FI91493C - Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI91493C
FI91493C FI894938A FI894938A FI91493C FI 91493 C FI91493 C FI 91493C FI 894938 A FI894938 A FI 894938A FI 894938 A FI894938 A FI 894938A FI 91493 C FI91493 C FI 91493C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
metal
filler
matrix
preform
matrix metal
Prior art date
Application number
FI894938A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI894938A0 (fi
FI91493B (fi
Inventor
Michael Kevork Aghajanian
Ralph Alfred Langensiepen
Robert James Wiener
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 FI894938A0 publication Critical patent/FI894938A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI91493B publication Critical patent/FI91493B/fi
Publication of FI91493C publication Critical patent/FI91493C/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
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • 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
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • C04B41/515—Other specific metals
    • C04B41/5155—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
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1005—Pretreatment of the non-metallic additives
    • C22C1/1015—Pretreatment of the non-metallic additives by preparing or treating a non-metallic additive preform
    • C22C1/1021—Pretreatment of the non-metallic additives by preparing or treating a non-metallic additive preform the preform being ceramic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C22C1/1057—Reactive infiltration
    • C22C1/1063—Gas reaction, e.g. lanxide
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00905—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms
    • C04B2111/00913—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms as ceramic preforms for the fabrication of metal matrix comp, e.g. cermets
    • C04B2111/00931—Coated or infiltrated preforms, e.g. with molten metal

Description

91493
Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
Esillå oleva keksinto liittyy sisåånvientivålineen kåyttå-5 miseen metallin spontaanin tunkeutumismenetelmån yhteydes-så metallimatriisi-komposiittikappaleen tuottamiseksi. Erityisesti saatetaan sula matriisimetalli tunkeutumaan spontaanisti låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi.
10 Tunkeutumisen ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå sekå tunkeutumisatmosfååri ovat myos ainakin prosessin jossakin vaiheessa yhteydesså tåyteaineeseen tai esimuottiin, mikå sallii sulan metallimatriisin spontaanin tunkeutumisen tåyteaineeseen tai esimuottiin. Lisåksi on 15 jårjestetty sisåånvientivåline, joka sååtåå tai rajoittaa sulan matriisimetallin ja tåyteaineen tai esimuotin vålis-tå pintakosketusta. Sisåånvientivålineen kåyttåminen ai-kaansaa matriisimetallin sen måårån såådån, joka voi kos-kettaa esimuottia tai tåyteainetta. Sellainen rajoitettu 2 0 tai såådetty pintakosketus voi johtaa muodostetun metalli- matriisi-komposiittikappaleen tyoståmistarpeen våhenemi-seen verrattuna samanlaiseen metallimatriisi-komposiitti-kappaleeseen, joka on tehty ilman sisåånvientivålinettå. Sisåånvientivålineen kåyttåminen parantaa lisåksi muodos-25 tetun metallimatriisi-komposiittikappaleen taipumusta muodostetun komposiittikappaleen ja matriisimetallijåån-nåksen vålisestå kosketuksesta johtuvaan kieroutumiseen.
Metallimatriisin ja lujittavan tai vahvistavan faasin, 30 kuten keraamisia hiukkasia, kuitukiteitå, kuituja tai vastaavia kåsittåvåt komposiittituotteet nåyttåvåt lupaa-vilta moniin eriin sovellutuksiin, koska niisså yhdistyvåt osa lujittavan faasin jåykkyydestå ja kulutuskeståvyydestå metallimatriisin muovattavuuteen ja sitkeyteen. Yleenså 91493 2 metallimatriisikomposiitilla luodaan parannuksia sellai-sissa ominaisuuksissa, kuten lujuus, jåykkyys, hankausku-lutuksen keståvyys, ja lujuuden pysyminen korkeammissa låmpotiloissa, verrattuna matriisimetalliin sen monoliit-5 tisessa muodossa, mutta måårå, johon saakka mååråttyå ominaisuutta voidaan parantaa, riippuu suuresti kyseesså olevista ainesosista, niiden tilavuus- tai painosuhteista, sekå siitå miten niitå kasitellåan komposiittia muodostet-taessa. Eråisså tapauksissa komposiitti voi myos olla 10 kevyempåå kuin matriisimetalli sellaisenaan. Alumiinimat-riisikomposiitit, jotka on vahvistettu keraamilla, kuten esimerkiksi piikarbidilla hiukkasten, hiutaleiden tai kuitukiteiden muodossa, ovat kiinnostavia johtuen niiden alumiiniin verrattuna suuremmasta jåykkyydestå, kulutuksen 15 keståvyydestå ja korkean låmpotilan lujuudesta.
Alumiinimatriisikomposiittien valmistamiseksi on kuvattu erilaisia metallurgisia menetelmiå, mukaanlukien menete1-miå, jotka perustuvat jauhemetallurgiatekniikoihin ja 20 sulan metallin tunkeutumistekniikoihin, joissa kaytetaan hyvaksi painevalua, tyhjovalua, sekoittamista, ja notkis-timia. Jauhemetallurgiatekniikoiden avulla jauheen muodossa oleva metalli ja jauheen, kuitukiteiden, leikattujen kuitujen, jne. muodossa oleva lujittava aine sekoitetaan 25 ja sitten joko kylmåpuristetaan ja sintrataan, tai kuuma-puristetaan. Tålla menetelmållå tuotetun piikarbidilla lujitetun alumiinimatriisikomposiitin suurimman keraamin tilavuusosan on ilmoitettu olevan noin 25 tilavuusprosent-tia kuitukiteiden tapauksessa ja noin 40 tilavuusprosenttia 30 hiukkasten tapauksessa.
Metallimatriisikomposiittien tuottaminen jauhemetallurgi-sia tekniikoita kayttåvin tavanomaisin menetelmin asettaa eråitå rajoituksia aikaansaatavien tuotteiden ominaisuuk-35 sille. Komposiitissa olevan keraamifaasin tilavuusosa on tyypillisesti rajoittunut, hiukkasten tapauksessa noin 40 prosenttiin. Samaten asettaa puristustoiminta rajan kåy- 91493 3 tånnosså saavutettavalle koolie. Ainoastaan suhteellisen yksinkertaiset tuotteen muodot ovat mahdollisia ilman jålkeenpain tapahtuvaa kåsittelyå (esim. muotoilua tai koneistusta) tai ottamatta kayttoon monimutkaisia puris-5 timia. Sintrauksen aikana voi myos esiintyå epåtasaista kutistumista, samoin kuin mikrostruktuurin epåtasaisuutta, johtuen kiintoaineisiin eriytymisestå ja hiukkasten kas-vusta.
10 US-patentissa 3,970,136 kuvataan menetelmå metallimatrii-sikomposiitin muodostamiseksi, johon sisaltyy kuitumuotoi-nen lujite, esim. piikarbidi- tai alumiinioksidikuituki-teitå, joilla on ennalta mååråtty kuitujen suuntaus. Komposiitti tehdåån sijoittamalla samassa tasossa olevien 15 kuitujen samansuuntaisia mattoja tai huopia muottiin yhdessa sulan matriisimetallin, esim. alumiinin lahteen kanssa ainakin joidenkin mattojen vålisså, ja kohdistamalla painetta, niin ettå sula metalli pakotetaan tunkeutumaan mattoihin ja ympåroimåån suunnatut kuidut. Mattojen pinon 20 paaile voidaan valaa sulaa metallia, jolloin sitå paineen avulla pakotetaan virtaamaan matto jen våliin. Komposiitis-sa olevien lujittavien kuitujen jopa 50 % tilavuuspitoi-suuksia on ilmoitettu.
25 Edellå olevaan tunkeutumismenetelmåån liittyy paineen aiheuttamien virtausprosessien yllatyksellisiå vaihtelu-ja. ts. mahdollisia epåsåånnollisyyksiå matriisin muodos-tumisessa, huokoisuutta, jne, kun otetaan huomioon ettå se riippuu ulkoisesta paineesta sulan matriisimetallin pakot-30 tamiseksi kuitupitoisten mattojen låpi. Ominaisuuksien epåtasaisuus on mahdollinen vaikka sulaa metallia johdet-taisiin useammasta kohdasta kuitupitoiseen jårjestelyyn. Vastaavasti on jårjestettåvå monimutkaiset matto/låhde-jårjestelyt ja virtausreitit soveltuvan ja tasaisen tun-35 keutumisen aikaansaamiseksi kuitumattojen pinoon. Edellå mainittu painetunkeutumismenetelmå mahdollistaa myos ainoastaan suhteellisen pienen lujitusaineen ja matriisiti- 4 91493 lavuuden suhteen, johtuen suureen mattotilavuuteen kiin-teåsti liittyvåstå tunkeutumisen vaikeudesta. Lisåksi muoteissa on oltava sulaa metallia paineen alaisena, joka nostaa menetelman kustannuksia. Lopuksi edella mainittu 5 menetelma, joka rajoittuu ojennuksessa oleviin hiukkaslin tal kultuihin tunkeutumiseen, ei sovellu alumlinimatrii-sikomposiittien muodostamiseen, jotka on lujitettu satun-naisestl suuntautuvista hiukkasista, kuitukiteistå tai kuidulsta koostuvilla aineilla.
10
Alumiinimatriisi-alumiinioksiditåytteisten komposiittien valmistuksessa alvuniini ei helposti kostuta alumiinioksi-dia, jolloin on vaikeata muodostaa yhtenåinen tuote. Tåhån ongelmaan on ehdotettu erilaisia ratkaisuja. Eras sellainen 15 lahestyminen on alumiinin påållyståminen metallilla (esim. nikkelillå tai wolframilla), joka sitten kuumapuristetaan yhdesså alumiinin kanssa. Toisessa tekniikassa alumiini seostetaan litiumin kanssa, ja alumiinioksidi voidaan påallyståa piidioksidilla. Nailla komposiiteilla kuitenkin 20 ominaisuudet vaihtelevat, tai paallystykset voivat heiken-tåå tåytettå, tai matriisi sisåltåa litiumia, joka voi vaikuttaa matriisin ominaisuuksiin.
US-patentilla 4,232,091 voitetaan eraita alan vaikeuksia, 25 joita kohdataan valmistettaessa alumiinimatriisi-alumii-nioksiditåytteisiå komposiitteja. Tåsså patentissa kuva-taan 75 - 375 kg/cm paineen kohdistamista pakottamaan sula alumiini (tai sula alumiiniseos) alumiinioksidia olevaan kuitu- tai kuitukidemattoon, joka on esilammitetty alueelle 30 700 - 1050°C. Alumiinioksidin suurin suhde metalliin tuloksena olevassa kiinteasså valukappaleessa oli 0,25:1. Koska tasså menetelmassa ollaan riippuvaisia ulkopuolises-ta paineesta tunkeutumisen aikaansaamiseksi, sita vaivaa-vat monet saunat puutteet kuin US-patenttia 3,970,136.
EP-hakemuksessa 115,742 kuvataan alumiini-alumiinioksidi-komposiittien valmistamista, jotka ovat erityisen kaytto- 35 91493 kelpoisia elektrolyyttikennokomponentteina, ja joissa esi-muotin alumiinioksidimatriisin ontelot tåytetåån alu-miinilla, ja tåtå vårten kåytetåån erilaisia tekniikoita alumiinioksidin kostuttamiseksi koko esimuotissa. Alu-5 miinioksidi kostutetaan esimerkiksi titaani-, zirkonium-, hafnium tai niobi-diboridia olevalla kostutusaineella tai metallilla, ts. litiumilla, magnesiumilla, kalsiumilla, titaanilla, kromilla, raudalla, koboltilla, nikkelillå, zirkoniumilla tai hafniumilla. Kostutuksen ediståmiseksi 10 kåytetåån inerttiå atmosfååriå, kuten argonia. Tåsså julkaisussa esitetåån myos paineen kohdistaminen sulan alumiinin saamiseksi tunkeutumaan påållyståmåttomaån mat-riisiin. Tåsså suhteessa tunkeutuminen aikaansaadaan saat-tamalla huokoset ensin tyhjoon ja kohdistamalla sitten 15 sulaan alumiiniin painetta inertisså atmosfåårisså, esim. argonissa. Vaihtoehtoisesti esimuottiin voidaan tunkeutua hoyryfaasissa olevalla alumiinipåållystyksellå pintojen kostuttamiseksi ennen onteloiden tayttåmistå tunkeutuvalla sulalla alumiinilla. Jotta varmistettaisiin alumiinin 20 pysyminen esimuotin huokosissa vaaditaan låmpokåsittelyå, esim låmpotilassa 1400 - 1800°C, joko argonissa tai tyhjosså. Muutoin joko paineen alaisena tunkeutuneen aineen altistuminen kaasulle, tai tunkeutumispaineen poistaminen, aiheuttaa alumiinin håviåmistå kappaleesta.
25
Kostutusaineiden kåyttåminen alumiinioksidikomponentin tunkeutumisen aikaansaamiseksi sulaa metallia sisåltåvåån elektrolyyttikennoon on esitetty myos EP-patenttihakemuk-sessa 94353. Tåsså julkaisussa kuvataan alumiinin tuotta-30 mista elektrolyysillå kennossa, jossa virranjohdinkatodi on kennon vaippana tai alustana. Tåmån alustan suojaami-seksi sulalta kryoliitilta levitetåån alumiinioksidialus-talle ohut påållystys kostutusaineen ja liukenemisen eståvån aineen seoksella ennen kennon kåynniståmistå tai 35 kun se on upotettuna elektrolyysiprosessin tuottamaan sulaan alumiiniin. Kuvattuja kostutusaineita ovat titaani, zirkonium, hafnium, pii, magnesium, vanadiini, kromi, niobi 6 91493 tai kalsium, ja titaani esitetåån edullislmmaksi aineeksi. Boorin, hiilen ja typen yhdisteiden selitetåån olevan hyodyllisiå estettåesså kostutusaineiden liukenemista su-laan alumiiniin. Tåsså julkaisussa ei kuitenkaan ehdoteta 5 metallimatriisikomposiittien tuottamista, eikå siina eh-dotetaa sellaisten komposiittien muodostamista esimerkiksi typpiatmosfåårisså.
Paineen ja kostutusaineiden kåyton lisåksi on kuvattu 10 tyhjon kohdistamisen ediståvån sulan alumiinin tunkeutu-mista huokoiseen keraamikappaleeseen. Esimerkiksi US-pa-tentissa 3,718,441 raportoidaan keraamiseen kappaleeseen (esim. boorikarbidi, alumiinioksidi ja berylliumoksidi) tunkeutumista joko sulalla alumiinilla, berylliumilla, 15 magnesiumilla, titaanilla, vanadiinilla, nikkelilla tai kromilla, tyhjosså joka on alle 10” torr. Vålilla 10” ...
10“6 torr oleva tyhjo johti keraamin heikkoon kostuttami-seen sulalla metallilla, niin ettei metalli virrannut vapaasti keraamin ontelotiloihin. Kostuttamisen sanotaan 20 kuitenkin parantuneen, kun tyhjo pienennettiin alle 10”6 torr.
Myos US-patentissa 3,864,154 esitetåån tyhjon kåyttåmistå tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tåsså patentissa selite-25 tåån kylmåpuristetun AlBi2-jauhekappaleen asettcunista kyl-måpuristetun alumiinijauheen pedille. Sen jålkeen sijoi-tettiin lisåå alumiinia AlBi2-jauhekappaleen påålle. Sulatusastia, jossa AlBi2-kappale oli "kerrostettuna" alumiini jauhekerrosten våliin, sijoitettiin tyhjouuniin. Uu-30 niin jårjestettiin noin 10”5 torr oleva tyhjo kaasun poistumista vårten. Låmpotilaa nostettiin sen jålkeen 1100°C:een, jossa se pidettiin 3 tuntia. Nåisså oloissa sula alumiini tunkeutui AlBi2-kappaleeseen.
35 US-patentissa 3,364,976 selitetåån suunnitelmaa itseståån kehittyvån tyhjon aikaansaamista kappaleeseen, sulan metallin tunkeutumisen lisååmiseksi kappaleeseen. Erityises- 91493 7 ti selitetåån, ettå kappale, esim. grafiittimuotti, terås-muotti tai huokoinen tulenkeståvå aine, kokonaan upotetaan sulaan metalliin. Muotin tapauksessa metallin kanssa reagoivan kaasun kanssa tåytetty muottiontelo on yhteydesså 5 ulkopuolella sijaitsevaan sulaan metalliin muotissa olevan ainakin yhden aukon kautta. Kun muotti upotetaan sulaan, tapahtuu ontelon tayttyminen itseståån kehittyvån tyhjon syntyesså ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin reaktion johdosta. Tyhjo on erityisesti tulosta metallin 10 kiintean oksidimuodon syntymisestå. Siten tasså julkaisus-sa esitetåån, ettå on oleellista aikaansaada ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin vålinen reaktio. Muotin kåyttåminen tyhjon luomiseksi ei kuitenkaan vålttåmåttå ole toivottavaa, johtuen muotin kåyttoon liittyvista 15 vålittomistå rajoituksista. Muotit on ensin koneistettava mååråttyyn muotoon; sitten loppukåsiteltåvå, koneistettava hyvåksyttåvån valupinnan tuottamiseksi muottiin; sitten koottava ennen niiden kåyttåmistå; sitten purettava niiden kåyton jålkeen valukappaleen poistamiseksi niistå; ja sen 20 jålkeen muotti on jålleen saatettava kåyttokuntoon, mikå mitå todennåkoisimmin merkitsisi muotin pintojen uudelleen kåsittelyå tai muotin poistamista, ellei se enåå ole kåyttoon hyvåksyttåvå. Muotin tyoståminen monimutkaiseen muotoon saattaa olla erittåin kallista ja aikaavievåå. 25 Lisåksi muodostuneen kappaleen poistaminen monimutkaisen muotoisesta muotista saattaa olla vaikeata (ts. monimutkaisen muotoiset valukappaleet saattavat mennå rikki niitå muotista poistettaessa). Lisåksi, vaikka julkaisussa eh-dotetaan, ettå huokoinen tulenkeståvå aine voitaisiin 30 suoraan upottaa sulaan metalliin tarvitsematta kåyttåå muottia, niin tulenkeståvån aineen olisi oltava yhtenåinen kappale, koska ei ole olemassa mahdollisuutta aikaansaada tunkeutumista irralliseen tai erotettuun huokoiseen ainee-seen ilman såilionå olevaa muottia (ts. uskotaan yleisesti, 35 ettå hiukkasmainen aine tyypillisesti dissosioituisi tai valuisi hajalleen sitå sulaan metalliin sijoitettaessa). Lisåksi, jos haluttaisiin aikaansaada tunkeutuminen hiuk- 91493 8 kasmaiseen aineeseen tai loyhåsti muodostettuun esimuot-tiin, olisi ryhdyttåvå varotoimiin, niin ettei tunkeutuva metalli syrjåyttaisi osaa hiukkasaineesta tai esimuotista, mikå johtaisi epåhomogeeniseen mikrostruktuuriin.
5
Vastaavasti on kauan ollut olemassa tarve saada yksinker-tainen ja luotettava menetelma muotoiltu jen metallimatrii-si-komposiittien tuottamiseksi, joka ei perustu paineen tai tyhjon kåyttåmiseen (joko ulkoisesti kohdistettuna tai 10 sisåisesti kehitettynå), tai vahingollisten kostutusainei- den kåyttåmiseen metallimatriisin luomiseksi toiseen aineeseen, kuten keraamiseen aineeseen. Lisåksi on pitkåån ollut tarve minimoida lopullisten koneistustoimenpiteiden mååråå, joita tarvitaan metallimatriisi-komposiittikappa-15 leen aikaansaamiseksi. Esillå oleva keksinto tyydyttåå nåmå tarpeet aikaansaamalla spontaanin tunkeutumismekanismin tunkeutumisen aikaansaamiseksi aineeseen (esim. keraaminen aine), joka voidaan muotoilla esimuotiksi, jossa on sulaa matriisimetallia (esim. alumiinia) tunketumisatmosfåårin 20 (esim. typen) låsnåollessa normaalissa ilmanpaineessa, jolloin tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjåå on låsnå ainakin jossakin prosessin vaiheessa.
25 Tåmån hakemuksen sisålto liittyy useaan rinnakkaiseen hakemukseen. Erityisesti nåmå muut rinnakkaiset hakemukset kuvaavat uusia menetelmiå metallimatriisi-komposiittiai-neiden tuottamiseksi (niihin viitataan jålempånå eråisså tapauksissa nimellå "rinnakkais-metallimatriisihakemuk-30 set").
Uutta menetelmåå metallimatriisi-komposiittiaineen tuottamiseksi kuvataan US-hakemuksessamme 049,171, jonka ni-mityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja", nyt US-pa-35 tentti 4,828,008. Mainitun keksinnon menetelmån mukaisesti metallimatriisikomposiitti tuotetaan tunkeuttamalla lå-påisevåån tåyteaineeseen (esim. keraamia tai keraamilla 91493 9 påållystettyå ainetta) sulaa alumiinia, joka sisåltåå ainakin 1 painoprosentin magnesiumia ja edullisesti ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia. Tunkeutuminen tapahtuu spontaanisti kåyttåmåttå ulkoista painetta tai tyhjoå.
5 Sulan metalliseoksen laahde saatetaan koskettamaan tåyte-ainemassaa låmpotilassa, joka on ainakin noin 675°C, kun låsnå on kaasua, joka kåsittåå noin 10 - 100 tilavuus-prosenttia, edullisesti ainakin noin 50 tilavuusprosenttia typpeå, jolloin loput, mikåli sitå on, on ei-hapettavaa 10 kaasua, esim. argonia. Nåisså oloissa sula alumiiniseos tunkeutuu keraamimassaan normaalissa ilmakehån paineessa mu odos tåen alumiini- (tai alumiiniseos-) matriisikomposii-tin. Kun haluttu måårå tåyteainetta on sulan alumiiniseok-sen låpitunkemaa, lasketaan låmpotilaa seoksen kiinteyt-15 tåmiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimatriisi-rakenne, joka sulkee sisåånså lujittavan tåyteaineen. Tavallisesti, ja edullisesti, syotetty sula seos riittåå aikaansaamaan tunkeutumisen etenemisen oleellisesti tåy-teainemassan rajoille. US-patentin 4,828,008 mukaisesti 20 tuotettujen alumiinimatriisikomposiittien tåyteaineen måårå voi olla erittåin suuri. Tåsså mielesså voidaan saavuttaa tåyteaineen ja seoksen tilavuussuhteita jotka ovat suurempia kuin 1:1.
25 Edellå mainitun US-patentin 4,828,008 mukaisissa proses- sioloissa alumiininitridiå voi muodostua epåjatkuvana faasina, joka on jakautunut koko alumiinimatriisiin. Nitridin måårå alumiinimatriisissa voi vaihdella sellais-ten tekijorden, kuten låmpotilan, seoksen koostumuksen, 30 kaasun koostumuksen ja tåyteaineen mukaisesti. Siten voidaan yhtå tai useampaa sellaista jårjestelmån tekijåå sååtåmållå rååtåloidå mååråttyjå komposiitin ominaisuuk-sia. Joitakin loppukåyttosovellutuksia vårten voi kuiten-kin olla toivottavaa, ettå komposiitti sisåltåå våhån tai 35 oleellisesti ei lainkaan alumiininitridiå.
91493 10
On havaittu, ettå korkeammat låmpotilat ediståvåt tunkeu-tumista, mutta johtavat siihen, ettå menetelmåsså herkemmin muodostuu nitridiå. US-patentin 4,828,008 mukaisessa kek-sinnosså sallitaan tunkeutumiskinetiikan ja nitridin muo-5 dostumisen vålisen tasapainon valitseminen.
Esimerkki sopivista estovålineistå kåytettåviksi metalli-matriisikomposiittien muodostamisen yhteydesså on selitet-ty US-hakemuksessa 141,642, jonka nimityksenå on "Menetelmå 10 metallimatriisikomposiittien valmistamiseksi estoainetta kåyttåen". Tåmån keksinnon menetelman mukaisestl estovå-linettå (esim. hiukkasmaista titaanidiboridia tai grafiit-tiainetta, kuten joustavaa grafiittinauhatuotetta, jota Union Carbide myy tuotenimellå Grafoil (R) ) sijoitetaan 15 tåyteaineen mååråtyllå rajapinnalle ja matriisiseos tun-keutuu estovålineen måårittelemåån rajapintaan saakka. Estovålinettå kåytetåån eståmåån, torjumaan tai lopetta-maan sulan seoksen tunkeutuminen, jolloin aikaansaadaan puhtaita, tai låhes puhtaita muotoja tuloksena olevassa 20 metallimatriisikomposiitissa. Vastaavasti muodostetuilla metallimatriisi-komposiittikappaleilla on ulkomuoto, joka oleellisesti vastaa estovålineen sisåmuotoa.
US-patenttihakemuksen 049,171 mukaista menetelmåå paran-25 nettiin rinnakkaisella US-patenttihakemuksella 168,284, jonka nimityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja ja tekniikoita niiden valmistamiseksi". Hainitussa hakemuk-sessa esitettyjen menetelmien mukaisesti matriisimetal-liseos on låsnå metallin ensimmåisenå låhteenå ja mat-30 riisimetallin varastolåhteenå, joka on yhteydesså sulan metallin ensimmåiseen låhteeseen, esimerkiksi painovoimai-sen virtauksen vålityksellå. Erityisesti, mainitussa ha-kemuksessa esitetyisså oloissa, sulan matriisiseoksen låhde alkaa tunkeutua tåyteainemassaan normaalissa ilma-35 kehån paineessa ja aloittaa siten metallimatriisikomposii-tin muodostuksen. Sulan matriisimetallin ensimmåinen låhde kulutetaan sen tunkeutuessa tåyteainemassaan, ja halutta- 91493 11 essa sitå voidaan lisåtå, edullisesti jatkuvalla tavalla, sulan matriisimetallin varastolåhteestå spontaanin tunkeu-tumisen jatkuessa. Kun toivottu måårå lapaisevåå tåyte-ainetta on sulan matriisiseoksen låpitunkemaa, lasketaan 5 låmpotilaa seoksen kiinteyttåmiseksi, jolloin muodostuu kiintea metallimatriisistruktuuri, joka ympåroi lujittavaa tåyteainetta. On ymmårrettåvå, etta metallivarastolåhteen kåyttåminen on alnoastaan mainltussa patenttihakemuksessa kuvatun keksinnon eras suoritusmuoto, eika varastolåhteen 10 suoritusmuodon yhdiståminen jokaiseen siinå esitettyyn keksinnon vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon ole vålttåmåton-tå, joista erååt voisivat myos olla hyodyllisia kåytettynå esillå olevan keksinndn yhteydessa.
15 Metallin varastolåhdetta voi olla sellaisena maårånå, etta se aikaansaa riittavån metallimaaran tunkeutumisen ennalta maåratysså måårin låpåisevaån tåyteaineeseen. Vaihtoehtoi-sesti voi valinnainen estovaline olla kosketuksessa tåy-teaineen lapåisevåan massaan ainakin sen toisella puolella 20 rajapinnan maarittelemiseksi.
Lisåksi, vaikka syotetyn sulan matriisiseoksen mååran tulisi olla riittava sallimaan spontaanin tunkeutumisen eteneminen ainakin oleellisesti tåyteaineen låpaisevan 25 massan rajapintoihin (ts. estopintoihin) saakka, varasto-låhteesså olevan seoksen måarå voisi ylittåå sellaisen riittavån mååran niin, ettå on olemassa riittåvå mååra seosta tunkeutumisen loppuun saattamiseksi, ja sen lisåksi ylimååråinen sula metalliseos voisi jåådå ja kiinnittyå 30 metallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Kun siten låsnå on ylimåårå sulaa seosta, tuloksena oleva kappale on kompleksinen komposiittikappale (esim. makrokomposiitti), jossa metallimatriisin låpitunkema keraamikappale suoraan sitoutuu varastolåhteeseen jååvåån ylimååråiseen metal-35 liin.
12 91493
Jokainen edellå selitetyistå rinnakkais-metallimatriisiha-kemuksista kuvaa menetelmiå metallimatriisi-komposiitti-kappaleiden tuottamiseksi sekå uusia metallimatriisi-kom-posiittikappaleita, joita niillå tuotetaan.
5
Esillå olevan keksinnon mukaiselle menetelmålle metalli-matriisikomposiitin valmistamiseksi on tunnusomaista se, ettå a) valitaan låpåisevå tåyteainemassa; 10 b) sijoitetaan matriisimetallin låhde låpåisevån tåyte- ainemassan viereen; c) sijoitetaan sisåånvientivåline låpåisevån tåyte-ainemassan ja matriisimetallin låhteen våliin; d) kuumennetaan matriisimetalli låmpotila-alueelle, joka 15 on sen sulamispisteen ylåpuolella, sulan matriisime- tallimassan muodostamiseksi; ja e) kåytetåån ainakin jossakin valmistusprosessin vai-heessa tunkeutumisatmosfååriå sekå tunkeutumisen ediståjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå 20 aikaansaamaan sulan matriisimetallin virtaus sisåån- vientivålineen låpi ja spontaani tunkeutuminen tåyte-ainemassaan.
Sisåånvientivåline toimii sååtåen sulan matriisimetallin 25 ja låpåisevån tåyteaineen tai esimuotin vålistå pintakos-ketusta. Sellaista sååtåmistå voidaan kåyttåå sulan matriisimetallin syottåmiseksi esimuotin tai tåyteaineen edullisille alueille; ja/tai parantamaan esimuotin tai tåyteaineen kieroutumista våhentåmållå kosketusta esimuo-30 tin tai tåyteaineen ja matriisimetallin jåånnoksen vålil-lå; ja/tai våhentåmåån pinnan tyoståmisen tarvetta pinta-kåsitellyn metallimatriisikomposiitin tuottamiseksi.
Keksinnon mukaan tunkeutumisen ediståjåå tai sen edeltåjåå 35 sydtetåån tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai matriisi-metalliin ja/tai tunkeutumisatmosfååriin. Joka tapauksessa lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeu- « 91493 13 tumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteai-netta tai esimuottia.
Sijoittamalla sisåånvientivåline keksinnon mukaisesti ai-5 nakin sulan matriisimetallin osan ja tåyteaineen tai esi-muotin våliin aikaansaadaan parannettu metallimatriisi-komposiittikappale. Sopivat sisåånvientivålineet kåsittå-våt aineita, joita sula matriisimetalli ei tyypillisesti pysty kostuttamaan prosessiolosuhteissa; ja/tai joka voi 10 ediståå sellaisen matriisimetallin jåånnoksen poistamista, joka jåå kosketukseen tåyteaineen tai esimuotin kanssa, johon spontaani tunkeutuminen on tapahtunut. Esimerkkinå sellaisesta sisåånvientivålineestå kåytettåvåksi alumiini-matriisimetallin kanssa on grafiittia oleva aine, kuten 15 grafiittinauhatuote, joka sisåltåå yhden ainoan reiån tai useita reikiå tai kanavia sen låpi. Reikien lukumååråå, reikien kokoa ja muotoa, jne. voidaan sååtåå millå tahansa sopivalla tavalla, niin ettå saavutetaan parannettu metal-limatriisikomposiitti.
20
Huomattakoon, ettå tåmå hakemus kåsittelee pååasiassa alu-miinimatriisimetalleja, jotka jossain metallimatriisikom-posiittikappaleen muodostumisen aikana ovat kosketuksessa magnesiumiin, joka toimii tunkeutumisen ediståjån edeltå-25 jånå, tunkeutumisatmosfåårinå toimivan typen låsnåollessa.
S i ten alumiini/magnesium/typpi - j år j estelmånmatriisimetal -li/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutumisatmosfååri -jårjestelmållå esiintyy spontaania tunkeutumista. Sopiva sisåånvientivåline kåytettåvåksi tåsså jårjestelmåsså kå-30 sittåå grafiittiainetta, kuten grafiittinauhatuotetta, jota Union Carbide myy tavaramerkillå Grafoil (R). Muut matriisimetalli/ tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutumisatmosfååri- j år jestelmåt voivat kuitenkin myos kåyttåy-tyå samantapaisesti kuin alumiini/magnesium/typpi-jårjes -35 telmå. Samantapaista spontaania tunkeutumiskåyttåytymistå on esimerkiksi havaittu alumiini/strontium/typpi-jårjestelmåsså; alumiini/sinkki/happi-jårjestelmåsså; sekå alu-• miini/kalsium/typpi-jårjestelmåsså. Vastaavasti, vaikka 14 91493 tåsså hakemuksessa kåsitellåån ainoastaan alumiini/magnesium/ typpi-j år jestelmåå, on ymmårrettåvå, ettå muut me-tallimatriisi/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutu-misatmosfååri-jårjestelmåt voivat kåyttåytyå samantapai-5 sesti, ja keksinto on tarkoitettu kattamaan myos ne. Sopiva sisåånvientivåline voidaan valita kåytettåvåksi kullekin muulle spontaanille tunkeutumisjårjestelmålle.
Matriisimetallin kåsittåesså alumiiniseosta saatetaan 10 alumiiniseos kosketukseen esimuottiin, joka kåsittåå tåy-teainetta (esim. alumiinioksidia tai piikarbidia), tai tåyteaineen massaan, jolloin esimuottiin tai tåyteainemas-saan on sekoitettu magnesiumia, ja/tai jolloin ne saatetaan magnesiumin vaikutuksen alaiseksi prosessin jossakin 15 kohdassa. Erååsså edullisessa suoritusmuodossa alumiiniseos ja/tai esimuotti tai tåyteaine pidetåån lisåksi typ-piatmosfåårisså ainakin prosessin osan aikana. Esimuotissa esiintyy spontaania tunkeutumista, ja spontaanin tunkeutu-misen ja metallimatriisin muodostumisen måårå tai nopeus 20 vaihtelevat prosessiolojen annetun jårjestelyn mukaisesti, mukaan lukien esimerkiksi jårjestelmåån (esim. alumiini-seokseen ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai tun-keutumisatmosfååriin) tuotetun magnesiumin pitoisuus, tåyteaineen tai esimuotin hiukkasten koko ja/tai koostumus, 25 typen pitoisuus tunkeutumisatmosfåårisså, aika jona tun-keutumisen annetaan esiintyå, ja/tai låmpotila, jossa tun-keutuminen esiintyy. Spontaania tunkeutumista esiintyy tyypillisesti niin suuressa måårin, ettå se riittåå oleel-lisen tåydellisesti ympåroimåån esimuotin tai tåyteaineen.
30 Mååritelmiå "Alumiini" merkitsee ja sisåltåå tåsså kåytettynå oleelli-sesti puhtaan metallin (esim. suhteellisen puhtaan, kau-pallisesti saatavan seostamattoman alumiinin) tai metallin 35 ja metalliseosten muita laatuja, kuten kaupallisesti saa-tavat metallit, joissa on epåpuhtauksia ja/tai jotka „ 91493
Id sallivat siinå olevan sellaisia ainesosia, kuten rautaa, piitå, kuparia, magnesiuma, mangaania, kromia, sinkkia, jne. Taman maaritelman tarkoituksiin oleva alumiiniseos on seos tai metallien muodostama yhdiste, jossa alumiini on 5 pååainesosana.
"Ei-hapettavan kaasun loppuosa" merkitsee tassa kåytettynå sitå, ettå tunkeutumisatmosfåårin muodostavan primååri-kaasun lisåna oleva mikå tahansa kaasu on joko inerttiå 10 kaasua tai pelkistavaa kaasua, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa prosessin olosuhteissa. Kaikkien kaasussa (kaasuissa) epåpuhtautena mahdollisesti låsnå olevien hapettavien kaasu jen måårån tulisi olla riittåmåton matriisimetallin hapettamiseen missåån oleellisessa måårin 15 prosessin olosuhteissa.
"Estoaine" tai "estovåline" merkitsee tåsså kåytettynå mitå tahansa soveltuvaa vålinettå, joka vuorovaikuttaa, eståå, torjuu tai lopettaa sulan matriisimetallin kulkeutumisen, 20 siirtymisen tai vastaavan, tåyteainemassan tai esimuotin rajapinnan taakse, jolloin mainittu estovåline måårittelee sellaisen rajapinnan. Sopivia estovålineitå voivat olla mitkå tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllåpitåvåt 25 jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole oleellisesti haihtuvia (ts. estoaine ei haihdu niin paljon, ettå siitå tulisi estoaineena hyodyton).
Lisåksi sopivat "estovålineet" sisåltåvåt aineita, joita 30 kulkeutuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå estoaineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan 35 tai esimuotin mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita, ja måårittelee ainakin osan tuloksena olevan 91493 16 metallimatriisi-komposiittituotteen pinnasta. Estoaine voi mååråtyisså tapauksissa olla låpaisevåå tai huokoista, tal se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla reikiå estoaineeseen tai låviståmållå se, niin ettå kaasu 5 paasee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
"Jaånnokset" tai "matriisimetallin jaannokset" viittaa tåsså kåytettynå alkuperåisen matriisimetallirungon mah-dolliseen osaan, joka jaa jaljelle ja joka ei ole kulunut 10 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostuksen aikana, ja tyypillisesti, jos sen annetaan jååhtyå, pysyy ainakin osittaisessa kosketuksessa muodostettuun metallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Tulisi ymmårtåå, ettå jaånnokset voivat myos sisåltåå toista tai vierasta ainetta.
15 "Tåyteaine" on tåsså kåytettynå tarkoitettu sisåltåmåån joko yksittåisiå aineksia tai ainesseoksia, jotka oleel-lisesti eivåt reagoi matriisimetallin kanssa ja/tai joilla on rajoitetu liukenevuus matriisimetalliin, ja jotka voivat 20 olla yksi- tai useampifaasisia. Tåyteaineita voidaan jårjeståå lukuisissa eri muodoissa, kuten jauheina, lius-koina, hiutaleina, mikropalloina, kuitukiteinå, kuplina, jne, ja ne voivat olla joko tiiviitå tai huokoisia. Tåyteaine voi myos sisåltåå keraamisia tåyteaineita, kuten 25 alumiinioksidia tai piikarbidia kuituina, leikattuina kuituina, hiukkasina, kuitukiteinå, kuplina, kuulina, kuitumattoina, tai vastaavina, ja påållystettyjå tåyteaineita, kuten hiilikuituja, jotka on påållystetty alu-miinioksidilla tai piikarbidilla hiilen suojaamiseksi 30 esim. sulan perusmetalli-alumiinin syovyttåvåltå vaikutuk-selta. Tåyteaineet voivat myos kåsittåå metalleja.
"Sisåånvientivåline" tarkoittaa tåsså kåytettynå mitå tahansa ainetta, jolla prosessiolosuhteissa on yksi tai 35 useampia seuraavista ominaisuuksista: 1) sula matriisime-talli ei oleellisesti pysty kostuttamaan sitå verrattuna tåyteaineeseen tai esimuottiin, johon tunkeutumisen tulee 91493 17 tapahtua; 2) se våhentåå sitoutumisen lujuutta ja/tai sitoutumisen mååråå matriisimetallin jåånnoksen ja metal-limatriisi-komposiittikappaleen vålillå, jossa tunkeutu-minen on tapahtunut, jolloin se (i) parantaa jånnityksen 5 mååråå (esim. kieroutumista), joka siirtyy metallimatrii-si-komposiittikappaleeseen matriisimetallin jåånnoksestå johtuen erilaisesta jååhtymiskutistumisesta matriisimetallin jåånnoksen ja tuloksena olevan metallimatriisi-kom-posiittikappaleen vålillå, ja/tai (ii) våhentåå tyoståmi-10 sen mååråå, jota tarvitaan tuloksena olevan metallimatrii-si-komposiittikappaleen pinnalle, johtuen matriisimetallin jåånnoksen ja tuloksena olevan metallimatriisi-kom-posiittikappaleen vålisestå pienentyneestå pintakosketuk-sesta ja/tai matriisimetallin ja esimuotin tai tunkeu-15 duttavan tåyteaineen vålisestå pienentyneestå pintakoske-tuksesta tunkeutumisen tapahtuessa.
"Tunkeutumisatmosfååri" tåsså kåytettynå tarkoittaa sitå atmosfååriå, joka on låsnå ja joka vuorovaikuttaa mat-20 riisimetallin ja/tai esimuotin (tai tåyteaineen) ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tunkeutumisen ediståjån kanssa ja sallii tai ediståå matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen esiintymisen.
25 "Tunkeutumisen ediståjå" merkitsee tåsså kåytettynå ainet-ta, joka ediståå tai avustaa matriisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumisen ediståjå voidaan muodostaa esimerkiksi tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktiolla tunkeutumisatmosfåårin 30 kanssa 1) kaasun ja/tai 2) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tunkeutumisatmosfåårin reaktiotuotteen ja/tai 3) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tåyteaineen tai esimuotin reaktiotuotteen muodostamiseksi. Lisåksi tunkeutumisen ediståjåå voidaan syottåå suoraan ainakin yhteen 35 seuraavista: esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin, ja/tai tunkeutumisatmosfååriin; ja se voi toimia oleellisesti samalla tavalla kuin tunkeutumisen ediståjå, joka on 91493 18 muodostunut tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja jonkin toisen aineen reaktiona. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tax esimuottia spontaanin 5 tunkeutumisen aikaansaamiseksi.
"Tunkeutumisen ediståjån edeltåjå" merkitsee tåsså kåytet-tynå ainetta, joka yhdesså matriisimetallin, esimuotin ja/tai tunkeutumisatmosfåårin kanssa kåytettynå muodostaa 10 tunkeutumisen ediståjån, joka aiheuttaa tai avustaa mat-riisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Haluamatta sitoutua mihinkåån mååråttyyn teoriaan tai selitykseen, vaikuttaa siltå, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå pitåisi pystyå asettamaan, sen 15 pitåisi sijaita tai sitå pitåisi voida kuljettaa sellaiseen kohtaan, joka sallii tunkeutumisen ediståjån edeltåjån olla vuorovaikutuksessa tunkeutumisatmosfåårin kanssa ja/tai esimuotin tai tåyteaineen ja/tai metallin kanssa. Eråisså matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-20 tumisatmosfååri-jårjestelmisså on esimerkiksi toivotta-vaa, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå hoyrystyy siinå låmpotilassa jossa matriisimetalli sulaa, tåmån låmpotilan låhellå, tai eråisså tapauksissa jopa jonkinverran tåmån låmpotilan ylåpuolella. Sellainen hoyrystyminen saattaa 25 johtaa: 1) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kaasun muodosta-miseksi, joka ediståå tåyteaineen tai esimuotin kostutta-mista matriisimetallilla; ja/tai 2) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tunkeutumisatmosfåårin kanssa 30 sellaisen kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan tunkeutumisen ediståjån muodostamiseksi ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostutta-mista; ja/tai 3) sellaiseen tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tåyteaineessa tai esimuotissa, joka muo-35 dostaa kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan tunkeutumisen ediståjån ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostuttamista.
91493 19 "Matriisimetalli" tai "matriisimetalliseos" merkitsevåt tåsså kåytettynå sitå metallia, jota kåytetåån metallimat-riisikomposiitin muodostamiseksi (esim. ennen tunkeutumis-ta) ja/tai sitå metallia, joka sekoittuu tåyteaineeseen 5 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi (esim. tunkeutumisen jålkeen). Kun matriisimetalliksi nimetåan maåråtty metalli, on ymmårrettåvå, etta sellainen matriisimetalli sisåltaå tåman metallin oleellisesti puh-taana metallina, kaupallisesti saatavana metallina, jossa 10 on epåpuhtauksia ja/tai seosaineita, metallien muodostaman yhdisteenå tai seoksena, jossa tåmå metalli on pååasial-lisena osana.
"Matriisimetalli/tunkeutumisen edistajån edeltåjå/tunkeu-15 tumisatmosfååri-jårjestelmå" eli "spontaani jårjestelmå" viittaa tåsså kaytettyna siihen aineiden yhdistelmåån, jolla esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin ja tåyteaineeseen. On ymmårrettåvå, etta kun esimerkin mat-riisimetallin, tunkeutumisen edistajån edeltåjån ja tun-20 keutumisatmosfåårin vålisså esiintyy merkki "/", sitå kaytetåån merkitsemåån jårjestelmåå tai aineiden yhdistel-måå, jolla mååråtyllå tavalla yhdisteltynå esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin tai tåyteaineeseen.
25 "Metallimatriisikomposiitti" eli "MMC" merkitsee tåsså kaytettyna ainetta, joka kåsittåå kaksi- tai kolmiulottei-sesti liittyneen seoksen tai matriisimetallin, joka pitåå sisållåån esimuottia tai tåyteainetta. Matriisimetalli voi sisåltåå erilaisia seosalkuaineita, joilla aikaansaadaan 30 erityisesti toivotut mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuu-det tuloksena olevassa komposiitissa.
Matriisimetallista "poikkeava" metalli merkitsee metallia, joka ei sisållå pååasiallisena ainesosana samaa metallia 35 kuin matriisimetalli (jos esimerkiksi matriisimetallin pååasiallisena osana on alumiini, niin "poikkeavan" metallin pååasiallisena osana voisi olla esimerkiksi nikkeli).
91493 20 "Ei-reaktiivinen astia matriisimetallia vårten" merkitsee mita tahansa astiaa, joka voi sisaltaa tayteainetta (tai esimuotin) ja/tai sulaa matriisimetallia prosessin olois-sa, ja joka ei reagoi matriisin ja/tai tunkeutumisatmos-5 fåarin ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tayteaineen tai esimuotin kanssa sellaisella tavalla, joka oleellisesti huonontaisi spontaania tunkeutumismekanis-mia.
10 "Esimuotti” tai "lapaiseva esimuotti" merkitse tåssa kåytettynå sellaista huokoista tåytemassaa tai tåyte-ainemassaa, joka valmistetaan ainakin yhdellå rajapinnal-la, joka oleellisesti måårittelee tunkeutuvalle mat-riisimetallille rajapinnan, kuten massaa, joka riittåvån 15 hyvin pitåå ehjån muotonsa ja tuorelujuuden, niin ettå se aikaansaa mittapysyvyyden ennen kuin matriisimetalli tun-keutuu siihen. Massan tulisi olla riittåvån huokoista, niin ettå se sallii matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen siihen. Tyypillisesti esimuotti kåsittåå sidotun ryhmån 20 tai tåyteaineen jårjestelyn, joko homogeenisen tai epåho-mogeenisen, ja se voi kåsittåå mita tahansa soveltuvaa ainetta (esim. keraamisia ja/tai metallihiukkasia, jauhei-ta, kuituja, kuitukiteitå, jne, sekå mitå tahansa nåiden yhdistelmåå). Esimuotti voi olla joko erillisenå tai 25 kokoonpanona.
"Varastolåhde" tai varasto merkitsee tåsså kåytettynå erillista matriisimetallin kappaletta, joka on sijoitettu tåyteainemassan tai esimuotin suhteen niin, ettå kun 30 metalli sulaa, se voi virrata korvaamaan, tai eråisså tapauksissa alunperin aikaansaamaan ja sen jålkeen tåyden-tåmåån sitå matriisimetallin osaa, segmenttiå tai låhdettå, joka koskettaa tayteainetta tai esimuottia. Varastolåhde voi myos syottåå ainakin jotakin metallia, joka poikkeaa 35 matriisimetallista.
91493 21 "Spontaani tunkeutuminen" merkitsee tåsså kåytettynå mat-riisimetallin tunkeutumista låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin, joka tapahtuu vaatimatta paineen tai tyhjon kåyttåmistå (ei ulkoisesti kohdistettua eikå sisai-5 sesti kehitettyå).
Seuraavat kuviot on jårjestetty keksinnon yiranårtåmisen tueksi, mutta niita ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnon suoja-alaa. Kaikissa kuvioissa on kåytetty 10 mahdollisuuksien mukaan samoja viitenumeroita osoittamaan samanlaisia osia, jolloin:
Kuvio 1 on kaaviollinen poikkileikkaus metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi kåytettyjen 15 aineiden kokoonpanosta esimerkin 1 mukaisesti.
Kuvio 2 on kaaviollinen poikkileikkaus metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi kaytetyn ai-neen kokoonpanosta esimerkin 2 mukaisesti.
20
Kuvio 3 on valokuva, joka esittaa esimerkin 1 mukaisen esimuotin, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, ja matriisimetallin jåannoksen.
25 Kuvio 4 on valokuva, joka esittaa esimerkin 2 mukaisen esimuotin, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, ja matriisimetallin jåannoksen.
Esillå oleva keksinto liittyy menetelmåån metallimatrii-30 sikomposiittien valmistamiseksi kåyttåmållå sisåånvienti-vålinettå ohjaamaan tai sååtåmåån sulan matriisimetallin ' spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin.
Erityisesti saatetaan tai aiheutetaan sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan tåyteaineeseen tai esimuottiin 35 sen jålkeen kun se on kulkenut sisåånvientivålineen låpi. Sisåånvientivåline kåsittåå mitå tahansa ainetta, jota voidaan sijoittaa sulan matriisimetallin ja låpåisevån 91493 22 tåyteaineen tax esimuotin våliin, ja joka vox saattaa sulan matriisimetallin, mieluummin, spontaanisti tunkeutumaan tåyteaineeseen tax esimuottiin sisåånvientivålineen ra-joittaman ainakin yhden kanavan låpi. Siten sisåånvienti-5 våline toimii sååtåen sulan matriisimetallin ja låpåisevån tåyteaineen tax esimuotin vålistå pintakosketusta. Sopivat sisåånvientivålineet kåsittåvåt aineita, joita sula mat-riisimetalli ei tyypillisesti kykene kostuttamaan proses-sioloissa, ja/tai jotka voivat helpottaa sellaisen mat-10 riisimetallin jåånnoksen poistéunista, joka koskettaa esimuottia tax tåyteainetta, johon spontaani tunkeutuminen on loppuun saatettu.
Sisåånvientivålineeseen jår jestetty kanava tax jår jestetyt 15 kanavat (joita selitetåån yksityiskohtaisemmin alempana), voivat lukumååråltåån tax muodoltaan olla millaiset tahan-sa. Sisåånvientivåline vox esimerkiksi aikaansaada useita tasaisin etåisyyksin olevia kanavia tax yhden ainoan kanavan. Sisåånvientivålineen paksuuden tulisi olla riit-20 tåvå 1) absorboimaan mahdolliset jååhtymisjånnitykset, joita esiintyy matriisimetallin jåånnoksen ja muodostuneen metallimatriisikomposiitin vålillå ja/tai 2) våhentåmåån sitoutumisen lujuutta ja/tai våhentåmåån sitoutumisen mååråå matriisimetallin jåånnoksen ja muodostuneen metal-25 limatriisikomposiitin vålillå. Sijoittamalla kanava(t) tarkoituksenmukaisesti sisåånvientivålineeseen voidaan sisåånvientivålinettå kåyttåå kompensoimaan mahdollista matriisimetallin epåtasaista tunkeutumista tåyteaineeseen tax esimuottiin. Sisåånvientivålineen oikean valinnan, 30 suunnittelun ja sijoittamisen jålkeen sula matriisimetalli vox spontaanisti tunkeutua låpåisevåån esimuottiin tax tåyteaineeseen.
Spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi on tunkeutumisen 35 ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå ja/tai tunkeutuva atmosfååri ainakin prosessin jossakin vaiheessa yhteydesså tåyteaineeseen tax esimuottiin, mikå sallii 91493 23 sulan matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen tåyteai-neeseen tai esimuottiin sisåånvientivålineen låpi. Erityi-sesti tulisi tunkeutumisen ediståjåå jårjeståå spontaaniin jårjestelmåån sulan matriisimetallin spontaanin tunkeutu-5 misen aikaansaamiseksi tåyteaineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumisen ediståjå voisi muodostua tunkeutumisen edis-tåjån edeltåjåstå, joka voitaisiin jår jeståå 1) matriisime-talliin, ja/tai 2) tåyteaineeseen tai esimuottiin, ja/tai 3) tunkeutumisatmosfååristå, ja/tai 4) ulkoisesta låhtees-10 tå spontaaniin jårjestelmåån. Lisåksi, tunkeutumisen edis-tåjån edeltåjån sijasta voidaan tunkeutumisen ediståjåå syottåå suoraan ainakin joko esimuottiin, ja/tai mat-riisimetalliin, ja/tai tunkeutumisatmosfååriin. Lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeutumisen 15 ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia.
Edullisessa suoritusmuodossa on mahdollista, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjån voidaan ainakin osittain antaa 20 reagoida tunkeutumisatmosfåårin kanssa, niin ettå tunkeutumisen ediståjå voidaan muodostaa ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia ennen kuin tai oleellisesti saman-aikaisesti kun sula matriisimetalli koskettaa esimuottia (esim. jos tunkeutumisen ediståjån edeltåjånå olisi mag-25 nesiumia ja tunkeutumisatmosfåårinå typpeå, niin tunkeutumisen ediståjå voisi olla magnesiumnitridiå, joka voisi sijaita ainakin osassa esimuottia tai tåyteainetta).
Esimerkkinå matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edel-30 tåjå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåstå on alumiini/ magnesium/typpi-jårjestelmå. Erityisesti voidaan alumii-ni-matriisimetalli asettaa sopivassa tulenkeståvåsså as-tiassa olevaan tåyteaineeseen, joka astia prosessioloissa ei reagoi alumiinimatriisimetallin ja/tai tåyteaineen 35 kanssa, kun alumiini sulatetaan. Tåyteaine joka sisåltåå magnesiumia tai joka voidaan altistaa magnesiumille, ja joka ainakin kåsittelyn jossakin vaiheessa altistetaan 91493 24 typpiatmosfåårille, voidaan saattaa kosketukseen sulan alumiinimatriisimetallin kanssa. Matriisimetalli tunkeu-tuu tålloin spontaanisti tåyteaineeseen tai esimuottiin.
5 Lisåksi tunkeutumisen ediståjån edeltåjån syottåmisen sijasta voidaan syottåå tunkeutumisen ediståjåå suoraan ainakin joko esimuottiin ja/tai matriisimetalliin ja/tai tunkeutumisatmosfååriin. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita 10 ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia.
Niisså oloissa, joita kåytetåån esillå olevan keksinnon mukaisessa menetelmåsså, alumiini/magnesium/typpi-spon-taanissa tunkeutumisjårjestelmån tapauksessa tåyteaineen 15 tai esimuotin tulisi olla riittåvån låpåisevåå, jotta typpeå sisåltåvå kaasu voisi tunkeutua tayteaineeseen tai esimuottiin prosessin jonkin vaiheen aikana ja/tai kosket-taa sulaa matriisimetallia. Lisåksi låpåisevåsså tåyteai-neessa tai esimuotissa voi tapahtua sulan matriisimetallin 20 tunkeutumista, jolloin aiheutuu sulan matriisimetallin spontaani tunkeutuminen typen låpåisemåån tåyteaineeseen tai esimuottiin, niin ettå se muodostaa metallimatriisi-komposiittikappaleen ja/tai sattaa typen reagoimaan tunkeutumisen ediståjån edeltajån kanssa tunkeutumisen edis-25 tåjån muodostamiseksi tåyteaineeseen tai esimuottiin johtaen nåin spontaaniin tunkeutumiseen. Spontaanin tunkeutumisen måårå tai nopeus ja metallimatriisikomposiitin muodostuminen vaihtelee prosessiolojen annetun yhdistelmån mukaisesti, joita ovat mm. magnesiumin måårå alumiiniseok-30 sessa, magnesiumin måårå tåyteaineessa tai esimuotissa, magnesiumnitridin måårå esimuotissa tai tåyteaineessa, muiden seosalkuaineiden (esim. pii, rauta, kupari, mangaa-ni, kromi, sinkki, ja vastaavat) låsnåolo, tåyteaineen keskimååråinen koko (esim. hiukkashalkaisija), tåyteaineen 35 pintatila ja tyyppi, tunkeutumisatmosfåårin typpipitoi-suus, tunkeutumiselle annettu aika ja låmpotila, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Annettaessa esimerkiksi sulan 91493 25 alumiinimatriisimetallin tunkeutumisen tapahtua spontaa-nisti, voidaan alumiini seostaa ainakin noin 1 painoprosen-tilla, ja edullisesti ainakin noin 3 painoprosentilla magnesiumia (joka toimii tunkeutumisen ediståjån edelta-5 jånå), seoksen painoon verrattuna. Muita lisåseosalkuai-neita, kuten edella on selitetty, voidaan myos sisåltaa matriisimetalliin sen erityisten ominaisuuksien raåtåloi-miseksi. Lisåksi lisaseosalkuaineet voivat vaikuttaa mat-riisin alumiinimetallissa tarvittavan magnesiumin mååråån, 10 niin ettå se johtaa spontaaniin tunkeutumiseen tåyteainee-seen tai esimuottiin. Magnesiumin håviåmistå spontaanista jårjestelmåstå, esimerkiksi hoyrystymisen vuoksi, ei saisi tapahtua niin suuressa måår in, ettei magnesiumia ole låsnå muodostamaan tunkeutumisen ediståjåå. Siten on toivotta-15 vaa, ettå aluksi kåytetåån riittåvåå seosalkuaineiden mååråå jotta spontaani tunkeutuminen voisi tapahtua hoy-rystymisen sitå haittaéimatta. Lisåksi magnesiumin låsnåolo sekå tåyteaineessa tai esimuotissa ettå matriisimetallissa tai pelkåståån tåyteaineessa tai esimuotissa voi johtaa 20 magnesiumin spontaania tunkeutumista vårten vaadittavan måårån pienenemiseen (jota selitetåån yksityiskohtaisemmin alempana).
Typpiatmosfåårisså olevan typen måårå vaikuttaa myos 25 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostumisnopeu- teen. Erityisesti jos atmosfåårisså on alle 10 tilavuus-prosenttia typpeå, niin spontaania tunkeutumista esiintyy hyvin hitaasti tai hyvin våhån. On havaittu, ettå on edullista kun tunkeutumisatmosfåårisså on ainakin 50 30 tilavuusprosenttia typpeå, jolloin aikaansaadaan lyhyempiå tunkeutumisaikoja paljon suuremmasta tunkeutumismååråstå johtuen. Tunkeutumisatmosfååri (esim. typpeå sisåltåvå kaasu) voidaan syottåå suoraan tåyteaineseen tai esimuottiin ja/tai matriisimetalliin, tai se voidaan tuottaa 35 aineen hajoamisen tuloksena.
26 91 493
Sulan matriisimetallin tåyteaineseen tai esimuottiin tun-keutumisen aikaansaamiseksi vaadittavan magnesiumin våhim-måismåårå riippuu yhdesta tai useéunmasta tekijastå, kuten prosessin lampotilasta, ajasta, muiden lisåseosalkuainei-5 den kuten piin tai sinkin låsnåolosta, tåyteaineen luon-teesta, magnesiumin sisåltymisestå yhteen tai useampaan spontaanin jårjestelmån osaan, atmosfåårin typpisisallos-tå, ja typpiatmosfåårin virtausmååråstå. Voidaan kåyttåå alempia låmpotiloja tai lyhyempiå kuumennusaikoja tåydel-10 lisen tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kun seoksen ja/tai esimuotin magnesiumpitoisuutta nostetaan. Samaten annetul-la magnesiumpitoisuudella maarattyjen lisåseosalkuainei-den, kuten sinkin lisååminen mahdollistaa alempien låmpo-tilojen kayttamisen. Esimerkiksi matriisimetallin 15 magnesiumpitoisuutta toimivan alueen alapååsså, esim vå- lilla noin 1-3 painoprosenttia, voidaan kåyttåå yhdesså ainakin jonkin seuraavien kanssa: våhimmåisprosessilåmpo-tilan ylittåvå låmpotila, suuri typpipitoisuus, yksi tai useampia lisåseosalkuaineita. Ellei tåyteaineeseen tai 20 esimuottiin lisåtå lainkaan magnesiumia, pidetåån vålillå noin 3-5 painoprosenttia magnesiumia sisåltåviå seoksia edullisina, johtuen niiden yleisestå kåytettåvyydestå laajoilla prosessiolojen alueilla, jolloin ainakin 5 painoprosenttia pidetåån edullisena kåytettåesså alempia 25 låmpotiloja ja lyhyempiå aikoja. Alumiiniseoksessa voidaan kåyttåå 10 painoprosentin ylittåviå magnesiumpitoisuuksia tunkeutumiseen vaadittavien låmpotilaolojen muuntelemi-seksi. Magnesiumpitoisuutta voidaan pienentåå muiden seo-salkuaineiden yhteydesså, mutta nåmå alkuaineet palvelevat 30 ainoastaan lisåtoimintoja, ja niitå kåytetåån edellå mainitun magnesiumin minimimåårån tai sen ylittåvån måårån kanssa. Esimerkiksi oleellisesti mitåån tunkeutumista ei esiintynyt nimellisesti puhtaalla alumiinilla, jota oli seostettu vain 10 % piillå, 1000°C låmpotilassa, alustaan 35 39 Crystolon (99 % puhdasta piikarbidia Norton Co:lta), jonka raekoko oli 500 mesh (mesh = seulan aukkojen lukumåårå tuumaa kohti). Magnesiumin låsnåollessa on kuitenkin piin 91493 27 havaittu ediståvån tunkeutumisprosessia. Toisena esimerk-kina magnesiumin måårå muuttuu, jos sita syotetaan yksin-omaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. On havaittu, ettå spontaani tunkeutuminen tapahtuu, kun spontaaniin jårjes-5 telmaan syotetaan pienempi painoprosentti magnesiumia, jos ainakin jokin maåra syotetyn magnesiumin kokonaismååråstå sijoitetaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. Saattaa olla toivottavaa, ettå magnesiumia jårjestetåån pienempi måårå, jotta våltettåisiin ei-toivottujen metalliyhdisteiden syn-10 tyminen metallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Esimuo- tin ollessa piikarbidia on havaittu, ettå matriisimetalli tunkeutuu spontaanisti esimuottiin, kun esimuotti saate-taan kosketukseen alumiinimatriisimetallin kanssa, esi-muotin sisåltåesså ainakin 1 painoprosenttia magnesiumia 15 ja oleellisesti puhtaan typpiatmosfåårin låsnåollessa.
Alumiinioksidi-esimuotin tapauksessa hyvåksyttåvån spon-taanin tunkeutumisen saavuttamiseksi vaadittu magnesiumin måårå on hieman suurempi. Erityisesti on havaittu, ettå kun samantapainen alumiinimatriisimetalli saatetaan kos-20 kettamaan alumiinioksidi-esimuottia, likimain s amass a lam-potilassa kuin alumiini joka tunkeutui piikarbidi-esimuot-tiin, ja saman typpiatmosfåårin låsnåollessa, niin saatetaan tarvita ainakin noin 3 painoprosenttia magnesiumia samanlaisen spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi, 25 kuin se joka saavutettiin juuri edellå kuvatun piikarbi-di-esimuotin yhteydesså.
On myos havaittu, ettå on mahdollista syottåå spontaaniin jårjestelmåån tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai 30 tunkeutumisen ediståjåå seoksen pinnalle ja/tai esimuotin tai tåyteaineen pinnalle ja/tai esimuottiin tai tåyteaineeseen ennen kuin matriisimetallin annetaan tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin (ts. saattaa olla, ettei syotettyå tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå tai tunkeutu-35 misen ediståjåå tarvitse seostaa matriisimetalliin, vaan ettå sitå yksinkertaisesti syotetaan spontaaniin jårjes-telmåån). Jos magnesiumia levitettåisiin matriisimetallin 91493 28 pinnalle, saattaa olla edullista, ettå tåmå pinta olisi se pinta, joka on låhimpånå tai edullisesti kosketuksessa tåyteaineen låpåisevåån massaan tai påinvastoin; tai sellaista magnesiumia voitaisiin sekoittaa ainakin esi-5 muotin tai tåyteaineen osaan. Lisåksi on mahdollista, ettå pinnalle levittåmisen, seostamisen ja magnesiumin sijoit-tamisen ainakin tåyteaineen osaan, joitakin yhdistelmiå voitaisiin kåyttåå. Sellaiset yhdistelmåt tunkeutumisen ediståjån (ediståjien) ja/tai tunkeutumisen ediståjån 10 edeltåjån (edeltåjien) levittåmisesså saattaisivat johtaa alumiinimatriisimetallin tåyteaineeseen tunkeutumisen ediståmiseen vaadittavan magnesiumin kokonaispaino-prosenttimåårån pienenemiseen, samoinkuin alempien låmpo-tilojen saavuttamiseen, joissa tunkeutumista voi esiintyå. 15 Lisåksi magnesiumin låsnåolosta johtuva metallien epåtoi-vottu jen keskinåisten yhdisteiden muodostuminen voitaisiin myos minimoida.
Yhden tai useamman lisåseosalkuaineen kåyttåminen ja 20 ympåroivån kaasun typpipitoisuus vaikuttavat myos mat-riisimetallin nitrautumiseen annetussa låmpotilassa. Esi-merkiksi voidaan seokseen sisållyttåå tai seoksen pinnalle levittåå sellaisia lisåseosalkuaineita kuin sinkkiå tai rautaa tunkeutumislåmpotilan alentamiseksi ja siten muo-25 dostuvan nitridin måårån pienentåmiseksi, kun taas kaasussa olevan typen pitoisuuden lisååmistå voitaisiin kåyttåå nitridin muodostumisen ediståmiseen.
Seoksessa olevan ja/tai seoksen pinnalle levitetyn ja/tai 30 tåyteaineeseen tai esimuottiin yhdistetyn magnesiumin pitoisuus pyrkii myos vaikuttamaan tunkeutumisen mååråån annetussa låmpotilassa. Vastaavasti eråisså tapauksissa, joissa pieni måårå tai ei lainkaan magnesiumia saa olla kosketuksessa suoraan esimuottiin tai tåyteaineeseen, 35 saattaa olla edullista, ettå ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia sisållytetåån seokseen. Tåtå arvoa pienemmåt seosmååråt, kuten 1 painoprosentti magnesiumia, saattaa 91493 29 vaatia korkeammat prosessilåmpotilat tai lisåseosalkuai-neita tunkeutumista vårten. Tåmån keksinnon spontaanin tunkeutumisprosessin toteuttamiseksi vaadittu lampotila voi olla alempi: 1) kun yksinomaan seoksen magnesiumpitoi-5 suutta nostetaan, esim. ainakin noin 5 painoprosenttiin? ja/tai 2) kun seostavia aineita sekoitetaan tåyteaineen lapaisevåan massaan tai esimuottiin; ja/tai 3) kun alu-miiniseoksessa on toista alkuainetta, kuten sinkkia tai rautaa. Lampotila voi myos vaihdella eri tåyteaineilla. 10 Yleensa esiintyy spontaania ja etenevaa tunkeutumista prosessilåmpdtilassa, joka on ainakin noin 675°C, edulli-sesti prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 750 -800°C. Yleensa yli 1200°C olevat lampotilat eivat naytå ediståvan prosessia, ja erityisen kåyttokepoiseksi låmpo-15 tilaksi on havaittu alue noin 675°C - noin 1200°C. Kuitenkin yleisena saantona spontaanin tunkeutumisen lampotila on sellainen lampotila, joka on matriisimetallin sulamispis-teen ylåpuolella mutta matriisimetallin hoyrystymislampo-tilan alapuolella. Lisåksi spontaanin tunkeutumisen lam-20 potilan tulisi olla tayteaineen sulamispisteen alapuolella. Edelleen, kun lampotilaa nostetaan, kasvaa pyrkimys matriisimetallin ja tunkeutumisatmosfåårin våli-sen reaktiotuotteen muodostamiseen (esim. alumiinimat-riisimetallin ja typpeå olevan tunkeutumisatmosfåårin 25 tapauksessa saattaa muodostua alumiininitridiå). Sellaiset reaktiotuotteet saattavat olla toivottavia tai ei-toivot-tuja, riippuen metallimatriisi-komposiittikappaleen aio-tusta kåytostå. Tyypillisesti kåytetåån såhkovastuskuumen-nusta tunkeutumislåmpotilojen saavuttamiseksi. Keksinnon 30 yhteydesså kåytettåvåksi hyvåksytåån kuitenkin mikå tahan-sa kuumennusvåline, joka voi saattaa matriisimetallin * sulamaan ja joka ei vaikuta haitallisesti spontaaniin tunkeutumiseen.
35 Esillå olevassa menetelmåsså esimerkiksi låpåisevå tåyte-aine tai esimuotti saatetaan kosketukseen sulan alumiinin kanssa typpeå sisåltåvån kaasun ollessa låsnå ainakin 91493 30 jossakin prosessin vaiheessa. Typpeå sisåltavåå kaasua voidaan syottåå yllåpitåmåån jatkuva kaasun virtaus kos-ketukseen ainakin joko tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai sulaan alumiinimatriisimetalliin. Vaikkei typpeå 5 sisåltåvån kaasun virtausmåårå ole kriittinen, pidetåån edullisena ettå virtausmåårå on riittåvå kompensoimaan nitridin muodostumisesta seosmatriisissa johtuva mahdol-linen typen håviåminen atmosfååristå, sekå eståmåån tai tor jumaan ilman sisåån pååseminen, jolla voi olla hapettava 10 vaikutus sulaan metalliin.
Metallimatriisikomposiitin muodostamismenetelmåå voidaan soveltaa tåyteaineiden laa jaan valikoimaan, ja tåyteainei-den valinta riippuu sellaisista tekijoistå, kuten mat-15 riisiseoksesta, prosessin olosuhteista, sulan matriisi-seoksen reaktiivisuudesta tåyteaineen kanssa, tåyteaineen kyvystå sopeutua matriisimetalliin, sekå lopulliselle komposiittituotteelle haetuista ominaisuuksista. Kun mat-riisimetallina on esimerkiksi alumiini, lukeutuvat sopi-20 viksi tåyteaineiksi a) oksidit, esim. alumiinioksidi, b) karbidit, esim. piikarbidi, c) boridit, esim. alumiinido-dekaboridi, ja d) nitridit, esim. alumiininitridi. Mikåli tåyteaine pyrkii ragoimaan sulan alumiinimatriisimetallin kanssa, tåmå voidaan ottaa huomioon minimoimalla tunkeu-25 tumisaika ja -låmpotila tai jårjeståmållå reagoimaton påållystys tåyteaineelle. Tåyteaine voi kåsittåå alustan, kuten hiiltå tai ei-keraamista ainetta, jonka påållå on keraaminen påållystys alustan suojaamiseksi syopymiseltå tai heikkenemiseltå. Sopivia keraamipåållysteitå ovat mm. 30 oksidit, karbidit, boridit ja nitridit. Esillå olevassa menetelmåsså kåytettåviksi edullisina pidettyjå keraameja ovat mm. alumiinioksidi ja piikarbidi hiukkasten, hiuta-leiden, kuitukiteiden ja kuitujen muodossa. Kuidut voivat olla epåjatkuvia (leikatussa muodossa) tai kudotun maton 35 ja jatkuvan såikeen muodossa, kuten monisåikeiset langat. Lisåksi tåyteaine voi olla homogeeninen tai epåhomogeeni-nen.
91493 31
On myos havaittu, ettå måaråtyilla tåyteaineilla esiintyy suurempaa tunkeutumista suhteessa tåyteaineisiin, joilla on samantapainen kemiallinen koostumus. Esimerkiksi US-pa-tentissa 4,713,360 (nimitys "Uusia keraamisia aineita ja 5 menetelmiå niiden valmistamiseksi" ) kuvatulla menetelmålla valmistetuilla murskatuilla alumiinioksidi-kappaleilla on edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallises-ti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Lisåksi rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessa 819,397 (nimitys: 10 "Komposiittikeraamisia esineita ja niiden valmistus- menetelmå" ) esitetylla menetelmålla tehdyillå murskatuilla alumiinioksidikappaleilla on myos edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallisesti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Edellå mainitut patentti-15 julkaisut esitetåån tåsså nimenomaisina viittauksina.
Erityisesti on havaittu, ettå tåydellinen tunkeutuminen keraamin tai keraamikompositin låpåisevåån massaan voi tapahtua alemmissa tunkeutumislåmpotiloissa ja/tai lyhy-emmillå tunkeutumisajoilla kåyttåen puristettuja tai murs-20 kattuja kappaleita, jotka on valmistettu edellå mainittujen patenttijulkaisujen mukaisella menetelmålla.
Tåyteaineen koko ja muoto voi olla mikå tahansa sellainen, joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien 25 saavuttamiseksi, ja joka mukautuu matriisimetalliin. Siten aine voi olla hiukkasten, kuitukiteiden, hiutaleiden tai kuitujen tai sekoitusten muodossa, koska tåyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan kåyttåå muitakin muoto ja, kuten kuulia, pieniå putkia, pellettejå, tulenkeståvåå 30 kuitukangasta, ja vastaavia. Lisåksi aineen koko ei rajoita tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saate-taan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi låmpotila tai pidempi aika kuin suuremmilla hiukkasilla. Lisåksi (esimuotiksi muotoillun) tåyteainemassan tulisi 35 tunkeutumista vårten olla låpåisevåå, ts. sen tulisi olla sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisatmosfååriå låpåisevåå.
91493 32
Esilla olevan keksinnon mukainen menetelmå metallimatrii-si-komposiittikappaleiden muodostamiseksi sallii oleelli-sesti yhtenåisten metallimatriisikomposiittien valmista-misen, joilla on suuri tilavuusosa tåyteainetta ja pieni 5 huokoisuus, koska ne eivåt ole riippuvaisia paineen kåyttåmisestå sulan matriisimetallin syr jåyttamiseksi esi-muottiin tai tåyteainemassaan. Suurempia tåyteaineen suu-ruusluokkaa ainakin 50% olevia tilavuusosuuksia voidaan aikaansaada kåyttåmållå alussa tåyteainemassaa, jolla on 10 pienempl huokoisuus, ja hiukkaskokojen sekoituksia sekå sekoittamalla vaihtelevan kokoisia hiukkasia. Suurempia tilavuusosuuksia voidaan myos aikaansaada silloin, jos tåyteainemassa tiivistetaan tai tehdåån muulla tavalla tiiviimmåksi, edellyttåen ettei massaa muuteta joko taysin 15 tiiviiksi suljetuin kennohuokosin tai taysin tiiviiksi rakenteeksi, mikå eståisi sulan seoksen tunkeutumisen.
On havaittu, etta alumiinin tunkeutumista ja matriisin muodostumista vårten keraamisen tåyteaineen ympårille voi 20 keraamisen tåyteaineen kostutus alumiinimatriisimetallil-la olla tårkeå osa tunkeutumismekanismista. Lisåksi alhai-sissa prosessilåmpotiloissa esiintyy erittåin våhån tai håviåvån våhån metallin nitridiksi muuttumista, jonka takia saadaan erittåin våhåinen epåjatkuva alumiininitridin 25 faasi metallimatriisiin jakautuneena. Kun låhestytåån låmpotila-alueen ylåpååtå, tapahtuu kuitenkin todennåkoi-semmin metallin nitridiksi muuttumista. Siten voidaan sååtåå nitridifaasin osuutta metallimatriisissa muuttamal-la låmpotilaa, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Ne mååråtyt 30 låmpotilat, joissa nitridin muodostuminen tulee merkittå-våmmåksi, muuttuvat myos sellaisista tekijoistå riippuen, kuten kåytetty matriisin alumiiniseos ja sen måårå suh-teessa tåyteaineen tai esimuotin mååråån, tåyteaineen måårå johon tunkeutumisen on tapahduttava, sekå tunkeutumisat-35 mosfåårin typpipitoisuus. Esimerkiksi alumiininitridin muodostumisen måårån uskotaan mååråtysså prosessilåmpoti- 91493 33 lassa kasvavan, kun seoksen kyky tåyteaineen kostuttamiseen pienenee ja kun atmosfåårin typpipitoisuus kasvaa.
Sen vuoksi on mahdollista råatåloida metallimatriisin 5 rakennetta komposiitin muodostuksen aikana, niin ettå voidaan antaa tuloksena olevalle tuotteelle mååråtyt ominaisuudet. Annetulla jårjestelmållå voidaan prosessin olosuhteet valita nitridin muodostuksen sååtåmiseksi. Alumiininitridiå sisåltåvållå komposiittituotteella on 10 eraitå ominaisuuksia, jotka voivat olla edullisia tuotteen suorituskyvylle tai parantaa niitå. Lisaksi alumiiniseok-sen spontaanin tunkeutumisen edullinen låmpotila-alue voi vaihdella kåytetystå keraamisesta aineesta riippuen. Kun tayteaineena on alumiinioksidia, ei tunkeutumisen låmpo-15 tilan tulisi ylittaå 1000°C, mikåli halutaan, ettei matriisin muovattavuus oleellisesti pienene merkittåvån nitridin muodostumisen johdosta* Lampotilan 1000°C ylit-tåvia låmpotiloja voidan kuitenkin kåyttåå, mikåli halutaan tuottaa komposiitti, jonka matriisilla on heikompi muovat-20 tavuus ja suurempi jåykkyys. Piikarbidiin tunkeutumista vårten voidaan kåyttåå korkeampia, noin 1200°C lampotiloja, koska piikarbidia tayteaineena kåytettåesså alumiiniseok-sesta syntyy våhemmån nitridejå, kuin alumiinioksideja tayteaineena kåytettåesså.
25
Lisåksi on mahdollista kåyttåå matriisimetallin varasto-låhdettå tåyteaineen tåydellisen tunkeutumisen varmista-miseksi ja/tai syottåå toista metallia, jolla on erilainen koostumus kuin matriisimetallin ensimmåisellå låhteellå. 30 Eråisså tapauksissa voi erityisesti olla toivottavaa kåyttåå varastolåhteesså matriisimetallia, joka koostumuk-seltaan poikkeaa matriisimetallin ensimmåisestå låhteestå. Jos esimerkiksi alumiiniseosta kåytetåån ensimmåisenå matriisimetallin låhteenå, niin varastolåhteen metallina 35 voitaisiin kåyttåå nåennåisesti mitå tahansa toista metal-lia tai metalliseosta, joka on sulanut prosessilåmpotilas-sa. Sulat metallit ovat usein hyvin sekoittuvia toistensa 91493 34 kanssa, mikå johtaisi varastolåhdemetallin sekoittumiseen matriisimetallin ensimmåiseen låhteeseen niin kauan kuin annetaan riittåvåsti aikaa sekoittumista vårten. Kåytet-taesså ensiinmåisen matriisimetallin lahteestå poikkeavan 5 koostumuksen omaavaa varastolåhdemetallia, on siten mah-dollista rååtåloidå metallimatriisin ominaisuuksia eri-laisten toimintavaatimusten tåyttamiseksi ja siten rååtå-loidå metallimatriisikomposiitin ominaisuuksia.
10 Estovålinettå voidaan myos kåyttåå esillå olevan keksinnon yhteydessa. Tåmån keksinnon yhteydesså kåytettåvå estovå-line voi erityisesti olla mikå tahansa soveltuva våline, joka vuorovaikuttaa, eståå ja lopettaa sulan matriisiseok-sen (esim. alumiiniseos) kulkeutumisen, siirtymisen tai 15 vastaavan tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Sopivia estovålineita voivat olla mitka tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllapitåvåt jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole haihtuvia, ja jotka edullisesti ovat prosessissa 20 kåytettyå kaasua låpåisevia, ja jotka samoin pystyvåt paikallisesti estamaån, pysåyttamåån, vuorovaikuttamaan, torjumaan, jne, jatkuvan tunkeutumisen tai minkå tahansa muun liikkeen tayteaineen maåritellyn rajapinnan ohi.
25 Soveltuvat estovålineet sisåltåvåt aineita, joita kulkeu-tuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå esto-aineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline 30 eståå tai torjuu siirtymisen tayteaineen maåritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneis-tusta tai hiomistaf jota voidaan tarvita metallimatriisi-komposiittituotteella. Kuten edellå mainittiin, tulisi estoaineen edullisesti olla låpåisevåå tai huokoista, tai 35 se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla reikiå estoaineeseen tai låviståmållå se, niin ettå kaasu pååsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
91493 35
Soveltuvia estoaineita, jotka ovat erityisen edullisia alumiinimatriisiseoksilla, ovat niita, jotka sisåltåvåt hiilta, erityisesti hiilen kiteiset allotrooppiset muodot, jotka tunnetaan grafiittina. Grafiittia ei oleellisesti 5 voida kostuttaa kuvatuissa prosessiolosuhteissa sulalla alumiiniseoksella. Erityisen edullinen grafiitti on gra-fiittinauhatuote, jota myydåån tuotenimellå Grafoil (R), jonka tavaramerkin haltija on Union Carbide. Tållå gra-fiittinauhalla on tiiviståviå ominaisuuksia, jotka eståvåt 10 sulaa alumiiniseosta kulkeutumasta tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Tåmå grafiittinauha on myos kuumuutta keståvå ja kemiallisesti inertti. Grafoil (R) -grafiitti-aine on taipuisaa, keståvåå, mukautuvaa ja joustavaa. Sitå voidaan valmistaa useissa muodoissa sopimaan estoaineso-15 vellutuksiin. Grafiittiestovålinettå voidaan kuitenkin kåyttåå lietteenå tai tahnana tai jopa maalikalvona tåyteaineen rajapinnalla tai sen ympårillå. Grafoil (R) -tuotetta pidetåån erityisen edullisena, koska se on taipuisan grafiittiarkin muodossa. Kåytosså tåmå paperin 20 tapainen grafiitti yksinkertaisesti muovaillaan tåyteai neen ympårille.
Keksinnosså tarkastellaan Grafoil (R)-arkin kåyttåmistå sekå estoaineena ettå sisåånvientivålineenå. Sisåånvien-25 tivåline eroaa kuitenkin estovålineestå johtuen ainakin kummankin sijoittamisesta matriisimetallin ja esimuotin suhteen. Erityisesti voi estoaine rajoittaa sulan matriisimetallin lopullisen siirtymisen tåyteaineessa tai esimuotissa tunkeutumisen jålkeen, kun taas sisåånvienti-30 våline sååtåå matriisimetallin kosketuksen mååråå tai sijaintia tåyteaineeseen tai esimuottiin sekå ennen matriisimetallin tunkeutumista ettå sen aikana. Lisåksi sisåånvientivåline voi toimia sekå estoaineena ettå sisåånvientivålineenå. Esimerkiksi sen jålkeen kun sula 35 matriisimetalli kulkee sisåånvientivålineen låpi voi sula matriisimetalli tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin/ kunnes se koskettaa sisåånvientivålineen takasivua (esim.
91493 36 tunkeutuminen voisi tapahtua kunnes sisaånvientivaline aktiivisesti on kosketuksessa tåyteaineeseen tai esimuot-tiin).
5 Muita edullisia estoaineita alumiinimetallimatriisiseok-sille typesså ovat siirtymåmetalliboridit (esim. ti-taanidiboridi (T1B2)), joita sulat alumiinimetalliseokset eivat tatå ainetta mååråtyisså prosessioloissa kåytettå-esså pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisella estoaineella 10 prosessilåmpotilan ei tulisi ylittåå noin 875°C, koska muutoin estoaineen vaikutus våhenee, ja itse asiassa korkeairanassa låmpotilassa esiintyy tunkeutumista estoai-neeseen. Siirtymametalliboridit ovat tyypillisesti hiuk-kasmuodossa (1 - 30 mikrometria). Estoaineet voidaan 15 levittåå lietteenå tai tahnana edullisesti esimuotiksi muotoillun låpåisevån keraamisen tåyteaineen massan raja-pinnoille.
Alumiinimetallimatriisiseoksia vårten typesså muut kåyt-20 tokelpoiset estoaineet sisåltåvåt vaikeasti haihtuvia orgaanisia yhdisteitå, jotka levitetåån kalvona tai ker-roksena tåyteaineen ulkopinnalle. Poltettaessa typesså, erityisesti tåmån keksinnon mukaisissa prosessioloissa, orgaaninen yhdiste hajoaa, jåttåen jålkeenså hiilinokikal-25 von. Orgaaninen yhdiste voidaan levittåå tavanomaisin keinoin, kuten maalaamalla, suihkuttamalla, upottamalla, jne.
Lisåksi voivat hienoksi jauhetut hiukkasmaiset aineet 30 toimia estoaineena, jos hiukkasmaiseen aineeseen tunkeutuminen esiintyy nopeudella, joka on hitaampi kuin tunkeu-tumisnopeus tåyteaineeseen.
Siten voidaan estoainetta levittåå millå tahansa sopivalla 35 tavalla, kuten peittåmållå mååritelty rajapinta estovåli-neen kerroksella. Sellainen estovålineen kerros voidaan muodostaa maalaamalla, upottamalla, silkkipainatuksella, 91493 37 hoyryståmållå, tai levittåmållå estovålinettå muilla ta-voin neste-, liete- tai tahnamuodossa, tai sputteroimalla hoyrystyvåå estovålinetta, tai yksinkertaisesti kerrosta-malla kiinteån hiukkasmaisen estovålineen kerros, tai 5 levittåmallå estovålineen kiinteå ohut arkki tai kalvo mååritellylle rajapinnalle. Kun estovåline on paikallaan, spontaani tunkeutuminen pååttyy oleellisesti silloin, kun tunkeutuva matriisimetalli saavuttaa mååritellyn rajapin-nan ja koskettaa estovålinettå.
10 Vålittomåsti seuraavassa olevat esimerkit sisåltåvåt esil-lå olevan keksinnon erilaisia demonstraatioita. Måitå esimerkkejå on kuitenkin pidettåvå havainnollistavina, eikå niitå pidå ymmårtåå keksinnon suoja-alaa rajoittavina, 15 joka mååritellåån oheisissa patenttivaatimuksissa.
Esimerkki 1
Kuviossa 1 esitetåån poikkileikkauksena kokoonpano, jota 20 voidaan kåyttåå metallimatriisi-komposiittikappaleen muo-dostamiseksi esillå olevan keksinnon mukaisesti. Tarkemmin sanoen matriisimetalli 5 tunkeutuu spontaanisti esimuot-tiin 2 sisåånvientivålineen 3 låpi. Erityisesti koottiin Graf oil (R)-laatikko 1, kooltaan 51 x 51 x 51 mm. Laatikon 25 1 muodostamiseksi kåytetty Grafoil (R) oli joustavaa grafiittinauhatuotetta, jota saatiin Union Carbide:lta, ja jonka paksuus oli 0,38 mm. Laatikkoon 1 asetettiin esimuotti 2 kooltaan 51 x 51x 12 mm. Esimuotti 2 kåsitti likimååråisesti 12 tilavuusprosenttia leikattuja alu-30 miinioksidikuituja (ainakin 90 painoprosenttia kuiduista oli Fiber FP, jota tuottaa Du Pont Company) ja alumiiniok-* sidikuidut sidottiin toisiinsa kolloidisella alumiiniok- sidilla. Kolloidisen alumiinioksidin ja kuitujen painosuh-de oli noin 1:4, ja muu osa esimuotin tilavuudesta muodostui 35 liityvåstå huokoisuudesta. Sisåånvientivåline 3 asetettiin vålittomåsti esimuotin 2 påålle Grafoil (R)-laatikkoon 1. Sisåånvientivåline 3 kåsitti toisen Grafoil (R)-arkin, 91493 38 johon oli låvistetty viisi reikaå 30 (esim. kanavia). Sisåånvientivåline 3 suljettiin saumoista 4 Grafoil (R)-laatikkoon 2 levittåmållå grafiittijauheen ja kolloidisen piidioksidin sekoitusta. Alumiiniseos 5 asetettiin sitten 5 valittomåsti sisåånvientivålineen 3 paålle laatikkoon 1. Alumiiniseos 5 kåsitti noin 10,5% Mg, 4% Zn, 0,5%Si, 0,5% Cu, lopun ollessa alumiinia. Alumiiniseos 5 jarjestettiin kahtena valanteena, kummatkin mitoiltaan noin 25 x 22 x 12 mm. Valanteen 5 ja esimuotin 2 sisaltåva Grafoil (R)-laa-10 tikko asetettiin veneen muotoiseen grafiittiastiaan 6, joka osittain taytettiin alumiinioksidipedilla 7, joka kåsitti 24 grit (seulamitta, grit = noin 75 mikrometria) 38 Alundum:ia, Norton:ilta. Grafiittiastia 6 taytettiin sitten likimain samalle korkeudelle kuin siinå oleva grafiit-15 tilaatikko 1. Pedin 7 primåårisenå tarkoituksena oli jårjeståå tuki Grafoil (R)-laatikolle 1.
Kuvion 1 kokoonpanon sisaltåva grafiittiastia 6 asetettiin såådetyn atmosfåårin såhkovastusuuniin (ts. tyhjouuni, 20 joka pumpattiin 1 x 10”4 torr tyhjoon). Uuniin johdettiin sitten typpeå ja se kuumennettiin noin 200°C:seen uunitilan puhdistamiseksi. Tata seuraavan kuumennuksen ja tunkeutu-misen aikana johdettiin tyhjouunin låpi typpeå måårånå noin 2 1/minuutti. Uuni kuumennettiin noin 5 tunnin aikana noin 25 700°C låmpotilaan. Låmpotila pidettiin noin 20 tuntia, jolloin uunin annettiin jååhtyå luonnollisesti ympåriston låmpotilaan.
Kun uuni oli jååhtynyt, poistettiin astia 6 sisåltoineen 30 uunista. Vasaralla ja taltalla poistettiin helposti alu-miiniseosta oleva jåånnos esimuotista. Erityisesti, kuten kuviossa 3 esitetåån, oli matriisimetalli oleellisesti tåydellisesti tunkeutunut metallimatriisikomposiittiin 20. Matriisimetallin jåånnos 21 erotettiin helposti metal-35 limatriisi-komposiittikappaleesta 20. Sekå metallimatrii-si-komposiittikappaleessa 20 ettå matriisimetallin jåån-noksesså 21 olevat pyoreåt alueet 23 vastaavat sisåån- 91493 39 vientivålineesså 3 olevia kanavia 30. Matriisimetallin jåannoksen 21 ja inetalliinatriisikoinposiitin 20 vålinen pintakosketus minimoitiin, joka mahdollisti helpomman erottamisen. Lisåksi hiekkapuhallettiin metallimatriisin 5 20 pinta, joka oli kosketuksessa sisåånvientivålineeseen 3, jåljelle jååneen Grafoil:in poistamiseksi, jolloin tuloksena oli lahes puhdasmuotoinen metallimatriisikom-posiitti.
10 Esimerkki 2
Kuviossa 2 esitetåån poikkileikkauksena kokoonpano, jota kåytettiin metallimatriisi-komposiittikappaleen muodosta-miseksi esillå olevan keksinnon mukaisesti. Tarkemmin 15 sanoen tehtiin Grafoil (R)-laatikko 8 mitoiltaan 305 x 152 x 51 mm. Kooltaan 305 x 152 x 7,6 mm oleva esimuotti 9 asetettiin laatikkoon 8. Esimuotti 9 kåsitti likimaaråi-sesti 40,3 tilavuusprosenttia jatkuvia alumiinioksidikui-tuja (ainakin 90 painoprosenttia kuiduista oli Fiber FP, 20 jota tuottaa Du Pont Company). Alumiinioksidikuitu pinnoi-tettiin piilla ja sidottiin 4 tilavuusprosentilla, jolloin kuidulla oli 0°/90° suuntaus. Valittomåsti esimuotin 9 paaile asetettiin Grafoil (R)-sisåånvientivåline 10, joka tiivistettiin Grafoil-laatikkoon 8 edella esimerkisså 1 25 selitetyllå tavalla. Tassa esimerkisså sisåånvientivåli-neesså 10 oli kuitenkin vain yksi ainoa suorakaiteen muotoinen aukko 31, kooltaan noin 127 x 25 mm. Alumiiniseos-ta oleva valanne 11, joka painoi noin 1700 g, ja joka sisålti noin 10,5 painoprosenttia Mg, asetettiin vålitto-30 masti Grafoil (R)-arkkia olevan sisåånvientivålineen 10 påålle laatikkoon 8. Seos 11 asetettiin siten, ettå kun alumiiniseos suli, se virtaisi spontaanisti sisåånvientivålineen 10 låpi ja esimuottiin 9. Lisåksi asetettiin kaksi ruostumatonta teråstå olevaa tankoa 12 Grafoil (R)-sisåån-35 vientivålineen 10 kumpaankin pååhån, mutta koskettamatta alumiiniseosta 11. Tangot 12 toimivat pitåen sisåånvien-tivålinettå 10 paikallaan spontaanin tunkeutumisen aikana.
91 493 40
Grafoil (R)-laatikko 8 asetettiin sitten grafiittiastiaan 14. Laatikon 8 ympårille asetettiin 24 grit Alundum-peti samalla tavalla kuin esimerkin 1 osalta selitettiin.
5 Sitten grafiittiastia 14 asetettiin tyhjouuniin ja huuh-deltiin, kuten edellå esimerkisså 1 selitettiin. Sen jålkeisen kuumennus- ja tunkeutumisvaiheiden aikan johdet-tiin typpeå tyhjouunin låpi nopeudella noin 2,5 1/minuutti. Uuni kuumennettiin noin 725:seen noin 5 tunnin aikana. Tåmå 10 låmpotila yllåpidettiin noin 45 tuntia, jonka jålkeen uuni sammutettiin ja sen annettiin jååhtyå luonnollisesti. Sitten grafiittiastia poistettiin uunista ja jåånnosseos poistettiin esimuotista, kuten edellå esimerkisså 1 selitettiin. Erityisesti, kuten kuviossa 4 on esitetty, oli 15 matriisimetalli oleellisesti tåydellisesti tunkeutunut metallimatriisikomposiittiin 40. Matriisimetallin jåån-nokset erotettiin helposti muodostetusta metallimatriisi-komposiitista 40 vetåmållå kappaleet erilleen. Molemmissa kappaleissa oleva suorakaiteen muotoinen alue 42 vastaa 20 sisåånvientivålineesså 10 olevaa kanavaa 31, joka salli sulan matriisimetallin virtaavan sen låpi.
Molemmissa esimerkeisså Grafoil-laatikko ja sisåånvienti-våline poistettiin tarvittaessa helposti kevyellå hiekka-25 tai teråsraepuhalluksella. Eråisså tapauksissa saattaa kuitenkin olla vålttåmåtontå kevyesti hioa, syovyttåå, jne, jåljelle jååneiden kåsittelyaineiden poistamiseksi.
Nåmå kaksi esimerkkiå osoittavat keksinnon kaksi etua. 30 Erityisesti, sen jålkeen kun on tapahtunut matriisimetal- liseoksen spontaani tunkeutuminen esimuottiin, ei matriisimetallin jåånndstå tarvitse koneistaa sen erottami-seksi metallimatriisi-komposiittikappaleesta. Lisåksi sisåånvientivåline eståå metallimatriisikomposiitin kie-35 routumisen sen jååhtyesså. Erityisesti matriisimetallin jåånnoksesså olevan alumiinin låmpolaajenemiskerroin on suurempi kuin muodostuneella metallimatriisikomposiitil- 41 91493 la. Vastaavasti, kun jaannos jååhtyy, se kutistuu nopeammin kuin komposiitti, johon tunkeutuminen on tapahtunut, ja jos jaannos valittomåsti koskettaa muodostunutta metalli-matriisikomposiittia, niin jaannos pyrkii aiheuttamaan 5 komposiitin taipumisen tai kieroutumisen (esim. niln etta siita tulee U-muotoinen). Keksinnon sisaånvientivåline tuo ratkaisun vahentaen molempien edellå mainittujen ongelmien haitallisia vaikutuksia.
10 Vaikka edella olevia esimerkkejå on selitetty yksityiskoh-taisesti, voi tavanomaiset taidot omaavalle alan ammatt.1-laiselle tulla mieleen erilaisia muunnelmia nålstå esimer-keistå, ja kaikki sellaiset muunnelmat tulisi sisållyttåå oheisten patenttivaatimusten suoja-alaan.
15 20 25 30 35

Claims (11)

91493
1. Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi, tunnettu siitå, ettå: a) valitaan låpåisevå tåyteainemassa; 5 b) sijoitetaan matriisimetallin låhde låpåisevån tåyte- ainemassan viereen; c) sijoitetaan sisåånvientivåline låpåisevån tåyteainemas-san ja matriisimetallin låhteen våliin; d) kuumennetaan matriisimetalli låmpotila-alueelle, joka 10 on sen sulamispisteen ylåpuolella, sulan matriisimetal- limassan muodostamiseksi; ja e) kåytetåån ainakin jossakin valmistusprosessin vaiheessa tunkeutumisatmosfååriå sekå tunkeutumisen ediståjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå aikaansaamaan 15 sulan matriisimetallin virtaus sisåånvientivålineen låpi ja spontaani tunkeutuminen tåyteainemassaan.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå låpåisevå tåyteainemassa kåsittåå esimuotin. 20
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå estoaineella muodostetaan låpåisevålle tåyte-ainemassalle rajapinta, jolloin matriisimetalli spontaanisti tunkeutuu estoaineeseen saakka. 25
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tåyteaine kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka valitaan ryhmåstå, joka kåsittåå jauheita, hiutaleita, mikrokuu-lia, kuitukiteitå, kuplia, kuituja, hiukkasia, kuitumattoja, 30 katkaistuja kuituja, kuulia, pellettejå, pieniå putkiaihioi-ta ja tulenkeståviå kankaita.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu sisåånvientivåline kåsittåå ainetta, jota 35 sula matriisimetalli ei oleellisesti pysty kostuttamaan.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu sii- ·' tå, ettå sisåånvientivåline våhentåå sitoutumista tåyteai- 91 493 neen, johon spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, ja mah-dollisen jåljelle jååneen matriisimetallin jåånnoksen vålil-lå.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu sii- tå, ettå sisåånvientivålineen paksuus on riittåvå våhentå-måån kieroutumista, joka johtuu tåyteaineen, johon spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, ja mahdollisen matriisimetallin jåånnoksen erilaisesta jååhtymisestå. 10
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu sii-tå, ettå sisåånvientivåline muodostuu rei'itetystå arkkima-teriaalista.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmå, tunnettu sii- tå, ettå sisåånvientivåline sisåltåå grafiittia.
10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmå, tunnettu sii-tå, ettå sisåånvientivåline kåsittåå yhden ainoan låpimene- 20 vån reiån tai useampia reikiå mainitussa arkkimateriaalissa.
11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmå, tunnettu sii-tå, ettå reiåt sijaitsevat niin, ettå ne ediståvåt oleelli-sesti tasaista spontaania tunkeutumista. 44 9 1 4 9 3
FI894938A 1988-11-10 1989-10-17 Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi FI91493C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/269,315 US5007474A (en) 1988-11-10 1988-11-10 Method of providing a gating means, and products produced thereby
US26931588 1988-11-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI894938A0 FI894938A0 (fi) 1989-10-17
FI91493B FI91493B (fi) 1994-03-31
FI91493C true FI91493C (fi) 1994-07-11

Family

ID=23026729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI894938A FI91493C (fi) 1988-11-10 1989-10-17 Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi

Country Status (23)

Country Link
US (1) US5007474A (fi)
EP (1) EP0368790B1 (fi)
JP (1) JP2905523B2 (fi)
KR (1) KR970008038B1 (fi)
CN (1) CN1070537C (fi)
AT (1) ATE97170T1 (fi)
AU (1) AU624417B2 (fi)
BR (1) BR8905757A (fi)
CA (1) CA2000774C (fi)
DE (1) DE68910642T2 (fi)
DK (1) DK559489A (fi)
FI (1) FI91493C (fi)
IE (1) IE64012B1 (fi)
IL (1) IL91721A (fi)
MX (1) MX173265B (fi)
NO (1) NO175850C (fi)
NZ (1) NZ231075A (fi)
PH (1) PH26801A (fi)
PT (1) PT92253B (fi)
RO (1) RO105979B1 (fi)
TR (1) TR27101A (fi)
TW (1) TW238339B (fi)
ZA (1) ZA898530B (fi)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5553657A (en) * 1988-11-10 1996-09-10 Lanxide Technology Company, Lp Gating means for metal matrix composite manufacture
US5240062A (en) * 1988-11-10 1993-08-31 Lanxide Technology Company, Lp Method of providing a gating means, and products thereby
US5119864A (en) * 1988-11-10 1992-06-09 Lanxide Technology Company, Lp Method of forming a metal matrix composite through the use of a gating means
JPH03177532A (ja) * 1989-12-04 1991-08-01 Toyota Motor Corp 軽量低熱膨張複合材
ATE161895T1 (de) * 1990-05-09 1998-01-15 Lanxide Technology Co Ltd Herstellungsverfahren von mmc
US5851686A (en) * 1990-05-09 1998-12-22 Lanxide Technology Company, L.P. Gating mean for metal matrix composite manufacture
US5503213A (en) * 1994-03-16 1996-04-02 The Dow Chemical Company Shaped ceramic-metal composites
US5736199A (en) * 1996-12-05 1998-04-07 Northeastern University Gating system for continuous pressure infiltration processes
CN104525917B (zh) * 2014-12-01 2017-01-04 北京理工大学 一种制备金属基复合材料的模具
CN112553495B (zh) * 2019-09-25 2022-03-29 中国科学院金属研究所 一种铜铬双连续相材料的制备方法及铜铬双连续相材料

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2156718A (en) * 1935-12-23 1939-05-02 Shell Dev Polymerization of olefins
US2606831A (en) * 1950-04-18 1952-08-12 Gen Motors Corp Method of impregnation
US2715589A (en) * 1951-10-26 1955-08-16 Ferro Powdered Metals Inc Metallic impregnation of porous metal
US2845346A (en) * 1954-01-13 1958-07-29 Schwarzkopf Dev Co Method of forming porous cemented metal powder bodies
US2843501A (en) * 1956-08-01 1958-07-15 Sintercast Corp America Method for the precision production of infiltrated articles
US2951771A (en) * 1956-11-05 1960-09-06 Owens Corning Fiberglass Corp Method for continuously fabricating an impervious metal coated fibrous glass sheet
US3031340A (en) * 1957-08-12 1962-04-24 Peter R Girardot Composite ceramic-metal bodies and methods for the preparation thereof
US3149409A (en) * 1959-12-01 1964-09-22 Daimler Benz Ag Method of producing an engine piston with a heat insulating layer
US3396777A (en) * 1966-06-01 1968-08-13 Dow Chemical Co Process for impregnating porous solids
US3547180A (en) * 1968-08-26 1970-12-15 Aluminum Co Of America Production of reinforced composites
US3608170A (en) * 1969-04-14 1971-09-28 Abex Corp Metal impregnated composite casting method
JPS5013205B1 (fi) * 1969-11-08 1975-05-17
US3868267A (en) * 1972-11-09 1975-02-25 Us Army Method of making gradient ceramic-metal material
JPS49107308A (fi) * 1973-02-13 1974-10-11
US4082864A (en) * 1974-06-17 1978-04-04 Fiber Materials, Inc. Reinforced metal matrix composite
DE2819076C2 (de) * 1978-04-29 1982-02-25 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zum Herstellen eines metallischen Mehschicht-Verbundwerkstoffes
JPS602149B2 (ja) * 1980-07-30 1985-01-19 トヨタ自動車株式会社 複合材料の製造方法
JPS57179073A (en) * 1981-04-24 1982-11-04 Hiroshi Ishizuka Manufacture of diamond sintered body
JPS57210140A (en) * 1981-06-18 1982-12-23 Honda Motor Co Ltd Fiber reinfoced piston for internal combustion engine
US4404262A (en) * 1981-08-03 1983-09-13 International Harvester Co. Composite metallic and refractory article and method of manufacturing the article
US4376803A (en) * 1981-08-26 1983-03-15 The Aerospace Corporation Carbon-reinforced metal-matrix composites
US4376804A (en) * 1981-08-26 1983-03-15 The Aerospace Corporation Pyrolyzed pitch coatings for carbon fiber
US4473103A (en) * 1982-01-29 1984-09-25 International Telephone And Telegraph Corporation Continuous production of metal alloy composites
JPS58144441A (ja) * 1982-02-23 1983-08-27 Nippon Denso Co Ltd 炭素繊維強化金属複合材料の製造方法
JPS5950149A (ja) * 1982-09-14 1984-03-23 Toyota Motor Corp 繊維強化金属複合材料
US4600481A (en) * 1982-12-30 1986-07-15 Eltech Systems Corporation Aluminum production cell components
JPS59215982A (ja) * 1983-05-20 1984-12-05 Nippon Piston Ring Co Ltd 回転式流体ポンプ用ロータ及びその製造方法
GB2156718B (en) * 1984-04-05 1987-06-24 Rolls Royce A method of increasing the wettability of a surface by a molten metal
GB8411074D0 (en) * 1984-05-01 1984-06-06 Ae Plc Reinforced pistons
JPS6169448A (ja) * 1984-09-14 1986-04-10 工業技術院長 炭素繊維強化金属とその製造法
US4587177A (en) * 1985-04-04 1986-05-06 Imperial Clevite Inc. Cast metal composite article
US4673435A (en) * 1985-05-21 1987-06-16 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Alumina composite body and method for its manufacture
US4630665A (en) * 1985-08-26 1986-12-23 Aluminum Company Of America Bonding aluminum to refractory materials
US4718941A (en) * 1986-06-17 1988-01-12 The Regents Of The University Of California Infiltration processing of boron carbide-, boron-, and boride-reactive metal cermets
US4657065A (en) * 1986-07-10 1987-04-14 Amax Inc. Composite materials having a matrix of magnesium or magnesium alloy reinforced with discontinuous silicon carbide particles
US4713111A (en) * 1986-08-08 1987-12-15 Amax Inc. Production of aluminum-SiC composite using sodium tetrasborate as an addition agent
US4753690A (en) * 1986-08-13 1988-06-28 Amax Inc. Method for producing composite material having an aluminum alloy matrix with a silicon carbide reinforcement
US4662429A (en) * 1986-08-13 1987-05-05 Amax Inc. Composite material having matrix of aluminum or aluminum alloy with dispersed fibrous or particulate reinforcement
US4871008A (en) * 1988-01-11 1989-10-03 Lanxide Technology Company, Lp Method of making metal matrix composites
DE68913800T2 (de) * 1988-04-30 1994-07-14 Toyota Motor Co Ltd Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall unter Beschleunigung der Infiltration des Matrix-Metalls durch feine Teilchen eines dritten Materials.
US4932099A (en) * 1988-10-17 1990-06-12 Chrysler Corporation Method of producing reinforced composite materials
CA2000770C (en) * 1988-10-17 2000-06-27 John M. Corwin Method of producing reinforced composite materials

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02240226A (ja) 1990-09-25
DE68910642D1 (de) 1993-12-16
ATE97170T1 (de) 1993-11-15
CA2000774A1 (en) 1990-05-10
PT92253A (pt) 1990-05-31
IL91721A (en) 1994-02-27
NO175850B (fi) 1994-09-12
PH26801A (en) 1992-10-13
EP0368790A1 (en) 1990-05-16
KR970008038B1 (ko) 1997-05-20
MX173265B (es) 1994-02-14
DK559489A (da) 1990-05-11
CA2000774C (en) 2002-01-15
CN1070537C (zh) 2001-09-05
FI894938A0 (fi) 1989-10-17
DE68910642T2 (de) 1994-03-24
NO893991L (no) 1990-05-11
BR8905757A (pt) 1990-06-05
EP0368790B1 (en) 1993-11-10
NO175850C (no) 1994-12-21
IE893184L (en) 1990-05-10
AU624417B2 (en) 1992-06-11
CN1042489A (zh) 1990-05-30
US5007474A (en) 1991-04-16
ZA898530B (en) 1991-07-31
KR900007515A (ko) 1990-06-01
TR27101A (tr) 1994-11-08
PT92253B (pt) 1995-07-18
FI91493B (fi) 1994-03-31
NZ231075A (en) 1991-09-25
JP2905523B2 (ja) 1999-06-14
DK559489D0 (da) 1989-11-09
IL91721A0 (en) 1990-06-10
AU4164789A (en) 1990-05-17
NO893991D0 (no) 1989-10-05
RO105979B1 (ro) 1993-01-30
TW238339B (fi) 1995-01-11
IE64012B1 (en) 1995-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI91831C (fi) Menetelmä kolmiulotteisesti yhteenliittyneen rinnakkaismatriisin sisältävän metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi
FI91608C (fi) Menetelmä ainakin kahden kappaleen yhteenliittämiseksi
FI89014C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit
FI91496C (fi) Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita
FI91723C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi suunnatulla kiinteytyksellä
FI89015C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit
CA1321905C (en) Metal matrix composites
FI91494C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti
FI91492C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91722C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91490B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin muodostamiseksi
FI91609C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91724B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi negatiivista seosmuottia käyttäen
FI91491C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi uppovalumenetelmää käyttäen
FI91833B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmällä aikaansaatava metallimatriisikomposiittikappale
FI91495B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sulasta matriisimetallista ja oleellisesti ei-reaktiivisesta täyteaineesta
FI91493C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91832B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
CA1341200C (en) Metal matrix composite and techniques for making the same

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP