FI90409B - Menetelmä keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa - Google Patents
Menetelmä keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa Download PDFInfo
- Publication number
- FI90409B FI90409B FI882396A FI882396A FI90409B FI 90409 B FI90409 B FI 90409B FI 882396 A FI882396 A FI 882396A FI 882396 A FI882396 A FI 882396A FI 90409 B FI90409 B FI 90409B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- ceramic
- precursor metal
- oxidation reaction
- reaction product
- metal
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 106
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 106
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- -1 hafnium nitride Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000003570 air Substances 0.000 description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 2
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- BPILDHPJSYVNAF-UHFFFAOYSA-M sodium;diiodomethanesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C(I)I BPILDHPJSYVNAF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
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
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/003—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
- C04B37/006—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts consisting of metals or metal salts
-
- 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
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
-
- 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
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6586—Processes characterised by the flow of gas
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/04—Ceramic interlayers
- C04B2237/06—Oxidic interlayers
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/04—Ceramic interlayers
- C04B2237/06—Oxidic interlayers
- C04B2237/064—Oxidic interlayers based on alumina or aluminates
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/04—Ceramic interlayers
- C04B2237/08—Non-oxidic interlayers
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/04—Ceramic interlayers
- C04B2237/08—Non-oxidic interlayers
- C04B2237/083—Carbide interlayers, e.g. silicon carbide interlayers
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/04—Ceramic interlayers
- C04B2237/09—Ceramic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/121—Metallic interlayers based on 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/122—Metallic interlayers based on refractory 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/123—Metallic interlayers based on iron group metals, e.g. steel
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
- C04B2237/128—The active component for bonding being 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/16—Silicon interlayers
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/34—Oxidic
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/34—Oxidic
- C04B2237/345—Refractory metal oxides
- C04B2237/348—Zirconia, hafnia, zirconates or hafnates
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
- C04B2237/368—Silicon nitride
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/52—Pre-treatment of the joining surfaces, e.g. cleaning, machining
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/60—Forming at the joining interface or in the joining layer specific reaction phases or zones, e.g. diffusion of reactive species from the interlayer to the substrate or from a substrate to the joining interface, carbide forming at the joining interface
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
- C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
- C04B2237/708—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the interlayers
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/72—Forming laminates or joined articles comprising at least two interlayers directly next to each other
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/80—Joining the largest surface of one substrate with a smaller surface of the other substrate, e.g. butt joining or forming a T-joint
-
- 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
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/88—Joining of two substrates, where a substantial part of the joining material is present outside of the joint, leading to an outside joining of the joint
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Description
5 90409
Menetelmä keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa Förfarande för bindning av keramiska kroppar tili varandra
Keksinnön kohteena on menetelmä keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa olennaisesti yhdenmukaisia pintoja pitkin.
Tämän keksinnön kohteena on laajasti ottaen keraamisten kappaleiden 10 sitominen toisiinsa ja tarkemmin sanottuna menetelmät keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa muodostamalla hapettumisreaktiotuote, jolloin kappaleiden olennaisesti yhdenmukaiset pinnat voidaan liittää yhteen ja siten sitoa ne toisiinsa.
15 Keksinnön mukainen menetelmä on pääasiassa tunnettu siitä, että (a) sijoitetaan ensimmäinen keraaminen kappale ja toinen keraaminen kappale toistensa viereen keraamisten kappaleiden koosteen muodostamiseksi siten, että ensimmäisen kappaleen olennaisen yhdenmukainen 20 pinta on vasten toisen kappaleen olennaisen yhdenmukaista pintaa, jolloin niiden välille määrittyy sitova vyöhyke; (b) asetetaan esiastemetallin massa suhteessa sitovaan vyöhykkeeseen siten, että hapettumisreaktiotuote, joka saadaan esiastemetallista alla 25 selvitetyissä vaiheissa (c) ja (d), muodostuu sitovaan vyöhykkeeseen; (c) kuumennetaan keraamisten kappaleiden kooste ja esiastemetallin massa kaasufaasihapettimen läsnäollessa esiastemetallin sulamispisteen yläpuolella olevalle lämpötila-alueelle ja hapettumisreaktiotuoteen 30 sulamispisteen alapuolelle, jolloin saadaan sulan esiastemetallin massa; ja (d) sanotulla lämpötila-alueella 35 (i) annetaan kaasufaasihapettimen reagoida sulan esiastemetallin kanssa hapettumisreaktiotuotteen muodostamiseksi; 2 90409 (ii) pidetään ainakin osa hapettumisreaktiotuotteesta kosketuksessa sulan esiastemetallin ja hapettimen kanssa näiden välillä, jolloin sulaa esiastemetallia vetäytyy progressiivisesti massasta hapettumis-reaktiotuotteen läpi sitovaan vyöhykkeeseen; ja 5 (iii) annetaan reaktion jatkua riittävän kauan, että hapetusreaktio-tuote muodostaa ainakin osittain siltoja sitovaan vyöhykkeeseen ja siten sidotaan yhteen ensimmäinen ja toinen yhdenmukainen pinta.
10 Tämän keksinnön muut piirteet ja suoritusmuodot on kuvattu alla keksinnön yksityiskohtaisessa kuvauksessa ja sen edullisissa suoritusmuodoissa .
Tässä erittelyssä ja patenttivaatimuksissa allaolevat termit määrite-15 tään seuraavasti: "Hapettumisreaktiotuote" tarkoittaa yleensä yhtä tai useampaa metallia missä tahansa hapettuneessa tilassa, jossa metalli on luovuttanut elektroneja toiselle alkuaineelle, yhdisteelle tai näiden yhdistelmälle 20 tai sillä on ollut yhteisiä elektroneja viimeksimainittujen kanssa. Tämän määritelmän mukaisesti "hapettumisreaktiotuote" sisältää siis yhden tai useamman metallin reaktiotuotteen tässä kuvatun kaasufaasi-hapettimen kanssa.
25 "Kaasufaasihapetin", joka tunnistaa hapettimen tietyn höyrystyneen tai kaasumaisen materiaalin sisältäväksi tai käsittäväksi, tarkoittaa yhtä tai useampaa elektronien vastaanotinta tai yhdistettä, jolla on yhteisiä elektroneja toisen yhdisteen kanssa. Hyödyllisiä hapettimia ovat happea sisältävä kaasu (mukaanlukien ilma), typpeä sisältävä kaasu 30 (esim. muodostuskaasu, joka sisältää n. 96 t-% typpeä ja n. 4 t-% vetyä), halogeeni, rikki, fosfori, arseeni, hiilen yhdisteet (mukaanlukien alhaisen molykyylipainon omaavat hiilivedyt, kuten metaani, etaani, eteeni, propyleeni ja asetyleeni hiilen lähteenä), booriyhdis-teet, seleeni, telluuri, H2/H20-seokset ja C0/C02-seokset ja/tai sopi-35 vien hapettimien yhdisteet tai seokset.
Il 3 90409 "Esiastemetallin" on tarkoitettu viittaavan suhteellisen puhtaisiin metalleihin, kaupallisesti saataviin metalleihin epäpuhtauksineen ja/tai siihen lisättyine ainesosineen ja metallien seoksiin ja metallien välisiin yhdisteisiin. Kun tietty metalli mainitaan, tunnistettu 5 metalli tulisi tulkita tämän määritelmän mukaisesti, ellei tekstin asiasisältö muuta osoita.
Kuviot 1,3 ja 4 ovat kaaviomaisia pystyleikkauskuvia keksinnön vastaavien suoritusmuotojen mukaisista koosteista, jotka eivät tässä ole 10 mittakaavan mukaisia, ja kukin kooste käsittää toisiinsa sidottavia keraamisia kappaleita sekä sisältää esiastemetallin sijoitettuna siten, että keraamisten kappaleiden väliin jää lisätilaa;
Kuviot IA ja IB ovat perspektiivikuvia kuvion 1 koosteesta, joista osia 15 on jätetty pois asian havainnollistamiseksi;
Kuvio 2 on kaaviomainen pystypoikkileikkauskuva keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesta koosteesta, ja se käsittää toisiinsa sidottavia keraamisia kappaleita sekä esiastemetallin kappaleita, joka kooste on 20 upotettu tukipohjaan tulenkestävään astiaan; ja
Kuvio 2A laajennetussa mittakaavassa esitetty perspektiivikuva ainoastaan kuvion 2 koosteen keraamisista kappaleista, josta kuvasta yhden kappaleen osa on jätetty pois asian havainnollistamiseksi.
25
Kuvio 3 on kuvallinen esitys keraamisen lohkon ja ylöspäin etenevän keraamisen lohkon koosteesta, joiden lohkojen välille on sijoitettu kaksinkertainen kerros esiastemetallin kalvoa sekä kiihdytinmateriaali.
30 Kuvio 4 on kuvallinen esitys kolmen keraamisen kappaleen koosteesta käsittäen kaksi lohkoa ja ylöspäin ulottuvan lohkon.
Kuvio 5 on 2,5-kertaisesti suurennettu valokuva esimerkin 3 sidotusta keraamisesta tuotteesta.
35 4 90409
Kuvio 6 on 50-kertaisesti suurennettu mikrovalokuva, joka esittää esimerkin 3 prosessin avulla sidotun keraamisen tuotteen.
Tätä keksintöä sovellettaessa kaksi tai useampia keraamisia kappaleita 5 sidotaan yhteen sitovassa vyöhykkeessä, jonka määrittävät kappaleiden vierekkäiset, toisiaan vasten olevat ja olennaisesti yhdenmukaiset pinnat. Vastakkaiset sidottavat pinnat voivat käsittää rajakkaisten tai vierekkäisten kappaleiden tasomaisia tai muutoin olennaisesti yhdenmukaisia keraamisia pintoja, joita kappaleita ovat esimerkiksi levyt, 10 kiekot, lohkot, kuutiot, tangot tai vastaavat joko muotoillussa tai muotoilemattomassa muodossa. Yksi keraamisista kappaleista tai ne kaikki voivat haluttaessa muodostaa keraamisen sekarakenteen, joka käsittää keraamisen matriisin sisäänsä sulkeman täyteaineen. Tässä yhteydessä ja patenttivaatimuksissa käytettynä viittaus toisiaan vastakkaisiin pin-15 töihin, jotka ovat "olennaisesti yhdenmukaisia", ei edellytä sitä, että vastakkaisilla pinnoilla on täydellinen tai geometrinen yhdenmukaisuus, vaan riittää, jos ne ulottuvat yhdessä alueelle siten, että se riittää saamaan aikaan olennaisesti samantasoisen sitovan vyöhykkeen niiden välille. Pintojen ei myöskään tarvitse olla tasomaisia, vaan ne voivat 20 olla kaarimaisia esimerkiksi siten, että toisen kappaleen pinta on kupera ja toisen kappaleen pinta on kovero, jolloin saadaan aikaan yhteensopivat tai samantasoiset pinnat. Sitovan vyöhykkeen paksuus voi olla melko pieni, esimerkiksi 0,005-0,008 cm (2-3 yksi tuhannesosa tuumaa) - 0,0254 cm (noin 10 yksi tuhannesosa tuumaa), tai se voi olla 25 suurempikin.
Sitoutuminen saadaan aikaan hapettumisreaktiotuotteella, joka muodostetaan hapettamalla esiastemetallin (perusmetallin) koherentti massa, joka asetetaan suhteessa sitovaan vyöhykkeeseen siten, että esiaste-30 metallista muodostettu hapettumisreaktiotuote liittää yhteen ja sitoo vierekkäiset pinnat. Vierekkäiset pinnat voivat olla kosketuksessa toistensa kanssa (tai esiastemetallin massan kanssa) tai ne voivat sijaita hieman toisistaan erillään, tai ne voidaan sijoittaa lievään kulmaan toisiinsa nähden, jolloin saadaan aikaan pieni rako sitovan 35 vyöhykkeen toiselle puolelle. Kiihdytinmateriaali ja/tai esiastemetalli voidaan sijoittaa vierekkäisten pintojen väliin, mutta tämä ei ole
II
5 90409 välttämätöntä. Esiastemetalli voidaan järjestää esimerkiksi kalvona tai levynä siten, että vierekkäisten pintojen väliin jää lisätilaa, tai se voidaan järjestää esiastemetallin yhtenä tai useampana massana sitovan vyöhykkeeen ulkopuolelle mutta sen viereen esimerkiksi rajakkaiseen 5 kosketukseen sitovan vyöhykkeen kehän osan kanssa tai sen koko kehän kanssa. Erityisesti jälkimmäisessä tapauksessa hapettumisreaktiotuot-teen kasvu tai kehittyminen esiastemetallin massasta etenee sitovan vyöhykkeen ulkopuolella olevasta lähtöpisteestään ja kehittyy sitovaan vyöhykkeeseen ja ainakin osittain sen läpi. Hapettumisreaktiotuotteen 10 kasvu etenee itse asiassa kahden keraamisen kappaleen välillä olevaan pienimpään halkeamaan tai saumaan ja ulottuu ainakin osittain sen läpi, joiden kappaleiden samantasoiset pinnat ovat läheisessä tai rinnakkaisessa kosketuksessa keskenään.
15 Vaikka tässä yhteydessä ei halutakaan sitoutua mihinkään tiettyyn käytännön teoriaan, tätä kasvuilmiötä voidaan selittää viittaamalla hakijan US-patentin 4,713,360 oppeihin. Siinä esitetyn keksinnön mukaisesti metallin esiaste, esimerkiksi alumiini (jota kutsutaan perusmetalliksi) , kuumennetaan kaasufaasihapettimen, kuten ilman, läsnäollessa sen 20 sulamispisteen yläpuolella olevaan lämpötilaan mutta hapettumisreaktiotuotteen sulamispisteen alapuolelle sulan perusmetallin massan muodostamiseksi. Alumiinin ollessa perusmetallina ja ilman ollessa hapet-timena tämä lämpötila-alue on tyypillisesti noin 850-1450°C. Sulan perusmetallin annetaan reagoida kaasufaasihapettimen kanssa hapettumis-25 reaktiotuotteen muodostamiseksi, jota tuotetta pidetään ainakin osittain kosketuksessa sulan perusmetallin massan ja kaasufaasihapettimen kanssa ja joka ulottuu näiden välille. Tällä lämpötila-alueella sulaa perusmetallia kuljetetaan aikaisemmin muodostuneen hapettumisreaktiotuotteen läpi kohti kaasufaasihapetinta. Kun sula perusmetalli tulee 30 kosketukseen kaasufaasihapettimen kanssa kaasufaasihapettimen ja aikaisemmin muodostuneen hapettumisreaktiotuotteen välisellä rajapinnalla, kaasufaasihapetin hapettaa sen, jolloin se kasvattaa tai muodostaa hapettumisreaktiotuotteen progressiivisesti paksumman kerroksen tai massan. Prosessia jatketaan niin kauan, että voidaan tuottaa keraaminen 35 kappale, joka koostuu monikiteisestä hapettumisreaktiotuotteesta (ja jolla voi olla myös yhdistyneitä metallisia ainesosia mukaanlukien 6 90409 hapettumattoman perusmetallin). Prosessia voidaan jatkaa kuitenkin siten, että kaikki tai lähes kaikki yhdistynyt metalli hapettuu, jolloin kappaleeseen muodostuu tyhjiöitä tai huokoisuutta. Prosessia voidaan kiihdyttää käyttämällä lejeerattua lisäainetta esimerkiksi alumii-5 nin ollessa perusmetallina ja ilman ollessa hapettimena, jolloin magnesiumia ja piitä voidaan käyttää lisäaineina. Tätä menetelmää parannettiin käyttämällä ulkoisia lisäaineita levitettyinä esiastemetallin pintaan, kuten on esitetty hakijan US-patentissa 4,853,352 nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Menetelmiä itsekantavien keraamisten 10 materiaalien valmistamiseksi ja menetelmällä valmistetut materiaalit".
Vaikka tätä keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viitaten alumiiniin perusmetallina, muitakin esiastemetalleja voidaan käyttää tämän keksinnön yhteydessä, joita metalleja ovat esimerkiksi titaani, tina, 15 sirkonium, hafnium ja pii.
Mitä tahansa sopivia keraamisia tuotteita voidaan käyttää toisiinsa sidottavina keraamisina kappaleina, kuten metallin oksideja, borideja, karbideja tai nitridejä, jotka on puristettu ja sintrattu tai muulla 20 tavoin prosessoitu tavanomaisten menetelmien avulla. Tämän keksinnön yhteydessä hyödyllisiä keraamisia kappaleita ovat esimerkiksi kappaleet, jotka käsittävät alumiinioksidin, sirkoniumoksidin, piikarbidin, piinitridin, titaanidiboridin, titaaninitridin tai niiden yhdistelmät. Keraamiset kappaleet ovat koostumukseltaan hallitsevasti epämetallisia 25 ja epäorgaanisia. Jos keraamiset kappaleet ovat suhteellisen tiheitä eli alhaishuokoisia, yhden tai useamman kappaleen sitova pinta voidaan peitata kemiallisesti tai käsitellä mekaanisesti esimerkiksi hiekka-puhalluksella, jolloin pintojen viereiset vyöhykkeet (pintojen viereinen vyöhyke) voidaan saada pintakäsittelyltään karkeammaksi, mikä lisää 30 sitoutumista.
Kuvioissa 1, IA ja IB on esitetty ensimmäinen keraaminen kappale 10 sijoitettuna toisen keraamisen kappaleen 12 viereen siten, että esiaste-metallin kalvon massa 14 sijaitsee keraamisten kappaleiden välissä.
35 Kaaviomaisissa piirustuksissa kalvomassan 14 paksuus suhteessa keraamisten kappaleiden 10 ja 12 massaan ei ole välttämättä piirretty mitta- ii 7 90409 kaavan mukaisesti vaan pikemminkin selvyyden ilmentämiseksi. Esiaste-metallin massa 14 voi olla esimerkiksi paljon ohuempi suhteessa havain-nollistettuihin keraamisiin kappaleisiin. Näin ollen kalvomassa 14 voi olla 0,0127 cm (0,005 tuumaa) paksu, tai levykkeen yhteydessä paksuus 5 voi olla 0,0254-0,0508 cm (0,010-0,020 tuumaa), ja keraamiset kappaleet 10 ja 12 voivat olla ainakin noin 0,159 cm (1/16 tuumaa) paksuja tai useita tuumia paksuja tai huomattavasti paksumpia.
Yleisesti tämän keksinnön yhteydessä hyödyllisellä esiastemetallilla 10 voi olla mikä tahansa sopiva muoto, kuten kalvot, levykkeet, levyt, langat, sauvat, kiekot tai vastaavat. Esiastemetallin yksi tai useampi erillinen lohko tai kappale voidaan järjestää minkä tahansa tietyn koosteen muodossa. Esimerkiksi esiastemetallin levyke, kuten kalvo, voitaisiin sijoittaa sivuttain vastakkaisilta puoliltaan esiastemetal-15 Iin lankojen pituuksien mukaan ja asettaa erilleen keraamisten kappaleiden liitoskohtaan. Toisessa esimerkissä kalvon tai levykkeen muodossa oleva metalli voidaan taittaa takaisin itseään kohti (u-taitos, ks. kuvio 3), jolloin metallin paksuus voidaan kaksinkertaistaa keraamisten kappaleiden liitoskohdassa.
20
Kalvomassa 14 ulottuu yhtä pitkälle kuin keraamisten kappaleiden sitoutuvat, olennaisesti 10 ja 12 yhtenäiset pinnat 10a ja 12a tässä järjestyksessä, mikä näkyy parhaiten kuvioista IA ja IB. Toisiaan vastassa olevat pinnat 10a ja 12a määrittävät välilleen sitovan vyöhykkeen.
25 Kalvomassan 14 pääpinnat voivat olla kemiallisesti tai mekaanisesti puhdistettuja, jotta oksidikalvo voidaan poistaa näiltä pinnoilta. Kiihdytinmateriaalia, joka helpottaa esiastemetallin hapettamista ha-pettumisreaktiotuotteen muodostamiseksi allakuvatulla tavalla, voidaan käyttää toisella rajapinnalla tai molemmilla rajapinnoilla kalvomassan 30 14 ja vastaavien sitoutuvien pintojen 10a ja 12a välillä. Tällaista kiihdytinmateriaalin käyttämistä on havainnollistettu kuvioissa 1, IA ja IB kiihdytinmateriaalin kerroksilla 16a ja 16b, joiden paksuutta on paljolti liioiteltu asian selventämiseksi. Sopivat kiihdytinmateriaalit voidaan levittää kalvomassan 14 toiseen pääpintaan tai molempiin pää-35 pintohin ja/tai toiseen sidottavaan pintaan 10a tai 10b tai molempiin sidottaviin pintoihin 10a ja 12a. Tätä keksintöä sovellettaessa hyödyl- 8 90409 lisiä kiihdytinmateriaaleja ovat esimerkiksi yksi tai useampi seuraa-vista lähteistä: magnesium, sinkki, pii, germanium, tina, lyijy, boori, natrium, litium, kalsium, fosfori, yttrium ja harvinainen maametalli. Näiden metallien lähde voi käsittää itse metallin, metallien seokset 5 toistensa kanssa tai muiden metallien kuten esiastemetallin kanssa, tai metallien yhdisteet tai kahden tai useamman metallin yhdisteet, kuten oksidit, silikaatit ja vastaavat. Kiihdytinmateriaalin lähdettä voidaan käyttää esiastemetallin yhteydessä siten, että se lejeerataan esiaste-metallin kanssa, päällystetään sen päälle tai sijoitetaan muutoin erit-10 täin lähelle sitä tai siten, että käytetään tällaisten tekniikoiden yhdistelmää. Hiukkasten muodossa oleva kiihdytirunateriaali voidaan levittää esimerkiksi esiastemetallin toiseen pintaan tai molempiin pintoihin tai yhteen tai useampaan keraamiseen pintaan. Kiihdytinmateriaalin hiukkaset voidaan hajauttaa sopivaan sideaineeseen tai apuai-15 neeseen ja levittää sitoviin pintoihin tai metallin pintoihin, kuten kohdissa 16a ja 16b on esitetty. Apuaine tai sideaine on normaalisti orgaaninen kooste, kuten polyvinyylialkoholi, joka höyrystyy ja/tai palaa prosessin aikana ja ajautuu näin pois.
20 Esiastemetallin kalvomassan 14 hapettaminen suoritetaan kuumentamalla kuvion 1 kooste esiastemetallin sulmaispisteen yläpuolella olevalle lämpötila-alueelle mutta hapettumisreaktiotuotteen sulamispisteen alapuolelle, joka on muodostunut siitä sulan esiastemetallin tullessa kosketukseen sopivan kaasufaasihapettimen kanssa. Alumiinin ollessa 25 esiastemetallina ja ilman ollessa hapettimena tämä lämpötilaväli on esimerkiksi alueella noin 800-1450°C ja mieluummin alueella noin 900-1350°C. Kalvomassan 14 pinnalla voidaan käyttää sopivaa kiihdytinmate-riaalia. Kuvion 1 kooste voidaan sijoittaa käytännössä uuniin, joka on ilmastoitu tai muulla tavalla varustettu siten, että kaasufaasihapetin 30 voi kiertää sen läpi. Kooste kuumennetaan vaadittavalle lämpötila- alueelle, ja sitä pidetään tässä lämpötilassa niin kauan, että hapettu-misreaktiotuote voi kehittyä tai kasvaa sekä liittää yhteen ja sitoa pinnat 10a ja 12a toistensa kanssa, jolloin keraamiset kappaleet 10 ja 12 sitoutuvat toisiinsa. Keksinnön yhdessä suoritusmuodossa esiasteme-35 tallin kalvo 14 on alumiiniesiastekalvo ja keraamiset kappaleet 10 ja 12 käsittävät alfa-alumiinioksidin, joka on muodostettu jauheiden kor- il 9 90409 kealämpötilaisella sintrauksella. Esimerkiksi seitsemän tällaista koostetta valmistettiin kuvion 1 mukaisesti, jolloin kaksi keraamista kappaletta, jotka vastaavat kohtia 10 ja 12 ja käsittävät alumiinioksidin (AD-85, Coors Porcelain Co., Golden, CO) sekä olivat noin 1,905 cm 5 (3/4 tuumaa) pitkiä per puoli, sidottiin yhteen. Kukin käytetystä seit semästä koosteesta käsitti erilaisen kiihdytinmateriaalin, joka valittiin seuraavasta ryhmästä: Ni, Μη30*, ZnO, TiC, ZrN, CuO ja Fe203. Osa alumiinikalvosta 14, joka käsitti alumiiniseoksen, joka seos sisälsi 10 painoprosenttia piitä, 3 painoprosenttia magnesiumia ja loput alumii-10 nia, päällystettiin molemmin puolin seoksella, joka sisälsi 50 painoprosenttia vastaavaa kiihdytinmateriaalia ja 50 painoprosenttia nat-riumsilikaattia. Päällystetty levyke sijoitettiin tämän jälkeen yllämainittujen alumiinilohkojen väliin, kuten kuviossa 1 on esitetty.
15 Nämä seitsemän koostetta sijoitettiin ilmalla varustettuun uuniin ja kuumennettiin 30 minuutin aikana 600°C:een. Uunin lämpötilaa pidettiin 600°C:ssa yhden tunnin ajan, jonka jälkeen se kuumennettiin 1100°C:een 25 minuutin aikana. Uunin lämpötilaa pidettiin 1100°C:ssa yhden tunnin ajan, jonka jälkeen se jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan. Koosteet 20 poistettiin uunista. Tutkimuksen yhteydessä kukin kalvolevyke oli hapettunut muodostaen keraamisen siteen, jolloin mainitut kaksi alu-miinioksidilohkoa olivat sitoutuneet toisiinsa.
Kuviossa 2 tulenkestävä astia 18 sisältää tukimateriaalin pedin 20 25 käsittäen hiukkasmaisen materiaalin, jota esiastemetalli ei kostuta sitomisprosessiin lämpötilaolosuhteissa. Petiin 20 on upotettu pari keraamisia kappaleita 22 ja 24, jotka on sijoitettu siten, että niiden vastaavat sidottavat ja olennaisesti yhdenmukaiset pinnat ovat päittäi-sessä kosketuksessa, jolloin ne määrittävät välilleen sitovan vyöhyk-30 keen 26. Keraamiset kappaleet 22 ja 24 ovat konfiguraatioltaan suorakulmaisen levyn tai tiilen muotoisia, ja niiden sidottavat pinnat ovat olennaisesti tasaisia. Esiastemetallin, kuten suorakulmaisten, levyn muotoisten esiastemetallin kappaleiden 28 ja 30 yksi tai useampi harkko tai levyke on sijoitettu tässä järjestyksessä sitovan vyöhykkeen 26 35 kehän vastakkaisten segmenttien viereen. Keraamiset ja esiastemetallin kappaleet on upotettu petiin 20, joka on läpäisevä kaasufaasihapetti- 10 90 409 melle, kuten ilmalle. Pinnoille, joiden välille on muodostunut sitova vyöhyke 26, voi olla sijoitettu kiihdytinmateriaali.
Kuviossa 2A osa keraamisesta kappaleesta 22 on jätetty pois keraamisen 5 kappaleen 24 sidottavan pinnan 24a havainnollistamiseksi, joka pinta 24a sijaitsee vasten keraamisen kappaleen 22 vastaavaa sidottavaa pintaa (joka ei näy kuviossa 2A) sitovan vyöhykkeen 26 määrittämiseksi. Sitovan vyöhykkeen 26 kehää määrittävät keraamisten kappaleiden 22 ja 24 vastaavat yhteensopivat reunat, mikä on esitetty kuviossa 2A vii-10 voilla 26a,26b,26c ja 26d.
Kuvion 2 kooste sijoitetaan sopivaan uuniin ja kuumennetaan lämpötila-alueelle, joka on selvitetty yllä kuvioiden IA ja IB suoritusmuodon yhteydessä. Kappaleista 28 ja 30 saatu sula esiastemetalli hapetetaan 15 sen tullessa kosketukseen kaasufaasihapettimen, esimerkiksi ympäristön ilman, kanssa, joka läpäisee pedin 20 ja tulee kosketukseen sulan esi-astemetallin kanssa sekä hapettaa sen muodostaen hapettumisreaktiotuot-teen, joka kehittyy sitovaan vyöhykkeeseen 26 ja sen läpi tai ainakin sen huomattavan osan läpi, jolloin se liittää yhteen toisiaan vastapää-20 tä olevat sidottavat pinnat sekä sitoo ne ja niihin liittyvät keraamiset kappaleet 22 ja 24 toisiinsa. Keraamiset kappaleet, jotka koostuvat tyypillisesti pääasiassa tai kokonaan tulenkestävävistä yhdisteistä, eivät kuumene yllämainitulla lämpötila-alueella. Kun reaktiota on jatkettu niin kauan, että keraaminen kappale 22 sitoutuu keraamiseen kap-25 paleeseen 24 hapettumisreaktiotuotteen kanssa, koosteen annetaan jäähtyä ja sitoutuneet keraamiset kappaleet poistetaan pohjasta 20. Liika esiastemetalli, jos sitä on jäljellä uudelleenjähmettyneenä sitoutuneiden keraamisten kappaleiden pinnoilla, voidaan poistaa millä tahansa sopivalla mekaanisella tai kemiallisella tavalla.
30
Kuviossa 3 on esitetty toinen suoritusmuoto, jossa tasaisesta, levy-tai tillimäisestä rakenteesta koostuva keraaminen kappale 32 on sijoitettu pystysuoraan siten, että sen toinen kapea pinta on tuettu vaakasuoraan sijoitetun keraamisen kappaleen 34 päälle, jolloin määrittyy 35 sitova vyöhyke toisiaan vastapäätä olevien pintojen välille, johon vyöhykkeeseen viitataan yleisesti numerolla 35. Esiastemetallin massa 11 90409 36, kuten kalvo tai levyke 36 on taivutettu vastakkaiseen suuntaan kalvon kaksinkertaisen kerroksen muodostamiseksi ja sijoitettu keraamisten kappaleiden 32 ja 34 välille. Metallisen massan 36 taitos päällystetään ensin kiihdytinmateriaalin kerroksella 38, kuten piihiukka-5 silla, jotka voidaan lisätä suihkuttamalla kalvomassan 36 pinta hienojen piihiukkasten suspensiolla sopivassa nestemäisessä apuaineessa. Pii toimii kiihdytinmateriaalina esiastemetallin kuten alumiiniesiasteme-tallin hapettamiselle. Kuvion 3 kooste prosessoidaan ylläkuvatun menettelyn mukaisesti, jolloin keraamiset kappaleet 32 ja 34 sitoutuvat toi-10 siinsa.
Kuviossa 4 esitetään keksinnön lisäsuoritusmuoto, jossa kolme tasaista, levyn tai tiilen muotoista keraamista kappaletta 40,42 ja 44 kootaan yhteen esiastemetallin kalvomassan 46 kanssa, joka on sijoitettu keraa-15 misen kappaleen 40 kapean pinnan ja keraamisen kappaleen 42 väliin ja joka ulottuu näiden kanssa yhtä pitkälle, sekä esiastemetallin kalvo-massan 48 kanssa, joka on sijoitettu keraamisten kappaleiden 42 ja 44 väliin ja joka ulottuu näiden kanssa yhtä pitkälle. Kuvion 3 suoritusmuodossa keraaminen kappale 40 on sijoitettu pystysuoraan vaakasuoraan 20 sijoitetun keraamisen kappaleen 42 päälle. Sitova vyöhyke, johon viitataan yleisesti numerolla 50, määrittyy näin keraamisen kappaleen 40 ja keraamisen kappaleen 42 toisiaan vastapäätä olevien, olennaisesti yhdenmukaisten pintaosien välille, ja sitova vyöhyke, johon viitataan yleisesti numerolla 51, määrittyy samalla tavoin keraamisen kappaleen 25 42 ja keraamisen kappaleen 44 välille.
Esiastemetallin kalvon tai levykkeen massat 46 ja 48 voivat käsittää aluraiiniesiastemetallin ja osan tai kaikki sen pinnoista, ja/tai osalla tai kaikilla keraamisten kappaleiden 40/42 ja 42/44 sitoutuvista pin-30 noista voi olla sopivia kiihdytinmateriaaleja niihin levitettyinä. Kun kuvion 4 koostetta kuumennetaan esiastemetallin massojen 46 ja 48 su-lattamiseksi hapettavassa ympäristössä, esiastemetallin massat hapettuvat muodostaen hapettumisreaktiotuotteen sitovien vyöhykkeiden 50 ja 51 kanssa tässä järjesteyksessä, jolloin keraaminen kappale 40 sitoutuu 35 keraamiseen kappaleeseen 42 ja keraaminen kappale 42 sitoutuu keraamiseen kappaleeseen 44.
π 90409
Keksinnön soveltamista havainnollistetaan seuraavin esimerkein. Esimerkki 1 5 Valmistettiin kuviossa 3 havainnollistetut koosteet paitsi että kuvion 3 piipäällysteinen, taitettu kalvo korvattiin yhdellä kerroksella alumiiniseosta, joka sisälsi 10 painoprosenttia piitä ja 3 painoprosenttia magnesiumia paksuudeltaan noin 0,025 cm (0,01 tuumaa) ilman kiihdytin-materiaalia, joka kalvo toimi esiastemetallin massana. Keraamisia kap-10 paleita 32 ja 34 vastaavat keraamiset lohkot järjestettiin kuvion 3 mukaisesti siten, että yksittäinen kalvokerros oli sijoitettu lohkojen väliin ja että se ei ulottunut lohkojen määrittämän sitovan vyöhykkeen ulkopuolelle. Tässä ja kaikissa seuraavissa esimerkeissä (ellei muutoin ole ilmoitettu) päälohkopinnat olivat mitoiltaan noin 2,54 x 1,27 cm 15 (1 tuuma x h tuumaa), ja lohkot olivat noin 1,27 cm (h tuumaa) paksuja ja käsittivät Coors-alumiinioksidin (AD-85).
Nämä kolme koostettu sijoitettiin uuniin ja kuumennettiin ilmassa 800°C:n, 900°C:n ja 1150°C:en lämpötiloissa tässä järjestyksessä 24 20 tunnin ajan, jotta alumiiniesiastemetallin kalvomassa voitiin hapettaa alumiinioksidiseksi hapettumisreaktiotuoteeksi ja sitoa näin keraamiset lohkot toisiinsa. Kaikkien sitoutumislujuutta pidettiin hyvänä, mikä osoitti, että sitoutuminen voidaan saada aikaan jopa ilman kiihdytinma-teriaalej a.
25
Esimerkki 2
Valmistettiin kuviossa 3 esitetty keraamisten lohkojen ja piipäällys-teisen esiastemetallin kooste. Esiastemetalli koostui samasta alumiini -30 seoksesta kuin esimerkissä 1, ja se oli noin 0,0254 cm (0,01 tuumaa) paksu. Piikerros, joka oli applisoitu lietteeseen sen toiselle puolelle, oli 0,01 cm (0,004 tuumaa) paksu. Piipäällysteinen metalli taitettiin itseään vasten ja kooste valmistettiin kuvion 3 mukaisesti siten, että piipäällyste oli taivutetun metallin sisäpuolella. Ainesosia pi-35 dettiin aluksi paikallaan Elmers-puuliiman avulla. Liimattua koostetta 13 90409 kuumennettiin ilmassa 1150°C:ssa 24 tunnin ajan. Lopullisella tuotteella oli hyvä sitoutumislujuus.
Esimerkki 3 5
Esiastemetallin lohko, joka käsitti alumiiniseoksen 380.1 (Belmont Metals, nimellinen koostumus painoprosentteina: 8-8,5 % Si, 2-3 % Zn ja 0,1 % Mg aktiivisina lisäaineina, sekä 3,5 % Cu ja Fe, Mn ja Ni, mutta varsinainen Mg-pitoisuus oli joskus korkeampi, kuten alueella 0,17-0,18 10 %) ja joka oli 2,54 cm (1 tuumaa) pitkä, 1,27 cm (h tuumaa) leveä ja 1,27 cm (4 tuumaa) paksu, sijoitettiin tulenkestävistä kuiduista koostuvaan tukipetiin (Wollastoniitti, mineraalikalsiumsilikaatti, FP-laji, Nyco Inc.) tulenkestävään astiaan siten, että metallin 2.54 cm x 1,27 cm (1 tuumaa x 4 tuumaa) käsittävä puoli oli alttiina 15 ilmakehälle ja olennaisesti samassa tasossa tukipedin pinnan kanssa, kun taas esiastemetallin jäljelläolevat viisi sivua oli upotettu tuki-pohjan pinnan alapuolelle. Kaksi lohkon muotoista alumiinioksidikappa-letta (Coors AD-85, Coors Porcelain Co., Golden, CO), jotka olivat 2.54 cm (1 tuumaa) pitkiä, 1,27 cm (4 tuumaa) leveitä ja 1,27 cm 20 (4 tuumaa) paksuja, sijoitettiin kunkin lohkon toisen 1,27 cm (4 tuu man) neliömäisen sivun viereen, joka sijaitsi toista lohkoa vastapäätä ja sen kanssa rajakkain siten, että niiden välille jäi noin 0,159 cm (1/16 tuuman) tila tai sitova vyöhyke.
25 Ylläkuvattu kooste sijoitettiin uuniin, joka oli varustettu ilmalla, ja se kuumennettiin kolmen tunnin aikana 1100°C:en. Uunin lämpötilaa pidettiin 1100°C:ssa 15 tunnin ajan, jonka jälkeen se jäähdytettiin takaisin ympäristön lämpötilaan. Kooste poistettiin uunista, ja saatu tuote otettiin talteen.
30
Saadun tuotteen tutkimus osoitti, että mainitut kaksi alumiinioksidi-kappaletta olivat sitoutuneet yhteen. Alumiinioksidinen keraaminen sidos, joka käsitti esiastemetallin ja ilman hapettumisreaktiotuotteen, oli muodostunut alumiinioksidisten kappaleiden rajakkaisten 1,27 cm 35 (4-tuumaisten) neliömäisten sivujen välille sitovalle vyöhykkeelle.
i4 90 409
Kuviossa 5 on esitetty valokuva, joka esittää keraamisen siteen 2 alu-miinoksiäisten lohkojen 4 ja 6 välillä. Kuvio 6 on 50-kertaisesti suurennettu mikrovalokuva, jossa esitetään samat sitoutuneet alumiinioksi-diset kappaleet ja niiden välinen sidos.
5
Sitoutunut tuote hiottiin siten, että keraamisen sidoksen pinnat olivat samassa tasossa sitoutuneiden alumiinioksidisten kappaleiden pintojen kanssa. Tämän jälkeen hiottu tuote koestettiin (4-pisteinen taivutus-koe) sidoksen lujuuden osoittamiseksi. Sitoutunut tuote murtui kuormi-10 tuksessa 55 MPa (8000 lbs/in2) toisen alumiinioksiäisen keraamisen kappaleen leveyden poikki, muttei muodostuneen keraamisen sidoksen poikki.
Claims (12)
1. Menetelmä keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa olennaisesti yhdenmukaisia pintoja pitkin, tunnettu siitä, että 5 (a) sijoitetaan ensimmäinen keraaminen kappale ja toinen keraaminen kappale toistensa viereen keraamisten kappaleiden koosteen muodostamiseksi siten, että ensimmäisen kappaleen olennaisen yhdenmukainen pinta on vasten toisen kappaleen olennaisen yhdenmukaista pintaa, jol- 10 loin niiden välille määrittyy sitova vyöhyke; (b) asetetaan esiastemetallin massa suhteessa sitovaan vyöhykkeeseen siten, että hapettumisreaktiotuote, joka saadaan esiastemetallista alla selvitetyissä vaiheissa (c) ja (d), muodostuu sitovaan vyöhykkeeseen; (c) kuumennetaan keraamisten kappaleiden kooste ja esiastemetallin massa kaasufaasihapettimen läsnäollessa esiastemetallin sulamispisteen yläpuolella olevalle lämpötila-alueelle ja hapettumisreaktiotuoteen sulamispisteen alapuolelle, jolloin saadaan sulan esiastemetallin mas- 20 sa; ja (d) sanotulla lämpötila-alueella (i) annetaan kaasufaasihapettimen reagoida sulan esiastemetallin kanssa 25 hapettumisreaktiotuotteen muodostamiseksi; (ii) pidetään ainakin osa hapettumisreaktiotuotteesta kosketuksessa sulan esiastemetallin ja hapettimen kanssa näiden välillä, jolloin sulaa esiastemetallia vetäytyy progressiivisesti massasta hapettumis- 30 reaktiotuotteen läpi sitovaan vyöhykkeeseen; ja (iii) annetaan reaktion jatkua riittävän kauan, että hapetusreaktio-tuote muodostaa ainakin osittain siltoja sitovaan vyöhykkeeseen ja siten sidotaan yhteen ensimmäinen ja toinen yhdenmukainen pinta. 35 16 9 0 409
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen keraaminen kappale käsittää materiaalin, joka valitaan keraamisista oksideista, borideista, karbideista ja nit-rideistä koostuvasta ryhmästä, ja jossa kaasufaasihapetin käsittää 5 happea sisältävän kaasun.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen keraaminen kappale käsittää alumiinioksidin.
4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasufaasihapetin käsittää ilmaa ja että lisäksi esiaste-metallin massa asetetaan sijoittamalla se sitovan vyöhykkeen kehälle niin, että hapetusreaktiotuote kasvaa sitovaan vyöhykkeeseen ja sitoo siten kappaleet yhteen. 15
5. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keraamiset kappaleet sijoitetaan siten, että pinnat sijaitsevat pienessä kulmassa toisiinsa nähden, ja että esiastemetallin massa asetetaan sijoittamalla se sitovaan vyöhykkeeseen. 20
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esiastemetallin massa sijoitetaan ensimmäisen tai toisen kappaleen pintojen väliin.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapettumisreaktiota edistetään käyttämällä kiihdytinmateriaalia esiastemetallin yhteydessä.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että esiastemetalli käsittää alumiiniesiastemetallin ja että kiihdytin-materiaali käsittää materiaalin, joka valitaan yhdestä tai useammasta seuraavien metallien ryhmästä: magnesium, sinkki, pii, germanium, tina, lyijy, boori, natrium, litium, kalsium, fosfori, yttrium, ja harvinaiset maametallit. 35 tl i7 90 409
9. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen sanotuista ensimmäisestä ja toisesta keraamisesta kappaleesta tai ne molemmat käsittävät keraamisen sekarakenteen, joka käsittää keraamisen matriisin sisäänsä sulkeman keraamisen täyteaineen. 5
10. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1,2,3 tai 8 mukainen menetelmä, tunne t tu siitä, että sanottu lämpötila-alue on noin 800-1450°C.
11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 10 että esiastemetalli valitaan seuraavasta ryhmästä: alumiini, titaani, tina, sirkonium, hafnium ja pii ja että hapettumisreaktiotuote käsittää oksidin, nitiridin tai karbidin.
12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että sanottu hapettumisreaktiotuote käsittää alumiinioksidin, alumiini- nitridin, tinaoksidin, piikarbidin, titaanikarbidin, sirkoniumnitridin tai hafniumnitridin. ie 90 4 09
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/053,215 US4884737A (en) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | Method for surface bonding of ceramic bodies |
| US5321587 | 1987-05-21 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI882396A0 FI882396A0 (fi) | 1988-05-20 |
| FI882396L FI882396L (fi) | 1988-11-22 |
| FI90409B true FI90409B (fi) | 1993-10-29 |
| FI90409C FI90409C (fi) | 1994-02-10 |
Family
ID=21982692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI882396A FI90409C (fi) | 1987-05-21 | 1988-05-20 | Menetelmä keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa |
Country Status (29)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4884737A (fi) |
| EP (1) | EP0292420B1 (fi) |
| JP (1) | JP2825128B2 (fi) |
| KR (1) | KR960001433B1 (fi) |
| CN (1) | CN88103198A (fi) |
| AT (1) | ATE104262T1 (fi) |
| AU (1) | AU611907B2 (fi) |
| BG (1) | BG60553B1 (fi) |
| BR (1) | BR8802469A (fi) |
| CA (1) | CA1318773C (fi) |
| CS (1) | CS8803447A3 (fi) |
| DD (1) | DD284666A5 (fi) |
| DE (1) | DE3889005T2 (fi) |
| DK (1) | DK268288A (fi) |
| FI (1) | FI90409C (fi) |
| HU (1) | HU210592B (fi) |
| IL (1) | IL86445A (fi) |
| IN (1) | IN169580B (fi) |
| MX (1) | MX170358B (fi) |
| NO (1) | NO176139C (fi) |
| NZ (1) | NZ224729A (fi) |
| PH (1) | PH25357A (fi) |
| PL (1) | PL157514B1 (fi) |
| PT (1) | PT87548B (fi) |
| RO (1) | RO101209B1 (fi) |
| RU (1) | RU2013417C1 (fi) |
| TR (1) | TR23764A (fi) |
| YU (1) | YU46880B (fi) |
| ZA (1) | ZA883584B (fi) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5526867A (en) * | 1988-11-10 | 1996-06-18 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods of forming electronic packages |
| US5163499A (en) * | 1988-11-10 | 1992-11-17 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming electronic packages |
| US5104029A (en) * | 1989-01-13 | 1992-04-14 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of bonding a ceramic composite body to a second body and articles produced thereby |
| US5098494A (en) * | 1989-05-23 | 1992-03-24 | Mcnc | Bonding of ceramic parts |
| US5203488A (en) * | 1990-07-12 | 1993-04-20 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for joining ceramic composite bodies and articles formed thereby |
| EP0538417B1 (en) * | 1990-07-12 | 1995-01-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Joining methods for ceramic composite bodies |
| JPH06502379A (ja) * | 1990-07-12 | 1994-03-17 | ランキサイド テクノロジー カンパニー，リミティド パートナーシップ | セラミックス複合体の接合方法 |
| US5427638A (en) * | 1992-06-04 | 1995-06-27 | Alliedsignal Inc. | Low temperature reaction bonding |
| US5407506A (en) * | 1992-06-04 | 1995-04-18 | Alliedsignal Inc. | Reaction bonding through activation by ion bombardment |
| JP3057932B2 (ja) * | 1992-10-01 | 2000-07-04 | 三菱マテリアル株式会社 | セラミックス焼結体の接合方法 |
| US7011898B2 (en) * | 2003-03-21 | 2006-03-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of joining ITM materials using a partially or fully-transient liquid phase |
| FR2884564B1 (fr) * | 2005-04-15 | 2011-01-14 | Snecma Moteurs | Procede d'assemblage de deux pieces dont l'une au moins est en materiau composite, insert pour la realisation de l'assemblage |
| FR2894498B1 (fr) * | 2005-12-08 | 2009-07-10 | Snecma Sa | Assemblage par brasage entre une piece metallique a base de titane et une piece en materiau ceramique a base de carbure de silicium (sic) et/ou de carbone |
| FR2935622B1 (fr) * | 2008-09-05 | 2017-02-03 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'assemblage de pieces carbonees par brasage refractaire |
| CA2798762C (en) * | 2010-05-21 | 2019-04-30 | Ceramatec, Inc | Ceramic to ceramic joint and associated methods |
| JP5669472B2 (ja) * | 2010-07-27 | 2015-02-12 | 三井金属鉱業株式会社 | セラミックス接合体の製造方法 |
| JP4936261B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-05-23 | 美濃窯業株式会社 | 炭化ホウ素含有セラミックス接合体及び該接合体の製造方法 |
| JP5716513B2 (ja) * | 2011-04-20 | 2015-05-13 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | セラミックス接合体及びその製造方法 |
| KR101493642B1 (ko) | 2012-02-28 | 2015-02-13 | 미노요교 가부시키가이샤 | 충격 흡수 부재 및 그 제조 방법 |
| RU196004U1 (ru) * | 2019-11-20 | 2020-02-13 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" | Теплоотвод из металломатричного композита алюминий-карбид-кремния |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2741822A (en) * | 1951-01-29 | 1956-04-17 | Carborundum Co | Preparation of refractory products |
| GB917416A (en) * | 1958-02-10 | 1963-02-06 | Philips Electrical Ind Ltd | Improvements in and relating to methods of securing together parts of ceramic material |
| US3255027A (en) * | 1962-09-07 | 1966-06-07 | Du Pont | Refractory product and process |
| US3298842A (en) * | 1963-03-22 | 1967-01-17 | Du Pont | Process for preparing hollow refractory particles |
| US3296002A (en) * | 1963-07-11 | 1967-01-03 | Du Pont | Refractory shapes |
| US3419404A (en) * | 1964-06-26 | 1968-12-31 | Minnesota Mining & Mfg | Partially nitrided aluminum refractory material |
| US3473987A (en) * | 1965-07-13 | 1969-10-21 | Du Pont | Method of making thin-walled refractory structures |
| US3421863A (en) * | 1966-03-04 | 1969-01-14 | Texas Instruments Inc | Cermet material and method of making same |
| US3437468A (en) * | 1966-05-06 | 1969-04-08 | Du Pont | Alumina-spinel composite material |
| US3789096A (en) * | 1967-06-01 | 1974-01-29 | Kaman Sciences Corp | Method of impregnating porous refractory bodies with inorganic chromium compound |
| US3473938A (en) * | 1968-04-05 | 1969-10-21 | Du Pont | Process for making high strength refractory structures |
| US3517432A (en) * | 1968-05-02 | 1970-06-30 | Atomic Energy Commission | Diffusion bonding of ceramics |
| DE2213115C3 (de) * | 1972-03-17 | 1975-12-04 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum hochfesten Verbinden von Keramiken aus Karbiden, einschließlich des Diamanten, Boriden, Nitriden oder Suiziden mit Metall nach dem Trocken-Lötverfahren |
| US3864154A (en) * | 1972-11-09 | 1975-02-04 | Us Army | Ceramic-metal systems by infiltration |
| US3973977A (en) * | 1973-11-01 | 1976-08-10 | Corning Glass Works | Making spinel and aluminum-base metal cermet |
| AU8441675A (en) * | 1974-09-02 | 1977-03-03 | Broken Hill Pty Co Ltd | Joining ceramic objects |
| JPS5330448A (en) * | 1976-09-02 | 1978-03-22 | Sumitomo Light Metal Ind | Brazing aluminum alloy clad with pseudooanode effect |
| JPS55104979A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-11 | Kogyo Gijutsuin | Adhesion of ceramic molded body to transition metal |
| JPS57134294A (en) * | 1981-02-10 | 1982-08-19 | Sukai Alum Kk | Aluminum alloy solder joint for heat exchanger |
| JPS5897058A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-09 | Ricoh Co Ltd | 記録装置 |
| JPS5957972A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | 新明和工業株式会社 | 拡散接合方法 |
| DE3381519D1 (de) * | 1983-02-16 | 1990-06-07 | Moltech Invent Sa | Gesinterte metall-keramikverbundwerkstoffe und ihre herstellung. |
| JPS6071579A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-23 | 株式会社日立製作所 | アルミナと金属との接合方法 |
| JPS6081071A (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-09 | 三井造船株式会社 | セラミツクス接合用金属シ−ト材 |
| JPS60118679A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-26 | 三井造船株式会社 | セラミツクス部材の接合方法 |
| NZ211405A (en) * | 1984-03-16 | 1988-03-30 | Lanxide Corp | Producing ceramic structures by oxidising liquid phase parent metal with vapour phase oxidising environment; certain structures |
| NZ212704A (en) * | 1984-07-20 | 1989-01-06 | Lanxide Corp | Producing self-supporting ceramic structure |
| JPS61117173A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | 信越化学工業株式会社 | 炭化けい素とＡｌとを接合する方法 |
| JPS61127676A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 接合部を具えるセラミツクス |
| US4851375A (en) * | 1985-02-04 | 1989-07-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods of making composite ceramic articles having embedded filler |
| ZA86811B (en) * | 1985-02-04 | 1986-10-29 | Lanxide Corp | Composite ceramic articles and methods of making same |
| DE3639021A1 (de) * | 1986-11-14 | 1988-05-26 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zum verloeten von keramischen bauteilen |
-
1987
- 1987-05-21 US US07/053,215 patent/US4884737A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-05-10 NO NO882032A patent/NO176139C/no unknown
- 1988-05-12 YU YU91588A patent/YU46880B/sh unknown
- 1988-05-13 TR TR88/0333A patent/TR23764A/xx unknown
- 1988-05-17 DK DK268288A patent/DK268288A/da unknown
- 1988-05-18 PH PH36941A patent/PH25357A/en unknown
- 1988-05-19 BG BG84210A patent/BG60553B1/bg unknown
- 1988-05-19 IN IN402/CAL/88A patent/IN169580B/en unknown
- 1988-05-19 AT AT88630097T patent/ATE104262T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-05-19 IL IL86445A patent/IL86445A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-05-19 CA CA000567302A patent/CA1318773C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-19 DE DE3889005T patent/DE3889005T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-19 EP EP88630097A patent/EP0292420B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-20 JP JP63123737A patent/JP2825128B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-20 ZA ZA883584A patent/ZA883584B/xx unknown
- 1988-05-20 CS CS883447A patent/CS8803447A3/cs unknown
- 1988-05-20 HU HU882604A patent/HU210592B/hu not_active IP Right Cessation
- 1988-05-20 PL PL1988272590A patent/PL157514B1/pl unknown
- 1988-05-20 CN CN88103198A patent/CN88103198A/zh active Pending
- 1988-05-20 AU AU16643/88A patent/AU611907B2/en not_active Ceased
- 1988-05-20 RO RO1988133604A patent/RO101209B1/ro unknown
- 1988-05-20 DD DD88315963A patent/DD284666A5/de unknown
- 1988-05-20 PT PT87548A patent/PT87548B/pt not_active IP Right Cessation
- 1988-05-20 MX MX011576A patent/MX170358B/es unknown
- 1988-05-20 BR BR8802469A patent/BR8802469A/pt not_active Application Discontinuation
- 1988-05-20 FI FI882396A patent/FI90409C/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-05-20 NZ NZ224729A patent/NZ224729A/xx unknown
- 1988-05-20 RU SU884355697A patent/RU2013417C1/ru active
- 1988-05-21 KR KR1019880006054A patent/KR960001433B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI90409B (fi) | Menetelmä keraamisten kappaleiden sitomiseksi toisiinsa | |
| FI86986C (fi) | Foerfarande foer bindning av keramiska kroppar | |
| JP2528217B2 (ja) | 複合セラミック体 | |
| FI83952C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av sjaelvbaerande keramiska struktur. | |
| US5053367A (en) | Composite ceramic structures | |
| JPH03223438A (ja) | 装甲材料 | |
| CN1028511C (zh) | 具有反型复制表面的陶瓷复合体制品的生产方法及其所得制品 | |
| US4853352A (en) | Method of making self-supporting ceramic materials and materials made thereby | |
| JPS62220266A (ja) | 金属ホウ化物含有材料の製造方法 | |
| CN87105586A (zh) | 含有改善的金属成份的陶瓷制品及其制造方法 | |
| US4960736A (en) | Surface bonding of ceramic bodies | |
| FI88911C (fi) | Metod foer framstaellning av en keramisk sjaelvbaerande sammansatt struktur | |
| FI88022B (fi) | Foerbaettrad metod foer framstaellning av sammansatta keramiska strukturer genom anvaendning av metallslagg | |
| JPS6379770A (ja) | セラミックス複合材料の製造方法 | |
| US5240171A (en) | Method for surface bonding of ceramic bodies | |
| US5238886A (en) | Surface bonding of ceramic bodies | |
| JPS6212678A (ja) | 複合セラミック体の製造方法 | |
| US5104835A (en) | Surface bonding of ceramic bodies | |
| RU1828463C (ru) | Способ изготовлени композиционного материала | |
| US5268340A (en) | Method for producing composite ceramic structures | |
| JPH10182231A (ja) | 高強度焼結体及びその製造方法 | |
| JPH08295563A (ja) | ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP |