12O3/A1B^2/A1, vyrobeným reaktivní infiltrací hliníku do předformovaného tělesa, obsahujícího 50 % hmotnosti oxidu hlinitého a 50 % hmotnosti boru podle příkladu 9.
Podle vynálezu se samonosné těleso vyrábí reaktivní infiltrací roztaveného základního kovu se zdrojem boru, čímž vznikne polykrystalický keramicko-kovový kompozit, který obsahuje reakční produkt základního kovu a zdroje boru a jednu nebo několik nezoxidovaných složek základního kovu. Když zdroj boru obsahuje borid kovu, redukovatelný za reakčích může kompozit obsahovat v kovové fázi zdroje boru. Kompozit může být rovněž Zdroj boru, který je při provozních podmínkách typicky pevná látka, je s výhodou v jemné zrnité nebo práškové formě, je však samozřejmé, že pro základní kovy, které se taví při vyšších teplotách, je třeba použít slučitelného zdroje boru, který je při pracovních teplotách tekutý. Pokud je to žádáno, může být hmota zdroje boru v podstatě nepropustná, avšak molárni objem vzniklého produktu je menší než objem zdroje boru, což umožňuje prostup roztaveného kovu reakčním produktem do styku se zdrojem boru. Atmosféra, ve které proces probíhá, je poměrně netečná nebo nereaktivní za provozních podmínek. Vhodnou pracovní atmosférou je například argon nebo vakuum.
podmínek základním kovem, zredukované kovové složky pórovitý nebo mít dutiny.
Při postupu, kdy se boru používá v elementární formě, dochází k reakci práškového boru se základním kovem, například hliníkem, a vzniká kompozit obsahující borid základního kovu a základ§ ní kov, například borid hliníku a hliník, a případně jiné nezreagované složky základního kovu. Alternativně se může základní kov nechat reagovat s redukovatelným boridem kovu, který tvoří zdroj boru, čímž vznikne keramicko-kovové složené těleso z boridu základního kovu, z nezreagovaných složek základního kovu a z redukovaných složek původně použitého boridu kovu, včetně intermetalických složek, jež vznikají reakcí základního kovu s kovovými složkami, uvolněnými redukcí původně použitého boridu kovu. Když se například použije jako základního kovu titanu a jako zdroje boru boridu hliníku, může kovová fáze obsahovat titan a případně nezreagované legovací složky titanu, dále hliník, a jednu nebo několik intermetalických složek obsahujících hliník a titan, avšak neobsahuje je všechny současně. Při postupu rovněž vzniká borid titanu.
Třebaže vynález je v dalším popsán specielně v souvislosti s hliníkem jako základním kovem a s elementárním borem jako zdrojem boru, představuje to pouze příklady. Podle vynálezu lze použít i jiných kovů, jako je křemík, titan, zirkonium, hafnium, lantham, železo, vápník, vanad, niob, hořčík a berylium, přičemž v dalším jsou uvedeny příklady několika takových základních kovů. Rovněž lze použít redukovatelného boridu kovu, který vyhovuje požadavkům podle vynálezu.
Podle obr. 1 je základní kovový prekursor 10, například hliník, ve tvaru ingotu, špalíku, tyče, desky nebo pod. alespoň částečně obklopen elementárním borem 11, který má s výhodou velikost částic asi od· 0,1 do 100 μιη. Celek je obklopen netečným materiálem 14, typicky v zrnité formě, který není smáčen roztaveným kovem a nereaguje s ním, a celek je uložen v kelímku 16 nebo jiné žárovzdorné nádobě. Horní plocha 18 základního kovu může být obnažena nebo může být základní kov úplně uzavřen a obklopen zdrojem boru; případně lze lože z netečného materiálu 14 vynechat. Kelímek 16 se po naplnění vloží do pece a zahřívá, s výhodou v netečné atmosféře jako je argon, nad teplotu tání roztaveného kovu, avšak s výhodou pod teplotu tání boridu základního kovu, takže vznikne těleso roztaveného kovu. Je samozřejmé, že skutečný pracovní rozsah nezahrnuje celý tento teplotní interval. Teplotní rozsah závisí do značné míry na takových faktorech, jako je složení základního kovu a zvolený zdroj boru. Roztavený kov přichází do styku se zdrojem boru a jako reakční produkt vzniká borid základního kovu. Při pokračujícím působení zdroje boru na základní kov putuje zbývající roztavený základní kov reakčnim produktem ve směru do hmoty, obsahující zdroj boru, a tím vytváří neustále další a další reakční produkt na rozhraní mezi roztaveným kovem a zdrojem boru. Keramicko-kovový kompozit, vyrobený tímto způsobem, obsahuje reakční produkt základního kovu a zdroje boru, což je například bor a/nebo jeden nebo několik redukovatelných t _idů kovu, a jednu nebo několik nezoxidovaných složek základního kovu nebo dutiny nebo oboje, nebo případně uvolněný kov nebo intermetalické složky, vznikající v důsledku použití redukovatelného boridu kovu jako zdroje boru. Značné množství zdroje boru reaguje na borid základního kovu, přičemž toto množství je s výhodou alespoň 50 % a nejvýhodněji alespoň 90 %. Přeměna na borid základního kovu může být výhodná při určitých aplikacích vyrobeného produktu pro vysoké teploty, protože borid je tepelně stabilnější než bor, který má snahu reagovat .6 s kovem, například s hliníkem přítomným v reakčním produktu. Krystaly boridu vznikající při tomto způsobu mohou být, ale nemusejí být propojené, přičemž kovové fáze a případné dutiny produktu jsou alespoň částečně propojeny. Pórovitost vzniká následkem částečného nebo téměř úplného vyčerpání základního kovu ve prospěch tvorby přídavného reakčního produktu, stejně jako v případě přítomnosti reakčních složek ve stechiometrickém množství nebo v přítomnosti boru v nadbytku, avšak objemové procento dutin rovněž závisí na takových činitelích jako je teplota, doba, typ základního kovu, zvolený zdroj boru a pórovitost lože ze zdroje boru.
Dalším výrobkem, který lze vyrobit způsobem podle vynálezu, je samonosný keramickokovový kompozit, který obsahuje matricí z kovových složek a borid základního kovu, uzavírajícího v podstatě netečnou výplň. Matrice vznikne infiltrací základního kovu do lože nebo hmoty výplní, která je důkladně promíchána se zdrojem boru. Materiál výplně může mít libovolné rozměry a tvary a může být orientován vzhledem k základnímu kovu libovolným způsobem, pokud reakčni produkt vzniká ve směru alespoň k části výplně a uzavře ji, aniž by ji v podstatě rozrušil nebo přemístil. Výplň může být složena nebo může obsahovat jakýkoliv vhodný materiál, například keramická a/nebo kovová vlákna, vláknové krystaly, zrna, prášky, tyčky, drátky, drátěné pletivo, žárovzdorné tkaniny, destičky, zesítěné pěnové hmoty, plné nebo duté kuličky apod. Výplňový materiál může být buď volný nebo spojený a může mít mezery, otvory, mezilehlé prostory apod., aby výplň byla propustná pro infiltrující základní kov. Materiál výplně může být homogenní nebo heterogenní. Podle potřeby mohou být materiály vzájemně spojeny s jakýmkoliv vhodným pojivém, které nepůsobí rušivě při reakci a nenechává po sobě ve výsledném produktu nežádoucí vedlejší produkty. Výplň, která by reagovala v přílišné míře se zdrojem boru nebo s roztaveným kovem, může být povlečena tak, aby byla netečná při provozních podmínkách, například uhlíková vlákna, použitá jako výplň ve spojení s hliníkem jako základním kovem, mají snahu reagovat s roztaveným hliníkem: tuto reakci však lze znemožnit tím, když se vlákna předem povlečou, například oxidem hlinitým.
Vhodná žárovzdorné nádoba, v níž je uložen základní kov a lože výplně, promíchané se zdrojem boru a orientované tak, aby umožňovalo reaktivní infiltraci základního kovu do vnitřku lože a nerušenou tvorbu kompozitu, se vloží do pece a celek se zahřívá na teplotu ležící nad teplotou tání základního kovu. Při takových vysokých teplotách infiltruje roztavený základní kov do propustné výplně vzlínáním a reaguje se zdrojem boru, takže vzniká žádaný keramickokovový kompozit.
Bylo zjištěno, že přítomnost.zdroje boru ve výplni podporuje pronikání základního kovu do propustné výplně. Zjistilo se, že již malé množství boru je účinné, avšak minimální potřebné množství může záviset na řadě činitelů, jako je druh a velikost částic zdroje boru, typ základního kovu, typ výplně a pracovní podmínky. Ve výplni může být tedy zdroj boru v široké koncentraci, avšak platí, že čím nižší je koncentrace zdroje boru, tím vyšší je objemové procento kovu v matrici. Když se použije velice malého množství zdroje boru, například 1 až 10 % hmotnosti, vztaženo k celkové hmotnosti výplně a zdroje boru, je výsledná matrice tvořena propojeným kovem a menším množstvím boridu základního kovu, který je dispergován v propojeném kovu. Při kontrolním pokusu bez zdroje boru nedocházelo ke torbě kompozitu. Příklad 9 udává výsledky pěti pokusů, ve kterých bylo použito výplně z oxidu hlinitého s 0, 1/2, 5 a 10 % hmotnosti boru a základního kovu tvořeného hliníkem. V nepřítomnosti zdroje boru nedocházelo k reaktivní infiltraci základního kovu do výplně, a taková infiltrace by nebyla možná bez speciálních opatření, například bez působení vnějšího tlaku k protlačení kovu do výplně.
Protože při způsobu podle vynálezu lze použít širokého rozmezí koncentrací zdroje boru ve výplni, lze změnou koncentrace regulovat nebo měnit vlastnosti hotového keramickokovového kompozitu. Když je ve výplni pouze malé množství zdroje boru vzhledem k množství základního kovu, tedy hmota výplně má malou hustotu zdroje boru, jsou vlastnosti složeného tělesa nebo matrice určovány vlastnostmi základního kovu, zejména pokud jde o houževnatost a tuhost, protože matrice je převážně kovová. Když se naproti tomu použije většího množství zdroje boru, například tehdy, když částice elementárního boru jsou nahuštěny kolem materiálu výplně nebo zaujímají velké procento prostoru mezi částicemi výplně, jsou vlastnosti složeného tělesa nebo matrice určovány převážně boridem základního kovu, takže těleso nebo matrice je tvrdší nebo méně houževnatá a méně tuhá. Volba mezi těmito extrémními vlastnostmi může být velice žádoucí,· protože pak lze vyhovět požadavkům, jež se kladou na keramickokovové kompozity v jejich různých aplikacích.
Dalších změn charakteristik a vlastností kompozitů se může dosáhnout regulací podmínek infiltrování. Proměnné, které lze ovlivňovat, zahrnují povahu a velikost částic zdroje boru, teplotu a dobu infiltrace a množství základního kovu vzhledem k množství boru, který je k dispozici ze zdroje boru, a stechiometrii boridu základního kovu, který má vzniknout. Tak například reaktivní infiltrace, při které jsou zrna zdroje boru velká a doba působení při nízkých teplotách velmi krátká, má za následek částečnou přeměnu zdroje boru na borid základního kovu. Následkem toho zůstává v mikrostruktuře nezreagovaný zdroj boru, který může dodávat hotovému výrobku žádoucí vlastnosti pro určité účely. Infiltrace, při které se použije jemných částic zdroje boru, vysokých teplot a dlouhé doby a popřípadě i prodlevy na vysoké teplotě i po skončené infiltraci, podporuje prakticky úplnou přeměnu boru na borid základního kovu. Účelně je konverze zdroje boru na borid základního kovu alespoň 50% a nejvýhodněji alespoň 90%. Infiltrace při vysokých teplotách může mít také za následek zhuštění určitých složek kompozitu slinováním. Mimoto snížení množství základního kovu pod množství nezbytné k vytvoření boridu základního kovu a k vyplnění mezer v materiálu může mít za následek vznik pórovitého tělesa, jehož aplikace mohou být rovněž užitečné. V takovém kompozitu může pórovitost kolísat od 1 do 20% objemu i do vyšších hodnot,, což závisí na shora uvedených faktorech a podmínkách.
Podle obzvláště výhodného způsobu podle vynálezu se zdroj boru spolu s požadovaným netečným materiálem výplně vytvaruje do předformovaného tělesa nebo předlisku, který má tvar odpovídající požadovanému tvaru hotové součásti z kompozitu. Předformované těleso může být vyrobeno jakýmkoliv běžným způsobem, obvyklým v keramické výrobě, například jednoosým lisováním, isostatickým lisováním, litím břečky, sedimentačním litím, litím na pás, vstřikováním, svinováním vláken pro vláknité materiály apod., což závisí na vlastnostech zdroje boru a případné výplně. Počáteční spojení částic nebo vláken před reaktivní infiltrací lze realizovat lehkým slinováním nebo pomocí různých organických nebo anorganických pojiv, která neruší postup podle vynálezu a nevytvářejí nežádoucí vedlejší produkty. Předformované těleso musí mít dostatečnou tvarovou stálost a pevnost v surové hmotě a musí být propustné pro roztavený kov. S výhodou má takové těleso pórovitost mezi 5 až 90 % objemu a s výhodou mezi 25 a 50 % objemu. V případě hliníku jako základního kovu je vhodným materiálem výplně předfornátového tělesa karbid křemíku, oxid hlinitý a dodekaborid hliníku, a v zrnité formě mají typicky zrnitost od 14 do 100 mesh. Lze však použít i jiné směsi výplňových materiálů a jiné zrnitosti. Předfornované těleso se pak uvede do styku s roztaveným základním kovem na jednom nebo několika povrchách po dostatečnou dobu, aby se dokončila infiltrace matrice do tělesa. Výsledkem toho je keramickokovové složené těleso, jehož tvar přesně nebo téměř přesně odpovídal tvaru požadovaného konečného produktu, čímž se omezilo nebo úplně odstranilo nákladné konečné opracování nebo broušení.
Následující příklady vysvětlují způsob výroby nových reakčních produktů podle vynálezu, jsou však pouze vysvětlující a vynález nijak neomezují.
Příklad 1
Hliníková tyčka čistoty 99,7 %, o rozměrech přibližně 50,8 x 9,52 x 6,35 mm byla vložena do krystalického práškového boru s velikostí částic 60 mesh v žárovzdorném kelímku. Soustava byla vložena do odporové trubkové pece, do které byl přiváděn plynný argon v množství 200 cm3.m-1, zahřáta na reakčni teplotu během asi 5 hodin, udržována na reakčni teplotě 1200 °C po dobu 22 hod, ochlazována po dobu asi 5 hod. a potom vyňata z pece.
Prohlídka produktu vyjmutého z pece a po rozříznutí ukázala, že reakce základního kovu tvořeného hliníkem probíhala směrem ven ve všech směrech z původního povrchu kovové tyčky, takže vznikla díra přibližně stejného tvaru jako původní tyčka. Mikroskopické zkoušky reakčního produktu potvrzují, že jde o keramickó-kovový kompozit a ukázaly, že keramická i kovová složka byly vzájemně propojeny. Rentgenografická zkouška produktu potvrdila přítomnost dodekaboridu hliníku A1B12 a hliníku. Rovněž byly zjištěny stopy nitridu hliníku, které mohly být důsledkem znečištění argonu nebo práškového boru.
Obr.2 je čtyřista-násobně zvětšená mikrofotografie řezu kompozitu, která ukazuje A1B12 (tmavě šedivý), Al (světle šedivý) jako největší fáze a izolovanou částicí nitridu hliníku A1N jako nečistotu.
Předchozí postup byl opakován s tím rozdílem, že hliníková slitinová tyčka tvořící základní kov obsahovala 10 % křemíku a 3 % hořčíku a druhá tyčka byla z běžné hliníkové slitiny A380.1. Při každém pokusu vznikl keramicko-kovový kompozit, •obsahující A1B12 a A^· Vytváření keramicko-kovového kompozitu způsobem podle vynálezu tedy není příliš citlivé na počáteční složení základního kovu.
Příklad 2
Válcová tyčka z titanu čistoty 99,7 %, o průměru 12,7 mm a délce 25,4 mm byla vložena do čistého prášku z amorfního boru o čistotě 92 a 95 % as velikostí částic 2 až 3 μιη tak, že její kruhová plocha byla volná. Tato soustava vložená do žárovzdorného kelímku z oxidu hlinitého, byla zahřáta asi na 1700 C, což bylo měřeno na obnaženém povrchu kovu optickým pyrometrem, v indukční peci při přímém napojení vinutí na kov. Zahřívání probíhalo v atmosféře obsahující 99,5 % argonu a 0,5 % plynného vodíku, který byl přidáván k potlačení parciálního tlaku stopového kyslíku. Tato atmosféra proudila ve množství 150 cm3.m_1. Zahřívání na danou teplotu probíhalo postupně během 10 až 20 min. Po dosažení teploty tání titanu probíhala reakce velice rychle se značným vývinem tepla. Reakce skončila během asi 20 s po začátku.
Při přezkoumání vzniklého materiálu se zjistilo, že reakce proběhla směrem ven od povrchu kovu do borového lože a že při ní vznikla díra v místě, které původně zaujímal základní kov. Rentgenografická analýza potvrdila přítomnost diboridu titanu TiB2 a stopová množství tetraboridu titanu Ti3B4 v soudržném, vysoce pórovitém vzniklém tělese. Ani při rentgenografii ani mikroskopickým pozorováním se nepotvrdila přítomnost kovového titanu, což ukazuje, že v tomto případě bylo přítomno dostatečné množství boru, takže při reakci se úplně spotřeboval počáteční zdroj kovu.
Předchozí postup byl opakován s tím rozdílem, že práškový diborid titanu TiB2 byl použit v kombinaci s práškovým borem ve směsi obsahující po 50 % objemu obou složek, aby se reakce moderovala. Při dosažení teploty tání titanu bylo pozorováno, že reakce. probíhá pomaleji, přičemž trvala přibližně 1 min a vyvíjelo se menší množství tepla. Výsledný soudržný pórovitý materiál rovněž obsahoval TiB2 a stopy Ti3B4. Zjištěný diborid titanu představoval pravděpodobně jak původní částice tak reakční produkt titanu a boru.
Tento příklad ukazuje, že při vhodné volbě materiálů a podmínek lze vyrobit těleso, obsahující malé nebo žádné množství kovu.
Příklad 3
Úlomky různé velikosti z křemíku o čistotě 98,4 % byly vloženy do práškového boru o čistotě 92 až 95 % v žárovzdorném kelímku tak, že jejich jedna plocha zůstala volná. Soustava byla
1Ó zahřívána v indukční peci asi na 1500 °C stejně jako v příkladě
2. Zahřívání probíhalo v atmosféře obsahující 99 % argonu a 1 % plynného vodíku při průtočném množství 400 cm3.min-1.
Při dosažení teploty tání křemíku proběhla rychlá exotermická reakce, při které vzniklo složené těleso se středovým otvorem v místě původního křemíku. Rentgenograficky se v reakčnim produktu potvrdila přítomnost hexaboridu křemíku SiBg ve dvou polymorfních fázích a křemíkové matrice. Produktem bylo soudržné, tvrdé těleso s určitou pórovitosti.
Příklad 4
Byl opakován postup z příkladu 2 pouze s tím rozdílem, že místo titanu bylo použito tyčky ze zirkonia o čistotě 99,7 % a zahřívání vedlo až k teplotě asi 1900 °C v atmosféře, obsahující 99 % argonu a 1 % vodíku. Při dosažení teploty tání zirkonia byla pozorována rychlé exotermická reakce, při které vzniklo duté, silně pórovité těleso, které obsahovalo diborid zirkonia ZrB2 a stopová množství zirkonia, což potvrdila rentgenografická analýza.
Ke zpomalení reakce byl postup opakován s použitím lože, které obsahovalo po 50 % objemu práškový diborid zirkonia ZrB2 s velikostí částic -100, + 200 mesh a částic boru. Reakce probíhala pomaleji a výsledné duté těleso obsahovalo zrna diboridu zirkonia v matrici ze zirkonia, přičemž zrna byla jednak z původního lože a jednak vznikla reakcí zirkonia a boru. Mikrostruktura tohoto materiálu je patrná z obr. 3 a složení fází bylo potvrzeno rentgenografickou analýzou.
Příklad 5
Postup podle příkladu 2 byl opakován s použitím titanové tyče v loži, které obsahovalo směs 83,6 % hmotnosti práškového nitridu titanu s velikostí částic -325 mesh a 16,4 % hmotnosti krystalického boru. Celek byl postupně zahříván na teplotu asi 1800 až 2000 °C v atmosféře z 99 % argonu a 1 % vodíku, proudící rychlostí 200 cm3.min-1.
Nad teplotou tání titanu proběhla reakce s částicemi boru a reakční produkt prorostl do lože a obklopil částice nitridu titanu. Rentgenografická analýza produktu ukázala přítomnost boridů TiB2 a TiB a nitridu TiN jako hlavních fází, stopové množství nitridu Ti2N a určité množství oxidu titaničitého Ti20, zřejmě z reakce s oxidem hlinitým kelímku.
Příklad 6
Válcový ingot z titanu o délce 19 mm a průměru 15,8 mm byl vložen celý do lože z částic dodekaboridu hliníku A1B12 s velikostí částic 3 až 8 μιη. Soustava byla zahřáta analogicky jako v příkladě 2 na reakční teplotu 1800 až 2000 °C v netečné atmosféře z 99 % argonu a 1 % vodíku, proudící v množství 300 cm3.min-1.
Nad teplotou tání titanu probíhala jeho reakce s dodekaboridem hliníku a růstem 'reakčního produktu vznikl složený materiál, který sestával z matrice z diboridu titanu, jež uzavírala inkluze kovového hliníku, uvolněné reakcí titanu jako základního kovu s dodekaboridem hliníku. Tyto fáze byly potvrzeny rentgenografickou analýzou vzorku, která také ukázala přítomnost stopových množství boridů Ti3B4 a TiB.
Příklad 7
Aby se dokázala vhodnost použití předformováného tělesa nebo předlisku k výrobě kompozitového tělesa s definovanou výslednou geometrií, byly připraveny dva předlisky. Byly vyrobeny smícháním částic boru s organickým pojivém (Avicel PH-105, výrobek firmy FMC Corp.) v množství 5 % hmotnosti a slisováním do předlisovaného kotouče o průměru 31,7 mm a tlouštce 9,5 mm při lisovacím tlaku 280 mPa. Bylo použito amorfního práškového boru se dvěma různými velikostmi částic, a to s velikostí 2 až 3 μιη a s velikostí -325 mesh. Základní kov tvořily kotoučky z hliníku o čistotě
99,7 %, které měly průměr 25,4 mm a tlouštku 9,5 mm. Každá soustava obsahovala jeden předformovaný kotouček z boru, umístěný pod hliníkovým kotoučkem a obklopený ze všech stran kromě horní plochy ložem z částic oxidu hlinitého s velikostí 24 mesh (Norton Company 38 Alundum), přičemž celek byl v žárovzdorném kelímku. Soustavy byly zahřívány v muflové peci po dobu 15 hod. na teplotu tání, udržovány na teplotě 1100 ’C během 48 hod. a ochlazovány po dobu 10 hod. v atmosféře čistého argonu, proudící v množství 200
3.-1 cm . mm .
Zkoušky ukázaly, že hliník jako základní kov infiltroval do předformovaných kotoučků z boru a reagoval s borem na keramickokovový kompozit, který obsahoval dodekaborid hliníku A1B12 ve dvou izomorfních fázích, dále hliník a stopová množství znečistujícího nitridu hliníku A1N, jak ukázala rentgenografická analýza. Kompozitové kotoučky si zachovaly tvar původních předlisků a rozměry výsledných tělísek se téměř přesně shodovaly s původními rozměry předlisků. V obou případech zůstal na straně, která byla ve styku s hliníkem jako základním kovem, kovový zbytek, který se dal odlomit od kompozitu poměrně nepatrnou silou.
Poté byly připraveny vzorky keramicko-kovového kompozitu odříznutím a obroušením zkušebních tyček, aby se změřily ohybové vlastnosti. Výsledky ukázaly maximální pevnost v ohybu 196 mPa pro kotouček z částic amorfního boru o velikosti 2 až 3 μιη a pevnost v ohybu 122,5 mPa pro kotouček, vyrobený z amorfního boru s velikostí částic -325 mesh. U obou vzorků se projevila velká schopnost deformace před zlomením, což dokazuje tažnost hliníkové složky v kompozitu.
Příklad 8
K dalšímu potvrzení vhodného použití předlisků byly částice diboridu titanu TiB2 o velikosti -100+, +270 mesh smíchány s částicemi amorfního boru s velikostí -325 mesh ve hmotnostním poměru 62,5 %/37,5 %. Postupem podle příkladu 7 byly prášky slisovány při tlaku 21 mPa na předlisky o velikosti 101,6 x 101,6 a 12,7 mm. Předlisek byl vložen do lože z oxidu hlinitého společně s hliníkem jako základním kovem, který byl tvořen slitinou č. 1100 o jmenovité čistotě 99 %, ve tvaru tyčky o rozměrech
5,8 x 101,6 x 12,7 mm. Předlisek ležel nad hliníkovou tyčkou. Zahřívání probíhalo jako ve příkladě 7 po dobu 15 hod.
Vzniklé těleso z kompozitu mělo velmi přesně tvar a rozměry předlisku. Podle rentgenografické analýzy obsahoval kompozit diborid titanu TiB2 a hliník, optické zkoumání a zjišťování elektronovým mikroskopem ukázalo přítomnost dalších fází, které byly identifikovány jako zbytkový amorfní bor, který nelze rentgenograf icky rozeznat a dodekaborid hliníku AlB12. Kratší doba zahřívání oproti příkladu 7 pravděpodobně vysvětluje nižší stupeň reakce hliníku s borem, ke kterému došlo v tomto příkladě.
Zkoušky pevnosti v ohybu čtyř vzorků kompozitu, prováděné způsobem podle příkladu 7, daly průměrné hodnoty 148,4 ±7 mPa, což tedy ukazuje na ještě větší tažnost, než měly materiály podle příkladu 7. Vysoká schopnost deformace tohoto materiálu je pravděpodobně výsledkem vyššího obsahu hliníku, který je zase důsledkem nižšího lisovacího tlaku a tedy menší hustoty původního předlisku, použitého v tomto příkladu.
Příklad 9
Aby se ukázala účinnost i malé koncentrace boru, byly připraveny předlisované kotoučky z náplně z oxidu hlinitého, obsahující 0, 1, 2, 5 a 10 hmot. % amorfního boru. Při přípravě kotoučků byla uvedená procenta oxidu hlinitého (38 Alundum) s velikostí částic 220 mesh a amorfního boru s velikostí zrn 2 až 3 μκι smíchána s 5 % hmotnosti organického pojivá (Avicel PH-105) a slisována na kotoučky o průměru 31,7 mm a tloušťce 7,9 mm. Kotoučky byly úplně vloženy do žárovzdorných loží z částic oxidu hlinitého (38 Alundum) o velikosti 90 mesh společně s válcovým ingotem z hliníku o čistotě 99,7 %, který měl tloušťku 12,7 mm a průměr 25,4 mm. Válcový ingot z hliníku byl položen na kotouče předlisku tak, aby se jejich kruhové plochy dotýkaly. Popsané soustavy byly zahřívány na teplotu 1200 °C po dobu 17 hod. v čistém argonu, proudícím v množství 200 cm3.min“1.
V každé soustavě, kde kotouček výplně obsahoval bor, infiltroval roztavený hliník do kotoučku, uzavřel částice oxidu hlinitého a vytvořil tak složený materiál, jehož hliníková matrice obsahovala určité množství částic reakčního produktu. V soustavě, která neobsahovala v kotoučku výplně bor, nedošlo k infiltraci roztaveného hliníku do kotoučku. Infiltrovaná složená tělesa si přesně zachovávala tvar a rozměry předlisku.
Obr. 4 ukazuje mikrofotografii řezu toho vzorku kompozitu, který obsahoval v předlisku 1 % boru. Mikrofotografie ukazuje vytvoření kompozitu s hliníkovou matricí, která obsahuje oxid hlinitý a menší množství dodekaboridu hliníku A1B22 jako reakčního produktu. Pro srovnání ukazuje obr. 5 složený materiál, vyrobený stejným způsobem pouze s tím rozdílem, že počáteční předlisek obsahoval 50 % hmotnosti amorfního boru s velikosti částic -325 mesh. Vzniklý kompozit obsahuje mnohem větší množství A1B12z což potvrzuje rentgenogram a menší množství hliníku a oxidu hlinitého, jak lze očekávat podle odlišného složení předlisku.
Příklad 10
Tyčka z čistého lanthanu, měřící 19 x 12,7 x 6,3 mm a s hmotností 10,8 g byla uložena do prášku krystalického boru o čistotě 98 až 99 % a hmotnosti 24,5 g tak, aby plocha s rozměrem 19 x 12,7 mm byla obnažená. Množství práškového boru obklopujícího lanthan bylo ve stechiometričkem přebytku, pokud jde o tvorbu hexaboridu lanthanu reakcí kovové tyčky z lanthanu a práškového boru. Soustava byla uložena do kelímku z oxydu hlinitého a zahřáta asi na 1800 °C, což bylo měřeno optickým pyrometrem na obnažené ploše lanthanové tyčky, v indukční peci při přímém připojení závitu na kov. Ohřívání probíhalo v atmosféře
O -1 čistého argonu, přiváděného v množství 200 cm .min . Zahřátí na uvedenou teplotu bylo dokončeno během asi 30 minut, a reakce začala, jakmile se dosáhlo teploty tání lanthanu. Protože optickým pyrometrem se měří teplota na obnažené ploše kovu, lze předpokládat, že teplota uvnitř kovové tyče a/nebo v lokalizovaných místech reakce může být vyšší než teplota pozorovaná optickou pyrometrickou metodou.
Roztavený lanthan ochotně infiltroval do borového lože, čímž vzniklo keramické těleso s dutinou v místě, které dřív zaujímala lanthanová tyčka. Keramické těleso bylo soudržné a pórovité. Rentgenograficky bylo zjištěno, že keramická struktura sestává z hexaboridu lanthanu.
Claims (8)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby samonosného tělesa obsahujícího borid základního kovu, vyznačující se tím, že těleso ze základního kovu z nejméně jednoho kovu ze skupiny zahrnující hliník, titan, křemík, zirkonium, hafnium, lanthan, železo, vápník, vanad, niob, hořčík a beryllium se uvede do styku se zdrojem boru a soustava se zahřívá v netečné atmosféře nad teplotu tavení základního kovu, který infiltruje do zdroje boru a reaguje s ním na borid, jenž spolu s kovovou fází vytvoří samonosné těleso.
- 2. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se jako zdroje boru použije elementárního práškového nebo amorfního boru.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako zdroje boru použije boridu kovu ze skupiny zahrnující hliník, zirkonium a titan.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdroj boru se smíchá s netečným výplňovým materiálem, roztavený základní kov se nechá infiltrovat do směsi a reagovat se zdrojem boru a vznikající borid uzavře výplňový materiál ve formě matrice obsahující borid základního kovu a kovovou fázi.
- 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že směs zdroje boru a výplňového materiálu se vytvaruje v předlisek, jehož tvar odpovídá vyráběnému samonosnému tělesu.
- 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že základním kovem se infiltruje zdroj boru s nízkou hustotou k vytvoření samonosného tělesa s poměrně vysokým obsahem kovové fáze.
- 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že základním kovem se infiltruje zdroj boru s vysokou hustotou k vytvoření samonosného tělesa s poměrně vysokým obsahem boridu základního kovu.
- 8. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že výplň obsahuje nejméně jeden materiál ze skupiny zahrnující vlákna, drátky, částice, tyčky, dráty, drátěnou tkaninu, žárovzdornou tkaninu, zesítěnou pěnu, destičky, plné kuličky a duté kuličky.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/837,448 US4777014A (en) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ151487A3 CZ151487A3 (en) | 1993-02-17 |
| CS277413B6 true CS277413B6 (en) | 1993-03-17 |
Family
ID=25274470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS871514A CS277413B6 (en) | 1986-03-07 | 1987-03-06 | Process for producing a self-supporting body containing boride of the base metal |
Country Status (29)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4777014A (cs) |
| EP (1) | EP0239520B1 (cs) |
| JP (2) | JPS62220266A (cs) |
| KR (1) | KR950002915B1 (cs) |
| CN (1) | CN1016620B (cs) |
| AT (1) | ATE63141T1 (cs) |
| BG (1) | BG60109B2 (cs) |
| BR (1) | BR8701042A (cs) |
| CA (1) | CA1329875C (cs) |
| CS (1) | CS277413B6 (cs) |
| DD (1) | DD256871A5 (cs) |
| DE (2) | DE3769682D1 (cs) |
| DK (1) | DK169411B1 (cs) |
| ES (1) | ES2000417B3 (cs) |
| FI (1) | FI88019C (cs) |
| GR (1) | GR3002397T3 (cs) |
| HU (1) | HU203710B (cs) |
| IE (1) | IE59796B1 (cs) |
| IL (1) | IL82060A (cs) |
| IN (1) | IN166061B (cs) |
| MX (1) | MX168883B (cs) |
| NO (1) | NO169972C (cs) |
| NZ (1) | NZ219533A (cs) |
| PL (1) | PL154577B1 (cs) |
| PT (1) | PT84422B (cs) |
| RU (1) | RU2022948C1 (cs) |
| TR (1) | TR23190A (cs) |
| YU (1) | YU46532B (cs) |
| ZA (1) | ZA871656B (cs) |
Families Citing this family (79)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4960736A (en) * | 1986-09-16 | 1990-10-02 | Lanxide Technology Company, Lp | Surface bonding of ceramic bodies |
| US5238886A (en) * | 1986-09-16 | 1993-08-24 | Lanxide Technology Company, Lp | Surface bonding of ceramic bodies |
| US5104835A (en) * | 1986-09-16 | 1992-04-14 | Lanxide Technology Company, Lp | Surface bonding of ceramic bodies |
| US5139977A (en) * | 1986-09-16 | 1992-08-18 | Lanxide Technology Company, Lp | Porous ceramic composite with dense surface |
| US5015610A (en) * | 1986-09-16 | 1991-05-14 | Lanxide Technology Company, Lp | Porous ceramic composite with dense surface |
| US5401694A (en) * | 1987-01-13 | 1995-03-28 | Lanxide Technology Company, Lp | Production of metal carbide articles |
| US5254509A (en) * | 1987-01-13 | 1993-10-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Production of metal carbide articles |
| US5082807A (en) * | 1987-01-13 | 1992-01-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Production of metal carbide articles |
| US4891338A (en) * | 1987-01-13 | 1990-01-02 | Lanxide Technology Company, Lp | Production of metal carbide articles |
| US4828008A (en) * | 1987-05-13 | 1989-05-09 | Lanxide Technology Company, Lp | Metal matrix composites |
| US5202059A (en) * | 1987-06-12 | 1993-04-13 | Lanxide Technology Company, Lp | Coated ceramic filler materials |
| IL86947A (en) * | 1987-07-15 | 1992-08-18 | Lanxide Technology Co Ltd | Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby |
| US5180697A (en) * | 1987-07-15 | 1993-01-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby |
| US5296417A (en) * | 1987-07-15 | 1994-03-22 | Lanxide Technology Company, Lp | Self-supporting bodies |
| US4885130A (en) * | 1987-07-15 | 1989-12-05 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby |
| US5017334A (en) * | 1987-07-15 | 1991-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby |
| US4940679A (en) * | 1987-07-15 | 1990-07-10 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby |
| US4915736A (en) * | 1987-12-23 | 1990-04-10 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying ceramic composite bodies by carburization process and articles produced thereby |
| US5162098A (en) * | 1987-12-23 | 1992-11-10 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby |
| US5298051A (en) * | 1987-12-23 | 1994-03-29 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby |
| AU620360B2 (en) * | 1987-12-23 | 1992-02-20 | Lanxide Corporation | A method of producing and modifying the properties of ceramic composite bodies |
| US5143870A (en) * | 1987-12-23 | 1992-09-01 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby |
| US4935055A (en) * | 1988-01-07 | 1990-06-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of making metal matrix composite with the use of a barrier |
| US5143540A (en) * | 1988-01-13 | 1992-09-01 | The Dow Chemical Company | Densification of ceramic-metal composites |
| US4834938A (en) * | 1988-04-25 | 1989-05-30 | The Dow Chemical Company | Method for making composite articles that include complex internal geometry |
| CA1338006C (en) * | 1988-06-17 | 1996-01-30 | James A. Cornie | Composites and method therefor |
| US5040588A (en) * | 1988-11-10 | 1991-08-20 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods for forming macrocomposite bodies and macrocomposite bodies produced thereby |
| US5222542A (en) * | 1988-11-10 | 1993-06-29 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for forming metal matrix composite bodies with a dispersion casting technique |
| US5301738A (en) * | 1988-11-10 | 1994-04-12 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying the properties of a metal matrix composite body |
| US5238045A (en) * | 1988-11-10 | 1993-08-24 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of surface bonding materials together by use of a metal matrix composite, and products produced thereby |
| US5518061A (en) * | 1988-11-10 | 1996-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying the properties of a metal matrix composite body |
| US4904446A (en) * | 1989-01-13 | 1990-02-27 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby |
| US5011063A (en) * | 1989-01-13 | 1991-04-30 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of bonding a ceramic composite body to a second body and articles produced thereby |
| US4885131A (en) * | 1989-01-13 | 1989-12-05 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby |
| US5019539A (en) * | 1989-01-13 | 1991-05-28 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies having controlled porosity and graded properties and products produced thereby |
| US5104029A (en) * | 1989-01-13 | 1992-04-14 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of bonding a ceramic composite body to a second body and articles produced thereby |
| US5187128A (en) * | 1989-01-13 | 1993-02-16 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies |
| IL92396A0 (en) * | 1989-01-13 | 1990-07-26 | Lanxide Technology Co Ltd | Method of producing ceramic composite bodies |
| US5372178A (en) * | 1989-01-13 | 1994-12-13 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of producing ceramic composite bodies |
| US5149678A (en) * | 1989-01-13 | 1992-09-22 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby |
| US5238883A (en) * | 1989-01-13 | 1993-08-24 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby |
| US5004714A (en) * | 1989-01-13 | 1991-04-02 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby |
| US5010044A (en) * | 1989-01-13 | 1991-04-23 | Lanxide Technology Company, Lp. | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby |
| NO169646C (no) * | 1990-02-15 | 1992-07-22 | Sinvent As | Fremgangsmaate for fremstilling av gjenstander av komposittmaterialer |
| AU649687B2 (en) * | 1990-05-09 | 1994-06-02 | Lanxide Corporation | Thin metal matrix composites and production methods |
| US5242710A (en) * | 1990-06-25 | 1993-09-07 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods for making self-supporting composite bodies and articles produced thereby |
| US5112654A (en) * | 1990-06-25 | 1992-05-12 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for forming a surface coating |
| US5250324A (en) * | 1990-06-25 | 1993-10-05 | Lanxide Technology Company, L.P. | Method for forming a surface coating using powdered solid oxidants and parent metals |
| JPH06502379A (ja) * | 1990-07-12 | 1994-03-17 | ランキサイド テクノロジー カンパニー，リミティド パートナーシップ | セラミックス複合体の接合方法 |
| US5264401A (en) * | 1990-07-12 | 1993-11-23 | Lanxide Technology Company, Lp | Pressure assisted technique for forming self-supporting composite bodies and articles formed thereby |
| AU8717491A (en) * | 1990-07-12 | 1992-02-04 | Lanxide Technology Company, Lp | Joining methods for ceramic composite bodies |
| US5203488A (en) * | 1990-07-12 | 1993-04-20 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for joining ceramic composite bodies and articles formed thereby |
| US5232040A (en) * | 1990-07-12 | 1993-08-03 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for reducing metal content of self-supporting composite bodies and articles formed thereby |
| US5098870A (en) * | 1990-07-12 | 1992-03-24 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting bodies having controlled porosity and graded properties and products produced thereby |
| US5120684A (en) * | 1990-07-12 | 1992-06-09 | Lanxide Technology Company, Lp | Pressure assisted technique for forming self-supporting composite bodies and articles formed thereby |
| US5166105A (en) * | 1990-12-10 | 1992-11-24 | Lanxide Technology Company, Lp | Process for preparing self-supporting ceramic composite bodies and bodies produced thereby |
| JPH04304333A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-27 | Aluminum Co Of America <Alcoa> | アルミニウムまたはアルミニウム合金をマトリクスとする複合材料およびその強化材とマトリクスとの濡れおよび結合を向上させる方法 |
| US5439744A (en) * | 1991-06-25 | 1995-08-08 | Lanxide Technology Company, Lp | Composite bodies and methods for making same |
| US5435966A (en) * | 1991-07-12 | 1995-07-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Reduced metal content ceramic composite bodies |
| US5500182A (en) * | 1991-07-12 | 1996-03-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Ceramic composite bodies with increased metal content |
| US5306675A (en) * | 1992-10-28 | 1994-04-26 | Corning Incorporated | Method of producing crack-free activated carbon structures |
| GB2274467A (en) * | 1993-01-26 | 1994-07-27 | London Scandinavian Metall | Metal matrix alloys |
| US5848349A (en) * | 1993-06-25 | 1998-12-08 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying the properties of a metal matrix composite body |
| JP2950122B2 (ja) * | 1993-07-29 | 1999-09-20 | 信越化学工業株式会社 | セラミックスと金属との複合体の製造方法及び製造装置 |
| US5509555A (en) * | 1994-06-03 | 1996-04-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for producing an article by pressureless reactive infiltration |
| RU2173307C2 (ru) * | 1999-11-09 | 2001-09-10 | Акционерное общество закрытого типа "Карбид" | Способ получения тугоплавкого композиционного карбидосодержащего изделия |
| US6403023B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-06-11 | Future Metal Co., Ltd. | Method for making porous metals |
| US6451251B1 (en) * | 2001-01-20 | 2002-09-17 | Future Metal Co., Ltd. | Method for manufacturing billet using aqueous salt solutions |
| DE10107451B4 (de) * | 2001-02-14 | 2004-04-15 | 3M Espe Ag | Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz, nach dem Verfahren herstellbares Zahnersatzteil sowie vorgesinterter Rohling |
| ITMI20010978A1 (it) * | 2001-05-11 | 2002-11-11 | Edison Spa | Metodo per la preparazione di corpi massivi superconduttori di mgb2 altamente densificati relativi manufatti solidi e loro uso |
| US7410610B2 (en) * | 2002-06-14 | 2008-08-12 | General Electric Company | Method for producing a titanium metallic composition having titanium boride particles dispersed therein |
| US20040247479A1 (en) * | 2003-06-04 | 2004-12-09 | Lockheed Martin Corporation | Method of liquid phase sintering a two-phase alloy |
| US7063815B2 (en) * | 2003-12-05 | 2006-06-20 | Agency For Science, Technology And Research | Production of composite materials by powder injection molding and infiltration |
| EP1740515B1 (en) * | 2004-04-21 | 2011-01-26 | Dow Global Technologies Inc. | Method for increasing the strength of porous ceramic bodies |
| US7704646B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-04-27 | Lg Innotek Co., Ltd. | Half tone mask and method for fabricating the same |
| US9375783B2 (en) | 2010-06-04 | 2016-06-28 | Triton Systems, Inc. | Discontinuous short fiber preform and fiber-reinforced aluminum billet and methods of manufacturing the same |
| US20180014408A1 (en) * | 2015-01-13 | 2018-01-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for manufacturing ceramic substrate, ceramic substrate, and silver-based conductor material |
| TR201817369A2 (tr) * | 2018-11-16 | 2020-06-22 | Ondokuz Mayis Ueniversitesi Rektoerluek | Atık alüminyum temelli çok katmanlı hibrit ve fonksiyonel dereceli kompozit köpük ve bunun üretim yöntemi. |
| WO2022091257A1 (ja) * | 2020-10-28 | 2022-05-05 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 立方晶窒化ホウ素焼結体、立方晶窒化ホウ素焼結体を備える工具及び立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB747483A (en) * | 1953-01-23 | 1956-04-04 | British Thomson Houston Co Ltd | A bonded boride composite material |
| US3437468A (en) * | 1966-05-06 | 1969-04-08 | Du Pont | Alumina-spinel composite material |
| US3864154A (en) * | 1972-11-09 | 1975-02-04 | Us Army | Ceramic-metal systems by infiltration |
| JPS5376128A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-06 | Trw Inc | Preparation of biicasting product and complex metal product |
| DE2809184A1 (de) * | 1977-03-09 | 1978-09-14 | Krebsoege Gmbh Sintermetall | Verfahren zur herstellung von harten, verschleissfesten werkstuecken |
| DE2947393C2 (de) * | 1979-11-24 | 1982-10-14 | Thyssen Edelstahlwerke AG, 4000 Düsseldorf | Verfahren zum Herstellen eines Hartmetall-Stahlguß-Verbundkörpers |
| NO163525C (no) * | 1982-12-30 | 1990-06-13 | Alcan Int Ltd | Metall-materialer forsterket med et sammenhengende gitterav en keramisk fase og fremgangsmaate for fremstilling derav. |
| CH654031A5 (de) * | 1983-02-10 | 1986-01-31 | Alusuisse | Verfahren zur herstellung von festkoerperkathoden. |
| DE3381519D1 (de) * | 1983-02-16 | 1990-06-07 | Moltech Invent Sa | Gesinterte metall-keramikverbundwerkstoffe und ihre herstellung. |
| US4499156A (en) * | 1983-03-22 | 1985-02-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Titanium metal-matrix composites |
| US4512946A (en) * | 1983-09-06 | 1985-04-23 | General Electric Company | Microcomposite of metal boride and ceramic particles |
| GB2148270A (en) * | 1983-10-22 | 1985-05-30 | British Ceramic Res Ass | Cermet materials |
| JPS60245767A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-05 | Yoshio Miyamoto | 金属分散強化セラミックスの製造法 |
-
1986
- 1986-03-07 US US06/837,448 patent/US4777014A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-03-03 PL PL1987264412A patent/PL154577B1/pl unknown
- 1987-03-03 IN IN164/CAL/87A patent/IN166061B/en unknown
- 1987-03-04 NO NO870888A patent/NO169972C/no unknown
- 1987-03-05 RU SU874202098A patent/RU2022948C1/ru active
- 1987-03-05 AT AT87630032T patent/ATE63141T1/de not_active IP Right Cessation
- 1987-03-05 ES ES87630032T patent/ES2000417B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-05 EP EP87630032A patent/EP0239520B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-05 DE DE8787630032T patent/DE3769682D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-03-05 DE DE198787630032T patent/DE239520T1/de active Pending
- 1987-03-06 FI FI871001A patent/FI88019C/fi not_active IP Right Cessation
- 1987-03-06 PT PT84422A patent/PT84422B/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-03-06 KR KR1019870001990A patent/KR950002915B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-06 DD DD87300537A patent/DD256871A5/de not_active IP Right Cessation
- 1987-03-06 IE IE57387A patent/IE59796B1/en not_active IP Right Cessation
- 1987-03-06 CN CN87101720A patent/CN1016620B/zh not_active Expired
- 1987-03-06 NZ NZ219533A patent/NZ219533A/xx unknown
- 1987-03-06 CA CA000531396A patent/CA1329875C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-03-06 YU YU37287A patent/YU46532B/sh unknown
- 1987-03-06 HU HU87964A patent/HU203710B/hu not_active IP Right Cessation
- 1987-03-06 MX MX005492A patent/MX168883B/es unknown
- 1987-03-06 JP JP62051867A patent/JPS62220266A/ja active Granted
- 1987-03-06 ZA ZA871656A patent/ZA871656B/xx unknown
- 1987-03-06 CS CS871514A patent/CS277413B6/cs unknown
- 1987-03-06 BG BG078785A patent/BG60109B2/bg unknown
- 1987-03-06 BR BR8701042A patent/BR8701042A/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-03-06 DK DK115887A patent/DK169411B1/da not_active IP Right Cessation
- 1987-03-18 TR TR193/87A patent/TR23190A/xx unknown
- 1987-03-31 IL IL82060A patent/IL82060A/xx not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2418580A patent/JPH05311274A/ja active Pending
-
1991
- 1991-07-30 GR GR91401104T patent/GR3002397T3/el unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS277413B6 (en) | Process for producing a self-supporting body containing boride of the base metal | |
| EP0378500B1 (en) | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby | |
| EP0378499B1 (en) | A process for preparing selfsupporting bodies and products produced thereby | |
| US4904446A (en) | Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby | |
| JP2667482B2 (ja) | 自己支持体の製造方法及びそれによって製造される複合材料 | |
| US5019539A (en) | Process for preparing self-supporting bodies having controlled porosity and graded properties and products produced thereby | |
| US5010044A (en) | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby | |
| CS277570B6 (en) | Self-supporting ceramic body and process for preparing thereof | |
| US4978644A (en) | Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby | |
| US5238883A (en) | Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby | |
| AU628907B2 (en) | A method of bonding a ceramic composite body to a second body and articles produced thereby | |
| US5187128A (en) | Process for preparing self-supporting bodies | |
| US5166105A (en) | Process for preparing self-supporting ceramic composite bodies and bodies produced thereby | |
| US5232040A (en) | Method for reducing metal content of self-supporting composite bodies and articles formed thereby | |
| WO1992000939A2 (en) | Reduced metal content ceramic composite bodies | |
| US5435966A (en) | Reduced metal content ceramic composite bodies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic |