FI83764B

FI83764B - Foerfarande foer framstaellning av ett stycke av ett sjaelvbaerande keramiskt material och keramiskt stycke som har framstaellts med foerfarandet.

Info

Publication number: FI83764B
Application number: FI851043A
Authority: FI
Inventors: Marc Stevens Newkirk; Steven Frank Dizio
Original assignee: Lanxide Corp
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1985-03-15
Publication date: 1991-05-15
Also published as: EP0155831B1; IE58339B1; IE850655L; AU2851689A; FI851043A0; PT80118A; NZ211405A; PH25146A; FI851043L; EP0155831A3; JP2606967B2; DE3583757D1; GR850654B; NO851011L; FI83764C; KR930009329B1; AU622642B2; NO171843C; JPH0693368A; PT80118B

Claims

1. Förfarande för framställning av ett stycke av ett självbärande keramiskt material genom oxidation av en basme-tall för bildande av en polykristallinisk oxidationsreak- 5 tionsprodukt som innehäller (1) basmetallens oxidationsreak-tionsprodukt frän reaktion med ett gasfasoxidationsmedel och möjligtvis (2) ätminstone en icke-oxiderad beständsdel av basmetallen, kännetecknat av att nämnda basmetall, som har legerats med ätminstone ett tili uppkomst av oxidations- 10 reaktionsprodukten medverkande tillsatsämne, upphettas tili en temperatur som är ovanför basmetallens smältpunkt men under smältpunkten av oxidationsreaktionsprodukten, för att bilda en sats av smält metall, och att i denna temperatur: 15 (a) den smälta metallen bringas att reagera med nämnda gas fasoxidationsmedel vid gränsytan mellan metall- och gasfasen för bildande av nämnda oxidationsreaktionspro-dukt; (b) ätminstone en del av oxidationsreaktionsprodukten 20 hälles mellan den smälta metallen och oxidationsmedlet i kontakt med dessa, sä att den smälta metallen fortfa-rande uppsuges genom oxidationsreaktionsprodukten mot oxidationsmedlet och färsk oxidationsreaktionsprodukt fortfarande bildas vid gränsytan mellan oxidationsmed- 25 let och den tidigare bildade oxidationsreaktionsproduk ten, varvid icke-oxiderade beständsdelar av basmetallen möjligtvis lämnas dispergerade in i den erhällna poly-kristalliniska oxidationsreaktionsprodukten, och (c) reaktionen fortsättes med kontinuerlig tillväxt av 30 oxidationsreaktionsproduktfasen mot oxidationsmedelfa- sen tills det keramiska stycket har blivit utformat.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att som basmetall användes aluminium eller en aluminiumlegering. 35

3. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat av att basmetallen innehäller ätminstone tvä tillsatsämnen. 83 764

4. Förfarande enligt patentkravet 3, kännetecknat av att ett av tillsatsämnena är magnesium.

5. Förfarande enligt patentkravet 4, kännetecknat av att 5 ett av tillsatsämnena är kisel, tenn, germanium eller bly.

6. Förfarande enligt patentkravet 4 eller 5, kännetecknat av att magnesium användes i en mängd av cirka 0,3-10,0 % och kisel, tenn, germanium eller bly i en mängd av cirka 10 0,5-10 % av aluminiumlegeringens totala vikt.

7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 2-6, kännetecknat av att temperaturen regleras tili ca 1000-1450°C. 15

8. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att som en oxiderande miljö användes luft.

9. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att oxidationsreaktionsprodukten utsättes 20 för tredimensionell sammanslutning.

10. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att: (a) en aluminiumlegering som innehäller 0,3-10,0 % av magnesium och 0,5-10 % av kisel, germanium, tenn eller 25 bly, räknat frän vikten av aluminium, bringas att reagera med en oxiderande miljö vid cirka 1000-1450°C sä att legeringen smälter och blir täckt av ett oxid-skikt som kontinuerligt växer mot den oxiderande miljön när aluminium transporteras längs korngränser hos det 30 uppkomna oxidskiktet och (b) reaktionen av steget (a) fortsättes tillräckligt längt sä att oxidskiktet växer tili en önskad tjocklek och detta keramiska material utformas tili ett stycke. 35

11. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-10, känne tecknat av att reaktionen fortsättes ännu efter det att den smälta legeringen har förbrukats, för bildning av en porös keramisk struktur. 38 85764

12. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-10, känne-tecknat av att reaktionen utförs sä att inne i det keramiska materialet blir metallinneslutningar. 5

13. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att oxidationsreaktionsprodukten är en reaktionsprodukt av en metall och syre, kväve, halogen, koi och/eller bor.

14. Självbärande keramisk stycke som har framställts med ett förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att det bestär av ett material som är en tredimensionellt sammansluten, av en enhetlig fas utgjord polykristallinisk oxidationsreaktionsprodukt i vilken har 15 dispergerats 2-35 volym-% av en metallisk beständsdel och väri väsentligen alla korngränser hos oxidationsreaktionsprodukten, vid vilka endast nämnda oxidationsreaktionsprodukt är närvarande, har en vinkeldeviation mellan angränsan-de kristallgittren av under 20°, företrädesvis under 5°. 20

15. Stycke enligt patentkravet 14, kännetecknat av att oxidationsreaktionsprodukten utgör en oxidstruktur som innehäller ätminstone en metall som är dispergerad i oxid-strukturen huvudsakligen som icke-sammanslutna inneslutnin- 25 gar och väri metelien eller metallerna utgör mindre än 15 volym-% av materialet.

16. Stycke enligt patentkravet 14 eller 15, kännetecknat av att det innehäller 10-35 volym-% av sammanslutet porut- 30 rymme.

17. Stycke enligt patentkravet 16, kännetecknat av att porutrymmena är förbundna med kanaler med en bredd av mindre än en mikron. 35

18. Stycke enligt patentkravet 14, kännetecknat av att oxidationsreaktionsprodukten utgör en oxidstruktur som innehäller ätminstone en metall som är dispergerad däri 39 85764 som ett i huvudsak sammanslutet arrangemang och vari metal-len eller metallerna utgör cirka 15-35 volym-% av materia-let.

19. Stycke enligt patentkravet 18, kännetecknat av att porutrymmet utgör mindre än 5 volym-% av materialet.

20. Stycke enligt nägot av patentkraven 14-19, kännetecknat av att den sammanslutna oxiden som utgör oxidationsreak- 10 tionsprodukten är α-aluminiumoxid.

21. Stycke enligt nägot av patentkraven 14-20, kännetecknat av att den metalliska beständsdelen är aluminium antingen enbart eller tillsammans med ätminstone en annan metall. 15

22. Stycke enligt patentkravet 14, kännetecknat av att den metalliska beständsdelen är i form av inneslutningar av ätminstone en metall, vilka inneslutningar utgör 2-12 volym-% av materialet och är i huvudsak icke-sammanslutna. 20

23. Stycke enligt patentkravet 14, kännetecknat av att det är i form av ett självbärande keramiskt stycke omfattan-de en väsentligt enfasig polykristallinisk oxidationsreak-tionsprodukt som bildats genom reaktion mellan den smälta 25 basmetallen och gasfasoxidationsmedlet och har metallkanaler och/eller porer ätminstone i en del av produkten, sä att den utgör ett keramiskt stycke.

24. Stycke enligt patentkravet 23, kännetecknat av att 30 oxidationsreaktionsprodukten har vid oxidationsreaktionspro- duktkristalliternas korngränser kristallgitterplanawikelser vilka är mindre än de kristallgitterawikelser vilka före-kommer vid gränsytor mellan (1) angränsande oxidationsreak-tionsproduktkristalliter och (2) metallkanaler och/eller 35 porer.