FI85848C - Foerfarande foer framstaellning av en sjaelvbaerande sammansatt keramisk struktur samt sjaelvbaerande keramisk sammansatt struktur. - Google Patents

Foerfarande foer framstaellning av en sjaelvbaerande sammansatt keramisk struktur samt sjaelvbaerande keramisk sammansatt struktur. Download PDF

Info

Publication number
FI85848C
FI85848C FI872021A FI872021A FI85848C FI 85848 C FI85848 C FI 85848C FI 872021 A FI872021 A FI 872021A FI 872021 A FI872021 A FI 872021A FI 85848 C FI85848 C FI 85848C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
preform
oxidant
oxidation reaction
reaction product
parent metal
Prior art date
Application number
FI872021A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI872021A (fi
FI872021A0 (fi
FI85848B (fi
Inventor
Marc S Newkirk
Shirley L Zwicker
Original Assignee
Lanxide Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanxide Technology Co Ltd filed Critical Lanxide Technology Co Ltd
Publication of FI872021A0 publication Critical patent/FI872021A0/fi
Publication of FI872021A publication Critical patent/FI872021A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI85848B publication Critical patent/FI85848B/fi
Publication of FI85848C publication Critical patent/FI85848C/fi

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • 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
    • C04B35/56—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 carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—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 carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • 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
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • 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
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2303/00—Use of resin-bonded materials as reinforcement
    • B29K2303/04—Inorganic materials
    • B29K2303/06—Metal powders, metal carbides or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/709—Articles shaped in a closed loop, e.g. conveyor belts
    • B29L2031/7096—Rings or ring-like articles
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3826—Silicon carbides
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/401—Alkaline earth metals
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/402—Aluminium
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/405—Iron group metals
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/407—Copper
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428—Silicon
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5463—Particle size distributions
    • C04B2235/5472—Bimodal, multi-modal or multi-fraction
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6027—Slip casting
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94—Products characterised by their shape
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/95—Products characterised by their size, e.g. microceramics
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Slide Fasteners, Snap Fasteners, And Hook Fasteners (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Description

85848
Menetelmä itsekantavan keraamisen sekarakennekappaleen valmistamiseksi sekä itsekantava keraaminen sekarakennekappale Förfarande för framställning av en självbärande 5 sammansatt keramisk struktur samt självbärande keramisk sammansatt struktur 10
Keksinnön kohteena on menetelmä itsekantavan keraamisen halutun muotoisen sekarakennekappaleen tuottamiseksi, joka keraaminen sekarakennekappale käsittää 1) matriisin, joka olennaisesti muodostuu (i) perusmetallin ja ainakin yhden hapettimen välisestä hapetusreaktiotuotteesta, 15 johon hapettimeen sisältyy kaasufaasihapetin ja valinnaisesti, (ii) yhdestä tai useammasta hapettumattomasta perusmetallin ainesosasta, ja/tai huokosista, ja 2) esimuotin, joka käsittää yhtä tai useampaa olennaisesti inerttiä täyteainetta, jonka ainesosat ovat ainakin osittain mainitun matriisin ympäröimiä.
20
Keksinnön kohteena on myös halutun muotoinen itsekantava keraaminen sekarakennekappale.
Esillä olevan keksinnön kohteena ovat muotoillut, itsekantavat kerää-25 miset rakenteet ja menetelmät niiden tuottamiseksi. Tarkemmin ottaen tämän keksinnön kohteena ovat muotoillut, itsekantavat rakenteet käsittäen keraamisen matriisin suodattaman muotoillun esimuotin; sekä menetelmät uusien keraamisten rakenteiden valmistamiseksi suodattamalla muotoiltu esimuotti keraamisella matriisilla "kasvattamalla" hapetus-30 reaktiotuote perusmetallin esiasteesta, joka tuote sisältää sanotun esimuotin ainesosia muodostaen siten rakenteen, jonka geometria on sama kuin sanotun esimuotin.
Tämän keksinnön aihe liittyy hakijan US-patenttiin 4,851,375, hyväk- — 35 sytty 25.07.1989, nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Keraami set sekarakennekappaleet ja menetelmät niiden valmistamiseksi". Tämä — patentti kuvaa uutta menetelmää itsekantavan keraamisen kappaleen tuottamiseksi kasvattamalla hapetusreaktiotuote perusmetallista täyteaineen 2 85848 läpäisevään massaan. Saatavan rakenteen geometria, muoto tai konfiguraatio ei kuitenkaan ole määritetty tai ennaltamäärätty.
Menetelmää keraamisen hapetusreaktiotuotteen kasvattamiseksi on ylei-5 sesti kuvattu hakijan US-patentissa 4,713,360, hyväksytty 15.12.1987, nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Uudet keraamiset materiaalit ja menetelmät niiden valmistamiseksi". Tämä hapetusilmiötä hyväkseen käyttävä menetelmä, jota voidaan edistää käyttämällä lisättyä lisäainetta, tuottaa itsekantavia keraamisia kappaleita kasvatettuna 10 hapetusreaktiotuotteena metalliesiasteesta. Tätä menetelmää parannettiin lisäaineita käyttämällä, joita levitettiin metalliesiasteen pintaan. Menetelmää kuvattiin hakijan US-patentissa 4,853,352, hyväksytty 01.08.1989, nimeltään "Menetelmiä itsekantavien keraamisten materiaalien valmistamiseksi", nimellä Marc S. Newkirk et ai.
15 Tässä yhteydessä viitataan kaikkien edellä esitettyjen hakijan patenttien koko sisältöihin.
Viime vuosina keramiikan käyttö on tullut yhä mielenkiintoisemmaksi 20 niissä rakennesovelluksissa, joissa on aiemmin käytetty metalleja.
Sysäyksenä tälle mielenkiinnolle on ollut keramiikan paremmuus suhteessa tiettyihin ominaisuuksiin, kuten ruostumattomuuteen, kovuuteen, kimmokertoimeen ja tulenkestokykyyn metalleihin verrattuna.
25 Viimeaikaiset yritykset vahvempien, luotettavampien ja lujempien keraamisten artikkeleiden tuottamiseksi keskittyvät pääasiassa (1) monoliittisen keramiikan parempien käsittelymenetelmien kehittämiseen ja (2) uusien materiaalikoostumusten kehittämiseen, etupäässä keraamisten mat-riisirakenteiden kehittämiseen. Sekarakenteella tarkoitetaan sellaista 30 rakennetta, joka käsittää kahdesta tai useammasta eri materiaalista tehdyn heterogeenisen materiaalin, kappaleen tai artikkelin, jotka materiaalit on läheisesti yhdistetty, jotta saataisiin aikaan rakenteen toivotut ominaisuudet. Esimerkiksi kaksi eri materiaalia voidaan läheisesti yhdistää upottamalla toinen toisen matriisiin. Keraaminen mat-35 riisisekarakenne käsittää tyypillisesti keraamisen matriisin, joka li 3 85348 sisältää yhden tai useamman erityyppisen täytemateriaalin, kuten hiukkasia, kuituja, tankoja tai vastaavia.
Keraamisten kappaleiden perinteisiin valmistusmenetelmiin sisältyvät 5 seuraavat yleiset vaiheet: (1) keraamisen materiaalin valmistus jauheen muodossa; (2) jauheiden jauhatus tai työstäminen erittäin hienojen hiukkasten aikaansaamiseksi; (3) jauheiden muodostaminen halutun geometrian muodon omaavaksi kappaleeksi (huomioonottaen kutistumisen myöhemmän käsittelyn aikana) esimerkiksi yksiakselisella puristuksella, 10 isostaattisella puristuksella, ruiskupuristuksella, nauhavalulla, liu-kuvalulla tai usealla muulla tekniikalla; (4) kappaleen tiivistäminen kuumentamalla se kohotettuun lämpötilaan siten, että yksittäiset jauhe-hiukkaset sulautuvat toisiinsa muodostaen yhtenäisen rakenteen, joka on mieluiten saatu aikaan käyttämällä painetta (eli paineettomalla sint-15 rauksella), mutta joissakin tapauksissa vaaditaan lisäkäyttövoimaa, jota voidaan saada käyttämällä ulkoista painetta joko yksiakselisesti (eli kuumapuristamalla) tai isostaattisesti (eli isostaattisella kuuma-puristuksella) ; ja (5) jälkikäsittely, usein timanttihionnalla, vaaditaan.
20 —| Kun näitä perinteisiä menetelmiä sovelletaan keraamisten matriisiraken- : nemateriaalien valmistukseen, ilmaantuu lisävaikeuksia. Vakavimmat -··. ongelmat tulevat ilmi ehkä tiivistämisvaiheessa, edellä oleva numero ’ . (4). Normaalisti parhaana pidetty menetelmä, paineeton sintraus, voi 25 osoittautua vaikeaksi tai mahdottomaksi hiukkasrakenteita valmistettaessa, elleivät materiaalit ole erittäin yhteensopivia. Ja mikä tärkeämpää, tavanomainen sintraus on mahdotonta, koska se useimmissa tapauksissa sisältyy kuiturakenteita, jopa silloin, kun materiaalit ovat yhteensopivia, koska hiukkasten sulautumista estävät kuidut, jotka pyrki-30 vät estämään tiivistyvien jauhehiukkasten tarvittavan syrjäyttämisen. Nämä vaikeudet on joissakin tapauksissa osittain voitettu pakottamalla tiivistysprosessi läpi käyttämällä ulkoista painetta korkeassa lämpötilassa. Tällaiset menetelmät kuitenkin tuottavat monia ongelmia, kuten vahvistavien kuitujen murtumisen tai vahingoittumisen käytettyjen ul-35 koisten voimien vuoksi, rajoitetun kyvyn tuottaa monimutkaisia muotoja (erityisesti yksiakselisen kuumapuristuksen yhteydessä) ja yleensä 4 85848 korkeat kustannukset, jotka johtuvat alhaisesta prosessituottavuudesta ja joskus vaadittavista laajoista jälkikäsittelytoiminnoista.
Lisävaikeuksia voi myös ilmetä karvojen tai kuitujen sekoittuessa jau-5 heisiin sekä kappaleenmuodostusvaiheessa (edellä oleva numero 3), jossa on tärkeätä ylläpitää rakenteen toisen vaiheen tasaista jakautumista matriisiin. Esimerkiksi karvavahvisteisen keraamisen rakenteen valmistuksessa sekoitusmenetelmään ja kappaleenmuodostukseen liittyvät jauhe-ja karvavirtaprosessit voivat johtaa vahvistuskarvojen epäyhtenäisyyk-10 siin ja ei-toivottaviin suuntautumisiin, jonka johdosta suoritusominai-suudet menetetään.
Menetelmä tulenkestävien metallioksidirakenteiden tuottamiseksi metallin hapetus/pelkistysreaktiolla piidioksidin kanssa on esitetty US-15 patentissa 2 702 750. Tämän patentin mukaan piidioksidikappale upotetaan sulaan metallikylpyyn, esimerkiksi alumiinikylpyyn, tai metalii-jauhe hajautetaan läpi piidioksidikappaleen ja sitten kuumennetaan. Inerttinen materiaali, kuten esimerkiksi aluminiumoksidi, voidaan haluttaessa lisätä kappaleeseen. Tulenkestävä tuote saadaan aikaan hapet-20 tamalla metalli oksidiksi ja pelkistämällä piidioksidi piin vapauttamiseksi. US-patentissa 3 973 977 on esitetty menetelmä kermetin tuottamiseksi, joka koostuu pääosin spinellistä, upottamalla useiden oksidin kasauma sulaan alumiinikylpyyn. Kumpikaan näistä patenteista ei käsittele hapettumisreaktiotuotteen suuntautunutta kasvua, joka on muodos-25 tettu hapettamalla metallien esiaste kaasufaasihapettimella, eivätkä ne myöskään käsittele tällaista kasvua tai suodattumista esimuottiin.
Hakijan patentit kuvaavat uusia prosesseja, jotka ratkaisevat perinteisen keramiikkateknologian joitakin ongelmia, kuten tässä on lähemmin ____ 30 kuvattu. Esillä oleva keksintö yhdistää nämä prosessit uusiin lisäkä- sitteisiin, jolloin vältetään keramiikkateknologian edelleen rajoittuminen, nimittäin monimutkaisten rakenteiden muodostuminen lopulliseen muotoonsa tai lähelle lopullista muotoa. Tarkemmin tämä keksintö tähtää rakennemuotojen muodostamiseen, joiden geometria tai konfiguraati on 35 suhteellisen monimutkainen, ne on varustettu esimerkiksi muotoilluilla --- pinnoilla tai tasoilla ja rei'illa ja aukoilla. Edelleen tämä keksintö li 5 85848 tähtää tietyn ennaltamäärätyn geometrian omaavien keraamisten rakenteiden valmistamiseen epätavallisella hapettumisilmiöllä, joka voittaa tunnettuihin prosesseihin liittyvät vaikeudet ja rajoitukset. Tällä menetelmällä saadaan aikaan muotoiltuja, erittäin kestäviä ja suuren 5 murtolujuuden omaavia keraamisia kappaleita mekanismilla, joka on suorempi, pätevämpi ja halvempi kuin tavanomaiset lähestymistavat.
Tämä keksintö tarjoaa myös keinot, joilla voidaan luotettavasti tuottaa keraamisia kappaleita yksiosaisina kappaleina, joilla on ennaltamäärät-10 ty muoto ja jotka ovat kooltaan ja paksuudeltaan sellaisia, että niitä on vaikeata tai mahdotonta jäljentää tällä hetkellä saatavilla olevalla teknologialla.
Keksinnön mukainen menetelmä on pääasiassa tunnettu siitä, että mene-15 telmä käsittää seuraavat vaiheet: a) sijoitetaan perusmetalli esimuotin läheisyyteen, jolloin perusmetallia käytetään yhden tai useamman lisäaineen kanssa, jotka ovat lisättyinä perusmetalliin ja/tai asetettuina perusmetallin pinnalle 20 ja/tai sisältyvät esimuottiin tai ainakin sen osaan, ja perusmetal li ja esimuotti suunnataan toisiinsa nähden niin, että monikiteistä hapetusreaktiotuotetta muodostuu esimuottia kohti ja esimuottiin, ja 25 b) perusmetalli kuumennetaan lämpötilaan, joka on sen sulamispisteen yläpuolella ja hapetusreaktiotuotteen sulamispisteen alapuolella sulan perusmetallimassan muodostamiseksi; esimuotin yksi vyöhyke saatetaan kontaktiin sulan metallimassan kanssa, jolloin esimuotilla on ainakin yksi määritelty pintaraja, joka on etäisyydellä mainitus- ____ 30 ta kontaktivyöhykkeestä niin, että hapetusreaktiotuotetta muodostuu esimuotin sisään ja määriteltyä pintarajaa päin; ja mainitulla lämpötila-alueella sulan perusmetallin annetaan reagoida ainakin yhden hapettimen kanssa, johon sisältyy kaasufaasihapetin hapetusreaktiotuotteen muodostamiseksi, ja mainitulla lämpötila-alueella ylläpi-35 detään ainakin osa hapetusreaktiotuotteesta kontaktissa sulaan me talliin ja hapettimeen näiden välillä, jolloin sulaa metallia vetäy- 6 65348 tyy hapetusreaktiotuotteen läpi hapetinta päin niin, että hapetus-reaktiotuote jatkaa muodostumistaan esimuotin sisällä hapettimen ja aikaisemmin muodostuneen hapetusreaktiotuotteen rajapinnalla, ja reaktiota jatketaan niin kauan, että ainakin osaan tätä esimuottia 5 on suodattunut monikiteistä hapetusreaktiotuotetta mainittuun määri teltyyn pintarajaan asti keraamisen sekarakennekappaleen tuottamiseksi, jonka konfiguraatio on sama kuin esimuotin.
Keksinnön mukainen tuote on taas pääasiassa tunnettu siitä, että 10 1) keraamisen matriisin konfiguraatio on sama kuin hapetusreaktiotuot-teella suodattuneen esimuotin, jossa on ainakin yksi määritetty pintaraja, ja että keraaminen matriisi pääasiassa muodostuu yhdessä ainoassa faasissa olevan monikiteisen hapetusreaktiotuotteen toi- 15 siinsa liittyneistä kristaliiteista, ja 2) täyteaine on muotoiltu halutun muotoiseksi esimuotiksi ja metallinen ainesosa on dispergoituneena matriisiin tasomaisten metallikanavien muodossa, jotka ovat kytkeytyneet toisiinsa ja valinnaisesti myös 20 olennaisen epäyhtenäisten metalliainesosien muodossa ja hapetusreak tiotuotteen kristaliittirakeiden rajoilla esiintyy vähemmän kiteiden kulmavirheitä kuin vieressä olevien kristaliittien välissä, joiden välissä tasomaiset metallikanavat tai tasomaiset huokoset ovat.
. . 25 Esillä olevan keksinnön kohteena on laajalti ottaen menetelmä ennalta- määrätyn muodon omaavan, itsekantavan keraamisen rakennekappaleen tuottamiseksi käsittäen keraamisen matriisin suodattaman esimuotin. Keraaminen matriisi saadaan pääasiassa perusmetallin esiasteen hapettumisreaktiolla kaasufaasihapettimen kanssa monikiteisen materiaalin muodos- 30 tamiseksi, joka suodattuu esimuottiin ja muodostuu olennaisesti tuloksena saatavasta hapettumisreaktiotuotteesta ja valinnaisesti yhdestä tai useammasta metallisesta ainesosasta. Kaasufaasihapetinta voidaan käyttää joko kiinteän tai nestemäisen hapettimen kanssa, kuten alla on yksityiskohtaisemmin selitetty, ja tällaisessa tapauksessa monikiteinen 35 matriisi voi sisältää metalliesiasteen ja sellaisten lisähapettimien ···' ja näiden hapettimien hapetettujen tai pelkistettyjen ainesosien väli- 7 85848 sen reaktiotuotteen. Tuloksena saatava itsekantava rakenne on konfigu-raatioltaan tai geometrialtaan konkreettisesti esimuotin muotoinen. Tämän keksinnön mukaisella prosessilla saadaan lopullisia tai lähes lopullisia muotoja, mikä minimoi tai eliminoi tarvetta edelleenmuotoi-5 luun tai jälkikäsittelyyn esimerkiksi hionnalla. Tuotteilla on myös sellaisia toivottavia ominaisuuksia kuten suoruus, samankeskisyys ja yleinen muotoilun luotettavuus.
Tämän keksinnön menetelmän mukaisesti keraaminen rakenne tuotetaan muo-10 dostamalla ainakin yksi läpäisevä esimuotti, joka on toivotun ja ennal-tamäärätyn muotoinen ja jolla on ainakin yksi määritetty pintaraja. Esimuotti on läpäisevä kaasufaasihapettimelle ja kehittyvän hapettumis-reaktiotuotteen suodattumiselle. Perusmetalli kuumennetaan sen sulamispisteen yläpuolella olevaan mutta hapettumisreaktiotuotteen sulamispis-15 teen alapuolella olevaan lämpötilaan muodostamaan sulan metallin massa, mutta tulisi ymmärtää, että käyttölämpötila-alueen tai haluttujen lämpötilojen ei tulisi ulottua tämän koko lämpötilavälin yli. Sula metallialassa saatetaan kosketuksiin läpäisevän esimuotin yhden vyöhykkeen kanssa esimerkiksi sijoittamalla metalli esimuotin viereen siten, että 20 esiiuuotin määritetty pintaraja sijaitsee ulospäin tai poispäin tai erillään kosketusvyöhykkeestä, ja hapettumisreaktiotuotteen muodostuminen tai kasvu tapahtuu esimuottiin ja kohti määritettyä pintarajaa. Tässä lämpötilassa tai tällä lämpötila-alueella sula metalli reagoi hapettimen kanssa muodostaen kerroksen hapettumisreaktiotuotetta. Kun 25 sula metalli on edelleen alttiina hapettumisympäristölle ja kun ainakin osa hapettumisreaktiotuotteesta pidetään kosketuksissa sulan metalli-massan ja hapettimen kanssa niiden välillä, sula metalli vetäytyy vähitellen hapettumisreaktiotuotteen läpi kohti hapetinta. Tällä tavoin hapettumisreaktiotuote jatkaa muodostumistaan hapettimen ja aikaisemmin 30 muodostuneen hapettumisreaktiotuotteen välisellä rajapinnalla, joka reaktiotuote on suodattunut esimuottiin. Reaktiota jatketaan, kunnes monikiteinen hapettumisreaktiotuote on suodattunut esimuottiin, määritettyyn pintarajaan asti, ja täten saatava monikiteinen matriisi on sulkenut sisäänsä esimuotin ainesosat tuottaakseen keraamisen raken-35 teen, jonka konfiguraatio tai geometria on sama kuin esimuotin.
8 85348
Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti saadaan aikaan itsekantava keraaminen rakennekappale, jonka konfiguraatio tai geometria on olennaisesti sama kuin muotoillun esimuotin, joka esimuotti on perusmetallin esiasteen hapettumisella muodostetun keraamisen matriisin suodatta-5 ma, kuten alla on yksityiskohtaisemmin kuvattu.
Tämän keksinnön mukaiset materiaalit voidaan kasvattaa siten, että niiden ominaisuudet ovat olennaisen yhtäläiset läpi koko niiden poikkileikkauksensa paksuuteen, jota tähän mennessä on ollut vaikeata saavut-10 taa tavanomaisilla prosesseilla tiheiden keraamisten rakenteiden tuottamiseksi. Näitä materiaaleja tuottava prosessi välttää myös tavanomaisiin keraamisiin tuotantomenetelmiin liittyvät korkeat kustannukset, mukaanlukien hienon, erittäin puhtaan, tasaisen jauheen valmistuksen, epätäydellisten kappaleiden muodostumisen, sideaineen palamisen sekä 15 tiivistämisen sintrauksella, kuumapuristuksella ja/tai isostaattisella kuumapur istuksella.
Tämän keksinnön mukaiset tuotteet soveltuvat tai ne on valmistettu käytettäviksi kauppa-artikkeleina, joiden, kuten tässä on käytetty, on 20 tarkoitettu sisältävän rajoituksitta teollisia, rakenteellisia ja teknisiä keraamisia kappaleita sellaisiin sovelluksiin, joissa sähköiset, kulutus-, lämpö-, rakenteelliset tai muut piirteet tai ominaisuudet ovat tärkeitä tai hyödyllisiä; eikä niiden ole tarkoitettu sisältävän kierto- tai jätemateriaaleja, jotka mahdollisesti syntyisivät ei-toi-25 vottuina sivutuotteina sulien metallien prosessoinnissa.
Tässä erittelyssä ja sitä seuraavissa patenttivaatimuksissa käytettyinä allaolevat termit määritetään seuraavasti: 30 Termin "keraaminen" ei tule käsittää olevan rajoitettu keraamiseen kappaleeseen sanan klassisessa merkityksessä, eli siinä merkityksessä, että se muodostuu kokonaan epämetallisista ja epäorgaanisista materiaaleista, vaan pikemminkin se viittaa kappaleeseen, joka on hallitsevasti keraaminen joko koostumukseltaan tai hallitsevilta piirteiltään, vaikka 35 kappale saattaa sisältää vähäisiä tai huomattavia määriä yhtä tai use-!!. ampaa, perusmetallista saatua tai hapettimen tai lisäaineen tuottamaa
II
9 85B48 metallista ainesosaa, tyypillisesti tilavuudeltaan 1-40 %, mutta se voi sisältää enemmänkin metallia.
"Hapettumisreaktiotuote" tarkoittaa yleensä yhtä tai useampaa metallia 5 missä tahansa hapettuneessa tilassa, jossa metalli on luovuttanut elektroneja toiselle elementille, yhdisteelle tai näiden yhdistelmälle tai jakanut elektroneja viimeksimainittujen kanssa. Tämän määritelmän mukaisesti "hapettumisreaktiotuote" siis sisältää yhden tai useamman metallin ja hapettimen välisen reaktiotuotteen.
10 "Hapetin" tarkoittaa yhtä tai useampaa sopivaa elektronin vastaanottajaa tai yhdistettä, jonka kanssa se jakaa elektroneja ja se voi olla elementti, elementtien yhdistelmä, yhdiste tai yhdisteiden yhdistelmä, mukaanlukien pelkistyvät yhdisteet, ja se on kaasua, kiinteää ainetta 15 tai nestettä prosessiolosuhteissa.
"Perusmetalli" viittaa siihen metalliin, esimerkiksi alumiiniin, joka on esiaste moniklteiselle hapettumisreaktiotuotteelle ja sisältää tämän metallin suhteellisen puhtaana metallina, kaupallisesti saatavissa ole-20 van, epäpuhtauksia ja/tai lisäaineita sisältävän metallin tai seoksen, jossa tämä metallin esiaste on pääainesosa; ja kun määritetty metalli mainitaan perusmetallina, esimerkiksi alumiini, tunnistettu metalli tulisi tulkita tämän määritelmän mukaisesti, ellei tekstin asiasisältö muuta osoita.
25
Kuvio 1 on poikkileikkauskuva, joka esittää suorakulmaisen aukon muodostavan kahden esimuotin kokoonpanon peittämää perusmetalliharkkoa siten, että esiastekokoonpano ja metalli on sijoitettu upokkaassa olevaan inerttiseen petiin monimutkaisemman rakenteen muodostamiseksi 30 tämän keksinnön menetelmän mukaisesti.
Kuvio 2(a) on tasokuva ketjurattaan muotoisesta esimuotista, jota käytetään tuotettaessa tämän keksinnön mukaista rakennetta.
35 Kuvio 2(b) on poikkileikkauskuva kuvion 2 esimuotista kuvion 2(a) linjalla 2b - 2b.
10 85848
Kuvio 3 on poikkileikkauskuva, joka esittää perusmetallin peittävää kuvion 2(a) esimuotin kokoonpanoa.
Kuvio 4 esittää kuvion 3 kokoonpanoa sijoitettuna upokkaassa olevaan 5 inerttiseen petiin.
Kuvio 5 on valokuva saadusta rakenteesta.
Kuviot 6(a) ja (b) ovat valokuvia esimerkin 2 mukaan tehtyjen rakentei-10 den poikkileikkauskappaleista.
Kuviot 7(a) ja (b) ovat pysty- ja tasovalokuvia esimuotista, jota käytetään tuotettaessa esimerkin 3 mukaista rakennetta.
15 Kuvio 7(c) on valokuva esimerkin 3 mukaan tehdystä rakenteesta.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti perusmetalli, johon lisätään lisäaineita (kuten alla on yksityiskohtaisemmin selitetty) ja on esiaste hapettumisreaktiotuotteelle, muodostetaan harkoksi, billetiksi, tangok-20 si, levyksi tai vastaavaksi ja sijoitetaan inerttiseen petiin upokkaaseen tai muuhun tulenkestävään astiaan. Läpäisevä, muotoiltu esimuotti (kuvattu alla yksityiskohtaisemmin) valmistetaan siten, että sillä on ainakin yksi määritetty pintaraja ja että se on läpäisevä kaasufaasi-hapettimelle ja suodattuvalle hapettumisreaktiotuotteelle. Esimuotti 25 sijoitetaan perusmetallin viereen ja mielellään yhden tai useamman perusmetallin pinnan kanssa kontaktiin tai kontaktiin perusmetallin pinnan osan kanssa siten, että osa esimuotin määritetystä pintarajasta sijoittuu yleensä etäälle, tai ulospäin tai erilleen perusmetallin metallipinnasta. Esimuotti on mielellään kontaktissa perusmetallin 30 alueellisen pinnan kanssa; mutta haluttaessa esimuotti voi olla osittain upotettu, muttei kokonaan upotettu sulaan metalliin, koska täydellinen upotus estäisi tai sulkisi kaasufaasihapettimen pääsyn esimuot-tiin monikiteisen matriisin asianmukaiseksi kehittymiseksi. Hapettumis-reaktiotuotteen muodostuminen tapahtuu kohti määritettyä pintaa. Tämä 35 sopivaan astiaan sijoitettu perusmetallin ja läpäisevän esimuotin koos- I: 11 85848 te asetetaan uuniin, ja ympäristöön syötetään kaasufaasihapetinta ja se kuumennetaan prosessiolosuhteisiin.
Keksinnön yhteydessä käytettävän esimuotin tulisi olla riittävän huo-5 koinen tai läpäisevä, jolloin se sallii kaasufaasihapettimen läpäisevän esimuotin ja tulemaan kontaktiin perusmetallin kanssa. Esimuotin tulisi myös olla riittävän läpäisevä, jotta se sallisi hapettumisreaktiotuot-teen kehityksen tai kasvun matriisina esimuotissa häiritsemättä, sekoittamatta tai muuten olennaisesti muuttamatta esimuotin konfiguraa-10 tiota tai geometriaa.
Kaasufaasihapetin on normaalisti kaasumaisessa muodossa tai prosessi-olosuhteissa kaasumuotoon saatettu, mikä tuottaa hapettavan ilmakehän, kuten esimerkiksi ilmakehän ilman. Tyypillisiä kaasuhapettimia ovat 15 esimerkiksi seuraavat elementit tai yhdisteet, tai seuraavien elementtien tai yhdisteisen yhdistelmät mukaanlukien haihtuvat tai kaasuuntuvat alkuaineet, yhdisteet tai yhdisteiden tai seosten ainesosat: happi, typpi, halogeeni, rikki, fosfori, arseeni, hiili, boori, seleeni, tel-luuri, metaani, etaani, propaani, asetyleeni, eteeni, propeeni (hiili-20 vedyt hiilen lähteenä) ja seokset kuten ilma, H2/H20 ja C0/C02, joista kaksi jälkimmäistä (eli H2/H20 ja C0/C02) ovat hyödyllisiä vähentämään ympäristön happiaktiivisuutta suhteessa esimuotin haluttaviin hapettuviin ainesosiin. Happea sisältävät (mukaanlukien ilman) happi- tai kaasuseokset ovat sopivia kaasufaasihapettimia, joista ilmaa tavaili-25 sesti pidetään parempana ilmeisistä taloudellisuuteen liittyvistä syistä. Kun kaasufaasihapetinta tunnistetaan käsittävän tai sisältävän tiettyä kaasua tai höyryä tai käsittää näitä, tämä tarkoittaa kaasufaasihapetinta, jossa tunnistettu kaasu tai höyry on perusmetallin ainoa, hallitseva tai ainakin merkittävä hapetin olosuhteissa, jotka on 30 saavutettu käytetyssä hapettavassa ympäristössä. Vaikka esimerkiksi ilman pääainesosa on typpi, ilman happipitoisuus on normaalisti perusmetallin ainoa hapetin olosuhteissa, jotka on saavutettu käytetyssä • hapettavassa ympäristössä. Näin ilma määrittyy hapettimena, jossa on "happea sisältävää kaasua", mutta ei hapettimena, jossa on "typpeä 35 sisältävää kaasua". Tässä ja patenttivaatimuksissa käytettynä esimerkki hapettimesta, jossa on "typpeä sisältävää kaasua", on "muodostuskaasu", 12 85 8 48 joka tyypillisesti sisältää noin 96 tilavuusprosenttia typpeä ja noin 4 tilavuusprosenttia vetyä.
Hapetinta, joka prosessiolosuhteissa on nestemäistä tai kiinteätä, voi-5 daan käyttää kaasufaasihapettimen yhteydessä. Tällaiset lisähapettimet voivat olla erityisen hyödyllisiä lisäämään perusmetallin hapettumista mieluiten esimuotissa pikemminkin kuin rajojensa ulkopuolella. Toisin sanoen tällaisten lisähapettimien käyttö voi esimuotissa luoda ympäristön, joka on suotuisampi perusmetallin hapettumiskinetiikalle kuin esi-10 muotin ulkopuolella olevalle ympäristölle. Tämä parantunut ympäristö on edullinen edistämään matriisin kehittymistä esimuotissa rajalle asti ja minimoimaan ylikasvua. Kun käytetään kiinteää hapetinta, se voidaan hajauttaa läpi koko esimuotin tai läpi osaa perusmetallin viereisestä esimuotlsta, kuten esimerkiksi hiukkasmuodossa ja esimuottiin sekoitet-15 tuna, tai sitä voidaan käyttää päällysteinä esimuotin hiukkasten päällä. Mitä tahansa kiinteää hapetinta voidaan käyttää riippuen sen se-koittuvuudesta kaasufaasihapettimen kanssa. Tällaiset kiinteät hapetti-met voivat sisältää sopivia alkuaineita, kuten booria tai hiiltä, tai sopivia pelkistyviä yhdisteitä kuten piidioksidia (hapen lähteenä) tai 20 tiettyjä borideja, joilla on alempi lämpödynaaminen stabiliteetti kuin perusmetallin boridireaktiotuotteella.
Jos käytetään nestemäistä hapetinta, se voidaan hajauttaa läpi koko « · ’. ! esimuotin tai sulan metallin vieressä olevan sen osan edellyttäen, että 25 tällainen nestemäinen hapetin ei estä kaasufaasihapettimen pääsyä su- : laan perusmetalliin. Viittaus nestemäiseen hapettimeen tarkoittaa hape- ·*·.. tinta, joka on nestemäinen hapettumisreaktio-olosuhteissa, ja näin .*·*· nestemäisellä hapettimella voi olla kiinteä esiaste kuten suola, joka on sula tai nestemäinen hapettumisreaktio-olosuhteissa. Nestemäinen ""· 30 hapetin voi vaihtoehtoisesti olla nestemäinen esiaste, esimerkiksi ... materiaalin liuos, jota käytetään peittämään osa esimuotin huokoisista *. pinnoista tai ne kaikki ja joka sulatetaan tai hajotetaan prosessi- * · · olosuhteissa antamaan sopivan hapettlmen osuuden. Esimerkkeinä neste-mäisistä hapettimista, joita tässä on määritetty, voidaan mainita al-35 haisessa lämpötilassa sulavat lasit.
• » » · • · · • · 13 85848
Perusmetallin ja läpäisevän esimuotin käsittävä kooste sijoitetaan uuniin, johon syötetään kaasufaasihapetinta, ja kooste kuumennetaan perusmetallin sulamispisteen lämpötilaan tai sen alueelle, mutta hapet-tumisreaktiotuotteen sulamispisteen alapuolelle. Esimerkiksi tapaukses-5 sa, jossa alumiiniperusmetallin kaasufaasihapettimena käytetään ilmaa, lämpötila on yleensä noin 850-1450°C ja mieluiten noin 900-1350°C. Tällä käytettävällä lämpötilavälillä tai suositeltavalla lämpötila-alueella muodostuu sula metallipohja tai -allas, ja hapettimen (hapettimien) kanssa kosketuksiin joutuessaan sula metalli reagoi muodostaen kerrok-10 sen hapettumisreaktiotuotetta. Ollessaan jatkuvasti alttiina hapettavalle ympäristölle sopivalla lämpötila-alueella jäljellä oleva sula metalli vetäytyy kasvavassa määrin hapettumisreaktiotuotteeseen ja sen läpi hapettimen suuntaan. Hapettimen kanssa kosketuksiin joutuessaan sula metalli reagoi muodostaen lisähapettumistuotetta. Ainakin osa 15 hapettumisreaktiotuotteesta pidetään kontaktissa sulan perusmetallin ja kaasufaasihapettimen kanssa ja niiden välillä, jotta pidettäisiin yllä monikiteisen hapettumisreaktiotuotteen jatkuvaa kasvua esimuotissa. Monikiteinen reaktiotuote jatkaa kasvamistaan ja kehittymistään esimuotissa sulkien sisäänsä ainesosansa yleensä silloin, jos on järjes-20 tetty kaasufaasihapettimen vaihtoa ja jos lisäperusmetallia on läsnä. Kun kaasufaasihapettimena on ilma, tämä vaihto saadaan sopivimmin aikaan järjestämällä uuniin ilmanvaihtoa.
Prosessia jatketaan, kunnes hapettumisreaktiotuote on sulkenut sisäänsä 25 esimuotin ainesosat määritettyyn pintarajaan asti, eikä mieluiten sen yli, mikä merkitsisi monikiteisen matriisimateriaalin "ylikasvua". Saatava keraaminen rakennetuote sisältää esimuotin, jonka rajoille on suodattunut keraaminen matriisi, joka käsittää monikiteisen materiaalin, joka muodostuu olennaisesti perusmetallin ja kaasufaasihapettimen 30 välisestä hapettumisreaktiotuotteesta ja valinnaisesti yhdestä tai useammasta metallisesta ainesosasta kuten perusmetallin hapettamatto-mista ainesosista tai pelkistyvän hapettimen metallisista ainesosista. Tyypillisimmissä tapauksissa monikiteisen matriisin ja esimuotin rajat pääasiassa yhtyvät; mutta yksittäiset ainesosat esimuotin pinnalla 35 voivat olla paljaina tai työntyä ulos matriisista, ja siksi suodattuminen ja sisäänsä sulkeminen eivät ehkä täydellisesti ympäröi tai kapse- 1“ 85848 loi matriisin esimuottia. Edelleen tulisi ymmärtää, että saatavassa monikiteisessä matriisissa saattaa esiintyä huokoisuutta, joka voi edustaa metallivaiheen osittaista tai lähes täydellistä syrjäyttämistä, mutta onteloiden tilavuusprosentti riippuu suurelta osin sellaisista 5 olosuhteista kuin lämpötila, aika, perusmetallin tyyppi ja lisäaineiden pitoisuudet. Hapettumisreaktiotuotekristalliitit ovat näissä monikitei-sissä rakenteissa tyypillisesti keskenään yhtenäisiä useammassa kuin yhdessä ulottuvuudessa, mieluiten kolmessa ulottuvuudessa, ja metal-livaihe tai huokosvaihe voi olla ainakin osittain yhtenäistä. Tämän 10 keksinnön mukaisella keraamisella rakennetuotteella on yleensä hyvin määritetyt rajat sekä alkuperäisen esimuotin mitat ja geometrinen konfiguraatio .
Vaikka esillä olevaa keksintöä tämän jälkeen kuvataan keskittyen eri-15 tyisesti alumiiniin ja alumiinin tiettyihin suoritusmuotoihin perusmetallina, viittaukset tehdään ainoastaan esimerkkien vuoksi, ja tulee ymmärtää, että muita metalleja kuten piitä, titaania, tinaa, sirkoniu-mia, jne. voidaan myös käyttää, jotka täyttävät tai voidaan järjestää täyttämään keksinnön kriteerit. Esimerkit materiaaleista, jotka ovat 20 hyödyllisiä valmistettaessa esimuottia esillä olevan keksinnön mukaisesti riippuen valitusta perusmetallista ja hapetusmenettelystä, voivat sisältää yhden tai useamman aluminiumoksidin, piikarbidin, piialumiini-oksinitridin, sirkoniumoksidin, sirkoniumboridin, titaaninitridin, bariumtitanaatin, boorinitridin, piinitridin, erilaisen rautaseoksen, 25 esimerkiksi rauta-kromi-alumilni-seoksen, hiilen, alumiinin, erilaiset savet ja näiden seokset. Esimuotissa voidaan kuitenkin käyttää mitä tahansa sopivaa materiaalia. Jos esimerkiksi alumiinia käytetään perusmetallina, ja alumiininitridi on aiottu hapettumisreaktiotuote, alu-miininitridi- ja/tai alumiinioksidihiukkaset olisivat esimuotllle sopi-30 via materiaaleja; jos sirkoniumia käytetään perusmetallina, ja sirko-niumnitridi on aiottu hapettumisreaktiotuote, sirkoniumdiboridihiukka-set muodostaisivat sopivan koosteen esimuotllle; jos titaania käytetään perusmetallina ja titaaninitridi on aiottu hapettumisreaktiotuote, aluminiumoksidi- ja/tai titaanidiboridihiukkasista koostuva esimuotti • 35 olisi sopiva; jos tinaa käytetään perusmetallina ja tinaoksidi on aiot- *!!! tu hapettumisreaktiotuote, aluminiumoksidihiukkasista koostuva esimuot- 15 85848 ti olisi sopiva; tai jos piitä käytetään perusmetallina ja piinitridi on aiottu hapettumisreaktiotuote, titaaninitridihiukkasista koostuva esimuotti olisi sopiva.
5 Tämän keksinnön mukainen läpäisevä esimuotti voidaan luoda tai muodostaa mihin tahansa ennaltamäärättyyn tai toivottuun kokoon ja muotoon millä tahansa tavanomaisella menetelmällä, kuten esimerkiksi liukuva-lulla, ruiskupuristuksella, siirtopuristuksella, tyhjömuovauksella tai muulla tavoin prosessoimalla mikä tahansa sopiva materiaali (mitkä 10 tahansa sopivat materiaalit), joka (jotka) tunnistetaan ja kuvataan tämän jälkeen tarkemmin. Läpäisevä esimuotti, kuten aikaisemmin mainittiin, voi sisältää tai on voinut sisältää kiinteää hapetinta ja/tai nestemäistä hapetinta, joita voidaan käyttää kaasufaasihapettimen yhteydessä. Esimuotti tulisi valmistaa ainakin yhdellä pintarajalla va-15 rustettuna, ja sen muoto tulisi säilyä riittävän yhtenäisenä ja sen raakalujuus olisi säilytettävä riittävänä mittatarkkuuden saavuttamiseksi sen jälkeen, kun keraaminen matriisi on sen suodattanut. Läpäisevän esimuotin tulisi kuitenkin olla riittävän läpäisevä kasvavalle monikiteiselle matriisille. Tämän keksinnön mukaisilla esimuoteilla 20 tulisi mielellään olla 5-90 tilavuusprosentin huokoisuus ja mieluiten välillä 25-50 %. Huokoisen esimuotin tulee mielellään olla sellainen, että sula perusmetalli kostuttaa sen prosessilämpötilaolosuhteissa edistääkseen monikiteisen matriisin kehittymistä esimuotissa, jolloin saadaan korkean yhtenäisyyden ja hyvin määritetyt rajat omaava keraami-...·' 25 nen rakenne tuote.
Koska esimuotti on minkä tahansa muotoinen tai kokoinen, sillä on ainakin yksi pintaraja, joka olennaisesti määrittää määräpään tai rajan kasvavalle monikiteiselle matriisille. Ainoastaan esimerkin vuoksi esi-30 muotti voi olla puolipallon muotoinen siten, että tasainen pintaraja on kontaktissa perusmetallin pinnan kanssa ja kuvunmuotoinen pintaraja edustaa määritettyä pintarajaa, johon monikiteisen materiaalin tulee kasvaa; tai esimuotti voi olla muodoltaan kuutiomainen siten, että yksi neliömäinen pintaraja on kosketuksissa perusmetallin metallipinnan 35 kanssa ja jäljellä olevat viisi neliömäistä pintarajaa ovat kohdepisteitä kasvavalle monikiteiselle materiaalille. Hapettumisreaktion tuot- ie 85848 tama monikiteisen materiaalin matriisi kasvatetaan läpäisevään esimuot-tiin, jolloin se suodattaa ja sulkee sisäänsä jälkimmäisen ainesosat määritetylle pintarajalleen asti sitä olennaisesti häiritsemättä tai syrjäyttämättä. Näin ollen tapahtumaan ei liity mitään ulkoisia voimia, 5 jotka saattaisivat vahingoittaa esimuottia, ja vähän tai ei ollenkaan kutistumista, joka saattaisi murtaa esiasteen ja saada sen menettämään luotettavuutensa alkuperäiseen muotoonsa ja toleranssiinsa nähden, eikä myöskään tarvita mitään hankalia ja kalliita korkealämpötilaisia, korkeapaineisia prosesseja ja laitteistoja keraamisen rakennetuotteen 10 aikaansaamiseksi. Lisäksi esillä olevaa keksintöä käyttämällä vältytään kemikaalisen ja fysikaalisen mukautuvuuden erityisvaatimuksilta, jotka ovat välttämättömiä hiukkasrakenteiden paineettomassa sintrauksessa.
Tämän keksinnön mukainen läpäisevä esimuotti voi olla muodostettu mistä 15 tahansa sopivasta materiaalista, kuten keraamisista ja/tai metallisista hiukkasista, jauheista, kuiduista, karvoista, langoista, hiukkasista, ontoista kappaleista tai palloista, lanka- tai tulenkestävästä kankaasta, kiinteistä palloista, jne., ja niiden yhdistelmistä. Esimuotin materiaalit käsittävät tyypillisesti toisiinsa sidotun järjestelyn tai 20 järjestelmän, jossa on rakoja, aukkoja, välitiloja tai vastaavia, jotta esimuotista tulee läpäisevä hapettimelle ja hapettumisreaktiotuotteen kasvun suodattumiselle esimuotin konfiguraatiota muuttamatta. Esimuotti voi sisältää ristikkorakenteen, joka koostuu vahvistussauvoista, tan-'. *: goista, putkista, pikkuputkista, levyistä, langoista, palloista tai ·...’ 25 muista hiukkasista, levykkeistä, lankakankaasta, keraamisesta tulenkes-' tävästä kankaasta tai vastaavasta tai mistä tahansa edellä mainittujen ; ·.. yhdistelmästä toivottuun muotoon ennalta järjestettynä. Edelleen esi- muotin materiaali tai materiaalit voivat olla homogeenisia tai heterogeenisia. Esimuotin sopivat materiaalit kuten keraamiset jauheet ja 30 hiukkaset voidaan liittää yhteen millä tahansa sopivalla sideaineella, ... esimerkiksi polyvinyylialkoholilla tai vastaavalla, joka ei häiritse tämän keksinnön reaktioita tai jätä ei-toivottuja jäännössivutuotteita keraamiseen rakennetuotteeseen. Voidaan esimerkiksi käyttää sopivia '**: hiukkasia, kuten piikarbidia tai aluminiumoksidia, joiden karkeus tai 35 seulamitta on noin 10-1000 yksikköä (mikä vastaa noin 10-2000 mikronin keskimääräistä hiukkaskokoa) tai hienompi tai eri seulamittojen ja * · · li I? 85 8 4 8 tyyppien seoksia. Hiukkaset voidaan muokata tunnetuilla tai tavanomaisilla tekniikoilla kuten muodostamalla hiukkasseos orgaaniseen sideaineeseen, kaatamalla seos muottiin ja antamalla sen jälkeen osan kovettua esimerkiksi korkeassa lämpötilassa kuivaamalla.
5
Tarkemmin sanottuna sopivat materiaalit, joita voidaan käyttää läpäisevää esimuottia muodostettaessa ja valmistettaessa, jakautuvat kolmeen materiaaliluokkaan, jotka voidaan tunnistaa sopiviksi materiaaleiksi läpäisevälle esimuotille.
10
Esimuotin materiaalien ensimmäinen luokka sisältää ne kemialliset laadut, jotka prosessin lämpötila- ja hapettamisolosuhteissa eivät ole haihtuvia, ovat lämpödynaamisesti vakaita, eivätkä reagoi liikaa sulan perusmetallin kanssa tai sula siihen. Lukuisat, tällaiset kriteerit 15 täyttävät materiaalit ovat alan asiantuntijoille tuttuja tapauksissa, joissa esimerkiksi alumiinia käytetään metallina ja ilmaa tai happea hapettimena. Tällaiset materiaalit sisältävät seuraavat yksimetalliset oksidit: alumiini, A1203; serium, Ce02; hafnium, Hf02; lantaani, La203; neodyymi, Nd203; praseodyymi, erilaiset oksidit; samarium, Sm203; skan-20 dium, Sc203; torium, Th02; uraani U02; yttrium, Y203; ja sirkonium Zr02. Lisäksi lukuisa joukko binäärisiä, tertiäärisiä ja korkeamman asteen metallisia yhdisteitä kuten spinelli Mg0Al203 sisältyy tähän stabiilien tulenkestävien yhdisteiden luokkaan.
.·. : 25
Esimuotille soveltuvien materiaalien toinen luokka käsittää ne, jotka eivät ole luontaisesti stabiileja hapettumis- ja korkealämpötilaisessa ympäristössä, mutta jotka hajotusreaktion suhteellisen hitaasta kinetiikasta johtuen voivat toimia esimuotin vaiheena ja/tai suorittaa esi-30 muottivaiheen kasvavan monikiteisen keraamisen matriisin suodattamana. Erityisen hyödyllinen materiaali tälle keksinnölle on piikarbidi. Tämä materiaali hapettuisi täysin olosuhteissa, jotka vaaditaan alumiinin hapeitämiseksi hapen tai ilman kanssa keksinnön mukaisesti, ellei läsnä olisi piioksidin suojaavaa kerrosta, joka muodostuu ja peittää piikar-35 bidihiukkaset piikarbidin edelleen hapettumisen estämiseksi.
is 85848
Esimuotille soveltuvien materiaalien kolmas luokka tämän keksinnön mukaisesti käsittää ne materiaalit, joiden ei lämpödynaamisista tai kineettisistä syistä johtuen oleteta säilyvän hapettumisympäristössä tai sulan metallin alttiina ollessa, mitä tarvitaan keksinnön toteutta-5 miseksi. Tällainen esimuotti voidaan tehdä yhteensopivaksi tämän keksinnön mukaisen prosessin kanssa, jos (1) ympäristö tehdään vähemmän aktiiviksi esimerkiksi käyttämällä H2/H20:n tai C0/C02:n seoksia hapet-tamiskaasuna, tai (2) jos käytetään päällystystä kuten aluminiumoksi-dia, joka tekee laadun kineettisesti reagoimattomaksi prosessiympäris-10 tössä. Yksi esimerkki tällaisesta esimuotin materiaalien luokasta olisi hiilikuitu sulan aluminiiniperusmetallin yhteydessä käytettynä. Jos alumiini hapetetaan ilman tai hapen kanssa esimerkiksi 1250°C:ssa matriisin tuottamiseksi, joka sisältää sanottuja kuituja sisältävän esimuotin, hiilikuitu pyrkii reagoimaan sekä alumiinin (alumiinikarbidin 15 muodostamiseksi) että hapettumisympäristön (CO:n tai C02:n muodostamiseksi) kanssa. Nämä ei-toivotut reaktiot voidaan välttää päällystämällä hiilikuitu (esimerkiksi aluminiumoksidilla), jotta estettäisiin reaktio perusmetallin ja/tai hapettimen kanssa ja valinnaisesti käyttämällä C0/C02-ilmakehää hapettimena, mikä pyrkii olemaan hapettava alumiinille 20 mutta ei mukana olevalle hiilikuidulle.
Tämän keksinnön mukaista esimuottia voidaan käyttää yksittäisenä esi-muottina tai esimuotin yhdistelmänä muodostamaan monimutkaisempia muo-toja. On havaittu, että monikiteinen matriisi voi kasvaa läpi esimuot-·... 25 tiyhdistelmän vierekkäisten, toistensa kanssa kosketuksissa olevien • osien ja sitoa vierekkäiset esimuotit niiden kontaktipinnoilla yhtenäi- ’ ·.. seksi tai kokonaiseksi keraamiseksi rakenteeksi. Esimuottien yhdistelmä järjestetään siten, että hapettumisreaktiotuotteen kasvusuunta on kohti esimuottiyhdistelmää ja sen sisään, jotta se voisi suodattaa ja sulkea ____- 30 sisäänsä yhdistelmän yhdistettyjen esimuottien määrittämille rajoille asti. Näin ollen monimutkaisia keraamisia rakenteita voidaan muodostaa kokonaisena kappaleena, jota ei voida muutoin tuottaa tavanomaisilla valmistustekniikoilla. Tulisi ymmärtää, että missä tahansa yhteydessä ’f'· termiä "esimuotti" tässä ja patenttivaatimuksissa käytetään, se tar- ·' 35 koittaa yksittäistä esimuottia tai esimuottien yhdistelmää, ellei asiaa muutoin ole ilmaistu.
« 85848
Ainoastaan esimerkin vuoksi esitetään, että kuvion 1 esimuottien yhdistelmä on pystypoikkileikkauskuva inerttisen pedin 12 sisältävästä upokkaasta 10, joka peti sisältää esimuottien yhdistelmän peittämän perusmetallin 14 käsittäen esimuotin 16 ja syvennyksen 18, jolloin esimuo-5 tiliä 20 on yläpintaraja 21 ja syvennys 22. Esimuotti 20 on asetettu esimuotin 16 päälle siten, että syvennysten 18 ja 22 rajat tai ääri-reunat sopivat yhteen ja syvennykset 18 ja 22 täydentävät toisiaan ja määrittävät suorakulmaisen aukon 24. Syvennysten 18 ja 22 pinnat voidaan varustaa rajoittimella esimerkiksi kipsillä, kuten on kuvattu 10 hakijan US-patenttijulkaisussa 4,923,832, jätetty 08.05.1986 ja nimeltään "Menetelmä muotoiltujen keraamisten sekarakenteiden valmistamiseksi käyttämällä rajoitinta", nimellä Newkirk et ai, jotta voitaisiin estää hapettumisreaktiotuotteen kasvu esimuotin rajojen yli ja aukkoon 24. Kuten yllä on selitetty, monikiteinen matriisi kasvatetaan suodat-15 tamaan esimuottien 16 ja 20 yhdistelmä esimuotin 20 yläpintarajalle 21 siten, että se sitoo tai yhdistää esimuotit 16 ja 20 ja tuottaa keraamisen rakenteen, jolla on suorakulmainen aukko 24.
Tuotettaessa lopullisen tai lähes lopullisen muotoista keraamista ra-20 kennekappaletta, joka olennaisesti säilyttää esimuotin alkuperäisen muodon ja mitat, keraamisen matriisin kasvun tulisi tapahtua ainakin yhdelle esimuotin määritetylle pintarajalle. Kasvua pintarajojen ulkopuolelle voidaan estää, ehkäistä tai ohjata millä tahansa seuraavista —: vaiheista tai näiden yhdistelmällä: (1) luodaan esimuottiin olosuhteet : 25 esimerkiksi sisällyttämällä siihen kiinteitä tai nestemäisiä hapettimia siten, että sisäinen kasvu on huomattavasti suurempaa kuin kasvu esi-muotin pintojen ulkopuolelle; (2) käytetään huomattavan tarkkaa, ennalta määritettyä perusmetallin määrää siten, että kun se on kokonaan sisältynyt tai siirtynyt monikiteiseen rakenteeseen, hapettumisreak-30 tiotuote on läpäisevän esimuotin rajalla; (3) ohjataan tai rajoitetaan hapettimien määrää, joka on prosessille alunperin käytettävissä; (4) varustetaan esimuotin pinnalle (pinnoille) rajoitin, kuten on yllämainitussa, hakijan US-patenttissa 4,923,832 kuvattu; (5) tai pysäyte-- tään prosessi sopivaan aikaan tyhjentämällä tai eliminoimalla hapettava 35 ilmakehä tai muuttamalla reaktiolämpötilaa siten, että se on prosessi-lämpötila- alueen ulkopuolella, alennettuna esimerkiksi perusmetallin 20 85848 sulamispisteen alapuolelle. Tavallisesti lämpötilaa pienennetään alentamalla uunin lämpötilaa, jonka jälkeen materiaali poistetaan uunista. Vaihe (5) saattaa vaatia tarkkaavaisuutta, jotta vältetään minkä tahansa määritetyn pintarajan matriisin ylikasvu.
5 Tällä keksinnöllä aikaansaatu keraaminen rakennetuote on tavallisesti tiheä koherentti tuote, jossa noin 5-98 tilavuusprosenttia keraamisen rakennetuotteen koko tilavuudesta koostuu yhdestä tai useammasta, moni-kiteisen keraamisen matriisin sisäänsä sulkemasta esimuotin materiaa-10 lista. Kun perusmetallina on alumiini ja ilmaa tai happea käytetään ha-pettimena, monikiteinen keraaminen matriisi koostuu tavallisesti noin 60-99 painoprosentista (monikiteisen matriisin painosta) yhteenllitty-nyttä a-aluminiumoksidia ja noin 1-40 painoprosentista (sama perusta) hapettumattomia metallisia ainesosia.
15
Kuten hakijan patenttihakemuksissa ja patenteissa on selitetty, metallin yhteyteen lisätään lisäaineita, mikä voi vaikuttaa suotuisasti hapettumisreaktioprosessiin. Lisäaineen toiminta tai toiminnat voivat riippua monista muista tekijöistä kuin itse lisäaineesta. Näitä teki-20 jöitä ovat esimerkiksi käytettävä perusmetalli, haluttu lopputuote, käytettävä lisäaineiden yhdistelmä kahta tai useampaa lisäainetta käy-tettäessä, ulkoisesti syötetyn lisäaineen käyttö lisäaineen yhteydessä, : lisäaineen pitoisuus, hapettumisympäristö ja prosessiolosuhteet.
V'! 25
Perusmetallin yhteydessä käytettävät lisäaineet tai käytettävä lisäaine (1) voidaan järjestää perusmetalliin lisättävinä ainesosina, (2) voidaan ohjata ainakin osaan perusmetallin pinnasta (3) tai voidaan ohjata tai sisällyttää esimuottiin tai osaan esimuotista, tai mitä tahansa 30 kahta tai useampaa tekniikkaa (1), (2) tai (3) voidaan käyttää. Lisäai-: netta voidaan esimerkiksi käyttää yhdessä ulkoisesti syötetyn lisäai- -I. neenkanssa. Tekniikkaa (3) sovellettaessa, jossa lisäaine tai lisäai neet syötetään esimuottiin, syöttäminen voidaan suorittaa millä tahansa sopivalla tavalla, kuten esimerkiksi hajottamalla lisäaineet esimuotin 35 koko massaan tai osaan siitä päällystiminä tai hiukkasten muodossa sisältäen mielellään ainakin osan perusmetallin viereisestä esimuotis-
II
21 85848 ta. Minkä tahansa lisäaineen lisääminen esimuottiin voi tapahtua syöttämällä kerros yhtä tai useampaa lisäainetta esimuottiin ja sen sisään, mukaanlukien mitkä tahansa sen sisäisistä aukoista, raoista, kanavista, välitiloista tai vastaavista, jotka tekevät sen läpäiseväksi. Sopiva 5 tapa minkä tahansa lisäaineen syöttämiseksi on yksinkertaisesti upottaa koko peti nesteeseen (esimerkiksi liuokseen), joka koostuu lisäaineesta tai sen esiasteesta. Lisäaineen lähde voidaan myös järjestää sijoittamalla jäykkä kappale lisäainetta kontaktiin ainakin perusmetallin pinnan ja esimuotin osan kanssa näiden välille. Esimerkiksi ohut levy 10 piitä sisältävää lasia (lisäaineena hyödyllinen alumiiniperusmetallin hapettumiselle) voidaan sijoittaa perusmetallin pinnalle. Kun alumiini-perusmetalli (jossa voi olla sisäisesti lisättyä Mg:ia) piitä sisältävän materiaalin peittämällä sulatetaan hapettavassa ympäristössä (esimerkiksi alumiinin ollessa ilmassa noin 850-1450°C:ssa ja mielellään 15 900-1350°C:ssa), tapahtuu monikiteisen keraamisen matriisin kasvua lä päisevään esimuottiin. Tapauksessa jossa lisäainetta syötetään ainakin osaan perusmetallin pinnasta, monikiteinen oksidirakenne yleensä kasvaa läpäisevässä esimuotissa huomattavasti yli lisäkerroksen (eli käytetyn lisäkerroksen syvyyden ulkopuolelle). Joka tapauksessa yhtä tai useam-20 paa lisäainetta voidaan ulkoisesti syöttää perusmetallin pintaan ja/tai läpäisevään esimuottiin. Lisäksi perusmetalliin lisättyjä ja/tai perus-metalliin ulkoisesti syötettyjä lisäaineita voidaan laajentaa esimuot-. . tiin lisätyllä lisäaineella (lisätyillä lisäaineilla). Näin ollen pe- !..* rusmetalliin lisättyjen tai siihen ulkoisesti syötettyjen lisäaine!· 25 den pitoisuuden puutteellisuuksia voidaan korvata käytettävän lisäaineen (käytettyjen lisäaineiden) lisäpitoisuudella, jotka on esimuottiin • " lisätty ja päin vastoin.
Hyödyllisiä lisäaineita alumiiniperusmetallille erityisesti ilmaa ha-30 pettimena käytettäessä ovat esimerkiksi magnesiummetalli ja sinkkime-talli yhdessä toistensa kanssa tai yhdessä muiden lisäaineiden kanssa, kuten alla on kuvattu. Näitä metalleja tai metallien sopivaa lähdettä voidaan seostaa alumiinipohjaiseen perusmetalliin pitoisuuksina noin 0,1-10 painoprosenttia, joka perustuu saatavan lisätyn metallin koko--'· 35 naispainoon. Tällä alueella olevien pitoisuuksien on havaittu aloit- 22 85848 tavan keraamisen kasvun, lisäävän metallin liikkumista ja vaikuttavan suotuisasti saatavan hapettumisreaktiotuotteen kasvumorfologiaan.
Muita lisäaineita, jotka ovat tehokkaita edistämään monikiteisen hapet-5 tumisreaktion kasvua alumiinipohjaisille perusmetallijärjestelmille, ovat esimerkiksi pii, germanium, tina ja lyijy erityisesti käytettynä yhdessä magnesiumin tai sinkin kanssa. Yksi tai useampi näitä muita lisäaineita tai niiden sopiva lähde lisätään alumiiniperusmetallijär-jestelmään pitoisuuksina, jotka ovat kullekin noin 0,5-15 painoprosent-10 tia kokonaisseoksesta; toivottavampi kasvukinetiikka ja kasvumorfologia saavutetaan kuitenkin lisäaineen pitoisuuksilla, jotka ovat noin 1-10 painoprosenttia kokonaisperusmetalliseoksesta. Lyijy lisätään lisäaineena yleensä alumiinipohjaiseen perusmetalliin ainakin 1000°C:en lämpötilassa, jotta saataisiin paremmin aikaan sen liukenevuus alumiiniin; 15 muiden lisäaineiden, esimerkiksi tinan, lisääminen yleensä lisää lyijyn liukenevuutta ja sallii lisäaineen lisäämisen alemmassa lämpötilassa.
Yhtä tai useampaa lisäainetta voidaan olosuhteista riippuen käyttää, kuten yllä on selitetty. Käytettäessä esimerkiksi alumiinia perusmetal-20 Iina ja ilmaa hapettimena, erityisen hyödyllisiä lisäaineiden yhdistelmiä ovat (a) magnesium ja pii tai (b) sinkki ja pii. Näissä esimerkeis-·.·· sä suositeltava magnesiumpitoisuus jää noin 0,1-3 painoprosenttiin, sinkin osuus noin 1-6 painoprosenttiin ja piin osuus noin 1-10 paino-··· prosenttiin.
25 .1 Lisäesimerkkejä lisäaineista, jotka ovat hyödyllisiä käytettäessä alu miinia perusmetallina ja ilmaa hapettimena, ovat natrium, litium, kalsium, boori, fosfori ja ytrium, joita voidaan käyttää yksittäin tai yhdessä yhden tai useamman lisäaineen kanssa hapettimesta ja prosessi-30 olosuhteista riippuen. Natriumia ja litiumia voidaan käyttää hyvin pieninä määrinä alueella osien suhde miljoonaan, tyypillisesti 100-200 osaa per miljoona, ja kutakin voidaan käyttää yksin tai yhdessä toisen lisäaineen (toisten lisäaineiden) kanssa. Harvinaiset maan alkuaineet kuten serium, lantaani, praseodonyymi, neodyymi ja samarium ovat myös 35 höydyllisiä lisäaineita, ja tässä samaten erityisesti käytettynä yhdes- : sä muiden lisäaineiden kanssa.
23 85 34 8
Kuten yllä on huomautettu, ei ole välttämätöntä lisätä mitään lisäainetta perusmetalliin. Esimerkiksi yhden tai useamman lisäaineen syöttäminen valinnaisesti ohuena kerroksena joko koko perusmetallin pintaan tai osaan siitä mahdollistaa tai parantaa paikallista keraamista kasvua 5 perusmetallin pinnalta tai sen osalta ja auttaa monikiteisen keraamisen matriisin kasvua läpäisevään esiasteeseen. Näin ollen monikiteisen keraamisen matriisin kasvuun läpäisevään esimuottiin voidaan suotuisasti vaikuttaa sijoittamalla lisäainetta paikallisesti perusmetallin pinnalle. Lisäainepäällyste tai -kerros on ohut suhteessa perusmetalli-10 kappaleen paksuuteen, ja hapettumisreaktiotuotteen kasvu tai muodostuminen läpäisevään esimuottiin ulottuu konkreettisesti lisäainekerroksen ulkopuolelle, eli syötetyn lisäainekerroksen syvyyden yli. Tällainen lisäainekerros voidaan saattaa pintaan maalaamalla, upottamalla, silk-kiviiroituksella, haihduttamalla, tai muuten saattamalla lisäaine nes-15 temäisessä tai pastamaisessa muodossa perusmetallin pintaan, tai ruiskuttamalla tai yksinkertaisesti asettamalla kerros kiinteää hiukkas-maista lisäainetta tai kiinteä ohut levy tai kalvo lisäainetta perusmetallin pinnalle. Lisäaine voi, mutta sen ei tarvitse, sisältää orgaanisia tai epäorgaanisia sideaineita, kalvonmuodostimia, liuottimia ja/tai 20 paksuntimia. Lisäaineet sijoitetaan mieluummin jauheina perusmetallin pintaan tai hajautetaan ainakin osan täyteainetta läpi. Yksi erityisen —: suositeltava menetelmä lisäaineiden saattamiseksi perusmetallin pintaan on käyttää lisäaineiden nestemäistä suspensiota veden/orgaanisen side-aineen seoksessa, joka on suihkutettu perusmetallin pinnalle, jotta 25 saadaan tarttuva päällyste, joka helpottaa lisäainetta sisältävän pe-rusmetallin käsittelyä ennen prosessointia.
Ulkoisesti käytettynä lisäaineet syötetään tavallisesti osaan perusmetallin pinnasta yhtenäisenä päällysteenä. Lisäaineen määrä on tehokas 30 laajalla alueella suhteessa perusmetallin määrään, johon se syötetään, : : : ja alumiinin yhteydessä kokeissa ei ole pystytty tunnistamaan alempia -*·' tai ylempiä käyttörajoja. Kun esimerkiksi piitä käytetään piidioksidin muodossa, joka on ulkoisesti syötetty lisäaineena alumiinipohjaiselle perusmetallille ilmaa tai happea hapettimena käyttäen, niinkin alhaiset ^ 35 määrät kuin 0,00003 grammaa piitä per gramma perusmetallia tai noin 0,0001 grammaa piitä per neliösenttimetri alttiina olevaa perusmetallin 24 85848 pintaa yhdessä magnesiumin ja/tai sinkin lähteen antavan toisen lisäaineen kanssa tuottavat monikiteisen keraamisen kasvuilmiön. On myös havaittu, että keraaminen rakenne voidaan saavuttaa alumiinipohjaisesta perusmetallista ilmaa tai happea hapettimena käyttäen käyttämällä MgO:-5 ta lisäaineena siten, että sen määrä on suurempi kuin 0,0008 grammaa lisäainetta per gramma hapetettavaa perusmetallia ja suurempi kuin 0,003 grammaa lisäainetta per neliösenttimetri perusmetallin pintaa, jolle MgO sijoitetaan. On havaittu, että lisäaineiden määrän nousu jossakin määrin lyhentää reaktioaikaa, joka tarvitaan keraamisen raken-10 teen tuottamiseksi, mutta tämä riippuu sellaisista tekijöistä kuin lisäaineen tyyppi, perusmetalli ja reaktio-olosuhteet.
Kun perusmetalli on alumiini, johon on sisäisesti lisätty magnesiumia, ja hapettamisvälineenä on ilma tai happi, on havaittu, että magnesium 15 ainakin osittain hapettuu seoksesta noin 820-950°C:n lämpötiloissa.
Tällaisissa magnesiumia sisältävissä järjestelyissä magnesium muodostaa magnesiumoksidi- ja/tai spinellivaiheen sulan alumiiniseoksen pinnalla, ja kasvuprosessin aikana tällaiset magnesiumyhdisteet jäävät pääosin perusmetalliseoksen alkuperäiselle oksidipinnalle (eli alkupinnalle) 20 kasvavassa keraamisessa rakenteessa. Näin ollen aluminiumoksidiin perustuva rakenne tuotetaan tällaisissa magnesiumia sisältävissä järjestelmissä erillään suhteellisen ohuesta spinellikerroksesta alkupinnal-. . la. Haluttaessa tämä alkupinta voidaan vaivatta poistaa esimerkiksi hiomalla, mekaanisella työstöllä, kiillottamalla tai hiekkapuhalluksel-:···: 25 la.
Keksintöä havainnollistetaan edelleen seuraavin esimerkein, jotka on esitetty ainoastaan havainnollistamisen vuoksi eivätkä aseta mitään rajoituksia.
30 ESIMERKKI 1
Viitaten yksityiskohtaisesti kuvioihin 2-5, joissa samat viitenumerot kautta linjan merkitsevät samoja osia, keraaminen hammaspyörä 38 vai- ··· 35 mistettiin esimuotista 30, jolla on kuvioissa 2a ja 2b esitetty muoto.
• « · - .·". Esimuotti oli ulkohalkaisijaltaan 7,6 cm ja paksuudeltaan 0,48 cm, ja 25 85848 sillä oli keskiöreikä 31. Esimuotti valmistettiin tavanomaisella menetelmällä käyttäen piikarbidihiukkasia. Tasainen seos, joka käsitti 80 painoprosenttia piikarbidihiukkasia (seos, jossa oli 70 painoprosenttia 500 lastua ja 30 painoprosenttia 220 lastua) ja 20 painoprosenttia 5 orgaanista sideaineliuosta (4:n suhteessa l:en Elmerin puuliimaa veteen) kaadettiin silikonikumimuottiin ja sen jälkeen kuivattiin kovettumaan. Jäykkä hammaspyöräkuvio poistettiin sen jälkeen kumimuotista.
Sylinterimäinen levy 32 alumiiniseoksesta, halkaisijaltaan 7,6 cm (tyy-10 piltään 380.1, Belmont Metals Inc., jolla on nimellisesti tunnistettu seuraava koostumus: 8-8,5 paino-% Si:tä, 2-3 % Zn:ää ja 0,1 % Mg:tä aktiivina lisäaineina ja 3,5 % Cu:ta sekä Fe:tä, Mn:ää ja Ni:tä, mutta Mg-pitoisuus oli joskus suurempi kuin 0,17-0,18 %), johon oli lisätty 6 lisäprosenttia lyijyä, sijoitettiin kontaktiin esimuotin pinnan 33 15 kanssa. Harkko 34 samasta seoksesta 380.1, jotta saataisiin riittävä määrä seosta esimuotin täydellisen suodattumisen mahdollistamiseksi, sijoitettiin kontaktiin levyn 32 pinnan 28 kanssa. Sylinterimäisen levyn ja harkon yhdistelmä paino! 100 g. Järjestely (esimuotit 30 ja seokset 32 ja 34) kuvion 3 mukaisesti asetettuna päällystettiin kaikil-20 ta alttiina olevilta pinnoilta vesipitoisella kipsilietteellä (Bondex sisältäen noin 35 paino-% kalsiumkarbonaattia, Bondex Intematlonaalil-ta, St. Louis, MO) estämään esimuotin geometrian ylikasvu keraamisen .*. : matriisin kautta, kuten on kuvattu hakijan patentissa 4,923,832, jätet- ty 08.05.1986 (mainittu edelllä). Klpslpäällysteen 35 annettiin kovet-!'*. 25 tua ja päällystetty yksikkö upotettiin täysin aluminiumoksidihiukkaspe-tiin 36 (El Alundum Norton Companyltä, 90-rakeinen), joka oli sijoitettu tulenkestävään upokkaaseen 37, kuten kuviossa 4 on esitetty.
Järjestely, kuten kuviossa 4 on esitetty, kuumennettiin ilmassa 200°C:n 30 lähtölämpötilasta 250°C/tunti 1000°C:n lopulliseen lämpötilaan, jossa sitä pidettiin 66 tuntia ilmassa. Uuni jäähdytettiin tämän jälkeen sa--·· massa tahdissa ja näyte poistettiin suunnilleen 600°C:en lämpötilassa.
Menetelmä tuotti keraamisen rakenteen käsittäen a-aluminiumoksidimat-riisin (kuten materiaalin röntgensädejauhediffraktioanalyysi paljasti), 35 joka täydellisesti sulki sisäänsä hammaspyörän piikarbidihiukkaset esi-• asteen peitetyille rajoille asti. Hammaspyörän pintaan 33 kiinnittyvä 26 85 848 liika alumiini ja vedetön laastikerros poistettiin mekaanisesti muodostuneesta rakenteesta. Saatava keraaminen hammaspyörä 38 toisti erittäin luotettavasti esimuotin muodon, kuten kuviossa 5 on esitetty, ja sen keskimääräinen Rockwellin A-kovuus oli 79,8.
5 ESIMERKKI 2
Valmistettiin kaksi esimuottia pintamitaitaan 5,7 cm ja paksuudeltaan 0,64 - 0,95 cm käsittäen 95 paino-% aluminiumoksidihiukkasia (E38 Alun-10 dum, Norton Co. seulamitta 90) ja 5 paino-% piidioksidia. Esimuotit muotoiltiin ensin sekoittamalla aluminiumoksidi orgaanisen sideaineen kanssa (Avecil PH-105, FMC Co.), sitten puristamalla kooste määritet-tyyn geometriaan 550 kParssa (79 psi:ssä) ja lopuksi esikuumentamalla sanotut esimuotit 1375°C:ssa 24 tunnin ajan. Kumpikin esimuotti sijoi-15 tettiin aluminiumoksidihiukkaspedin päälle (E38 Alundum, Norton, seula-mitta 24), joka oli upotettu tulenkestävään astiaan. Pintamitaitaan 5,1 cm ja paksuudeltaan 1,3 cm olevaa kahta alumiinimöhkälettä, joilla oli erilainen seoskoostumus, käytettiin perusmetallina siten, että toinen sijoitettiin toisen esimuotin päälle ja toinen toisen. Nämä kaksi käy-20 tettyä seosta olivat 99 % puhdasta alumiinia ja 380.1-seosta (joilla oli esimerkin 1 mukainen nimelliskoostumus ilman 6 lisäprosenttia lyi-jyä).
·*· Ylläolevaa kahta koostetta kuumennettiin 900°C:en jähmettymispistelämpö- 25 tilaan ilmassa 36 tunnin ajan, mikä on riittävä aika keraamiselle a-.; aluminiumoksidimatriisille täydellisesti suodattautua esimuotin vastak kaiselle määritetylle rajalle. Keraamisen a-aluminiumoksidimatriisin muodostuminen vahvistettiin röntgensädejauhediffraktioanalyysillä. Kuvioissa 6a ja 6b on esitetty pystypoikkileikkaus tämän esimerkin 30 keraamisista tuotteista. Tutkittaessa 99 %:sesti puhtaasta alumiinista : tuotettua kappaletta 45 ja 380.1-seoksesta tuotettua kappaletta 47 keraamisen α-aluminiumoksidimatriisin havaittiin kummassakin tapaukses-sa täysin tunkeutuneen esimuottiin. Keraamisen matriisin kasvu yli esimuotin rajojen rajoitettiin esimuotin pintaan, joka oli alttiina 35 aluminiumoksidihiukkaspedille, ja varioitiin asteittain näiden kahden : : järjestelyn välillä. Näyte, jossa käytettiin 99-prosenttisesti puhdasta
II
27 85848 alumiiniesiastetta, osoitti esimuotin rajan mitätöntä ylikasvua keraamisen matriisin kautta täyteainepetiin, mikä voitiin helposti poistaa kevyellä työstöllä tai hionnalla. Kuvio 6a havainnollistaa tämän keraamisen rakenteen 45 hyvin rajoitettua ylikasvua 46. Koska 380.1-seoksen 5 hapettumisesta tuloksena oleva keraaminen matriisi ilmeisesti vaati vähemmän aikaa tunkeutua esiasteeseen samaa reaktioaikaa kohden, keraamisella rakenteella 47 on huomattava ylikasvu 48. Näin ollen luotettavuus voidaan saavuttaa ohjaamalla reaktiota siten, että ei sallita keraamisen matriisin kasvua määritetyn esimuotin rajan ulkopuolelle.
10 ESIMERKKI 3
Kuvioihin 7a,b ja c viitaten valettiin tavanomaisella menetelmällä esi-15 muotti 50, jolla oli pystysuuntaan puolisuunnikkaan muoto (4,4 cm paksu ja jolla oli suorakulmainen pinta 51 mitoiltaan 21 cm x 6,4 cm ja suorakulmainen pinta 52 mitoiltaan 22 cm x 7,0 cm) seoksesta, joka käsitti 32 paino-% aluminiumoksidihiukkasia (E67 Alundum, Norton Co., seula-mitta 1000), 35 paino-% piidioksidia (seulamitta 500), 0,5 paino-% nat-20 riumsilikaattia (tuotu esiliuotettuna liuoksena veteen, jota käytettiin liettämään esimuottiseos, kuten alla on kuvattu) ja 32 paino-% Green-·;··; cast 94-sideainetta (A.P. Green Refractories Co., Meksiko MO, seulamlt- .·. : ta 100 yksikköä, mikä vastaa noin 150 mikronin keskimääräistä hiukkas- .···. kokoa tai hienompi). Ylläoleva seos lietettiin veteen (sisältäen yllä- 25 eritellyn määrän liuotettua natriumsilikaattia) ja kaadettiin kuvatun geometrian omaavaan muottiin. Seoksen annettiin kuivua ilmassa, ja se poistettiin muotista jäykkänä puolisuunnikkaan muotoisena kappaleen 50. Sana "Lanxide" kaiverrettiin esimuotin pintaan 52 (katso kuvio 7b), ja esimuotti kuumennettiin ilmassa 1000°C:ssa yhden tunnin ajan.
30
Kaksi tankoa kaupallisesti saatavilla olevaa 5052-seosta (joiden nimel-liskoostumus oli 2,5 paino-% Mg ja noin 1 % yhdistettynä muiden laatu-’. jen kokonaismäärästä, kuten Fe, Cr, Si ja Cu) sekä yksi tanko 99-pro- . senttisesti puhdasta alumiinia, kumpikin 21,6 cm pitkä, 6,4 cm leveä ja 35 1,3 cm paksu, pinottiin siten, että puhdas alumiiniharkko oli 5052- ‘ tankojen välissä; pino sijoitettiin ohuen piikarbidihiukkaskerroksen 28 85848 päälle seulamitta 24 (- keskimääräinen hlukkaskoko noin 700 mikronia) tulenkestävään astiaan. Puolisuunnikkaan muotoinen esimuotti sijoitettiin alumiinitankopinon päälle siten, että esimuotin pinta 51 oli kokonaan kontaktissa alumiiniseosharkkopinon päällimmäisen suorakulmaisen 5 pinnan (21,6 x 6,4 cm) kanssa, jolloin metallipino tuki esimuotin koko painoa. Upokas täytettiin tämän jälkeen piikarbidihiukkasilla (seula-mitta 14), jotta alumiinimetalli peittyisi täydellisesti sallien kuitenkin esimuotin viiden pinnan, jotka eivät olleet kosketuksissa alu-miinimetallin kanssa, jäävän huomattavasti alttiiksi ilmakehälle.
10
Ylläkuvattu järjestely sijoitettiin uuniin (joka oli ilmastoitu ilman virtaukselle) ja kuumennettiin yli viiden tunnin ajan 1000°C:en reak-tiolämpötilaan. Uunia pidettiin reaktiolämpötilassa 144 tunnin ajan. Uuni jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan ja kuumennettiin uudestaan 15 1000°C:en vielä kuuden tunnin ajan, jotta esimuotti täydellisesti suo dattuisi.
Sula alumiini reagoi hapettimien kanssa (kaasufaasihapetin ja kiinteät hapettimet kuten piidioksidi) muodostaen keraamisen a-aluminiumoksidi· 20 matriisin, joka suodattui esimuotin läpi sulkien näin sisäänsä esimuot-tiseoksen hiukkaset. Keraamisen matriisin muodostuminen jatkui täydel-···; lisesti esimuotin pintarajoille ja asettui pääosin näiden määritetty- : jen rajojen sisään. Rakennetuotetta 53 tutkittaessa havaittiin suurta luotettavuutta esimuottiin verrattuna, minkä osoittaa selvä kaiverrus-. 25 kuvio (katso kuvio 7c), jossa keraamisen matriisin ylikasvu on ainoas-taan mitätöntä.
Edellä oleva havainnollistaa esillä olevan keksinnön mukaista suoritusmuotoa, jossa esimuotin koostumus lisää sulan perusmetallin hapettu-30 mistä edullisesti esimuotin rajojen sisällä. Tällainen edullinen hapettuminen auttaa kontrolloimaan keraamisen matriisin kasvua yli esimuotin .···. rajojen. Näin saatu kappale 53 on muotoiltu keraaminen artikkeli, joka säilyttää puolisuunnikkaan muotoisen esimuotin 50 geometrian.
• 35 «· · • · • · ·

Claims (37)

  1. 29 85848
  2. 1. Menetelmä itsekantavan keraamisen halutun muotoisen sekarakennekap-paleen tuottamiseksi, joka keraaminen sekarakennekappale käsittää 5 1) matriisin, joka olennaisesti muodostuu (i) perusmetallin ja ainakin yhden hapettimen välisestä hapetusreaktiotuotteesta, johon hapettimeen sisältyy kaasufaasihapetin ja valinnaisesti, (ii) yhdestä tai useammasta hapettumattomasta perusmetallin ainesosasta, ja/tai huokosista, ja 2) esimuotin, joka käsittää yhtä tai useampaa olennaisesti inerttiä 10 täyteainetta, jonka ainesosat ovat ainakin osittain mainitun matriisin ympäröimiä, tunne ttu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: a) sijoitetaan perusmetalli esimuotin läheisyyteen, jolloin perusmetal- 15 lia käytetään yhden tai useamman lisäaineen kanssa, jotka ovat li sättyinä perusmetalliin ja/tai asetettuina perusmetallin pinnalle ja/tai sisältyvät esimuottiin tai ainakin sen osaan, ja perusmetalli ja esimuotti suunnataan toisiinsa nähden niin, että monikiteistä hapetusreaktiotuotetta muodostuu esimuottia kohti ja esimuottiin, ja 20 b) perusmetalli kuumennetaan lämpötilaan, joka on sen sulamispisteen yläpuolella ja hapetusreaktiotuotteen sulamispisteen alapuolella . . sulan perusmetallimassan muodostamiseksi; esimuotin yksi vyöhyke saatetaan kontaktiin sulan metallimassan kanssa, jolloin esimuotilla '••‘25 on ainakin yksi määritelty pintaraja, joka on etäisyydellä mainitus ta kontaktivyöhykkeestä niin, että hapetusreaktiotuotetta muodostuu esimuotin sisään ja määriteltyä pintarajaa päin; ja mainitulla lämpötila-alueella sulan perusmetallin annetaan reagoida ainakin yhden hapettimen kanssa, johon sisältyy kaasufaasihapetin hapetusreaktio-·--- 30 tuotteen muodostamiseksi, ja mainitulla lämpötila-alueella ylläpide- tään ainakin osa hapetusreaktiotuotteesta kontaktissa sulaan metai-^ liin ja hapettimeen näiden välillä, jolloin sulaa metallia vetäytyy *···' hapetusreaktiotuotteen läpi hapetinta päin niin, että hapetusreak- tiotuote jatkaa muodostumistaan esimuotin sisällä hapettimen ja ·"· 35 aikaisemmin muodostuneen hapetusreaktiotuotteen rajapinnalla, ja .***. reaktiota jatketaan niin kauan, että ainakin osaan tätä esimuottia 30 85848 on suodattunut monikiteistä hapetusreaktiotuotetta mainittuun määriteltyyn pintarajaan asti keraamisen sekarakennekappaleen tuottamiseksi, jonka konfiguraatio on sama kuin esimuotin.
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusmetalli käsittää alumiinia.
  4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäaine käsittää yhden tai useamman magnesium-, sinkki-, 10 pii-, germanium-, tina-, lyijy-, boori-, natrium-, litium-, kalsium-, fosfori-, yttrium-, harvinaisen maametallin tai niiden yhdisteiden lähteen.
  5. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että yksi tai useampi lisäaine käsittää magnesiumin tai sinkin tai molempien lähteen, sekä yhden tai useamman pii-,lyijy-, tina-, germanium-, natrium-, litium-, kalsium-, boori-, fosfori-, yttrium- tai yhden tai useamman harvinaisen maametallilähteen.
  6. 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäaineet käsittävät magnesiumlähteen sekä piilähteen.
  7. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yhtä lisäainetta on sisällytetty ainakin osaan esi- 25 muottia ja ainakin toista lisäainetta on seoksena perusmetallin kanssa tai on levitetty perusmetallin pinnalle tai sekä että.
  8. 7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetin käsittää ilmaa. ·:·'! 30
  9. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu ·· siitä, että ainakin yksi hapetin, johon sisältyy kaasufaasihapetin, valitaan seuraavista: happea sisältävä kaasu, typpeä sisältävä kaasu, . halogeeni, rikki, fosfori, arsenikki, hiili, boori, seleeni, telluuri,
  10. 35 H2/H20 -seos, metaani, etaani, propaani, asetyleeni, etyleeni, propylee- : : ni, C0/C02 -seos, tai näiden yhdisteet tai seokset. I; 3i 85848
  11. 9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä liittyen patenttivaatimuksiin 4 ja 2, tunnettu siitä, että mainittu hapetusreaktiotuote käsittää a-alumiinioksidia. 5
  12. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusmetalli käsittää alumiinia, hapetin, johon sisältyy kaasufaasihapetin, käsittää typpeä sisältävän kaasun ja hapetusreaktiotuote käsittää alumiininitridiä. 10
  13. 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusmetalli käsittää ainakin yhden metallin, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu aluminiini, sirkonium, hafnium, titaani, pii ja tina. 15
  14. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusmetalli käsittää alumiinia, hapetin, johon sisältyy kaasufaasihapetin, käsittää typpeä sisältävän kaasun ja hapetusreaktiotuote käsittää alumiininitridiä. 20
  15. 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusmetalli käsittää sirkoniumia, mainittu ainakin yksi hapetin, ; johon sisältyy kaasufaasihapetin, käsittää typpeä sisältävän kaasun ja mainittu hapetusreaktiotuote käsittää sirkoniumnitridiä. ·! * 25
  16. 14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että perusmetalli käsittää titaania, hapetin, johon sisältyy kaasufaasihapetin, käsittää typpeä sisältävän kaasun ja hapetusreaktiotuote käsittää titaaninitridiä. " : 30
  17. 15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ···' että perusmetalli käsittää tinaa, hapetin, johon sisältyy kaasufaasiha- petin, käsittää happea sisältävän kaasun ja hapetusreaktiotuote käsit-, tää tinan oksidin. ./j* 35 32 85B48
  18. 16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusmetalli käsittää piitä, ainakin yksi hapetin, johon sisältyy kaasufaasihapetin, käsittää hiiliyhdisteen sisältävän kaasun tai typpeä sisältävän kaasun ja hapetusreaktiotuote käsittää piikarbidia tai pii- 5 nitridiä.
  19. 17. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esimuotti käsittää ainakin yhtä täyteainetta, joka on valittu yhdestä tai useasta, yhden ainoan metallin seulo raavista oksideista: alumiini, serium, hafnium, lantaani, neodymium, praseodymium, samarium, skandium, torium, uraani, yttrium tai sir-konium.
  20. 18. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen menetelmä, tunnet-15 t u siitä, että esimuotti käsittää ainakin yhtä täyteainetta, joka on binäärinen, ternäärinen tai korkeampi metallioksidi.
  21. 19. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen menetelmä, tunnet -t u siitä, että esimuotti käsittää hiilikuituja tai hiilihiukkasia tai 20 molempia.
  22. 20. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että esimuotti käsittää ainakin yhtä täyteainetta, joka on . . alumiinioksidi, piikarbidi, piialumiinioksinitridi, sirkoniumoksidi, ;’· 25 sirkoniumboridi, titaaninitridi, bariumtitanaatti, boorinitridi, mag- nesiumaluminaatti, raudan seos tai piinitridi.
  23. 21. Jonkin patenttivaatimuksen 1-20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esimuotti käsittää ainakin yhtä täyteainetta, jolloin 30 täyteaine käsittää ainakin yhtä seuraavista: ontot kappaleet, hiukkas-maiset aineet, pulverit, kuidut, karvat, pallot, kuplat, teräsvilla, levyt, agregaatlt, vaijerit, sauvat, tangot, levykkeet, pillerit, putket, tulenkestävät kuitukankaat, putkilot tai näiden seos. I: 33 85848
  24. 22. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä liittyen patenttivaatimukseen 2, tunnettu siitä, että esimuotti käsittää piikarbidia ja mainittu hapetusreaktio suoritetaan ainakin 850°C:n lämpötilassa.
  25. 23. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lämpötila on alueella noin 850°C - 1450°C ja ainakin yksi hapetin, johon sisältyy kaasufaasihapetin, on happea sisältävä tai typpeä sisältävä kaasu.
  26. 24. Jonkin patenttivaatimuksen 1,2,3 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen lisäksi sisältyy ainakin yksi kiinteä hapetin tai nestemäinen hapetin, joka on sisällytetty ainakin osaan mainittua esimuottia, jolloin sulan metallin annetaan lisäksi reagoida ainakin yhden lisähapettimen kanssa, ja monikiteiseen aineeseen sisäl-15 tyy lisäksi perusmetallin ja ainakin yhden lisähapettimen välinen hape-tusreaktiotuote.
  27. 25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu kiinteä hapetin valitaan ryhmästä, joka koostuu piistä, 20 boorista ja pelkistettävistä borideista.
  28. 26. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, t u n · —: n e t t u siitä, että siihen kuuluu vaihe, jossa perusmetallin hape- tuskinematiikka suoritetaan mieluummin esimuotin sisäpuolella kuin --- 25 esimuotin ulkopuolella, jolloin täten edullisesti aiheutetaan mainitun matriisin kehitystä mainitun esimuotin sisälle ja minimoidaan mainitun matriisin ylikasvu mainitun esimuotin rajojen yli.
  29. 27. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että esimuotti käsittää ainakin yhdestä esimuotista tehdyn kokoonpanon.
  30. 28. Itsekantava halutun muotoinen keraaminen sekarakennekappale, joka keraaminen sekarakennekappale käsittää 1) matriisin, joka olennaisesti 35 muodostuu (i) perusmetallin ja ainakin yhden hapettimen välisestä hape-tusreaktiotuotteesta, johon hapettimeen sisältyy kaasufaasihapetin ja * 85348 valinnaisesti, (ii) yhdestä tai useammasta hapettumattomasta perusmetallin ainesosasta, ja/tai huokosista, ja 2) esimuotin, joka käsittää yhtä tai useampaa olennaisesti inerttiä täyteainetta, jonka ainesosat ovat ainakin osittain mainitun matriisin ympäröimiä, tunnettu S siitä, että 1. keraamisen matriisin konfiguraatio on sama kuin hapetusreaktiotuot-teella suodattuneen esimuotin, jossa on ainakin yksi määritetty pintaraja, ja että keraaminen matriisi pääasiassa muodostuu yhdessä 10 ainoassa faasissa olevan monikiteisen hapetusreaktiotuotteen toi siinsa liittyneistä kristaliiteista, ja 2. täyteaine on muotoiltu halutun muotoiseksi esimuotiksi ja metallinen ainesosa on dispergoituneena matriisiin tasomaisten metallikanavien 15 muodossa, jotka ovat kytkeytyneet toisiinsa ja valinnaisesti myös olennaisen epäyhtenäisten metalliainesosien muodossa ja hapetusreaktiotuotteen kristaliittirakeiden rajoilla esiintyy vähemmän kiteiden kulmavirheitä kuin vieressä olevien kristaliittien välissä, joiden välissä tasomaiset metallikanavat tai tasomaiset huokoset ovat. 20
  31. 29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen halutun muotoinen keraaminen seka-rakennekappale, tunnettu siitä, että mainittu perusmetalli — käsittää alumiinia. '··> 25 30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen halutun muotoinen keraaminen seka1 rakennekappale, tunnettu siitä, että hapetusreaktiotuote käsittää a-alumiinioksidia.
  32. 31. Jonkin patenttivaatimuksen 28-30 mukainen sekarakenne, t u n - 30. e t t u siitä, että siihen sisältyy ainakin 1 tilavuus-% metallia. - 32. Jonkin patenttivaatimuksen 28-30 mukainen sekarakenne, t u n -n e t t u siitä, että siihen sisältyy ainakin 1 tilavuus-% huokosia dispergoituneena koko alueelle, joko niin, että ne ensisijaisesti yhty- . 35 vät toisiinsa tai niin, että ne ovat olennaisen epäyhtenäisiä. II 35 85848
  33. 33. Patenttivaatimuksen 29 tai 30 mukainen halutunmuotoinen keraaminen sekarakennekappale, tunnettu siitä, että esimuotti käsittää ainakin yhtä täyteainetta, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu pii, piikarbidi, alumiinioksidi ja näiden seokset. 5
  34. 34. Jonkin patenttivaatimuksen 28 ja 31-32 mukainen sekarakenne, tunnettu siitä, että perusmetalli käsittää alumiinia, titaania, piitä, sirkoniumia, hafniumia tai tinaa ja jossa vastaava perusmetallin hapetusreaktiotuote käsittää ainakin yhtä seuraavista: cr-alumiinioksi- 10 di, alumiininitridi, titaaninitridi, piikarbidi, piinitridi, sirkonium-nitridi, hafniumnitridi tai tinaoksidi.
  35. 35. Jonkin patenttivaatimuksen 28-34 mukainen sekarakenne, tunnettu siitä, että se käsittää noin 5 - noin 98 tilavuus-%, perus- 15 tuen sekarekenteen koko tilavuuteen, täyteainetta, joka on muotoiltu esimuottiin, jolla on ainakin yksi määritelty pintaraja, keraamisen matriisin ympäröimänä, joka käsittää, perustuen matriisin kokonaispainoon, noin 60 - 99 paino-% toisiinsa yhtynyttä a-alumiinioksidia tai alumiininitridiä ja noin 1-40 paino-% alumiinia sisältävää metallista 20 ainesosaa.
  36. 36. Jonkin patenttivaatimuksen 28-35 mukainen sekarakenne, t u n -n e t t u siitä, että esimuotti käsittää ainakin yhtä täyteainetta, : joka on valittu seuraavista: ontot kappaleet, hiukkasmaiset aineet, ... 25 pulverit, kuidut, karvat, pallot, kuplat, teräsvilla, levyt, agregaa- tit, vaijerit, sauvat, tangot, levykkeet, pillerit, putket, tulenkestävät kuitukankaat, putkilot tai näiden seos.
  37. 37. Jonkin patenttivaatimuksen 28-36 mukainen sekarakenne, t u n -30 n e t t u siitä, että esimuotti käsittää ainakin kahden esimuotin kokoonpanon. 36 85048
FI872021A 1986-05-08 1987-05-06 Foerfarande foer framstaellning av en sjaelvbaerande sammansatt keramisk struktur samt sjaelvbaerande keramisk sammansatt struktur. FI85848C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US86102586A 1986-05-08 1986-05-08
US86102586 1986-05-08

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI872021A0 FI872021A0 (fi) 1987-05-06
FI872021A FI872021A (fi) 1987-11-09
FI85848B FI85848B (fi) 1992-02-28
FI85848C true FI85848C (fi) 1992-06-10

Family

ID=25334666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI872021A FI85848C (fi) 1986-05-08 1987-05-06 Foerfarande foer framstaellning av en sjaelvbaerande sammansatt keramisk struktur samt sjaelvbaerande keramisk sammansatt struktur.

Country Status (29)

Country Link
EP (1) EP0245192B1 (fi)
JP (2) JP2518846B2 (fi)
KR (1) KR950002336B1 (fi)
CN (1) CN87103305A (fi)
AT (1) ATE74338T1 (fi)
AU (1) AU592432B2 (fi)
BG (1) BG50605A3 (fi)
BR (1) BR8702283A (fi)
CA (1) CA1294764C (fi)
CS (1) CS276180B6 (fi)
DE (2) DE245192T1 (fi)
DK (1) DK166962B1 (fi)
ES (1) ES2000418T3 (fi)
FI (1) FI85848C (fi)
GR (1) GR3004492T3 (fi)
HU (1) HU198430B (fi)
IE (1) IE59285B1 (fi)
IL (1) IL82179A (fi)
IN (1) IN167472B (fi)
MX (1) MX164959B (fi)
NO (1) NO175301C (fi)
NZ (1) NZ220181A (fi)
PH (1) PH26892A (fi)
PL (1) PL154183B1 (fi)
PT (1) PT84844B (fi)
RU (1) RU1776254C (fi)
TR (1) TR22778A (fi)
YU (1) YU46674B (fi)
ZA (1) ZA872584B (fi)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923832A (en) * 1986-05-08 1990-05-08 Lanxide Technology Company, Lp Method of making shaped ceramic composites with the use of a barrier
US5238886A (en) * 1986-09-16 1993-08-24 Lanxide Technology Company, Lp Surface bonding of ceramic bodies
US4960736A (en) * 1986-09-16 1990-10-02 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
US4818734A (en) * 1986-09-17 1989-04-04 Lanxide Technology Company, Lp Method for in situ tailoring the metallic component of ceramic articles
US5185303A (en) * 1986-09-17 1993-02-09 Lanxide Technology Company, Lp Ceramic articles with tailored metallic component
TR23487A (tr) * 1986-12-22 1990-02-01 Lanxide Technology Co Ltd Sekilli seramik bilesikleri yapma yoentemi
US4874569A (en) * 1987-01-12 1989-10-17 Lanxide Technology Company, Lp Ceramic composite and methods of making the same
US5215666A (en) * 1987-01-12 1993-06-01 Lanxide Technology Company, Lp Ceramic composite and methods of making the same
US4873038A (en) * 1987-07-06 1989-10-10 Lanxide Technology Comapny, Lp Method for producing ceramic/metal heat storage media, and to the product thereof
US4956338A (en) * 1987-07-06 1990-09-11 Lanxide Technology Company, Lp Methods for forming complex oxidation reaction products including superconducting articles
US5102864A (en) * 1987-07-06 1992-04-07 Lanxide Technology Company, Lp Methods for forming complex oxidation reaction products including superconducting articles
US5523270A (en) * 1987-07-06 1996-06-04 Lanxide Technology Company, Lp Complex perovskite oxidation reaction products
US4935055A (en) * 1988-01-07 1990-06-19 Lanxide Technology Company, Lp Method of making metal matrix composite with the use of a barrier
JPH01308859A (ja) * 1988-02-10 1989-12-13 Lanxide Technol Co Lp セラミック複合材料体及びその使用方法
US4957779A (en) * 1988-02-18 1990-09-18 Lanxide Technology Company, Lp Method for producing a protective layer on a ceramic body
JPH01270581A (ja) * 1988-04-21 1989-10-27 Mitsubishi Metal Corp Ｂｉ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系超電導膜形成用ターゲット材の製造法
IL92396A0 (en) * 1989-01-13 1990-07-26 Lanxide Technology Co Ltd Method of producing ceramic composite bodies
US5120580A (en) * 1989-07-07 1992-06-09 Lanxide Technology Company, Lp Methods of producing ceramic and ceramic composite bodies
AU8305191A (en) * 1990-05-09 1991-11-27 Lanxide Technology Company, Lp Rigidized filler materials for metal matrix composites
BR9206160A (pt) * 1991-06-19 1995-09-12 Lanxide Technology Co Ltd Novos materiais refratários de nitreto de alumínio e processos para fabricação dos mesmos
DE19623425B4 (de) * 1996-06-12 2005-06-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung reaktionsgebundener Mullit-haltiger Keramikformkörper und deren Verwendung
US6635357B2 (en) * 2002-02-28 2003-10-21 Vladimir S. Moxson Bulletproof lightweight metal matrix macrocomposites with controlled structure and manufacture the same
DE102006023561A1 (de) 2006-05-19 2007-11-22 Audi Ag Verfahren zur Herstellung von keramischen Werkstoffen auf Basis von Siliciumcarbid
CN101745640B (zh) * 2010-02-02 2011-06-08 哈尔滨工业大学 金属陶瓷复合异形件的制备方法
CN102875180A (zh) * 2012-11-07 2013-01-16 王向阳 一种连接陶瓷和铝金属的方法
CN106636712B (zh) * 2016-12-26 2018-08-31 河南和成无机新材料股份有限公司 一种金属塑性相结合微晶氧化铝陶瓷及其制备方法与应用
FR3075787B1 (fr) * 2017-12-22 2021-04-09 Safran Ceram Procede de fabrication d'une piece en materiau composite a matrice ceramique
CN111285677A (zh) * 2018-07-18 2020-06-16 中国兵器工业第五九研究所 一种高致密叠层复合件的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3437468A (en) * 1966-05-06 1969-04-08 Du Pont Alumina-spinel composite material
NZ212704A (en) * 1984-07-20 1989-01-06 Lanxide Corp Producing self-supporting ceramic structure

Also Published As

Publication number Publication date
RU1776254C (ru) 1992-11-15
PT84844A (en) 1987-06-01
BR8702283A (pt) 1988-02-17
PL265519A1 (en) 1988-07-21
EP0245192A3 (en) 1988-03-16
IL82179A (en) 1991-03-10
AU592432B2 (en) 1990-01-11
JPH0748177A (ja) 1995-02-21
PL154183B1 (en) 1991-07-31
ZA872584B (en) 1987-09-30
PT84844B (pt) 1990-02-08
YU46674B (sh) 1994-01-20
CS323587A3 (en) 1992-04-15
MX164959B (es) 1992-10-09
DE245192T1 (de) 1988-05-19
ES2000418A4 (es) 1988-03-01
JP2518846B2 (ja) 1996-07-31
PH26892A (en) 1992-12-03
NO871337L (no) 1987-11-09
TR22778A (tr) 1988-07-18
CA1294764C (en) 1992-01-28
CN87103305A (zh) 1988-04-06
BG50605A3 (en) 1992-09-15
HU198430B (en) 1989-10-30
KR950002336B1 (ko) 1995-03-16
YU81287A (en) 1988-08-31
AU7258087A (en) 1987-11-12
DE3777870D1 (de) 1992-05-07
EP0245192B1 (en) 1992-04-01
ATE74338T1 (de) 1992-04-15
NO175301C (no) 1994-09-28
DK233187D0 (da) 1987-05-07
NZ220181A (en) 1990-06-26
IE59285B1 (en) 1994-02-09
FI872021A (fi) 1987-11-09
NO871337D0 (no) 1987-03-31
HUT46616A (en) 1988-11-28
CS276180B6 (en) 1992-04-15
JPS6330376A (ja) 1988-02-09
ES2000418T3 (es) 1993-02-16
JP2524093B2 (ja) 1996-08-14
IL82179A0 (en) 1987-10-30
IE871143L (en) 1987-11-08
GR3004492T3 (fi) 1993-03-31
IN167472B (fi) 1990-11-03
DK233187A (da) 1987-11-09
EP0245192A2 (en) 1987-11-11
NO175301B (no) 1994-06-20
DK166962B1 (da) 1993-08-09
FI872021A0 (fi) 1987-05-06
KR870011062A (ko) 1987-12-19
FI85848B (fi) 1992-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85848C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en sjaelvbaerande sammansatt keramisk struktur samt sjaelvbaerande keramisk sammansatt struktur.
US5017526A (en) Methods of making shaped ceramic composites
KR950004064B1 (ko) 자립성 세라믹체의 제조 방법
KR950004063B1 (ko) 세라믹 복합체 제품의 역형 복제 방법 및 이로써 제조된 제품
FI90055C (fi) Foerfarande foer framstaellning av formade keramiska sammansatta strukturer
US5024795A (en) Method of making shaped ceramic composites
FI86631C (fi) Foerfarande foer tillverkning av keramiska sammansatta kroppar med upprepad ytform och med foerfarandet aostadkomma stycken.
FI93826C (fi) Menetelmä itsekantavien keraamisten sekarakenteiden valmistamiseksi
FI88911B (fi) Metod foer framstaellning av en keramisk sjaelvbaerande sammansatt struktur
US5358914A (en) Methods of making shaped ceramic composites
US4830799A (en) Method of making shaped ceramic articles by shape replication of an expendable pattern
FI85972B (fi) Foerfarande foer tillverkning av keramiska sammansatta kroppar med hjaelp av omvaend aotergivning av ett modellmaterial som avlaegsnas.
US5268234A (en) Self-supporting ceramic articles having shape-replicated surfaces
EP0277084B1 (en) Method of making shaped ceramic articles by shape replication of an expendable pattern
US5158917A (en) Set up comprising an expendable pattern and a gas-permeable conformable material

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP