CS8706567A3 - Process for producing self-supporting ceramic bodies having required surface properties - Google Patents

Description

Způsob výroby samunusnycn KeramicKycn reiespovrchovými vlastnostmi s požadovanými

Vynález se týká způsobu výroby samonosných keramic-kých těles s požadovanými povrchovými vlastnostmi. D o s-avjacírrč"-^ av~jt e ch n i k y V posledních letech se projevuje zvýšený zájem o vy- užívání keramických materiálů pro konstrukční účely, k nimžaž dosud sloužily kovy. Důvodem tohoto zájmu jsou lepší vlast-nosti keramiky proti kovům, např. odolnost proti korozi, tvr-dost, modul pružnosti a žárovzdornost.

Pokusy o výrobu pevnějších, spolehlivějších a hou- ževnatějších keramických předmětů jsou obecně zaostřeny na vý-voj zlepšených výrobních postupů monolitických keramickýchpředmětů a na vývoj složení nových materiálů, zejména keramic-kých matricových kompozitů. Kompozitní struktura je taková,která je tvořena heterogenním materiálem, tělesem nebo předmě-tem, vyrobeným ze dvou nebo několika různých látek, jež jsoudůkladně spojeny, aby měl kompozit požadované vlastnosti.

Dva různé materiály lze např. důkladně spojit nebo kombinovattím, že se jeden uloží v matrici z druhého. Keramická matri-cová kompozitní struktura typicky obsahuje keramickou matrici,jež uzavírá jeden nebo několik různých druhů výplňového mate-riálu jako jsou částice, vlákna, tyčky apod. 2 Při náhradě kovů keramikou je třeba brát v úvahuřadu omezujících faktorů nebo obtíží, jako je např. rozměrovápřizpůsobivost, možnost vyrábět složité tvary, dosáhnout vlast-ností nezbytných pro konečné použití předmětů a cena. K odstra-nění těchto obtíží byly navrženy různé spolehlivé způsoby vý-roby keramických materiálů včetně kompozitů. V US pat. spise4 713 360 se popisuje způsob výroby samonosných keramických tě-les, která rostou jako produkt oxidační reakce základního ko-vového prekursoru. Roztavený kov se nechá reagovat s okysličo-vadlem v plynné fázi na produkt oxidační reakce, přičemž kovmigruje produktem oxidační reakce směrem k okysličovadlu, tak-že se spojitě vytváří keramické polykrystalické těleso, kterémůže mít propojenou kovovou složku. Postup lze podpořit použi-tím legující příměsi, např. v případě oxidace hliníku dotova-ného hořčíkem a křemíkem při průběhu oxidační reakce ve vzdu- OČ chu, čímž vznikne keramická struktura z </-oxidu hlinitého.Rovněž bylo navrženo zlepšit tento způsob nanesením příměsína povrch kovového prekursoru.

Oxidačního úkazu bylo dále použito k výrobě keramic-kých kompozitních těles, jak popisuje US pat. spis 4 851 375-,produkt oxidační reakce se nechá prorůstat od kovového prekur-soru do propustné hmoty výplně, takže výplň je infiltrovánakeramickou matricí. Vzniklý kompozit vsak nemá definovaný ne-bo předem stanovený tvar.

Keramická kompozitní tělesa s předem stanovenýmtvarem nebo geometrií lze vyrábět tím, že vznikající produktoxidační reakce se nechá prostupovat propustným předliskem 3 ve směru k definované mezní ploše. Bylo zjištěno, že se snázedosáhne vysoké věrnosti tím, že se předlisek opatří bariérou.Tím lze vyrábět tvarová samonosná keramická tělesa včetně ke-ramických kompozitů, a to tak, že se produkt oxidační reakcekovového prekursoru nechá prorůstat až k bariéře, která leží 'mimo základní kov a tvoří mezní nebo hraniční plochu. Keramic-ké kompozity, které mají vnitřní dutinu s vnitřní geometrií,která negativně kopíruje tvar pozitivního jádra nebo modelu,jsou popsány v US pat. spise 4 828 785.

Obecně popisuje patentová literatura keramická tě-lesa, která sestávají z produktu oxidační reakce, propojenéhov jednom nebo několika a zpravidla ve třech rozměrech a z jed-né nebo několika kovových složek. Objem kovu, který zahrnujenezoxidované složky základního kovu a/nebo kov vyredukovanýz okysličovadla nebo z výplně, závisí na takových činitelíchjako je teplota, při které vzniká produkt oxidační reakce,doba trvání oxidační reakce, složení základního kovu, přítom-nost příměsí, přítomnost vyredukovaných složek okysličovadlanebo výplně atd. Třebaže některé kovové složky mohou být iso-lované nebo uzavřené v matrici, bývá zpravidla značné obje-mové procento kovu propojené a přístupné z vnější plochy ke-ramického tělesa. U těchto keramických těles bylo zjištěno,že složka tvořená propojeným kovem může obnášet od 1 % asido 40 % objemu a někdy i větší množství. Taková kovová slož-ka může dodávat keramickým předmětům pro řadu aplikací urči-té příznivé vlastnosti nebo může zlepšovat jejich použitel-nost. Například přítomnost kovu v keramické struktuře může 4 mít blahodárný vliv na zvýšení houževnatosti při lomu, na te-pelnou vodivost, resilienci a elektrickou vodivost keramické-ho tělesa.

Rovněž byl navržen způsob, jak modifikovat kovovésložky přítomné v takových keramických matricových kompozi-tech. V přídavném zpracování se nezoxidovaný základní kov, na-lézající se uvnitř kompozitu, vytěsní jedním nebo několikacizími kovy zvolenými tak, aby se dosáhlo požadovaného zlep-šení vlastností konečného produktu. Výhodně se výměna provádítak, že se kompozit ponoří do roztavené lázně cizího kovu,který má vyšší teplotu tavení než základní kov určený k na-hrazení .

P ocTst^-t-g^-vyrraT ezu

Vynález se týká způsobu výroby samohosných keramic-kých těles s požadovanými povrchovými vlastnostmi, při kterémse roztavený základní kov nechá reagovat s okysličovadlem avznikající produkt oxidační reakce se udržuje ve styku se zá-kladním kovem a okysličovadlem za vzniku polykrystalické ke-ramické matrice, která případně v sobě uzavírá výplňový mate-riál a obsahuje propojené nezreagované složky základního kovu.

Vynález spočívá v tom, že na těleso z polykrystalic-ké matrice se nanese chemickým nebo fyzikálním srážením parpovlak z kovu, karbidu kovu, nitridu kovu nebo oxidu kovu zeskupiny zahrnující hliník, bor, uhlík, kobalt, měď, chrom, germanium, hafnium, molybden, nikl, niob, paladium, platinu, 5 křemík, stříbro, cín, tantal, titan, vanad, wolfram, zirkornium a jejich směsi. Před vytvořením povlaku se může propoje-ná kovová složka v povrchových pórech polykrystalické matricenahradit odlišným kovem, než je základní kov, vybraným ze < skupiny zahrnující železo, chrom, mangan, molybden, nikl,niob, křemík, titan, wolfram, vanad a jejich slitiny.

- 6 - V rámci vynálezu je třeba vymezit význam urči-tých pojmů: "Keramika" neznamená pouze keramické těleso v klasickémsmyslu, tedy těleso sestávající výlučně z nekovových aanorganických materiálů, nýbrž zahrnuje naopak těleso, kte-ré je převážně keramické buČ. co do složení nebo co do hlav-ních vlastností, třebaže obsahuje menší nebo větší množstvíjedné nebo několika kovových složek, přičemž toto množstvíleží zpravidla v rozmezí 1 až 40 % objemu, může však být ivětší. "Produkt oxidační reakce" znamená jeden nebo někSLik kovův zoxidovaném stavu, kdy kov odevzdal elektrony nebo sdílíelektrony s jiným prvkem, sloučeninou nebo jejich kombina-cí. Pod pojem "produkt oxidační reakce" patří tedy produktreakce jednoho nebo několika kovů s okysličovadlem, jako jekyslík, dusík, halogen, síran, fosfor, arsen, uhlík, bor,selen, telur a jejich sloučeniny a jejich kombinace, napří-klad methan, ethan, propan, acetylen, ethylen, propylen,kde uhlovodík je zdrojem uhlíku, a směsi, jako je vzduch,Hg/E^O a CO/CO2> přičemž tyto dvě poslední směsi jsou vý-hodné tím, že snižují aktivitu kyslíku v reakčním prostře-dí. "Okysličovadlo v plynné fázi" charakterizuje oxidační či-nidlo jako látku, která obsahuje nebo je tvořena určitým plynem nebo parou a v níž je tento plyn nebo pára jediným,hlavním nebo alespoň důležitým okysličovadlem základníhokovu v použitém reakčním prostředí. Třebaže tedy hlavnísložkou vzduchu je dusík, je kyslík ve vzduchu jediný®okysličovadlem kovového prekursoru, protože kyslík je pod-statně silnějším okysličovadlem než dusík. Vzduch tedyspadá mezi "plyny obsahující kyslík" a nespadá pod pojem"okysličovadel obsahujících dusík". Příkladem "plynu obsa-hujícího dusík" je formovací plyn, který obsahuje asi 96 %objemu dusíku a přibližně 4 % objemu vodíku. "Základní kov" značí ten kov, který reaguje s okysličclem v plynné fázi na polykrystalický produkt oxidačníce a zahrnuje tento kov jako poměrně čistý kov nebo jamerční kov s nečistotami. Když je jako základní kov uvurčitý kov, například hliník, je třeba tento termín vyv tomto smyslu, pokud není výslovně uvedeno jinak. vad-» reak- "Povlak" není omezen na diskrétní vrstvu na podkladu,se nezúčastní tvorby této vrstvy. Naopak se tento terDovněž týká "difuzního povlaku", kde podklad se zúčasttvorby povlaku, například chemickou reakcí s jedním nněkolika povlakovými materiály. Příklady takového difupovlékání zahrnují hliníkování, boridování, nitridovánnauhličování difúzí, chromování difúzí atd. ko ko- eden ložit který bo zního "Chemické srážení par" je postup, při kterém se požívá plynné fáze k dopravě reaktivního materiálu na povrch podkladu,kde dochází k chemické reakci a tím k vytvoření povlaku.Normálně se podklad zahřívá k aktivaci reakce, přičemž, jakbylo uvedeno, se může nebo nemusí zúčastnit tvorby povlaku,

odpařování nebo rozprašování pro dopravu materiálu, zpravid-la kovu, ze zdroje na podklad určený k povlečení. Příklademfyzikálního srážení par je vypařování: podklad určený k povlečení se uloží do vakuové-ho prostoru proti zdroji, kterým je lázeň roz- taveného kovu. Lázeň se zahřívá buď elektrono- vým paprskem nebo odporovým ohřevemjiontové pokovování je stejný postup jako vypařování pouze s tím rozdílem, že podklad má záporné předpětívzhledem ke zdroji. To má zpravidla za následekže kolem podkladu vznikne plasmaj rozprašovací pokovování je postup, při kterém se materiál přenáší z terčíku a ukládá na podklad pomocíiontového bombardování terčíku. Při výrobě keramických těles probíhá oxidační reakce roztaveného základního kovu s okysličovadlem v plynné fá-zi na produkt oxidační reakce. Roztavený|kov je protlačován produktem oxidační reakce směrem k okysličovadlu, čímž dochá- «· zí ke spojitému růstu reakčního produktu na rozhraní meziokysličovadlem a dříve vytvořeným produktem oxidační reakce.Tato reakce neboli růst pokračuje tak dlouho, aby vzniklosilné samonosné keramické těleso. Výsledný keramický materi-ál, tvořený produktem růstu, sestává především z produktuoxidační reakce a případně z jedné nebo několika nezoxidova-ných složek kovového prekursoru.

Podle potřeby se do sousedství roztaveného zá-kladního kovu umístí propustná hmota výplně, takže produktoxidační reakce prorůstá do této výplně, která se tím Uzavřev kompozitu. Podle potřeby se základní kov opatří jednou ne-bo několika příměsemi, které podporují oxidační reakci. Pod-le vynálezu se vzniklý kompozit v oddělené následující opera-ci poveče na povrchu jedním nebo několika materiály, kterévyvolají požadované změny vlastností povrchu, napříkladtvrdost a odolnost proti korozi. Povlékání může zahrnovatchemické nebo fyzikální srážení par požadovaného materiálu,přičemž jako podklad slouží jedna nebo několik ploch vyniklé-ho kompozitu.

Podle výhodného provedení vynálezu obsahujekompozit kromě propojené keramické matrice i propojený kov.Před uvedenou povlékací operací se základní kov v matrici - 10 - nahradí cizím kovem. Kompozit, jehož primární složkou propoje-ného kovu je jiný cizí kov, se vystaví takovým podmínkám, přikterých se cizí kov na povrchu selektivně difuzně povleče jed-ním nebo několika prvky. Tyto prvky jsou zvoleny podle svéschopnosti vyvolat požadované změny vlastností toho povrchuzákladního kovu, který jim byl vystaven.

Vynález se tedy týká způsobu výroby samonosnýchkeramických kompozitních struktur oxidační reakcí tělesa z roz-taveného základního kovu a plynného okysličovadla, při kterévzniká produkt oxidační reakce. Roztavený kov migruje produktemoxidační reakce směrem k okysličovadlu, takže na rozhraní me-zi okysličovadlem a dříve vzniklým produktem vzniká neustáledalší produkt oxidační reakce.

Ve výhodném provedení je v sousedství roztavenéhozákladního kovu umístěna hmota výplně, takže produkt oxidačníreakce prorůstá touto výplní, která se v důsledku toho úplněuzavře v kompozitu. Výplň může být tvořena ložem vzájemněnespojených netečných částic, nebo mohou být alternativněčástice výplně spolu spojeny na pevný předlisek, který más výhodou rozměry a tvar vyráběného kompozitního produktu.

Do základního kovu, na povrch základního kovu,do výplně nebo na částice výplně lze aplikovat jednu neboněkolik příměsí, které podporují oxidační reakci.

Podle potřeby lze použít materiálu bariéry,který tvoří vrstvu omezující povrch výplně, přičemž tento - 11 - materiál brání další oxidaci základního kovu a jeho infil-traci ve formě reakčního produktu za vrstvu bariéry. Vrstvabariéry tedy definuje a vymezuje vnější povrch kompozitníhoproduktu.

Podle potřeby se může nezoxidovaný základnponechat uvnitř kompozitního produktu jako spojitá sít znamená jako propojený kov. Případně lze přidat do základní-ho kovu jednu nebo několik legovacfch složek, které způpožadované zlepšení vlastností, například mechanickýchností nebo elektrické nebo tepelné vodivosti. í kov, to sobí vlast-

Podstata vynálezu spočívá v tom, že na jednénebo několika plochách kompozitního produktu se vytvoří po-vlak, který způsobí požadované zlepšení vlastností jeho po-vrchu. Například může být žádoucí, aby se zvýšila povrcho-vá tvrdost kompozitu nebo jeho odolnost proti otěru. Alterna-tivně může být žádoucí, aby se zlepšila odolnost povrchu-pro-ti působení korozivního prostředí. V důsledku povlaku podle vynálezu se vlastnostipovrchu kompozitu liší od vlastností jeho vnitřku. Vnitřeknapříklad může obsahovat materiál, který má obecně žádoucívlastnosti pro zamýšlenou aplikaci, má však nízkou odolnostproti otěru. Vytvoření vhodného povrchového povlaku můžezlepšit tvrdost povrchu a otěrovzdornost. Lze tedy vytvořitpožadované kombinace vlastností keramického tělesa. 12 -

Povlak může sestávat z diskrétní vrstvy na po-vrchu kompozitu, kde povrch tvoří podložku, která se nezúčast-ní tvorby této vrstvy. Alternativně se může podložka zúčast-nit tvorby povrchu, například chemickou reakcí s jedním neboněkolika povlakovými materiály v době, kdy tyto materiálynebo jejich reakční produkty s podložkou difundují do podlož-ky. Když kompozit obsahuje propojený kov, může reakce, přikteré se vytváří povlak, probíhat selektivně na obnaženéploše kovu.

Povlakem může být podle potřeby difůzní povlak,kde povlakový materiál reaguje se substrátem z kovové matri-ce na povrchu a difunduje dovnitř, čímž se povlak zesiluje. V důsledku toho se vlastnosti na povrchu propojeného kovuliší od vlastností vnitřku kompozitu. Kapříklad vnitřek kom-pozitu může obsahovat houževnatý tvárný kov, který nemá odol-nost proti otěru. Sovlak podle vynálezu na povrchu obnažené-ho kovu vytvoří vrstvu tvrdého, otěruvzdorného materiálu. Tímlze tedy dosáhnout požadované kombinace vlastností kovu akompozitu jako takového.

Vytvoření povlaku na povrchu kompozitníchpředmětů lze provádět nejrůznějšími známými způsoby, napří-klad chemickým srážením par. Povlak vytvořený tímto způsobemmůže obsahovat jeden nebo několik prvků ze skupiny zahrnují-cí hliník, bor, uhlík, kobalt, chrom, germanium, hafnium,molybden, nikl, niob, paladium, křemík, stříbro, cín, tantal, -Λ· ..· χ·;,··· -, --...>- ,:·. : . ,,, ;j<·;-^•iiJSiírvXiňřJs^ť.ry;;;-í:í>í:ν·'Ά>:^·^ - 13 - titan, vanad, wolfram a zirkonium. Cílem může být například vytvoření povlaku z boru na povrchu kompozitu. Tento povlak • lze vytvořit tak, že se kompozit zahřívá v plynné fázi, kte-rá obsahuje těkavou sloučeninu boru, například hydrid boru

B Hz, na teplotu 400 až 700 °C. Alternativně může atmosféra2 D obsahovat směs chloridu boritého BCl^ a vodíku, přičemžpotřebná teplota je pak 1000 až 1500 °C. Povlak nanesenýoběma těmito způsoby může jednoduše sestávat z elementárníhoboru. Když se však na kompozit s hliníkem jako základnímkovem nanese na povrch bor, například z prekursoru tvoře-ného hydridem boru při teplotě nižší než 660 °C, což jepřibližně teplota tavení hliníku, reaguje bor selektivněs povrchovou vrstvou hliníkové matrice na borid hliníku.Tento borid vytvoří na matrici tvrdý povrch, který je kombi-novaný s houževnatým tvárným kovovým substrátem ve forměsítě uvnitř kompozitu, což je velice žádoucí kombinacevlastností.

Alternativně lze na povrch kompozitu nanéstjeden nebo několik prvků fyzikálním srážením par. Stříbro,hliník, měci, molybden, niob, nikl, platinu, křemík, tantal,titan a wolfram lze například nanést n^ubstrát jednorázo-vým nebo několikarázovým rozprašováním.

Způsobem podle vynálezu lze nanášet různé slou-čeniny na jednu nebo několik ploch kompozitu. Tak například Λ'·.'.: lze nanášet chemickým srážením par karbidy boru, chrómu,hafnia, molybdenu, niobu, křemíku, tantalu, titanu, vana-du, wolframu a zirkonia. Ha jednu nebo několik ploch kompo-zitu lze například nanést karbid boru B^C tím, že se kompo-zit zahřeje na teplotu 1200 až 1900 °C v atmosféře, která ob-sahuje směs chloridu boritého BCl^ a různých plynů obsahují-cích uhlík, jako je kysličník uhelnatý nebo různé organicképlyny jako je methan, spolu s vodíkem. Karbid boru tvořítvrdý, otěruvzdorný povlakový materiál.

Alternativně lze nanášet na povrch kompozitu je-den nebo několik karbidů fyzikálním srážením par. Tímto způso-bem lze nanášet například karbidy chrómu, molybdenu, křemíku,tantalu, titanu a wolframu, a to reaktivním rozprašováním, přikterém vzniká lokálně na povlékaném povrchu plasma, které pře-náší reaktivní plyn společně s materiálem terčíku. Karbidvzniká reakcí plynu s materiálen terčíku dřív než dojde k je-ho usazení na substrátu.

Chemickým srážením par lze vytvořit povlaky znitridů hliníku, boru, hafnia, niobu, tantalu, křemíku, ti-tanu, wolframu nebo zirkonia. Na jedné nebo několika plocháchkompozitu lze například vytvořit povlak z nitridu boru BNtím, že se kompozit zahřeje na teplotu 1000 až 2000 oc v at-mosféře, která obsahuje směs chloridu nebo fluoridu boritéhoa amoniaku. Nitrid boru tvoří tvrdý, otěruvzdorný materiál. ,ΐ',ί - 15 -

Podle vynálezu lze nanášet na povrch kompozitujeden nebo několik nitridů fyzikálním srážením par. Tímto*způsobem lze na povrchu vytvořit povlaky sestávající z nitri-dů hliníku, hafnia, niobu, tantalu, titanu a wolframu, a toreaktivním rozprašováním shora zmíněným způsobem.

Chemickým srážením par lze nanášet na povrch kom-pozitu oxidy hliníku, chrómu, křemíku, tantalu, cínu, titanu, zinku a zirko^_nia. Tak například lze na jednu nebo několik ploch kompozitu nanést oxid zirkoničitý ZrO2 zahřátím kompo-zitu na teplotu asi 1000 °C v atmosféře, která obsahuje směsplynného chloridu zirkoničitého ZrCl^, oxidu uhličitého, oxiduuhelnatého a vodíku. Oxid zirkoničitý vytvoří tvrdý povlak,který je odolný proti otěru a proti oxidaci.

Alternativně lze jeden nebo několik oxidů nanéstna povrch kompozitu fyzikálním srážením par. Oxid zirkoniči-tý lze například nanášet rozprašováním.

Další provedení vynálezu se týká způsobu výrobysamonosných keramických těles, která mají modifikovanou slož-ku s obsahem kovu. Nejprve se vyrobí samonosné keramické tě-leso, které obsahuje polykrystalický produkt oxidační reakce,vzniklý oxidací roztaveného základního kovového prekursorus okysličovadlem, a propojenou složku s obsahem kovu, kteráje alespoň částečně přístupná z jedné nebo několika plochkeramického tělesa. Plocha nebo plochy keramického tělesase uvedou do styku s jistým množstvím cizího kovu, který se tl < 1 > > V 1 - 16 - liší od propojené složky s obsahem kovu, při teplotě a podobu nezbytnou k interdifůzi, přičemž alespoň část složkys obsahem kovu se nahradí cizím kovem. Vzniklé keramické tě-leso, které má změněnou složku s obsahem kovu a má modifiko-vané vlastnosti, se vyjme z reakčního prostředí a v oddělenénásledující operaci se základní kov na povrchu selektivnědifůzně povleče jedním nebo několika prvky. Tyto prvky vyvo-lají požadované změny jedné nebo několika vlastností obnaženéplochy cizího kovu.

Prvky pro difuzní povlékání zahrnují bor, uhlík,dusík, chrom nebo jejich směsi. Základní kovy, kterých lzes výhodou použít podle vynálezu, jsou takové kovy, kterésnadno tvoří boridy, karbidy, nitridy nebo chromové sloučeni-ny s povlékacími prvky. Tyto cizí kovy lze zvolit ze skupinyzahrnující chrom, železo, mangan, molybden, nikl, niob, kře-mík, titan, wolfram a vanad.

Toto provedení lze snadno pochopit na základě pří-kladu, kdy cizím kovem je železo. Železo lze snadno povrchověvytvrzovat nauhličováním, což je běžně známý způsob. Kompozit,který má železo jako propojenou kovovou složku, lze k tomuúčelu uložit do lože zrnitého uhlíkového materiálu, napříkladgrafitu, a zahřívat. Ve výhodném provedení se používá nauhli-čování plynem, přičemž tímto plynem je plynný uhlovodík, jakoje methan, propan, butan nebo pod. Kompozit se zahřívá po dobu :·. V i >iťUi-iiúaiNť!UúiiAiA..iíiit.-.íij. ·* ti.; - 17 - 5 až 30 h při teplotě 800 až 1000 °C, což závisí na poža-dované tlouštce nauhličené vrstvy, v atmosféře obsahujícíjeden nebo několik uvedených plynů. Reakcí cementačníhočinidla s železem jako cizím kovem vznikne na povrchu sub-strátu karbid železa Fe^C^. Karbid železa difunduje rychlos-tí, danou trváním a teplotou v uvedeném rozmezí, do základ-ního kovu a vytvoří povrchový povlak žádané tlouštky.

Alternativním postupem k povrchovému vytvrzo-vání železa je nitridování, odborníkům rovněž dobře známé.Aktivním nitridačním činidlem je typicky bezvodý amoniak,*třebaže lze použít i jiných reaktivních plynů s obsahem ·,dusíku a jejich směsi. Kompozit se zahřívá 5 až 80 h nateplotu v rozmezí 500 až 600 °C v atmosféře obsahujícíuvedené činidlo. Reakcí tohoto činidla s železem jako ci-zím kovem vzniká na povrchu substrátu nitrid železa. Hitriddifunduje do hloubky dané trváním reakce a teplotou V uve-deném rozmezí do cizího kovu. Tlouštka nitridu železa vevrstvě je dána touto dobou a teplotou.

Ještě dalším alternativním prostředkem k povrcho-vému vytvrzení je nitrační cementování, při kterém vznikásoučasně karbid železa a nitrid železa. Keramické tělesolze například ponořit do roztavené lázně kyanidu sodnéhonebo draselného. Podle výhodného provedení se používá nit-račního cementování plynem, při kterém aktivní plynné činidlo - 18 - sestává ze směsi jednoho nebo několika uvedených nauhličo-vacích plynů a obsahuje menší množství amoniaku. Kompozitse zahřívá po dobu 1 až 5 hodin na teplotu v rozmezí 800 až1000 °C v atmosféře obsahující uvedepá činidla k nitračnímucementování. Reakcí železa jako -sákladní-ho kovu'"těmi to činid-ly vzniká na povrchu substrátu karbid železa a nitrid železa.Vznikající karbidy a nitridy difundují do povrchu obnaženéhokovu kompozitu. Doba a teplota reakce určují tlouštku povrchové vrstvy karbidu a nitridu železa.

Bor a chrom lze selektivně nanášet difúzí na cizí xákixási kov keramického tělesa chemickým srážením par stej-ným způsobem, jaký byl uveden v předchozím textu.

Claims (2)

1. MP-39V87-ČePV 6/67-87 Patentové nároky

   1. Způsob výroby samonosných keramických těles s vánými povrchovými vlastnostmi, při kterém se roztajený základ-ní kov nechá reagovat s okysličovadlem a vznikající produktoxidační reakce se udržuje ve styku se základním kovem a okys-ličovadlem za vzniku polykrystalické keramické matrice, kterápřípadně v sobě uzavírá výplňový materiál a obsahuje propojenénezreagované složky základního kovu, vyznačený tím, že na těle-so z polykrystalické matrice se nanese chemickým nebo fyzikál-ním srážením par povlak z kovu, karbidu kovu, nitridu kovunebo oxidu kovu ze skupiny zahrnující hliník, bor, uhlík,kobalt, měď, chrom, germanium, hafnium, molybden, nikl, niob,paladium, platinu, křemík, stříbro, cín, tantal, titan, vanad,wolfram, zirkonium a jejich směsi.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že před vytvoře-ním povlaku se propojená kovová složka v povrchových pórechpolykrystalické matrice nahradí odlišným kovem,než je základníkov, vybraným ze skupiny zahrnující železo, chrom, mangan,molybden, nikl, niob, křemík, titan, wolfram, vanad a jejichslitiny.