FI91494C - Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti - Google Patents
Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti Download PDFInfo
- Publication number
- FI91494C FI91494C FI894939A FI894939A FI91494C FI 91494 C FI91494 C FI 91494C FI 894939 A FI894939 A FI 894939A FI 894939 A FI894939 A FI 894939A FI 91494 C FI91494 C FI 91494C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- metal
- matrix
- infiltration
- filler
- penetration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 327
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 327
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 267
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 189
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims abstract description 122
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 122
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims abstract description 76
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 100
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 53
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 45
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 36
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 33
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 claims description 32
- 239000003961 penetration enhancing agent Substances 0.000 claims description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- -1 bubble Substances 0.000 claims description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 5
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 2
- RYXPMWYHEBGTRV-UHFFFAOYSA-N Omeprazole sodium Chemical compound [Na+].N=1C2=CC(OC)=CC=C2[N-]C=1S(=O)CC1=NC=C(C)C(OC)=C1C RYXPMWYHEBGTRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 claims 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 32
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 71
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 67
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 55
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 54
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 24
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 22
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 17
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 10
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 9
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 6
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 238000006263 metalation reaction Methods 0.000 description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 5
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012754 barrier agent Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 3
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 208000008454 Hyperhidrosis Diseases 0.000 description 1
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000001594 aberrant effect Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910000907 nickel aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000013460 sweaty Diseases 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- 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
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- 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
- C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
-
- 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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
91 494
Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekå menetelmån mukaisesti valmistettu komposiitti 5 Esillå oleva keksinto liittyy metallimatriisi-komposiitti-kappaleen ominaisuuksien muuttamiseen muodostumisen jål-keisellå kåsittelyllå ja/tai oleellisesti samanaikaisella muutoskåsittelyllå. Muodostumisen jålkeistå kåsittelyå sovelletaan keksinndn mukaan erityisesti ominaisuuksien 10 muuttamiseen metallimatriisi-komposiittikappaleessa, joka on tuotettu spontaanin tunkeutumisen menetelmållå. Oleellisesti samanaikaista muutoskåsittelyå voidaan my5s kåyt-tåå metallimatriisi-komposiittikappaleiden yhteydesså, jotka on tuotettu spontaanin tunkeutumismenetelmån mukai-15 sesti. Erityisesti ainakin osa metallimatriisi-komposiit-tikappaleen matriisimetallista ja/tai metallimatriisi-kom-posiittikappaleen tåyteaineesta muutetaan tai muunnetaan muodostumisen aikana ja/tai sen jålkeen. Menetelmån ohella keksinnon kohteena on sen mukaisesti aikaansaatu metalli-20 matriisikomposiitti.
Metallimatriisin ja lujittavan tai vahvistavan faasin, kuten keraamisia hiukkasia, kuitukiteitå, kuituja tai vas-taavia kåsittåvåt komposiittituotteet nåyttåvåt lupaavilta 25 moniin erilaisiin sovellutuksiin, koska niisså yhdistyvåt osan lujittavan faasin jåykkyydestå ja kulutuskeståvyydes-tå metallimatriisin muovattavuuteen ja sitkeyteen. Yleenså metallimatriisikomposiitilla luodaan parannuksia sellai-sissa ominaisuuksissa, kuten lujuus, jåykkyys, hankausku-30 lutuksen keståvyys, ja lujuuden pysyminen korkeammissa låmpdtiloissa, verrattuna matriisimetalliin sen monoliit-tisessa muodossa, mutta måårå, johon saakka mååråttyå ominaisuutta voidaan parantaa, riippuu suuresti kyseesså olevista ainesosista, niiden tilavuus- tai painosuhteista, 35 sekå siitå miten niitå kåsitellåån komposiittia muodostet- 2 91494 taessa. Eråisså tapauksissa komposiitti voi myos olla kevyempåå kuin matriisimetalli sellaisenaan. Alumiinimat-riisikomposiitit, jotka on vahvistettu keraamilla, kuten esimerkiksi piikarbidilla hiukkasten, hiutaleiden tai 5 kuitukiteiden muodossa, ovat kiinnostavia johtuen niiden alumiiniin verrattuna suuremmasta jaykkyydestå, kulutuksen keståvyydestå ja korkean låmpotilan lujuudesta.
Alumiinimatriisikomposiittien valmistamiseksi on kuvattu 10 erilaisia metallurgisia menetelmiå, mukaanlukien menetel-mia, jotka perustuvat jauhemetallurgiatekniikoihin ja sulan metallin tunkeutumistekniikoihin, joissa kåytetåån hyvåksi painevalua, tyhjovalua, sekoittamista, ja notkis-timia. Jauhemetallurgiatekniikoiden avulla jauheen muodos-15 sa oleva metalli ja jauheen, kuitukiteiden, leikattujen kuitujen, jne. muodossa oleva lujittava aine sekoitetaan ja sitten joko kylmapuristetaan ja sintrataan, tai kuuma-puristetaan. Talla rnenetelmalla tuotetun piikarbidilla lujitetun alumiinimatriisikomposiitin suurimman keraamin 20 tilavuusosan on ilmoitettu olevan noin 25 tilavuusprosent-tia kuitukiteiden tapauksessa ja noin 40 tilavuusprosenttia hiukkasten tapauksessa.
Metallimatriisikomposiittien tuottaminen jauhemetallurgi-25 sia tekniikoita kayttåvin tavanomaisin menetelmin asettaa eråitå rajoituksia aikaansaatavien tuotteiden ominaisuuk-sille. Komposiitissa olevan keraamifaasin tilavuusosa on tyypillisesti rajoittunut, hiukkasten tapauksessa noin 40 prosenttiin. Samaten asettaa puristustoiminta rajan kåy-30 tannossa saavutettavalle koolie. Ainoastaan suhteellisen yksinkertaiset tuotteen muodot ovat mahdollisia ilman jalkeenpain tapahtuvaa kasittelya (esim. muotoilua tai koneistusta) tai ottamatta kåyttoon monimutkaisia puris-timia. Sintrauksen aikana voi myos esiintyå epåtasaista 35 kutistumista, samoin kuin mikrostruktuurin epatasaisuutta, johtuen kiintoaineisiin eriytymisestå ja hiukkasten kas-vusta.
3 91494 US-patentissa 3,970,136 kuvataan menetelmå metallimatrii-sikomposiitin muodostamiseksi, johon sisåltyy kuitumuotoi-nen lujite, esim. piikarbidi- tai alumiinioksidikuituki-teitå, joilla on ennalta mååråtty kuitujen suuntaus.
5 Komposiitti tehdåån sijoittamalla samassa tasossa olevien kuitujen samansuuntaisia mattoja tai huopia muottiin yhdesså sulan matriisimetallin, esim. alumiinin låhteen kanssa ainakin joidenkin mattojen vålisså, ja kohdistamalla painetta, niin ettå sula metalli pakotetaan tunkeutumaan 10 mattoihin ja ymparoimåån suunnatut kuidut. Mattojen pinon påålle voidaan valaa sulaa metallia, jolloin sita paineen avulla pakotetaan virtaamaan mattojen våliin. Komposiitis-sa olevien lujittavien kuitujen jopa 50 % tilavuuspitoi-suuksia on ilmoitettu.
15
Edellå olevaan tunkeutumismenetelmåan liittyy paineen aiheuttamien virtausprosessien yllåtyksellisiå vaihtelu-ja. ts. mahdollisia epåsåånnollisyyksia matriisin muodos-tumisessa, huokoisuutta, jne, kun otetaan huomioon etta se 20 riippuu ulkoisesta paineesta sulan matriisimetallin pakot-tamiseksi kuitupitoisten mattojen låpi. Ominaisuuksien epåtasaisuus on mahdollinen vaikka sulaa metallia johdet-taisiin useammasta kohdasta kuitupitoiseen jårjestelyyn. Vastaavasti on jårjestettåvå monimutkaiset matto/låhde-25 jårjestelyt ja virtausreitit soveltuvan ja tasaisen tun-keutumisen aikaansaamiseksi kuitumattojen pinoon. Edellå mainittu painetunkeutumismenetelmå mahdollistaa myos ai-noastaan suhteellisen pienen lujitusaineen ja matriisiti-lavuuden suhteen, johtuen suureen mattotilavuuteen liit-30 tyvåstå tunkeutumisen vaikeudesta. Lisåksi muoteissa on oltava sulaa metallia paineen alaisena, joka nostaa menetelmån kustannuksia. Lopuksi edellå mainittu menetelmå, joka rajoittuu ojennuksessa oleviin hiukkasiin tai kuituihin tunkeutumiseen, ei sovellu alumiinimatriisikom-35 posiittien muodostamiseen, jotka on lujitettu satunnaises-ti suuntautuvista hiukkasista, kuitukiteistå tai kuiduista koostuvilla aineilla.
4 91494
Alumiinimatriisi-alumiinioksiditåytteisten komposiittien valmistuksessa alumiini ei helposti kostuta alumiinioksi-dia, jolloin on vaikeata muodostaa yhtenainen tuote. Tåhån ongelmaan on ehdotettu erilaisia ratkaisuja. Eras sellainen 5 låhestyminen on alumiinin påållyståminen metallilla (esim. nikkelillå tai wolframilla), joka sitten kuumapuristetaan yhdessa alumiinin kanssa. Toisessa tekniikassa alumiini seostetaan litiumin kanssa, ja alumiinioksidi voidaan påallystaå piidioksidilla. Nåillå komposiiteilla kuitenkin 10 ominaisuudet vaihtelevat, tai paållystykset voivat heiken-taå tåytettå, tai matriisi sisåltåå litiumia, joka voi vaikuttaa matriisin ominaisuuksiin.
US-patentilla 4,232,091 voitetaan eråita alan vaikeuksia, 15 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 esilåmmitetty alueelle 20 700 - 1050°C. Alumiinioksidin suurin suhde metalliin tuloksena olevassa kiinteasså valukappaleessa oli 0,25:1. Koska tåsså menetelmåsså ollaan riippuvaisia ulkopuolises-ta paineesta tunkeutumisen aikaansaamiseksi, sitå vaivaa-vat monet samat puutteet kuin US-patenttia 3,970,136.
25 EP-hakemuksessa 115,742 kuvataan alumiini-alumiinioksidi-komposiittien valmistamista, jotka ovat erityisen kåytto-kelpoisia elektrolyyttikennokomponentteina, ja joissa esi-muotin alumiinioksidimatriisin ontelot tåytetåån alumii-30 nilla, ja tåta vårten kaytetaan erilaisia tekniikoita alumiinioksidin kostuttamiseksi koko esimuotissa. Alumiinioksidi kostutetaan esimerkiksi titaani-, zirkonium-, hafnium tai niobi-diboridia olevalla kostutusaineella tai metallilla, ts. litiumilla, magnesiumilla, kalsiumilla, 35 titaanilla, kromilla, raudalla, koboltilla, nikkelillå, zirkoniumilla tai hafniumilla. Kostutuksen edistamiseksi kaytetaan inerttiå atmosfaåria, kuten argonia. Tåsså 5 91494 julkaisussa esitetåån royos paineen kohdistaminen sulan alumiinin saamiseksi tunkeutumaan påållyståmåttomåån mat-riisiin. Tasså suhteessa tunkeutuminen aikaansaadaan saat-tamalla huokoset ensin tyhjoon ja kohdistamalla sitten 5 sulaan alumiiniin painetta inertisså atmosfåårisså, esim. argonissa. Vaihtoehtoisesti esimuottiin voidaan tunkeutua hoyryfaasissa olevalla alumiinipåållystyksellå pintojen kostuttamiseksi ennen onteloiden tåyttåmistå tunkeutuvalla sulalla alumiinilla. Jotta varmistettaisiin alumiinin 10 pysyminen esimuotin huokosissa vaaditaan låmpokåsittelyå, esim låmpotilassa 1400 - 1800°C, joko argonissa tax tyhjosså. Muutoin joko paineen alaisena tunkeutuneen aineen altistuminen kaasulle, tax tunkeutumispaineen poistaminen, aiheuttaa alumiinin håviåmistå kappaleesta.
15
Kostutusaineiden kåyttåminen alumiinioksidikomponentin tunkeutumisen aikaansaéuniseksi sulaa metallia sisåltåvåån elektrolyyttikennoon on esitetty myos EP-patenttihakemuk-sessa 94353. Tasså julkaisussa kuvataan alumiinin tuotta-. 20 mista elektrolyysillå kennossa, jossa virranjohdinkatodi on kennon vaippana tax alustana. Tåmån alustan suojaami-seksi sulalta kryoliitilta levitetåån alumiinioksidialus-talle ohut påållystys kostutusaineen ja liukenemisen eståvån aineen seoksella ennen kennon kåynniståmistå tax 25 kun se on upotettuna elektrolyysiprosessin tuottamaan sulaan alumiiniin. Kuvattuja kostutusaineita ovat titaani, zirkonium, hafnium, pii, magnesium, vanadiini, kromi, niobi tax kalsium, ja titaani esitetåån edullisimmaksi aineeksi. Boorin, hiilen ja typen yhdisteiden selitetåån olevan 30 hyodyllisiå estettåesså kostutusaineiden liukenemista sulaan alumiiniin. Tåsså julkaisussa ei kuitenkaan ehdoteta metallimatriisikomposiittien tuottamista, eikå siinå eh-dotetaa sellaisten komposiittien muodostamista esimerkiksi typpiatmosfåårisså.
Paineen ja kostutusaineiden kåyton lisåksi on kuvattu tyhjon kohdistamisen ediståvån sulan alumiinin tunkeutu- 35 6 91494 mista huokoiseen keraamikappaleeseen. Esimerkiksi US-pa-tentissa 3,718,441 raportoidaan keraamiseen kappaleeseen (esim. boorikarbidi, alumiinioksidi ja berylliumoksidi) tunkeutumista joko sulalla alumiinilla, berylliumilla, 5 magnesiumilla, titaanilla, vanadiinilla, nikkelillå tai ^6 —2 kromil la, tyhjosså joka on alle 10' torr. Vålillå 10 ...
10'6 torr oleva tyhjo johti keraamin heikkoon kostuttami-seen sulalla metallilla, niin ettei metalli virrannut vapaasti keraamin ontelotiloihin. Kostuttamisen sanotaan 10 kuitenkin parantuneen, kun tyhjo pienennettiin alle 10'6 torr.
Myos US-patentissa 3,864,154 esitetaån tyhjon kåyttåmistå tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tassa patentissa selite-15 tåån kylmåpuristetun AlBi2-jauhekappaleen asettamista kyl-måpuristetun alumiinijauheen pedille. Sen jålkeen sijoi-tettiin lisåå alumiinia AIB12-jauhekappaleen paalle. Sulatusastia, jossa AlBi2-kappale oli "kerrostettuna" alumiini jauhekerrosten våliin, sijoitettiin tyhjouuniin. Uu-20 niin jårjestettiin noin 10”5 torr oleva tyhjo kaasun poistumista vårten. Låmpotilaa nostettiin sen jalkeen 1100°C:een, jossa se pidettiin 3 tuntia. Naisså oloissa sula alumiini tunkeutui AlBi2-kappaleeseen.
25 US-patentissa 3,364,976 selitetåån suunnitelmaa itseståån kehittyvan tyhjon aikaansaamista kappaleeseen, sulan metallin tunkeutumisen lisååmiseksi kappaleeseen. Erityises-ti selitetåån, ettå kappale, esim. grafiittimuotti, terås-muotti tai huokoinen tulenkeståvå aine, kokonaan upotetaan 30 sulaan metalliin. Muotin tapauksessa metallin kanssa reagoivan kaasun kanssa tåytetty muottiontelo on yhteydesså ulkopuolella sijaitsevaan sulaan metalliin muotissa olevan ainakin yhden aukon kautta. Kun muotti upotetaan sulaan, tapahtuu ontelon tåyttyminen itseståån kehittyvån tyhjon 35 syntyesså ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin reaktion johdosta. Tyhjo on erityisesti tulosta metallin kiinteån oksidimuodon syntymisestå. Siten tåsså julkaisus- 7 91494 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 liittyvistå 5 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 niista? ja sen 10 jålkeen muotti on jålleen saatettava kåyttokuntoon, mikå mitå todennåkoisimmin merkitsisi muotin pinto jen uudelleen kåsittelyå tai muotin poistamista, ellei se enåå ole kåyttoon hyvåksyttåvå. Muotin koneistaminen monimutkaiseen muotoon saattaa olla erittåin kallista ja aikaavievåå. 15 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 . 20 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, 25 ettå hiukkasmainen aine tyypillisesti dissosioituisi tai valuisi hajalleen sitå sulaan metalliin sijoitettaessa). Lisåksi, jos haluttaisiin aikaansaada tunkeutuminen hiuk-kasmaiseen aineeseen tai loyhåsti muodostettuun esimuot-tiin, olisi ryhdyttåvå varotoimiin, niin ettei tunkeutuva 30 metalli syrjåyttåisi osaa hiukkasaineesta tai esimuotista, mikå johtaisi epåhomogeeniseen mikrostruktuuriin.
Vastaavasti on kauan ollut olemassa tarve saada yksinker-tainen ja luotettava menetelmå muotoiltujen metallimatrii-35 si-komposiittien tuottamiseksi, joka ei perustu paineen tai tyhjon kåyttåmiseen (joko ulkoisesti kohdistettuna tai sisåisesti kehitettynå), tai vahingollisten kostutusainei- 8 91494 den kåyttåmiseen metallimatriisin luomiseksi toiseen ai-neeseen, kuten keraamiseen aineeseen. Lisåksi on pitkaån ollut tarve minimoida lopullisten koneistustoimenpiteiden maåråå, joita tarvitaan metallimatriisi-komposiittikappa-5 leen aikaansaamiseksi. Esillå oleva keksinto tyydyttåa nåmå tarpeet aikaansaamalla spontaanin tunkeutumismekanismin tunkeutumisen aikaansaamiseksi aineeseen (esim. keraaminen aine), joka voidaan muotoilla esimuotiksi, jossa on sulaa matriisimetallia (esim. alumiinia) tunketumisatmosfaarin 10 (esim. typen) lasnaollessa normaalissa ilmanpaineessa, jolloin tunkeutumisen ediståjån edeltajaa ja/tai tunkeutumisen ediståjåa on lasna ainakin jossakin prosessin vaiheessa.
15 Taman hakemuksen sisalto liittyy useaan rinnakkaiseen hakemukseen. Erityisesti nåma muut rinnakkaiset hakemukset kuvaavat uusia menetelmiå metallimatriisi-komposiittiai-neiden tuottamiseksi (niihin viitataan jålempånå eråisså tapauksissa nimellå "rinnakkais-metallimatriisihakemuk-20 set").
Uutta menetelmåå metallimatriisi-komposiittiaineen tuottamiseksi kuvataan US-hakemuksessamme 049,171, jonka ni-mityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja", nyt US-pa-25 tentti 4,828,008. Mainitun keksinnon menetelman mukaisesti metallimatriisikomposiitti tuotetaan tunkeuttamalla la-paisevåan tåyteaineeseen (esim. keraamia tai keraamilla paållystettyå ainetta) sulaa alumiinia, joka sisaltaa ainakin 1 painoprosentin magnesiumia ja edullisesti ainakin 30 3 painoprosenttia magnesiumia. Tunkeutuminen tapahtuu spontaanisti kayttamåttå ulkoista painetta tai tyhjoa. Sulan metalliseoksen lååhde saatetaan koskettamaan tåyte-ainemassaa lampotilassa, joka on ainakin noin 675°C, kun lasnå on kaasua, joka kåsittåå noin 10 - 100 tilavuus-35 prosenttia, edullisesti ainakin noin 50 tilavuusprosenttia typpeå, jolloin loput, mikåli sitå on, on ei-hapettavaa kaasua, esim. argonia. Nåisså oloissa sula alumiiniseos 9 91494 tunkeutuu keraamimassaan normaalissa ilmakehån paineessa muodostaen alumiini- (tai alumiiniseos-) matriisikomposii-tin. Kun haluttu måårå tåyteainetta on sulan alumiiniseok-sen låpitunkemaa, lasketaan låmpotilaa seoksen kiinteyt-5 tåmiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimatriisi- rakenne, joka sulkee sisaanså lujittavan tåyteaineen. Tavallisesti, ja edullisesti, syotetty sula seos riittåå aikaansaamaan tunkeutumisen etenemisen oleellisesti tåy-teainemassan rajoille. US-patentin 4,828,008 mukaisesti 10 tuotettujen alumiinimatriisikomposiittien tåyteaineen måårå voi olla erittåin suuri. Tåsså mielesså voidaan saavuttaa tåyteaineen ja seoksen tilavuussuhteita jotka ovat suureinpia kuin 1:1.
15 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 tekijoiden, kuten låmpotilan, seoksen koostumuksen, i 20 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 25 oleellisesti ei lainkaan alumiininitridiå.
On havaittu, ettå korkeammat låmpotilat ediståvåt tunkeu-tumista, mutta johtavat siihen, ettå menetelmåsså herkemmin muodostuu nitridiå. US-patentin 4,828,008 mukaisessa kek-30 sinnosså sallitaan tunkeutumiskinetiikan ja nitridin muo-dostumisen vålisen tasapainon valitseminen.
Esimerkki sopivista estovålineistå kåytettåviksi metalli-mat riis ikomposii tt ien muodostamisen yhteydesså on selitet-35 ty US-hakemuksessa 141,642, jonka nimityksenå on "Menetelmå metallimatriisikomposiittien valmiståmiseksi estoainetta kåyttåen". Tåmån keksinnon menetelmån mukaisesti estovå- 10 91494 linettå (esim. hiukkasmaista titaanidiboridia tai grafiit-tiainetta, kuten joustavaa grafiittinauhatuotetta, jota Union Carbide myy tuotenimellå Grafoil (R)) sijoitetaan tåyteaineen maåråtyllå rajapinnalle ja matriisiseos tun-5 keutuu estovålineen måårittelemåån rajapintaan saakka. Estovålinetta kåytetåån eståmåån, torjumaan tai lopetta-maan sulan seoksen tunkeutuminen, jolloin aikaansaadaan puhtaita, tai lahes puhtaita muotoja tuloksena olevassa metallimatriisikomposiitissa. Vastaavasti muodostetuilla 10 metallimatriisi-komposiittikappaleilla on ulkomuoto, joka oleellisesti vastaa estovalineen sisåmuotoa.
US-patenttihakemuksen 049,171 mukaista menetelmåå paran-nettiin rinnakkaisella US-patenttihakemuksella 168,284, 15 jonka nimityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja ja tekniikoita niiden valxnistamiseksi". Mainitussa hakemuk-sessa esitettyjen menetelmien mukaisesti matriisimetal-liseos on lasna metal1in ensimmåisenå lahteenå ja mat-riisimetallin varastolahteenå, joka on yhteydessa sulan 20 metallin ensimmåiseen låhteeseen, esimerkiksi painovoimai-sen virtauksen valityksellå. Erityisesti, mainitussa ha-kemuksessa esitetyisså oloissa, sulan matriisiseoksen lahde alkaa tunkeutua tayteainemassaan normaalissa ilma-kehån paineessa ja aloittaa siten metallimatriisikomposii-25 tin muodostuksen. Sulan matriisimetallin ensimmainen lahde kulutetaan sen tunkeutuessa tayteainemassaan, ja halutta-essa sita voidaan lisatå, edullisesti jatkuvalla tavalla, sulan matriisimetallin varastolåhteestå spontaanin tunkeu-tumisen jatkuessa. Kun toivottu mååra låpåisevaå tayte-30 ainetta on sulan matriisiseoksen lapitunkemaa, lasketaan lampotilaa seoksen kiinteyttamiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimatriisistruktuuri, joka ympåroi lujittavaa tåyteainetta. On ymmarrettava, ettå metallivarastolahteen kåyttåminen on ainoastaan mainitussa patenttihakemuksessa 35 kuvatun keksinnon eras suoritusmuoto, eikå varastolahteen suoritusmuodon yhdiståminen jokaiseen siinå esitettyyn keksinnon vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon ole vålttåmåton- 11 91494 tå, joista erååt voisivat my6s olla hyodyllisiå kåytettynå esillå olevan keksinnon yhteydesså.
Metallin varastolåhdettå voi olla sellaisena måårånå, ettå se 5 aikaansaa riittåvån metallimåårån tunkeutumisen ennalta måårå-tysså måårin låpåisevåån tåyteaineeseen. Vaihtoehtoisesti voi valinnainen estovåline olla kosketuksessa tåyteaineen låpåisevåån massaan ainakin sen toisella puolella rajapinnan mååritte-lemiseksi.
10
Lisåksi, vaikka syotetyn sulan matriisiseoksen måårån tulisi olla riittåvå sallimaan spontaanin tunkeutumisen eteneminen ainakin oleellisesti tåyteaineen låpåisevån massan rajapintoihin (ts. estopintoihin) saakka, varastolåhteesså olevan seoksen 15 måårå voisi ylittåå sellaisen riittåvån måårån niin, ettå on olemassa riittåvå måårå seosta tunkeutumisen loppuun saattami-seksi, ja sen lisåksi ylimååråinen sula metalliseos voisi jåådå ja kiinnittyåmetallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Kun siten låsnåon ylimåårå sulaa seosta, tuloksena oleva kappale on kom-20 posiittikappale (esim. makrokomposiitti), jossa metallimatrii-sin låpitunkema keraamikappale suoraan sitoutuu varastolåhtee-seen jååvåån ylimååråiseen metalliin.
Jokainen edellå selitetyistå rinnakkais-metallimatriisihakemuk-25 sista kuvaa menetelmiå metallimatriisi-komposiittikappaleiden tuottamiseksi sekå uusia metallimatriisi-komposiittikappaleita, joita niillå tuotetaan.
Esillå olevan keksinnån mukaiselle menetelmålle metallimatrii-30 sikomposiitin valmistamiseksi on tunnusomaista se, ettå muodos-tetaan kappale, joka kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka vali-taan ryhmåstå, joka muodostuu irtonaisesta tåyteainemassasta, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa, ja esi-muotiksi muotoillusta tåyteaineesta, joka oleellisesti ei rea-35 goi matriisimetallin kanssa; saatetaan sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan ainakin mainitun kappaleen osaan; 12 91494 kåytetåån ainakin jossakin mainitun tunkeutumisprosessin vai-heessa tunkeutumisen ediståjåå, sellaisen edeltåjåå tai tunkeu-tumisatmosfååriå; saatetaan ainakin osa mainittua kappaletta tai matriisimetallia 5 koskettamaan toista metallia, joka koostumukseltaan poikkeaa mainitusta matriisimetallista, jolloin muutetaan ainakin yhtå ominaisuutta kappaleessa, johon tunkeutuminen on tapahtunut; ja jååhdytetåån mainittua matriisimetallia ja toista metallia sisal tåvå kappale, johon tunkeutuminen on tapahtunut, jolloin 10 muodostuu metallimatriisikomposiitti.
Matriisimetallia, sen tunkeuduttua tåyteaineeseen tai esimuot-tiin, ja/tai tåyteainetta tai esimuottia voidaan muuttaa oleellisesti samanaikaisesti tunkeutumisen kanssa; ja/tai sitå 15 voidaan muuttaa muodostumisen jålkeisellå kåsittelymenetelmållå (ts. sitå voidaan muuttaa sen jålkeen kun tunkeutuminen on tapahtunut) . Sellainen muuttaminen johtaa muodostetun metallimat-riisikomposiitin korostettuihin tai parempiin ominaisuuksiin (esim. parempiin mekaanisiin ominaisuuksiin erityisesti kor-20 keissa låmpotiloissa, parempaan korroosionkeståvyyteen, parem-paan kulutuskeståvyyteen, jne.).
Spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi syotetåån tunkeutumisen ediståjåå tai sellaisen edeltåjåå tåyteaineeseen tai esi-25 muottiin ja/tai matriisimetalliin ja/tai tunkeutumisatmosfåå-riin. Ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa.
30 Edullisessa suoritusmuodossa metallimatriisikomposiitin ainakin yhden ominaisuuden muuttamiseksi muutetaan metallimatriisi-kom-posiittikappaleen matriisimetallia, kun esimuotin tai tåyteaineen spontaani tunkeutuminen on aikaansaatu, mutta ennen mat-riisimetallin jåhmettymistå. Erityisesti saatetaan toinen me-35 talli koskettamaan ainakin osaa matriisimetallista, jolloin toinen metalli voi myds olla sulaa, ja jolloin sillå on matriisimetallista poikkeava koostumus. Erityisesti toinen metalli voi diffundoi- 13 91494 tua matriisimetalliin, jolloin tuloksena on esimerkiksi toivottujen metalliyhdisteiden muodostuminen johtuen mat-riisimetallin ja tåyteaineen reaktiosta toisen metallin kanssa. Vastaavasti voi tåssa suoritusmuodossa olla edul-5 lista, ettå toinen metalli on matriisimetalliin sekoittuvaa (esim. kun metalliyhdisteiden muodostuminen on toivotta-vaa).
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa metallimatriisikom-10 posiitin ainakin yhden ominaisuuden muuttamiseksi muute-taan, ennen kuin sulan matriisimetallin spontaani tunkeu-tuminen låpåisevåån tayteainemassaan tax esimuottiin on pååttynyt, tunkeutumista jatkavan matriisimetallin koos-tumusta lisååmålla siihen toista metallia, jonka koostumus 15 poikkeaa matriisimetallista. Kun esimerkiksi sula mat-riisimetalli alkaa tunkeutua låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin, voitaisiin toista metallia lisåtå (esim. seostaa) matriisimetallin låhteeseen (esim. matriisimetallin varastolåhteeseen). Toinen metalli voisi olla mitå 20 tahansa metallia, joka matriisimetalliin yhdistettynå ei haitallisesti vaikuta sulan matriisimetallin spontaaniin tunkeutumiseen, ja joka muuttaa metallimatriisikomposiitin (esim. metallimatriisikomposiitissa olevan matriisimetallin) ominaisuuksia toivotulla tavalla.
25
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa metallimatriisikomposiitin ainakin yhden ominaisuuden muuttamiseksi muute-taan ainakin metallimatriisikomposiitin matriisimetallia ja/tai tåyteainetta tai esimuottia oleellisesti samanai-30 kaisesti sulan matriisimetallin spontaanisti tunkeutuessa tåyteaineeseen tai esimuottiin. Tåsså suoritusmuodossa voidaan toista ainetta (esim. jauhemaista metallia tai metallin edeltåjåå) sekoittaa ainakin osaksi tåyteaineeseen tai esimuottiin, jolloin mainittu toinen aine reagoi 35 matriisimetallin ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa. Erityisesti voi toinen aine reagoida sulan matriisimetallin kanssa muodostaen toivottuja metalliyhdisteitå, jotka 14 91494 esimerkiksi parantavat metallimatriisikomposiitin korkean låmpotilan lujuutta, korroosionkeståvyyttå, kulutuskesta-vyyttå, jne.
5 Toisessa edullisessa suoritusmuodossa ei spontaanin tun-keutumisen sallita kokonaan ympåroidå tayteainetta tai esimuottia (tåyteaineeseen tai esimuottiin kehittyy tai muodostuu esim. ainakin jonkin verran huokoisuutta). Koostumukseltaan matriisimetallista poikkeava toinen me-10 talli voidaan sitten saattaa koskettamaan metallimatrii-si-komposiittikappaleen pintaa, jossa ei ole tapahtunut taydellista tunkeutumista. Toinen metalli tunkeutuu sitten metallimatriisikomposiitin huokosiin (ts. toinen metalli voi seostua tunkeutuneeseen matriisimetalliin ja aikaan-15 saada riittåvån måaran seostunutta matriisimetallia tay-teaineessa tai esimuotissa olevan huokoisuuden taydellista tåyttåmistå vårten). Sellaisen huokoisuuden tåyttamisen tulisi lisåksi tapahtua låmpotilassa, joka on matriisime-tallin ( ja/tai matriisimetallin ja toisen metallin seoksen) 20 nesteytymislåmpotilan lahellå tai sen ylåpuolella. Vastaa-vasti metallimatriisi-komposiittikappale muuttuu matriisimetallin ja toisen metallin seoksen tåyttåesså tåy-teaineen tai esimuotin huokoisuudet.
25 Toisessa edullisessa suoritusmuodossa voidaan toinen metalli , jonka koostumus poikkeaa tåyteaineeseen tai esimuottiin tunkeutuneesta matriisimetallista, saattaa kos-ketukseen ainakin tåyteaineen tai esimuotin osan kanssa, jossa on tapahtunut oleellisesti tåydellinen tunkeutumi-30 nen, jolloin mainittu toinen metalli reagoi ainakin matriisimetallin ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa. Erityisesti voidaan edullisessa menetelmåsså toinen metalli kuljettaa matriisimetallin avulla koskettamaan tåyte-ainetta tai esimuottia, ja/tai se voi vålittomåsti kosket-35 taa tåyteainetta tai esimuottia, ja tålloin reagoida tåyteaineen tai esimuotin kanssa muodostaen reaktiotuot-teen. Tåsså edullisessa menetelmåsså muodostetulla reak- 15 91494 tiotuotteella tapahtuu tilavuuden laajeneminen suhteessa alkuperåiseen tayteaineeseen tai esimuottiin. Sellainen reaktiotuote muodostuu tyypillisesti, kun matriisimetalli on nesteytymislåmpotilassaan, sen ylåpuolella tai hieman 5 sen alapuolella, josta johtuen matriisimetalli syrjayte-tåan metallimatriisi-komposiittikappaleesta. Vastaavasti, riippuen muodostuneen reaktiotuotteen mååråstå, pienenee metallimatriisi-komposiittikappaleessa oleva matriisime-tallin kokonaistilavuusosuus. Reaktiotuotteen muodostumi-10 nen voitaisiin esimerkiksi rajoittaa metallimatriisikom-posiitin pinnan alueelle, jolloin metallimatriisi-komposiittialustassa muodostuu reaktiotuotepinta. Lisåksi reaktiotuotteen muodostuminen ei rajoitu metallimatriisi-komposiittikappaleisiin, jotka on tuotettu spontaanin 15 tunkeutumismenetelmån mukaisesti. On ajateltavissa, etta reaktiotuotteen muodostuminen voi tuottaa toivottavia tuloksia misså tahansa jårjestelmåsså, joka kåsittåå matriisimetallin ja/tai tåyteaineen tai esimuotin muunta-misen reaktiotuotteeksi, joka sitten syrjåyttåå mat-20 riisimetallin.
Huomattakoon, etta tårna hakemus kåsittelee pååasiassa alumiinimatriisimetalleja, jotka jossain metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostumisen aikana ovat kosketuk-25 sessa magnesiumiin, joka toimii tunkeutumisen ediståjån edeltåjånå, tunkeutumisatmosfåårinå toimivan typen låsnå-ollessa. Siten alumiini/magnesium/typpi-jårjestelmån mat-riisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutu-misatmosfååri-jårjestelmållå esiintyy spontaania tunkeu-30 tumista. Monet muut matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåt voivat kuitenkin kåyttåytyå seunantapaisesti kuin alumiini/mag-nesium/typpi-jårjestelmå. Samantapaista spontaania tun-keutumiskåyttåytymistå on esimerkiksi havaittu alumii-35 ni/strontium/typpi-jårjestelmåsså; alumiini/sinkki/happi-jårjestelmåsså; sekå alumiini/kalsium/typpi-jårjestelmåsså. Vastaavasti, vaikka tåsså hakemuksessa kåsitellåån 16 91494 ainoastaan tåsså viitattuja jarjestelmiå, on ymmårrettåvå, ettå muut metallimatriisi/tunkeutumisen ediståjan edeltå-jå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåt voivat kayttåytya samantapaisesti, ja keksinnon katsotaan kattavan myos ne.
5
Matriisimetallin kasittaesså alumiiniseosta saatetaan alu-iniiniseos kosketukseen esimuottiin, joka kåsittåå tåyte-ainetta (esim. alumiinioksidia tai piikarbidia), tai tåyteaineeseen, jolloin tåyteaineeseen on sekoitettu mag-10 nesiumia, ja/tai jolloin se saatetaan magnesiumin vaiku-tuksen alaiseksi prosessin jossakin kohdassa. Eraassa edullisessa suoritusmuodossa alumiiniseos ja/tai esimuotti tai tayteaine pidetaan lisåksi typpiatmosfåårisså ainakin prosessin osan aikana. Esimuotissa esiintyy spontaania 15 tunkeutumista, ja spontaanin tunkeutumisen ja metallimat-riisin muodostumisen måårå tai nopeus vaihtelevat proses-siolojen annetun jårjestelyn mukaisesti, johon sisåltyy esimerkiksi jarjestelmaan (esim. alumiiniseokseen ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai tunkeutumisatmosfåå-20 riin) tuotetun magnesiumin pitoisuus, tåyteaineen tai esimuotin hiukkasten koko ja/tai koostumus, typen pitoisuus tunkeutumisatmosfåårisså, aika jona tunkeutumisen annetaan esiintyå, ja/tai lampotila, jossa tunkeutuminen esiintyy. Spontaania tunkeutumista esiintyy tyypillisesti niin suu-25 ressa måårin, ettå se riittåå oleellisen tåydellisesti ympåroimåån esimuotin tai tåyteaineen.
Mååritelmiå 30 "Alumiini" merkitsee ja sisåltåå tåsså kåytettynå oleel-lisesti puhtaan metallin (esim. suhteellisen puhtaan, kaupallisesti saatavan seostamattoman alumiinin) tai metallin ja metalliseosten muita laatuja, kuten kaupallisesti saatavat metallit, joissa on epåpuhtauksia ja/tai jotka 35 sallivat siinå olevan sellaisia ainesosia, kuten rautaa, piitå, kuparia, magnesiuma, mangaania, kromia, sinkkiå, jne. Tåmån mååritelmån tarkoituksiin oleva alumiiniseos on 17 91 494 seos tai metallien muodostama yhdiste, jossa alumiini on paaainesosana.
"Ei-hapettavan kaasun loppuosa" merkitsee tåssa kaytettynå 5 sitå, ettå tunkeutumisatmosfåårin muodostavan primååri-kaasun lisånå oleva mikå tahansa kaasu on joko inerttiå kaasua tai pelkiståvåå kaasua, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa prosessin olosuhteissa. Kaikkien kaasussa (kaasuissa) epåpuhtautena mahdollisesti låsnå 10 olevien hapettavien kaasujen måårån tulisi olla riittåmåton matriisimetallin hapettamiseen missåån oleellisessa måårin prosessin olosuhteissa.
"Estoaine" tai "estovåline" merkitsee tåsså kåytettynå mitå 15 tahansa soveltuvaa vålinettå, joka vuorovaikuttaa, eståå, torjuu tai lopettaa sulan matriisimetallin kulkeutumisen, siirtymisen tai vastaavan, tåyteainemassan tai esimuotin rajapinnan taakse, jolloin mainittu estovåline måårittelee sellaisen rajapinnan. Sopivia estovålineitå voivat olla 20 mitkå tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllåpitåvåt jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole oleellisesti haihtuvia (ts. estoaine ei haihdu niin paljon, ettå siitå tulisi estoaineena hyodyton).
25
Lisåksi sopivat "estovålineet" sisåltåvåt aineita, joita kulkeutuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå estoaineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei 30 lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan tai esimuotin mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita, ja måårittelee ainakin osan tuloksena olevan 35 metallimatriisi-komposiittituotteen pinnasta. Estoaine voi mååråtyisså tapauksissa olla låpåisevåå tai huokoista, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla 18 91494 reikia estoaineeseen tai låviståmalla se, niin ettå kaasu paåsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
"Jåånnokset" tai "matriisimetallin jaannokset” viittaa 5 tåsså kåytettynå alkuperåisen matriisimetallirungon mah-dolliseen osaan, joka jaå jåljelle ja joka ei ole kulunut metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostuksen aikana, ja tyypillisesti, jos sen annetaan jååhtyå, pysyy ainakin osittaisessa kosketuksessa muodostettuun metallimatriisi-10 komposiittikappaleeseen. Tulisi ymmårtåå, ettå jaannokset voivat myos sisåltåå toista tai vierasta ainetta.
"Tåyteaine” on tåsså kåytettynå tarkoitettu sisåltåmåån joko yksittåisiå aineksia tai ainesseoksia, jotka oleel-15 lisesti eivåt reagoi matriisimetallin kanssa ja/tai joilla on rajoitetu liukenevuus matriisimetalliin, ja jotka voivat olla yksi- tai useampifaasisia. Tåyteaineita voidaan jårjeståå lukuisissa eri muodoissa, kuten jauheina, lius-koina, hiutaleina, mikropalloina, kuitukiteinå, kuplina, 20 jne, ja ne voivat olla joko tiiviitå tai huokoisia. "Tåyteaine" voi myos sisåltåå keraamisia tåyteaineita, kuten alumiinioksidia tai piikarbidia kuituina, leikattui-na kuituina, hiukkasina, kuitukiteinå, kuplina, kuulina, kuitumattoina, tai vastaavina, ja påållystettyjå tåyteai-25 neita, kuten hiilikuituja, jotka on påållystetty alu-miinioksidilla tai piikarbidilla hiilen suojaéuniseksi esim. sulan perusmetalli-alumiinin syovyttåvåltå vaikutuk-selta. Tåyteaineet voivat myos kåsittåå metalleja.
30 "Tunkeutumisatmosfååri" tåsså kåytettynå tarkoittaa sitå atmosfååriå, joka on låsnå ja joka vuorovaikuttaa matriisimetallin ja/tai esimuotin (tai tåyteaineen) ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tunkeutumisen ediståjån kanssa ja sallii tai ediståå matriisimetallin 35 spontaanin tunkeutumisen esiintymisen.
19 91494 "Tunkeutumisen ediståjå" merkitsee tåsså kåytettynå ainet-ta, joka ediståå tai avustaa matriisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumi-sen edistajå voidaan muodostaa esimerkiksi tunkeutumisen 5 ediståjån edeltåjån reaktiolla tunkeutumisatmosfåårin 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 tunkeu-10 tumisen ediståjåå voidaan syottåå suoraan ainakin yhteen seuraavista: esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin, ja/tai tunkeutumisatmosfååriin; ja se voi toimia oleellisesti samalla tavalla kuin tunkeutumisen ediståjå, joka on muodostunut tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja jonkin 15 toisen aineen reaktiona. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi.
. 20 "Tunkeutumisen ediståjån edeltåjå" merkitsee tåsså kåytet tynå ainetta, joka yhdesså matriisimetallin, esimuotin ja/tai tunkeutumisatmosfåårin kanssa kåytettynå muodostaa tunkeutumisen ediståjån, joka aiheuttaa tai avustaa matriisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai 25 esimuottiin. Haluamatta sitoutua mihinkåån mååråttyyn teoriaan tai selitykseen, vaikuttaa siltå, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå pitåisi pystyå asettamaan, sen pitåisi sijaita tai sitå pitåisi voida kuljettaa sellaiseen kohtaan, joka sallii tunkeutumisen ediståjån edeltåjån olla 30 vuorovaikutuksessa tunkeutumisatmosfåårin kanssa ja/tai esimuotin tai tåyteaineen ja/tai metallin kanssa. Eråisså matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-tumisatmosfååri-jårjestelmisså on esimerkiksi toivotta-vaa, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå hoyrystyy siinå 35 låmpotilassa jossa matriisimetalli sulaa, tåmån låmpotilan låhellå, tai eråisså tapauksissa jopa jonkinverran tåmån låmpotilan ylåpuolella. Sellainen hoyrystyminen saattaa 20 91494 johtaa: 1) tunkeutumisen ediståjån edeltajån reaktioon tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kaasun muodostamiseksi, joka ediståå tåyteaineen tai esimuotin kostutta-mista matriisimetallilla; ja/tai 2) tunkeutumisen edistå-5 jan edeltajan reaktioon tunkeutumisatmosfaarin kanssa 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 edel-10 tåjån reaktioon tåyteaineessa tai esimuotissa, joka muo-dostaa kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan tunkeutumisen ediståjån ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostuttamista.
15 "Keskinåinen diffuusio" tai "diffundoituminen" merkitsee tåsså kåytettynå, ettå ainakin osittain esiintyy mat-riisimetallin kosketusta tai sekoittumista toiseen tai poikkeavaan metalliin, jolloin tuloksena on uusi toivottava seos ja/tai metalliyhdiste.
20 "Matriisimetalli" tai "matriisimetalliseos" merkitsevåt tåsså kåytettynå sitå metallia, jota kåytetåån metallimat-riisikomposiitin muodostamiseksi (esim. ennen tunkeutumis-ta) ja/tai sitå metallia, joka sekoittuu tåyteaineeseen 25 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi (esim. tunkeutumisen jålkeen). Kun matriisimetalliksi nimetåån mååråtty metalli, on ymmårrettåvå, ettå sellainen matriisimetalli sisåltåå tåmån metallin oleellisesti puh-taana metallina, kaupallisesti saatavana metallina, jossa 30 on epåpuhtauksia ja/tai seosaineita, metallien muodostaman yhdisteenå tai seoksena, jossa tåmå metalli on pååasial-lisena osana.
"Matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-35 tumisatmosfååri-jårjestelmå" eli "spontaani jårjestelmå" viittaa tåsså kåytettynå siihen aineiden yhdistelmåån, jolla esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin ja 21 91494 tåyteaineeseen. On ymmårrettåvå, etta kun esimerkin matriisimetallin, tunkeutumisen ediståjån edeltajån ja tun-keutumisatmosfåårin vålisså esiintyy merkki "/", sitå kåytetåån merkitseinåån jårjestelmåå tai aineiden yhdistel-5 måå, jolla mååråtyllå tavalla yhdisteltynå esiintyy spon-taania tunkeutumista esimuottiin tai tayteaineeseen.
"Metallimatriisikomposiitti" eli "MMC" merkitsee tassa kaytettynå ainetta, joka kasittaa kaksi- tai kolmiulottei-10 sesti liittyneen seoksen tai matriisimetallin, joka pitåå sisallåan esimuottia tai tayteainetta. Matriisimetalli voi sisaltåa erilaisia seosalkuaineita, joilla aikaansaadaan erityisesti toivotut mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuu-det tuloksena olevassa komposiitissa.
15
Matriisimetallista "poikkeava" metalli merkitsee metallia, joka ei sisallå pååasiallisena ainesosana samaa metallia kuin matriisimetalli (jos esimerkiksi matriisimetallin pååasiallisena osana on alumiini, niin "poikkeavan" metal-20 lin pååasiallisena osana voisi olla esimerkiksi nikkeli).
"Ei-reaktiivinen astia matriisimetallia vårten" merkitsee mitå tahansa astiaa, joka voi sisåltåå tåyteainetta (tai esimuotin) ja/tai sulaa matriisimetallia prosessin olois-25 sa, ja joka ei reagoi matriisin ja/tai tunkeutumisatmos-fåårin ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa sellaisella tavalla, joka oleellisesti huonontaisi spontaania tunkeutumismekanis-mia.
30 "Esimuotti" tai "låpåisevå esimuotti" merkitse tåsså kåytettynå sellaista huokoista tåytemassaa tai tåyte-ainemassaa, joka valmistetaan ainakin yhdellå rajapinnal-la, joka oleellisesti måårittelee tunkeutuvalle mat-35 riisimetallille rajapinnan, kuten massaa, joka riittåvån hyvin pitåå ehjån muotonsa ja tuorelujuuden, niin ettå se aikaansaa mittapysyvyyden ennen kuin matriisimetalli tun- 22 91494 keutuu siihen. Massan tulisi olla riittåvån huokoista, niin ettå se sallii matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen siihen. Tyypillisesti esimuotti kasittaa sidotun ryhmån tai tåyteaineen jårjestelyn, joko homogeenisen tai epåho-5 mogeenisen, ja se voi kasittaa mitå tahansa soveltuvaa ainetta (esim. keraamisia ja/tai metallihiukkasia, jauhei-taf kuituja, kuitukiteitå, jne, sekå mita tahansa naiden yhdistelmåå). Esimuotti voi olla joko erillisena tai kokoonpanona.
10 "Reaktiotuote" merkitsee tåsså kåytettynå toisen tai poikkeavan metal lin rektiotuotetta ainakin tåyteaineen tai esimuotin ja/tai matriisimetallin kanssa.
15 "Varastolåhde" tai varasto merkitsee tåsså kåytettynå erillista matriisimetallin kappaletta, joka on sijoitettu tåyteainemassan tai esimuotin suhteen niin, ettå kun metalli sulaa, se voi virrata korvaamaan, tai eråisså tapauksissa alunperin aikaansaamaan ja sen jålkeen tåyden-20 tåmåån sitå matriisimetallin osaa, segmenttiå tai låhdettå, joka koskettaa tåyteainetta tai esimuottia.
"Spontaani tunkeutuminen" merkitsee tåsså kåytettynå matriisimetallin tunkeutumista låpåisevåån tåyteainemassaan 25 tai esimuottiin, joka tapahtuu vaatimatta paineen tai tyhjon kåyttåmistå (ei ulkoisesti kohdistettua eikå sisåi-sesti kehitettyå).
Esillå oleva keksinto liittyy metallimatriisikomposiitin 30 muodostamiseen antamalla sulan matriisimetallin spon- taanisti tunkeutua låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin, jolloin mainitun spontaanin tunkeutumisen aikana ja/tai sen jålkeen muutetaan ainakin osa metallimatriisi-komposiittikappaleesta.
35
Metallimatriisi-komposiittikappale voidaan tuottaa saat-tamalla sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumimaan 23 91494 låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin. Matriisime-talli, joka on tåyteaineessa tai esimuotissa, johon tunkeutuminen on tapahtunut, ja/tai tåyteaine tai esimuotti voidaan muuttaa oleellisesti samanaikaisesti tunkeutumisen 5 kanssa; ja/tai voidaan muuttaa muodostumisen jålkeisellå kåsittelymenetelmållå (ts. se voidaan muuttaa sen jålkeen kun tunkeutuminen on aikaansaatu). Sellainen muuttaminen johtaa muodostuneen metallimatriisikomposiitin korostet-tuihin tai parempiin ominaisuuksiin (esim. parempiin 10 mekaanisiin ominaisuuksiin, parempaan korroosionkeståvyy-teen, parempaan kulutuskeståvyyteen, jne). Lisåksi voidaan esillå olevan keksinnon mukaisella muodostumiseen jålkeisellå kåsittelymenetelmållå kåsitellå myos metallimatrii-sikomposiitteja, jotka on muodostettu muilla kuin spontaa-15 nin tunkeutumisen menetelmållå.
Spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi saatetaan lå-påisevå tåyteainemassa tai esimuotti kosketukseen tunkeutumisen ediståjån ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån 20 ja/tai tunkeutumisatmosfåårin kanssa ainakin prosessin jossakin vaiheessa, mikå sallii sulan matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen tåyteaineeseen tai esimuottiin. Edullisessa menetelmåsså spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi voidaan tunkeutumisen ediståjån edeltåjån syot-25 tåmisen sijasta tunkeutumisen ediståjåå syottåå suoraan ainakin esimuottiin ja/tai matriisimetalliin ja/tai tun-keutumisatmosfååriin. Lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tulisi tunkeutumisen ediståjån sijaita ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa.
30
Erååsså edullisessa suoritusmuodossa metallimatriisikomposiitin ainakin yhden ominaisuuden muuttamiseksi muute-taan metallimatriisi-komposiittikappaleessa olevaa mat-riisimetallia, kun spontaani tunkeutuminen on tapahtunut 35 esimuottiin tai tåyteaineeseen, mutta ennen kuin mat-riisimetalli jåhmettyy. Erityisesti ainakin osa mat-riisimetallia saatetaan koskettamaan toista metallia, joka 24 91494 myos voi olla sulaa, ja jonka koostumus poikkeaa mat-riisimetallista. Erityisesti voi toinen metalli diffundoi-tua matriisimetalliin, jolloin tuloksena on esimerkiksi toivotujen metalliydisteiden muodostuminen matriisimetal-5 lin ja toisen metallin reaktiosta johtuen. Vastaavasti voi tåsså suoritusmuodossa toinen metalli olla matriisimetalliin sekoittuvaa (muodostaa esim. toivottuja metalliyhdis-teitå sen kanssa).
10 Edullisen suoritusmuodon toteutuksessa voidaan kåyttaå ruostumatonta teråstå olevaa astiaa, joka kåsittåå renkaan muotoisella kuparitiivisteellå paikalleen tiivistetyn pohjalevyn. Ruostumatonta teråstå oleva såilio sisaltåå edullisesti tulenkestavån tuen. Ruostumatonta teråsta 15 olevassa tolkisså voi olla alumiinioksidi-tåyteainetta, kuten 90 grit (seulamitta, grit = noin 75 mikrometriå) 38 Alundumia, jota toimittaa Norton Co.f ja noin 50 tilavuus-prosenttia toista, matriisimetallista poikkeavaa jauhe-maista metallia. Tåsså suoritusmuodossa matriisimetal-20 liseos voidaan asettaa tåyteaineen påålle ruostumatonta teråstå olevaan tolkkiin. Edullisesti matriisimetalli kåsittåå alumiiniseosta, jossa on noin 5 painoprosenttia Mg:a. Jotta saataisiin matriisimetalli spontaanisti tun-keutumaan tåyteaineeseen, niin ruostumatonta teråstå oleva 25 astia tulisi kuumentaa noin 750 - 1100 °C:een typpipitoisen kaasun atmosfåårisså. Matriisimetallin spontaanisti tun-keutuessa låpåisevåån tåyteaineeseen se koskettaa tåyteaineeseen sisåltyvåå toista metallia (esim. nikkeliå). Matriisimetallissa oleva alumiini voi reagoida tåyteai-30 neessa olevaan nikkeliin muodostaen metalliyhdisteen, kuten nikkelialuminidia, kanavissa joiden låpi matriisimetalli johdetaan, niin ettå se spontaanisti tunkeutuisi tåyteaineeseen. Mahdollisen reaktion esiintymismåårå riip-puu låmpotilasta, ajasta jona tåmå låmpotila vaikuttaa, 35 ja/tai sulien metallien sekoittuvuudesta.
25 91494
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa metallimatriisikom-posiitin ainakin yhden ominaisuuden muuttamiseksi muute-taan tunkeutumista jatkavan matriisimetallin koostumusta ennen sulan matriisimetallin spontaanin låpaisevåan tay-5 teaineeseen tai esimuottiin tunkeutumisen paåttymistå lisåamålla siihen toista metallia, jonka koostumus poikkeaa matriisimetallista. Kun esimerkiksi sula matriisimetalli on alkanut tunkeutua lapaisevaan tayteaineeseen tai esimuottiin, voitaisiin toista metallia lisåta (esim. seostaa) 10 matriisimetallin låhteeseen (esim. matriisimetallin varas-tolåhteeseen). Toinen metalli voisi olla mitå tahansa metallia, joka matriisimetallin kanssa yhdistettynå ei haitallisesti vaikuta sulan matriisimetallin spontaaniin tunkeutumiseen, ja joka muuttaa metallimatriisikomposiitin 15 (esim. metallimatriisikomposiitissa olevan matriisimetallin) ominaisuuksia toivotulla tavalla.
Eraassa toisessa edullisessa suoritusmuodossa metallimatriisikomposiitin ainakin yhden ominaisuuden muuttamiseksi . 20 muutetaan ainakin metallimatriisikomposiitissa olevaa mat- riisimetallia ja/tai tayteainetta tai esimuottia oleelli-sesti samanaikaisesti sulan matriisimetallin spontaanisti tunkeutuessa tayteaineeseen tai esimuottiin. Tåssa suoritusmuodossa voidaan toinen aine (esim. jauhemainen metalli 25 tai metallin edeltåjå) sekoittaa ainakin osaksi tayteaineeseen tai esimuottiin, jolloin mainittu toinen aine on paikallaan ollessaan reaktiivinen matriisimetallin ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa. Erityisesti voi toinen aine ragoida sulan matriisimetallin kanssa muodostaen 30 toivottuja metalliyhdisteita, jotka parantavat esimerkiksi metallimatriisikomposiitin korkean lampotilan lujuutta, koroosionkestavyytta, kulutuskeståvyytta, jne.
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa spontaanin tunkeu-35 tumisen ei sallita kokonaan ympåroidå tayteainetta tai esimuottia (esim. ainakin jonkin verran huokoisuutta kehitetaån tai muodostuu tayteaineeseen tai esimuottiin).
26 91494
Toinen metalli, jonka koostumus poikkeaa matriisimetallis-ta, voidaan sitten saattaa kosketukseen metallimatriisi-komposiittikappaleen pinnan kanssa, jossa ei ole tapahtu-nut tåydellistå tunkeutumista. Toinen metalli tunkeutuu 5 sitten metallimatriisikomposiitin huokosiin (toinen metal -li voi esim. seostua tunkeutuneeseen matriisimetalliin ja aikaansaada riittåvån måårån seostunutta matriisimetallia tåyteaineessa tax esimuotissa olevien huokosten tåyttåmi-seksi kokonaan). Lisåksi tulisi sellaisen huokosten tåyt-10 tåmisen tapahtua matriisimetallin (ja/tai matriisimetallin ja toisen metallin seoksen) nesteytymislåmpotilassa tai sen ylåpuolella. Vastaavasti muuttuu metallimatriisi-kom-posiittikappale kun matriisimetallin ja toisen metallin seos tåyttåå tåyteaineen tai esimuotin huokoset.
15
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa voidaan toinen metalli, jonka koostumus poikkeaa tåyteaineeseen tai esi-muottiin tunkeutuneesta matriisimetallista, saattaa kos-kettamaan ainakin osaa tåyteainetta tai esimuottia, jossa 20 oleellisesti tåydellinen tunkeutuminen on tapahtunut, jol-loin mainittu toinen metalli reagoi ainakin matriisimetallin ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa. Edullisessa menetelmåsså voidaan toinen metalli erityisesti kuljettaa matriisimetallin avulla koskettamaan tåyteainetta tai esi-25 muottia, ja/tai se voi koskettaa tåyteainetta tai esimuottia vålittomåsti, jolloin se reagoi tåyteaineen tai esimuotin kanssa muodostaen reaktiotuotteen. Tåsså edullisessa suoritusmuodossa muodostuneessa reaktiotuoteessa tapah-tuu tilavuuden laajentuminen alkuperåisen tåyteaineen tai 30 esimuotin suhteen. Sellainen reaktiotuote muodostuu tyy-pillisesti matriisimetallin ollessa nesteytymislåmpåtilas-saan, sen ylåpuolella tai hieman sen alapuolella, joka johtaa matriisimetallin syrjåytymiseen metallimatriisi-komposiittikappaleesta. Vastaavasti, riippuen muodostu-35 neen reaktiotuotteen mååråstå, pienenee metallimatriisi-komposiittikappaleessa olevan matriisimetallin måårå. Reaktiotuotteen muodostuminen voitaisiin esimerkiksi ra- » 27 91494 joittaa metallimatriisikomposiitin pinnan alueelle, jol-loin se muodostaisi metallimatriisikomposiittialustassa olevan reaktiotuotteen. Lisåksi reaktiotuotteen muodostu-minen ei rajoitu metallimatriisi-komposiittikappaleisiin, 5 jotka on tuotettu spontaanin tunkeutumisen menetelmållå. On ajateltavissa reaktiotuotteen muodostumista misså ta-hansa jarjestelmåsså, joka sisaltaa matriisimetallin ja/tai tåyteaineen tai esimuotin muuttamisen reaktiotuot-teeksi, joka sitten syrjayttåa matriisimetallin, josta 10 sitten voisi tuloksena olla toivottavia tuloksia.
Tåsså hakemuksessa kuvataan etupåasså menetelmåå metalli-matriisi-komposiittikappaleiden ominaisuuksien muuttami-seksi, jotka on tuotettu spontaanin tunkeutumisen menetel-15 malla. Selityksestå tulisi kuitenkin ymmartåå, ettå eråitå muuttamismenetelmiå voidaan myos soveltaa metallimatrii-sikomposiitteihin, jotka on tuotettu vaihtoehtoisilla menetelmillå.
20 Lisaksi voidaan kaikissa edellå selitetyisså vaihtoehtoi-sissa roenetelmissa vaihdella s it a metallimatriisi-kom-posiittikappaleen ja/tai tayteaineen mååraa tai osaa, joka on muutettava. Siten voitaisiin jokaista edella mainituista menetelmistå rajoittaa etupaassa metallimatriisi-kompo-25 siittikappaleen pinnan alueeseen, tai jos muuttumisen sallittaisiin tapahtua riittavan kauan, niin ettå tapahtuu oleellisesti tåydellinen muuttuminen metallimatriisi-kom-posiittikappaleessa, joka muodostettiin spontaanilla tun-keutumisella.
30
Lisåksi voisivat sellaiset tekijåt, kuten låmpotila, atmosfååripaine, jne, lisåtå tai våhentåå muodostuneen metallimatriisi-komposiittikappaleen muuttumisen nopeut-ta.
35
Erååsså toisessa suoritusmuodossa saatetaan kaasumainen våline virtaamaan muodostuneen metallimatriisi-komposiit- 28 91494 tikappaleen pinnan yli, jolloin kaasumainen våline sisåltåa elementin, joka reagoi ainakin muodostuneen metallimatrii-si-komposiittikappaleen pinnan osan kanssa, muuttaen muo-dostuneen kappaleen tuloksena olevia ominaisuuksia.
5
Spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi on tunkeutumisen ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå ja/tai tunkeutumisatmosfååri yhteydesså tåyteaineeseen tai esi-muottiin ainakin prosessin jossakin vaiheessa, mikå sallii 10 sulan matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen tayteai-neeseen tai esimuottiin. Erityisesti tulisi spontaaniin jarjestelmåån jårjeståa tunkeutumisen ediståjåå matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi tayte-aineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumisen ediståjå voisi 15 muodostua tunkeutumisen edistajan edeltåjåstå, joka voi-taisiin jårjeståa 1) matriisimetalliin, ja/tai 2) tåyteaineeseen tai esimuottiin, ja/tai 3) tunkeutumisatmosfåå-ristå, ja/tai 4) ulkoisesta låhteestå spontaaniin jårjestelmåån. Lisåksi, tunkeutumisen ediståjån edeltåjån sijas-20 ta voidaan tunkeutumisen ediståjåå syottåå suoraan ainakin joko tåyteaineeseen tai esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin, ja/tai tunkeutumisatmosfååriin. Lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia. 25
Edullisessa suoritusmuodossa on mahdollista, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjån voidaan ainakin osittain antaa reagoida tunkeutumisatmosfåårin kanssa, niin ettå tunkeutumisen ediståjåå voi muodostua ainakin osassa tåyteainetta 30 tai esimuottia ennen kuin tai oleellisesti samanaikaisesti kun tåyteaine tai esimuotti koskettaa matriisimetallia (esim. jos tunkeutumisen ediståjån edeltåjånå olisi mag-nesiumia ja tunkeutumisatmosfåårinå typpeå, niin tunkeutumisen ediståjå voisi olla magnesiumnitridiå, joka voisi 35 sijaita ainakin osassa esimuottia tai tåyteainetta).
29 91494
Esimerkkinå matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edel-tåjå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåstå on alumiini/ magnesium/typpi-jårjestelmå. Erityisesti voidaan alumii-nimatriisimetalli asettaa sopivassa tulenkeståvåsså as-5 tiassa olevaan tåyteaineeseen, joka astia prosessioloissa ei reagoi alumiinimatriisimetallin ja/tai tåyteaineen kanssa, kun alumiini sulatetaan. Magnesiumia sisåltåvå tai siile altistettu tåyteaine, joka ainakin prosessin jossakin vaiheessa altistetaan typpiatmosfåarille, voidaan saattaa 10 koskettamaan sulaa alumiinimatriisimetallia. Tålloin mat- riisimetalli tunkeutuu spontaanisti tåyteaineeseen tai esimuottiin.
Niisså oloissa, joita kåytetåån esillå olevan keksinnon 15 mukaisessa menetelmåsså, spontaanin alumiini/magnesium/ typpi-jårjestelmån tapauksessa tåyteaineen tai esimuotin tulisi olla riittåvån låpåisevåå, jotta typpeå sisåltåvå kaasu voisi tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin prosessin jonkin vaiheen aikana ja/tai koskettaa sulaa 20 matriisimetallia. Lisåksi låpåisevåsså tåyteaineessa tai esimuotissa voi tapahtua sulan matriisimetallin tunkeutu-mista, jolloin aiheutuu sulan matriisimetallin spontaani tunkeutuminen typen låpåisemåån tåyteaineeseen tai esimuottiin, niin ettå se muodostaa metallimatriisi-kom-25 posiittikappaleen ja/tai sattaa typen reagoimaan tunkeu-tumisen ediståjån edeltåjån kanssa tunkeutumisen ediståjån muodostamiseksi tåyteaineeseen tai esimuottiin aiheuttaen nåin spontaanin tunkeutumisen. Spontaanin tunkeutumisen måårå tai nopeus ja metallimatriisikomposiitin muodostu-30 minen vaihtelee prosessiolojen annetun yhdistelmån mukai-sesti, joita ovat mm. magnesiumin måårå alumiiniseoksessa, magnesiumin måårå tåyteaineessa tai esimuotissa, mag-nesiumnitridin måårå esimuotissa tai tåyteaineessa, muiden seosalkuaineiden (esim. pii, rauta, kupari, mangaani, 35 kromi, sinkki, ja vastaavat) låsnåolo, tåyteaineen keski-mååråinen koko (esim. hiukkashalkaisija), tåyteaineen pintatila ja tyyppi, tunkeutumisatmosfåårin typpipitoi- 30 91494 suus, tunkeutumiselle annettu aika ja låmpotila, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Annettaessa esimerkiksi sulan alumiinimatriisimetallin tunkeutumisen tapahtua spontaa-nisti, voidaan alumiini seostaa ainakin noin 1 painoprosen-5 tilla, ja edullisesti ainakin noin 3 painoprosentilla magnesiumia (joka toimii tunkeutumisen edistajån edelta-jana), seoksen painoon verrattuna. Muita lisaseosalkuai-neita, kuten edellå on selitetty, voidaan myos sisaltaå matriisimetalliin sen erityisten ominaisuuksien raatåloi-10 miseksi. Lisåksi lisåseosalkuaineet voivat vaikuttaa mat-riisin alumiinimetallissa tarvittavan magnesiumin mååråån, niin ettå se johtaa spontaaniin tunkeutumiseen tåyteainee-seen tai esimuottiin. Magnesiumin håviåmistå spontaanista jarjestelmasta, esimerkiksi hoyrystymisen vuoksi, ei saisi 15 tapahtua niin suuressa måarin, ettei magnesiumia ole lasnå muodostamaan tunkeutumisen ediståjåå. Siten on toivotta-vaa, ettå aluksi kåytetåån riittåvåå seosalkuaineiden mååråå jotta spontaani tunkeutuminen voisi tapahtua hoyrystymisen sitå haittaamatta. Lisåksi magnesiumin låsnåolo 20 tåyteaineessa ja matriisimetallissa tai pelkåståån tåyte-aineessa voi johtaa magnesiumin spontaania tunkeutumista vårten vaadittavan måårån pienenemiseen (jota selitetåån yksityiskohtaisemmin alempana).
25 Typpiatmosfåårisså olevan typen måårå vaikuttaa myos 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 30 edullista kun tunkeutumisatmosfåårisså on ainakin 50 tilavuusprosenttia typpeå, jolloin aikaansaadaan lyhyempiå tunkeutumisaikoja paljon suuremmasta tunkeutumismååråstå johtuen. Tunkeutumisatmosfååri (esim. typpeå sisåltåvå kaasu) voidaan syottåå suoraan tåyteaineseen ja/tai mat-35 riisimetalliin, tai se voidaan tuottaa aineen hajoamisen tuloksena.
31 91494
Sulan matriisimetallin tåyteaineseen tai esimuottiin tun-keutumisen aikaansaamiseksi vaadittavan magnesiumin våhim-måismåårå riippuu yhdestå tai useammasta tekijåstå, kuten prosessin låmpotilasta, ajasta, muiden lisåseosalkuainei-5 den kuten piin tai sinkin låsnåolosta, tayteaineen luon-teesta, magnesiumin sisåltymisestå yhteen tai useampaan spontaanin jårjestelman osaan, atmosfåårin typpisisållos-tå, ja typpiatmosfåårin virtausmååråstå. Voidaan kåyttåå alempia låmpotiloja tai lyhyempiå kuumennusaikoja tåydel-10 lisen tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kun seoksen ja/tai tayteaineen magnesiumpitoisuutta nostetaan. Samaten anne-tulla magnesiumpitoisuudella mååråttyjen lisåseosalkuai-neiden, kuten sinkin lisååminen mahdollistaa alempien låmpotilojen kåyttåmisen. Esimerkiksi matriisimetallin 15 magnesiumpitoisuutta toimivan alueen alapååsså, esim vå-lillå noin 1-3 painoprosenttia, voidaan kåyttåå yhdesså ainakin jonkin seuraavien kanssa: våhimmåisprosessilåmpo-tilan ylittåvå låmpotila, suuri typpipitoisuus, yksi tai useampia lisåseosalkuaineita. Ellei tåyteaineeseen lisåtå 20 lainkaan magnesiumia, pidetåån vålillå noin 3-5 painoprosenttia magnesiumia sisåltåviå seoksia edullisina, johtuen niiden yleisestå kåytettåvyydestå laajoilla pro-sessiolojen alueilla, jolloin ainakin 5 painoprosenttia pidetåån edullisena kåytettåesså alempia låmpotiloja ja 25 lyhyempiå aikoja. Alumiiniseoksessa voidaan kåyttåå 10 painoprosentin ylittåviå magnesiumpitoisuuksia tunkeutu-miseen vaadittavien låmpotilaolojen muuntelemiseksi. Magnesiumpitoisuutta voidaan pienentåå muiden seosalkuainei-den yhteydesså, mutta nåmå alkuaineet palvelevat ainoastaan 30 lisåtoimintoja, ja niitå kåytetåån edellå mainitun mag nesiumin minimimåårån tai sen ylittåvån måårån kanssa.
* Esimerkiksi oleellisesti mitåån tunkeutumista ei esiinty- nyt nimellisesti puhtaalla alumiinilla, jota oli seostettu vain 10 % piillå, 1000°C låmpotilassa, alustaan 39 Crystolon 35 (99 % puhdasta piikarbidia Norton Co:lta), jonka raekoko oli 500 mesh (mesh = seulan aukkojen lukumåårå tuumaa kohti) . Magnesiumin låsnåollessa on kuitenkin piin havaittu 32 91494 ediståvån tunkeutumisprosessia. Toisena esimerkkinå mag-nesiumin måårå muuttuu, jos sitå syotetåån yksinomaan tåyteaineeseen. On havaittu, ettå spontaani tunkeutuminen tapahtuu, kun spontaaniin tunkeutumisjårjestelmåån syote-5 tåån pienempi painoprosentti magnesimnia, jos ainakin jokin maara syotetyn magnesiumin kokonaismååråstå sijoitetaan tåyteaineeseen. Saattaa olla toivottavaa, ettå magnesiumia jårjestetåån pienempi maara, jotta våltettåisiin ei-toi-vottujen metalliyhdisteiden syntyminen metallimatriisi-10 komposiittikappaleeseen. Esimuotin ollessa piikarbidia on havaittu, ettå matriisimetalli tunkeutuu spontaanisti esimuottiin, kun esimuotti saatetaan kosketukseen alu-miinimatriisimetallin kanssa, esimuotin sisåltåesså ainakin 1 painoprosenttia magnesiumia ja oleellisesti puhtaan 15 typpiatmosfåårin låsnåollessa. Alumiinioksidi-esimuotin tapauksessa hyvåksyttåvån spontaanin tunkeutumisen saavut-tamiseksi vaadittu magnesiumin måårå on hieman suurempi. Erityisesti on havaittu, ettå kun samantapainen alu-miinimatriisimetalli saatetaan koskettamaan alumiinioksi-20 di-esimuottia, likimain samassa låmpotilassa kuin alumiini joka tunkeutui piikarbidi-esimuottiin, ja saman typpiatmosfåårin låsnåollessa, niin saatetaan tarvita ainakin noin 3 painoprosenttia magnesiumia samanlaisen spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kuin se joka saavutettiin 25 juuri edellå kuvatun piikarbidi-esimuotin yhteydesså.
Kun tunkeutuminen tapahtuu tåyteaineeseen, jossa kåytetåån alumiini/magnesium/typpi-jårjestelmåå, voi lisåksi muo-dostua spinelliå (esim. MgAl204). Kun låsnå on riittåvåsti 30 magnesiumia, voi magnesium siten reagoida alumiinioksidia olevan tåyteaineen kanssa, jos se pidetåån riittåvån korkeassa låmpotilassa riittåvån pitkån aikaa. MgAl204:n muodostuminen johtaa tilavuuden kasvuun ja metallin vå-henemiseen, kuten edellå selitettiin.
35
On myos havaittu, ettå on mahdollista syottåå spontaaniin jårjestelmåån tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai 33 91494 tunkeutumisen ediståjåå seoksen pinnalle ja/tai esimuotin tai tåyteaineen pinnalle ja/tai esimuottiin tai tåyteai-neeseen ennen kuin matriisimetallin annetaan tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin (ts. saattaa olla, ettei 5 syotettyå tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå tai tunkeutumisen ediståjåå tarvitse seostaa matriisimetalliin, vaan ettå sitå yksinkertaisesti syotetåån spontaaniin jårjes-telmåån). Jos magnesiumia levitettåisiin matriisimetallin pinnalle, saattaa olla edullista, ettå tåmå pinta olisi se 10 pinta, joka on låhimpånå tai edullisesti kosketuksessa tåyteaineen låpåisevåån massaan tai påinvastoin; tai sellaista magnesiumia voitaisiin sekoittaa ainakin tåyteaineen osaan. Lisåksi on mahdollista, ettå pinnalle levittåmisen, seostamisen ja magnesiumin si joittamisen 15 ainakin esimuotin osaan, joitakin yhdistelmiå voitaisiin kåyttåå. Sellaiset yhdistelmåt tunkeutumisen ediståjån (ediståjien) ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån (edeltåjien) levittåmisesså saattaisivat johtaa alu-miinimatriisimetallin tåyteaineeseen tunkeutumisen edis-20 tåmiseen vaadittavan magnesiumin kokonaispainoprosentti-måårån pienenemiseen, samoinkuin alempien låmpotilojen saavuttamiseen, joissa tunkeutumista voi esiintyå. Lisåksi magnesiumin låsnåolosta johtuva metallien epåtoivottujen keskinåisten yhdisteiden muodostuminen voitaisiin myos 25 minimoida.
Yhden tai useamman lisåseosalkuaineen kåyttåminen ja ympåroivån kaasun typpipitoisuus vaikuttavat myos matriisimetallin nitrautumiseen annetussa låmpotilassa. Esi-30 merkiksi voidaan seokseen sisållyttåå tai seoksen pinnalle levittåå sellaisia lisåseosalkuaineita kuin sinkkiå tai rautaa tunkeutumislåmpotilan alentamiseksi ja siten muo-dostuvan nitridin måårån pienentåmiseksi, kun taas kaasussa olevan typen pitoisuuden lisååmistå voitaisiin kåyttåå 35 nitridin muodostumisen ediståmiseen.
34 91494
Seoksessa olevan ja/tai seoksen pinnalle levitetyn ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin yhdistetyn magnesiumin pitoisuus pyrkii myos vaikuttamaan tunkeutumisen mååråån annetussa låmpotilassa. Vastaavasti eråissa tapauksissa, 5 joissa pieni måårå tai ei lainkaan magnesiumia saa olla kosketuksessa suoraan esimuottiin tai tåyteaineeseen, saattaa olla edullista, ettå ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia sisållytetåån seokseen. Tata arvoa pienemmat seosmååråt, kuten 1 painoprosentti magnesiumia, saattaa 10 vaatia korkeammat prosessilåmpotilat tai lisåseosalkuai-neita tunkeutumista vårten. Taman keksinnon spontaanin tunkeutumisprosessin toteuttamiseksi vaadittu låmpotila voi olla alempi: 1) kun yksinomaan seoksen magnesiumpitoi-suutta nostetaan, esim. ainakin noin 5 painoprosenttiin; 15 ja/tai 2) kun seostavia aineita sekoitetaan tåyteaineen låpåisevåån massaan tai esimuottiin; ja/tai 3) kun alu-miiniseoksessa on toista alkuainetta, kuten sinkkia tai rautaa. Lampotila voi myos vaihdella eri tåyteaineilla. Yleenså esiintyy spontaania ja etenevåå tunkeutumista 20 prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 675°C, edulli-sesti prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 750 -800°C. Yleenså yli 1200°C olevat låmpotilat eivåt nåytå ediståvån prosessia, ja erityisen kåyttokepoiseksi låmpo-tilaksi on havaittu alue noin 675°C - noin 1200°C. Kuitenkin 25 yleisenå sååntonå spontaanin tunkeutumisen låmpotila on sellainen låmpotila, joka on matriisimetallin sulamispis-teen ylåpuolella mutta matriisimetallin hoyrystymislåmpo-tilan alapuolella. Lisåksi spontaanin tunkeutumisen låm-potilan tulisi olla tåyteaineen sulamispisteen 30 alapuolella. Edelleen, kun låmpotilaa nostetaan, kasvaa pyrkimys matriisimetallin ja tunkeutumisatmosfåårin våli-sen reaktiotuotteen muodostamiseen (esim. alumiinimat-riisimetallin ja typpeå olevan tunkeutumisatmosfåårin tapauksessa saattaa muodostua alumiininitridiå). Sellaiset 35 reaktiotuotteet saattavat olla toivottavia tai ei-toivot- tuja, riippuen metallimatriisi-komposiittikappaleen aio-tusta kåytostå. Lisåksi tyypillisesti kåytetåån såhkovas- 35 91494 tuskuumennusta tunkeutumislåmpotilojen saavuttamiseksi. Keksinnon yhteydesså kåytettåvåksi hyvåksytåån kuitenkin mikå tahansa kuvunennusvaline, joka voi saattaa matriisime-tallin sulamaan ja joka ei vaikuta haitallisesti spon-5 taaniin tunkeutumiseen.
Esilla olevassa menetelmåsså esimerkiksi lapaisevå tåyte-aine tai esimuotti saatetaan kosketukseen sulan alumiinin kanssa typpeå sisåltåvån kaasun ollessa låsnå ainakin 10 jossakin prosessin vaiheessa. Typpeå sisåltåvåå kaasua voidaan syottåå yllåpitåmåån jatkuva kaasun virtaus kosketukseen ainakin joko tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai sulaan alumiinimatriisimetalliin. Vaikkei typpeå sisåltåvån kaasun virtausmåårå ole kriittinen, pidetåån 15 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 vaikutus sulaan metalliin.
; 20
Metallimatriisikomposiitin muodostamismenetelmåå voidaan soveltaa tåyteaineiden laajaan valikoimaan, ja tåyteainei-den valinta riippuu sellaisista tekijoistå, kuten mat-riisiseoksesta, prosessin olosuhteista, sulan matriisi-25 seoksen reaktiivisuudesta tåyteaineen kanssa, tåyteaineen kyvystå mukautua matriisimetalliin sekå lopulliselle kom-posiittituotteelle haetuista ominaisuuksista. Kun mat-riisimetallina on esimerkiksi alumiini, lukeutuvat sopi-viksi tåyteaineiksi a) oksidit, esim. alumiinioksidi, b) 30 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-tumisaika ja -låmpotila tai jårjeståmållå reagoimaton 35 påållystys tåyteaineelle. Tåyteaine voi kåsittåå alustan, kuten hiiltå tai ei-keraamista ainetta, jonka påållå on tarkoituksenmukainen påållystys alustan suojaamiseksi syo- 36 91494 pymiseltå tai heikkenemiseltå. Sopivia keraamipåållysteitå ovat iran. oksidit, karbidit, boridit ja nitridit. Esillå olevassa menetelmåsså kåytettåviksi edullisina pidettyjå keraameja ovat nun. alumiinioksidi ja piikarbidi hiukkasten, 5 hiutaleiden, kuitukiteiden ja kuitujen muodossa. Kuidut voivat olla epåjatkuvia (leikatussa muodossa) tai kudot-tujen mattojen tai jatkuvan saikeen muodossa, kuten monisaikeiset langat. Lisåksi tåyteaine tai esimuotti voi olla homogeeninen tai epåhomogeeninen.
10
On myos havaittu, ettå mååråtyillå tåyteaineilla esiintyy suurempaa tunkeutumista suhteessa tåyteaineisiin, joilla on samantapainen kemiallinen koostumus. Esimerkiksi US-pa-tentissa 4,713,360 (nimitys "Uusia keraamisia aineita ja 15 menetelmiå niiden valmistamiseksi") kuvatulla menetelmalla valmistetuilla murskatuilla alumiinioksidi-kappaleilla on edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallises-ti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Lisåksi rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessa 819,397 (nimitys: 20 "Komposiittikeraamisia esineitå ja niiden valmistus-menetelmå" ) esitetyllå menetelmalla tehdyillå murskatuilla alumiinioksidikappaleilla on myos edulliset tunkeutu-misominaisuudet verrattuna kaupallisesti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Edellå mainitut patentti-25 julkaisut esitetåån tåsså nimenomaisina viittauksina. Nåin olien on havaittu, ettå oleellisesti tåydellinen tunkeu-tuminen keraamiin tai keraamista komposiittiainetta ole-vaan låpåisevåån massaan voi tapahtua alemmissa tunkeutu-mislåmpotiloissa ja/tai lyhyemmillå tunkeutumisajoilla 30 kåyttåen puristettuja tai murskattuja kappaleita, jotka on valmistettu edellå mainittujen patenttijulkaisujen mukai-sella menetelmållå.
Tåyteaineen koko ja muoto voi olla mikå tahansa sellainen, 35 joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Siten tåyteaine voi olla hiukkasten, kuitukiteiden, hiutaleiden tai kuitujen tai nåiden sekoi- 37 91494 tusten muodossa, koska tåyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan kåyttåå muitakin muotoja, kuten kuulia, pieniå putkia, pellettejå, tulenkeståvåå kuitukan-gasta, ja vastaavia. Lisaksi aineen koko ei rajoita 5 tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saate-taan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi låmpotila tai pidempi aika kuin suuremmilla hiukkasilla. Lisaksi (esimuotiksi muotoillun) tåyteainemassan tulisi tunkeutumista vårten olla låpåisevaå (ts. sen tulisi olla 10 sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisatmosfaariå låpåise-våå).
Esillå olevan keksinnon mukainen menetelmå metallimatrii-si-komposiittikappaleiden muodostamiseksi sallii oleelli-15 sesti yhtenåisten metallimatriisikomposiittien valmista-misen, joilla on suuri tilavuusosa tåyteainetta ja pieni huokoisuus, koska ne eivåt ole riippuvaisia paineen kåyttåmisestå sulan matriisimetallin puristamiseksi tåy-teainemassaan. Suurempia, suuruusluokkaa ainakin noin 50 20 % olevia tåyteaineen tilavuusosuuksia voidaan aikaansaada kåyttåmållå alussa tåyteainemassaa, jolla on pienempi huokoisuus, ja vaihtelevan kokoisia hiukkasia. Suurempia tilavuusosuuksia voidaan myos aikaansaada silloin, jos tåyteainemassa tiivistetåån tai tehdåån muulla tavalla 25 tiiviimmåksi, edellyttåen ettei massaa muuteta joko tåysin tiiviiksi suljetuin kennohuokosin tai tåysin tiiviiksi rakenteeksi, mikå eståisi sulan seoksen tunkeutumisen.
On havaittu, ettå alumiinin tunkeutumista ja matriisin 30 muodostumista vårten keraamisen tåyteaineen ympårille voi keraamisen tåyteaineen kostutus alumiinimatriisimetallil-“ la olla tårkeå osa tunkeutumismekanismista. Lisåksi alhai- sissa prosessilåmpotiloissa esiintyy erittåin våhån tai håviåvån våhån metallin nitridiksi muuttumista, jonka takia 35 saadaan erittåin våhåinen epåjatkuva alumiininitridin faasi metallimatriisiin jakautuneena. Kun låhestytåån låmpotila-alueen ylåpååtå, tapahtuu kuitenkin todennåkoi- 91494 38 semmin metallin nitridiksi muuttumista. Siten voidaan sååtåå nitridifaasin osuutta metallimatriisissa muuttamal-la låmpotilaa, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Ne mååråtyt låmpotilat, joissa nitridin muodostuminen tulee merkittå-5 våmmåksi, muuttuvat myos sellaisista tekijoista riippuen, kuten kåytetty matriisin alumiiniseos ja sen måårå suh-teessa tåyteaineen mååråån, tåyteaineen måara johon tun-keutumisen on tapahduttava, sekå tunkeutumisatmosfåårin typpipitoisuus. Esimerkiksi alumiininitridin muodostumi-10 sen måårån uskotaan mååråtysså prosessilåmpotilassa kas-vavan, kun seoksen kyky tåyteaineen kostuttamiseen pienenee ja kun atmosfåårin typpipitoisuus kasvaa.
Sen vuoksi on mahdollista rååtåloidå metallimatriisin 15 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 20 eråitå ominaisuuksia, jotka voivat olla edullisia tuotteen suorituskyvylle tai parantaa niitå. Lisåksi alumiiniseok-sen spontaanin tunkeutumisen edullinen låmpotila-alue voi vaihdella kåytetystå keraamisesta aineesta riippuen. Kun tåyteaineena on alumiinioksidia, ei tunkeutumisen låmpo-25 tilan tulisi ylittåå 1000°C, mikåli halutaan, ettei matriisin muovattavuus oleellisesti pienene merkittåvån nitridin muodostumisen johdosta. Låmpotilan 1000°C ylit-tåviå låmpotiloja voidan kuitenkin kåyttåå, mikåli halutaan tuottaa komposiitti, jonka matriisilla on heikompi muovat-30 tavuus ja suurempi jåykkyys. Piikarbidiin tunkeutumista vårten voidaan kåyttåå korkeampia, noin 1200°C låmpotiloja, koska piikarbidia tåyteaineena kåytettåesså alumiiniseok-sesta syntyy våhemmån nitridejå, kuin alumiinioksideja tåyteaineena kåytettåesså.
Lisåksi on mahdollista kåyttåå matriisimetallin varasto-låhdettå tåyteaineen tåydellisen tunkeutumisen varmista- 35 39 91494 miseksi ja/tai syottaa toista metallia, jolla on erilainen koostumus kuin matriisimetallin ensimmåisellå lahteellå. Eraissa tapauksissa voi erityisesti olla toivottavaa kåyttåå varastolahteessa matriisimetallia, joka koostumuk-5 seltaan poikkeaa matriisimetallin ensimmåisestå lahteestå. Jos esimerkiksi alumiiniseosta kåytetåån ensimmaisenå matriisimetallin låhteenå, niin varastolåhteen metallina voitaisiin kåyttåå nåennaisesti rnita tahansa toista metallia tai metalliseosta, joka on sulanut prosessilampotilas-10 sa. Sulat metallit ovat usein hyvin sekoittuvia toistensa kanssa, mika johtaisi varastolahdemetallin sekoittumiseen matriisimetallin ensimmaiseen lahteeseen niin kauan kuin annetaan riittåvåsti aikaa sekoittumista vårten. Kåytet-taesså ensimmåisen matriisimetallin lahteestå poikkeavan 15 koostumuksen omaavaa varastolåhdemetallia, on siten mah-dollista rååtåloidå metallimatriisin ominaisuuksia eri-laisten toimintavaatimusten tåyttåmiseksi ja siten rååtåloidå metallimatriisikomposiitin ominaisuuksia.
20 Estovålinettå voidaan myos kåyttåå esillå olevan keksinnon yhteydesså. 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 25 vastaavan tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Sopivia estovålineitå voivat olla mitkå tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllåpitåvåt jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole haihtuvia, ja jotka edullisesti ovat prosessissa 30 kåytettyå kaasua låpåiseviå, ja jotka samoin pystyvåt paikallisesti eståmåån, pysåyttåmåån, vuorovaikuttamaan, torjumaan, jne, jatkuvan tunkeutumisen tai minkå tahansa muun liikkeen keraamisen tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi.
Soveltuvat estovålineet sisåltåvåt aineita, joita kulkeu-tuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei 35 40 91494 oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå esto-aineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteaineen mååritellyn 5 rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneis-tusta tai hiomista, jota voidaan tarvita metallimatriisi-komposiittituotteella. Kuten edellå mainittiin, tulisi estoaineen edullisesti olla lapåisevaå tai huokoista, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla 10 reikia estoaineeseen tai låviståmållå se, niin etta kaasu pååsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
Soveltuvia estoaineita, jotka ovat erityisen edullisia alumiinimatriisiseoksilla, ovat niitå, jotka sisåltåvåt 15 hiilta, erityisesti hiilen kiteiset allotrooppiset muodot, jotka tunnetaan grafiittina. Grafiittia ei oleellisesti voida kostuttaa kuvatuissa prosessiolosuhteissa sulalla alumiiniseoksella. Erityisen edullinen grafiitti on gra-fiittinauhatuote, jota myydåån tuotenimellå Grafoil (R), 20 jonka tavaramerkin haltija on Union Carbide. Tålla gra-fiittinauhalla on tiiviståviå ominaisuuksia, jotka eståvåt sulaa alumiiniseosta kulkeutumasta tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Tåmå grafiittinauha on myos kuumuutta keståvå ja kemiallisesti inertti. Grafoil (R) -grafiitti-25 aine on taipuisaa, keståvåå, mukautuvaa ja joustavaa. Sitå voidaan valmistaa useissa muodoissa sopimaan esto-ainesovellutuksiin. Grafiittiestovålinettå voidaan kui-tenkin kåyttåå lietteenå tai tahnana tai jopa maalikalvona tåyteaineen rajapinnalla tax sen ympårillå. Grafoil (R) 30 -tuotetta pidetåån erityisen edullisena, koska se on taipuisan grafiittiarkin muodossa. Kåytosså tåmå paperin tapainen grafiitti yksinkertaisesti muovaillaan tåyteaineen ympårille.
35 Muita edullisia estoaineita alumiinimetallimatriisiseok-sille typesså ovat siirtymåmetalliboridit (esim. ti-taanidiboridi (T1B2)), joita sulat alumiinimetalliseokset 41 91494 eivåt tåtå ainetta mååråtyisså prosessioloissa kåytettå-esså pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå estoaineella prosessilåmpotilan ei tulisi ylittåå noin 875°C, koska muutoin estoaineen vaikutus våhenee, ja itse asiassa 5 korkeammassa låmpotilassa esiintyy tunkeutumista estoai-neeseen. Siirtymåmetalliboridit ovat tyypillisesti hiuk-kasmuodossa (1 - 30 mikrometriå). Estoaineet voidaan levittåå lietteena tai tahnana edullisesti esimuotiksi muotoillun låpåisevån keraamisen tayteaineen massan raja-10 pinnoille.
Alumiinimetallimatriisiseoksia vårten typesså muut kåyt-tokelpoiset estoaineet sisåltavåt vaikeasti haihtuvia orgaanisia yhdisteitå, jotka levitetåån kalvona tai ker-15 roksena tayteaineen ulkopinnalle. Poltettaessa typesså, erityisesti tåmån keksinnon mukaisissa prosessioloissa, orgaaninen yhdiste hajoaa, jåttåen jålkeenså hiilinokikal-von. Orgaaninen yhdiste voidaan levittåå tavanomaisin keinoin, kuten maalaamalla, suihkuttamalla, upottamalla, 20 jne.
Lisåksi voivat hienoksi jauhetut hiukkasmaiset aineet toimia estoaineena, jos hiukkasmaiseen aineeseen tunkeu-tuminen esiintyy nopeudella, joka on hitaampi kuin tunkeu-25 tumisnopeus tåyteaineeseen.
Siten voidaan estoainetta levittåå millå tahansa sopivalla tavalla, kuten peittåmållå mååritelty rajapinta estovåli-neellå. Sellainen estovålineen kerros voidaan muodostaa 30 maalaamalla, upottamalla, silkkipainatuksella, hoyrystå-mållå, tai levittåmållå estovålinettå muilla tavoin neste-, liete- tai tahnamuodossa, tai sputteroimalla hoyrystyvåå estovålinettå, tai yksinkertaisesti kerros tamal la kiinteån hiukkasmaisen estovålineen kerros, tai levittåmållå esto-35 vålineen kiinteå ohut arkki tai kalvo mååritellylle rajapinnalle. Kun estovåline on paikallaan, spontaani 42 9 1 4 9 4 tunkeutuminen pååttyy oleellisesti saavutetaan maaritelty rajapinta ja kosketus estovålineeseen..
Vaikka edellisiå suoritusmuotoja on yksityiskohtaisesti 5 selitetty, tulisi erilaiset muunnelinat kåsittåa kuuluviksi oheisten patenttivaatimusten suoja-alaan.
10 15 20 25 30 35
Claims (12)
1. Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi, tunnettu siitå, ettå se kåsittåå vaiheet, joissa: muodostetaan kappale, joka kåsittåå ainakin yhtå ainetta, 5 joka valitaan ryhmåstå, joka muodostuu irtonaisesta tåyte-ainemassasta, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa, ja esimuotiksi muotoillusta tåyteaineesta, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa; saatetaan sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan 10 ainakin mainitun kappaleen osaan; kåytetåån ainakin jossakin mainitun tunkeutumisprosessin vaiheessa tunkeutumisen ediståjåå, sellaisen edeltåjåå tai tunkeutumisatmosfååriå; saatetaan ainakin osa mainittua kappaletta tai matriisime-15 tallia koskettamaan toista metallia, joka koostumukseltaan poikkeaa mainitusta matriisimetallista, jolloin muutetaan ainakin yhtå ominaisuuttaa kappaleessa, johon tunkeutuminen on tapahtunut; ja jååhdytetåån mainittua matriisimetallia ja toista metallia 20 sisåltåvå kappale, johon tunkeutuminen on tapahtunut, jolloin muodostuu metallimatriisikomposiitti.
2. Fdrfarande enligt patentkrav l, kånnetecknat av att infiltrationsatmosfåren står i fdrbindelse med kroppen och/eller matrismetallen åtminstone under en del av infiltrationen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tunkeutumisatmosfååri on yhteydesså kappaleeseen 25 ja/tai matriisimetalliin ainakin tunkeutumisen osan aikana.
3. Forfarande enligt patentkrav 2, kånnetecknat av att foregångare till ett infiltrationsfråmjande medel och/eller ett infiltrationsfråmjande medel tillfors matrismetallen och/eller fyllnadsmedlet eller forformen och/eller infiltrationsatmosfåren. 15
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå sydtetåån tunkeutumisen ediståjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå matriisimetalliin ja/tai kappalee- 30 seen ja/tai tunkeutumisatmosfååriin.
4. Fdrfarande enligt patentkrav l, kånnetecknat av att infiltrationen sker inom specificerade barriårmedel.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tunkeutuminen tapahtuu mååriteltyjen es tovål ineiden puitteissa. 35
5. F6rfarande enligt patentkrav l, kånnetecknat av att 20 fyllnadsmedlet innehåller åtminstone ett åmne valt i grup pen bestående av pulver, flingor, mikrokulor, fiberkris-taller, bubblor, fibrer, partiklar, fibermattor, brutna fibrer, kulor, pelletar, små roråmnen och brandbeståndiga tyg. 25
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tåyteaine kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka 91 494 valitaan ryhmåstå, joka kåsittåå jauheita, hiutaleita, mikrokuulia, kuitukiteitå, kuplia, kuituja, hiukkasia, kuitumattoja, katkaistuja kuituja, kuulia, pellettejå, pieniå putkiaihioita ja tulenkeståviå kankaita. 5
6. Fdrfarande enligt patentkrav l. kånnetecknat av att nåmnda berdring omfattar blandning av nåmnda andra metall i nåmnda kropp fdre skedet av spontan infiltration.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu koskettamaan saattaminen kasittaa mainitun toisen metallin sekoittamisen mainittuun kappa-leeseen ennen mainittua spontaanin tunkeutumisen vaihetta. 10
7. Forfarande enligt patentkrav 1, kånnetecknat av att nåmnda beroring omfattar fyllning av porositet med nåmnda andra metall i den spontant infiltrerade kroppen.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu koskettamaan saattaminen kåsittåå huokoisuuden tåyttåmisen mainitulla toisella metallilla kappaleessa, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut. 15
8. Forfarande enligt patentkrav l, kånnetecknat av att 35 nåmnda beroring omfattar diffundering av nåmnda andra metall i den spontant infiltrerade kroppen. 91 4; 4
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu koskettamaan saattaminen kåsittåå mainitun toisen metallin diffundoimisen kappaleeseen, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut. 20
9. F6rfarande enligt patentkrav 1, kånnetecknat av att nåmnda beroring leder till en reaktion mellan nåmnda andra metal1 och åtminstone kroppen och/eller nåmnda matrisme-tall. 5
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu kosketus johtaa reaktioon mainitun toisen metallin ja ainakin kappaleen ja/tai mainitun matriisimetallin vålillå. 25
10. Forf arande for att bilda en metallmatriskomposit, kånnetecknat av att det omfattar skeden i vilka: anordnas åtminstone en kropp som innehåller åtminstone ett åmne valt i gruppen bestående våsentligen av en los massa 10 av ett icke-reaktivt fyllnadsmedel och en forform innehål-lande ett format, våsentligen icke-reaktivt fyllnadsmedel; den smålta matrismetallen fås att spontant infiltrera åtminstone en del av nåmnda kropp, medan foregångaren till ett infiltrationsfråmjande medel och/eller ett infiltra-15 tionsfråmjande medel år nårvarande åtminstone i matrisme tallen och/eller kroppen under åtminstone en del av infil t rat ionsperioden ; åtminstone en del av nåmnda kropp eller matrismetall såtts i berdring med en andra metall som har awikande samman-20 såttning an nåmnda matrismetall, varvid åtminstone en egenskap hos den infiltrerade kroppen åndras; och den infiltrerade kroppen innehållande nåmnda matrismetall och andra metall nedkyls, varvid en metallmatriskomposit bildas. 25
10. Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi, tunnettu siitå, ettå se kåsittåå vaiheet, joissa: jårjestetåån kappale, joka kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka aine valitaan ryhmåstå, joka muodostuu irtonaisesta 30 oleellisesti ei-reaktiivisesta tåyteainemassasta ja esi-muotista, joka kåsittåå muotoillun oleellisesti ei-reak-tiivisen tåyteaineen; saatetaan sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan ainakin mainitun kappaleen osaan, jolloin ainakin mat-35 riisimetallissa ja/tai kappalessa on låsnå ainakin tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjåå ainakin tunkeutumisjakson osan ajan; 914*4 saatetaan ainakin osa mainittua kappaletta tai mainittua matriisimetallia koskettamaan toista metallia, joka koos-tumukseltaan poikkeaa mainitusta matriisimetallista, jol-loin muutetaan ainakin yhtå ominaisuuttaa kappaleessa, 5 johon tunkeutuminen on tapahtunut; ja jååhdytetåån mainittu mainittua matriisimetallia ja toista metallia sisåltåvå kappale, johon tunkeutuminen on tapahtunut, jolloin muodostuu metallimatriisikomposiitti.
11. Metallmatriskomposit, kånnetecknad av att den bildats genom att såtta den smålta matrismetallen i beroring med en fyllnadsmedelkropp i nårvaro såvål av ett infiltrationsfråmjande medel som den andra metallen, som har en 30 annan sammansåttning ån nåmnda matrismetall.
11. Metallimatriisikomposiitti, tunnettu siitå, ettå se on muodostettu saattamalla sula matriisimetalli koskettamaan tåyteainekappaletta sekå tunkeutumisen ediståjån ettå toisen metallin låsnåollessa, joka metalli koostumukseltaan poikkeaa mainitusta matriisimetallista. 15
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen metallimatriisikomposiitti, tunnettu siitå, ettå mainitun toisen metallin lås-nåolo muuttaa ainakin yhtå mainitun metallimatriisikom-posiitin ominaisuutta. 20 l. F5rfarande f6r att bilda en makrokomposit, kånneteck-nat av att det omfattar skeden i vilka: bildas en metallmatriskomposit innehållande åtminstone ett 25 åmne valt i gruppen bestående av en I6s massa av ett fyll-nadsmedel som våsentligen inte reagerar med matrismetal -len, och ett fyllnadsmedel utformat som en forform, som våsentligen inte reagerar med matrismetallen; den smålta matrismetallen fås att spontant infiltrera åt-30 minstone en del av den nåmnda kroppen; åtminstone i något skede av infiltreringsprocessen anvånds ett infiltrationsfråmjande medel, dess foregångare eller en infiltrationsatmosfår; åtminstone en del av nåmnda kropp eller matrismetall såtts 35 i berdring med en andra metal 1 som har awikande samman-såttning ån nåmnda matrismetall, varvid åtminstone en egenskap hos den infiltrerade kroppen åndras; och 91494 den infiltrerade kroppen innehållande nåmnda matrismetall och andra metall nedkyls, varvid en metallmatriskomposit bildas.
12. Metallmatriskomposit enligt patentkrav 11, kånnetecknad av att nårvaron av nåmnda andra metall åndrar åtminstone en egenskap hos nåmnda metallmatriskomposit.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/269,309 US5000248A (en) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | Method of modifying the properties of a metal matrix composite body |
| US26930988 | 1988-11-10 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI894939A0 FI894939A0 (fi) | 1989-10-17 |
| FI91494B FI91494B (fi) | 1994-03-31 |
| FI91494C true FI91494C (fi) | 1994-07-11 |
Family
ID=23026705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI894939A FI91494C (fi) | 1988-11-10 | 1989-10-17 | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5000248A (fi) |
| EP (1) | EP0370940B1 (fi) |
| JP (1) | JP2859329B2 (fi) |
| KR (1) | KR0121460B1 (fi) |
| CN (1) | CN1082554C (fi) |
| AT (1) | ATE122733T1 (fi) |
| AU (1) | AU624861B2 (fi) |
| BR (1) | BR8905755A (fi) |
| CA (1) | CA2000792C (fi) |
| DE (1) | DE68922702T2 (fi) |
| DK (1) | DK559589A (fi) |
| FI (1) | FI91494C (fi) |
| IL (1) | IL91722A (fi) |
| MX (1) | MX173664B (fi) |
| NO (1) | NO893992L (fi) |
| NZ (1) | NZ231076A (fi) |
| PH (1) | PH26036A (fi) |
| PT (1) | PT92250B (fi) |
| RO (1) | RO106987B1 (fi) |
| TR (1) | TR25363A (fi) |
| ZA (1) | ZA898543B (fi) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633213A (en) * | 1986-09-17 | 1997-05-27 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for in situ tailoring the component of ceramic articles |
| US5268339A (en) * | 1986-09-17 | 1993-12-07 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for in situ tailoring the component of ceramic articles |
| US5150747A (en) * | 1988-11-10 | 1992-09-29 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composites by use of an immersion casting technique and product produced thereby |
| US5518061A (en) * | 1988-11-10 | 1996-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying the properties of a metal matrix composite body |
| US5301738A (en) * | 1988-11-10 | 1994-04-12 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying the properties of a metal matrix composite body |
| US5149678A (en) * | 1989-01-13 | 1992-09-22 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby |
| US5505248A (en) * | 1990-05-09 | 1996-04-09 | Lanxide Technology Company, Lp | Barrier materials for making metal matrix composites |
| US5487420A (en) * | 1990-05-09 | 1996-01-30 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for forming metal matrix composite bodies by using a modified spontaneous infiltration process and products produced thereby |
| JPH05507319A (ja) * | 1990-05-09 | 1993-10-21 | ランキサイド テクノロジー カンパニー，リミティド パートナーシップ | 金属マトリックス複合物用硬化フィラー材料 |
| JPH06506265A (ja) * | 1991-03-14 | 1994-07-14 | ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー | 金属含有物質の高密度化されたセラミック物体またはサーメット物体への混入方法およびこれにより製造された金属混入された物体 |
| WO1992016325A1 (en) * | 1991-03-19 | 1992-10-01 | The Dow Chemical Company | Methods for producing ceramic-metal composites from ceramic and metal powders |
| US5500182A (en) * | 1991-07-12 | 1996-03-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Ceramic composite bodies with increased metal content |
| US5366686A (en) * | 1993-03-19 | 1994-11-22 | Massachusetts Institute Of Technology, A Massachusetts Corporation | Method for producing articles by reactive infiltration |
| GB2294474B (en) * | 1994-10-26 | 1998-04-29 | Honda Motor Co Ltd | Method for forming an aluminium or aluminium alloy composite material. |
| US5900277A (en) * | 1996-12-09 | 1999-05-04 | The Dow Chemical Company | Method of controlling infiltration of complex-shaped ceramic-metal composite articles and the products produced thereby |
| JP4115682B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2008-07-09 | 日本碍子株式会社 | 金属間化合物基複合材料の製造方法 |
| ES2248600T3 (es) | 2001-08-29 | 2006-03-16 | Dow Global Technologies Inc. | Material compuesto de aluminio metalico y ceramica que contiene boro y metodo para formar el material compuesto. |
| DE60229198D1 (de) * | 2001-11-22 | 2008-11-20 | Ngk Insulators Ltd | Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes |
| JP4420400B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2010-02-24 | 本田技研工業株式会社 | アルミニウム基複合材料およびアルミニウム基複合材料の製造方法 |
| JP6548071B2 (ja) * | 2014-04-23 | 2019-07-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 |
| WO2017003574A2 (en) | 2015-06-19 | 2017-01-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Reinforcement material blends with a small particle metallic component for metal-matrix composites |
| US10126021B2 (en) * | 2016-07-15 | 2018-11-13 | General Electric Technology Gmbh | Metal-ceramic coating for heat exchanger tubes of a central solar receiver and methods of preparing the same |
Family Cites Families (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1037894A (fr) * | 1951-05-30 | 1953-09-23 | Metallurg Des Poudres | Perfectionnement à la métallurgie des poudres |
| 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 |
| US4341823A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-27 | Material Concepts, Inc. | Method of fabricating a fiber reinforced metal composite |
| 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 |
| US4376804A (en) * | 1981-08-26 | 1983-03-15 | The Aerospace Corporation | Pyrolyzed pitch coatings for carbon fiber |
| US4376803A (en) * | 1981-08-26 | 1983-03-15 | The Aerospace Corporation | Carbon-reinforced metal-matrix composites |
| US4456577A (en) * | 1981-09-25 | 1984-06-26 | Osaka Diamond Industrial Company, Ltd. | Methods for producing composite rotary dresser |
| 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 |
| JPS609568A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-18 | Toray Ind Inc | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
| 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 |
| DE68911559T2 (de) * | 1988-03-15 | 1994-05-11 | Lanxide Technology Co Ltd | Verbundkörper mit Metallmatrix und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| EP0340957B1 (en) * | 1988-04-30 | 1994-03-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing metal base composite material under promotion of matrix metal infiltration by fine pieces of third material |
| US4820887A (en) * | 1988-05-02 | 1989-04-11 | Honeywell Inc. | Membrane keyboard blockout apparatus |
| CA2000770C (en) * | 1988-10-17 | 2000-06-27 | John M. Corwin | Method of producing reinforced composite materials |
| US4932099A (en) * | 1988-10-17 | 1990-06-12 | Chrysler Corporation | Method of producing reinforced composite materials |
-
1988
- 1988-11-10 US US07/269,309 patent/US5000248A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-21 IL IL9172289A patent/IL91722A/en not_active IP Right Cessation
- 1989-09-22 AU AU41705/89A patent/AU624861B2/en not_active Ceased
- 1989-09-28 EP EP89630177A patent/EP0370940B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-28 DE DE68922702T patent/DE68922702T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-28 AT AT89630177T patent/ATE122733T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-10-05 NO NO89893992A patent/NO893992L/no unknown
- 1989-10-10 KR KR1019890014477A patent/KR0121460B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-10-13 CA CA002000792A patent/CA2000792C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-17 FI FI894939A patent/FI91494C/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-10-19 NZ NZ231076A patent/NZ231076A/en unknown
- 1989-10-21 CN CN89108088A patent/CN1082554C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-31 MX MX018189A patent/MX173664B/es unknown
- 1989-11-07 PH PH39474A patent/PH26036A/en unknown
- 1989-11-09 TR TR89/0764A patent/TR25363A/xx unknown
- 1989-11-09 DK DK559589A patent/DK559589A/da not_active Application Discontinuation
- 1989-11-09 PT PT92250A patent/PT92250B/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-11-09 RO RO142373A patent/RO106987B1/ro unknown
- 1989-11-09 ZA ZA898543A patent/ZA898543B/xx unknown
- 1989-11-10 BR BR898905755A patent/BR8905755A/pt not_active Application Discontinuation
- 1989-11-10 JP JP1291373A patent/JP2859329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2000792A1 (en) | 1990-05-10 |
| ZA898543B (en) | 1991-07-31 |
| PH26036A (en) | 1992-01-29 |
| CN1082554C (zh) | 2002-04-10 |
| TR25363A (tr) | 1993-01-07 |
| DE68922702D1 (de) | 1995-06-22 |
| NO893992L (no) | 1990-05-11 |
| US5000248A (en) | 1991-03-19 |
| AU4170589A (en) | 1990-05-17 |
| FI91494B (fi) | 1994-03-31 |
| CN1042500A (zh) | 1990-05-30 |
| BR8905755A (pt) | 1990-06-05 |
| IL91722A0 (en) | 1990-06-10 |
| IL91722A (en) | 1994-06-24 |
| PT92250A (pt) | 1990-05-31 |
| NZ231076A (en) | 1992-06-25 |
| ATE122733T1 (de) | 1995-06-15 |
| KR900007529A (ko) | 1990-06-01 |
| NO893992D0 (no) | 1989-10-05 |
| JP2859329B2 (ja) | 1999-02-17 |
| DK559589A (da) | 1990-05-11 |
| JPH02240227A (ja) | 1990-09-25 |
| DE68922702T2 (de) | 1995-10-05 |
| PT92250B (pt) | 1996-04-30 |
| DK559589D0 (da) | 1989-11-09 |
| EP0370940A1 (en) | 1990-05-30 |
| RO106987B1 (ro) | 1993-08-30 |
| FI894939A0 (fi) | 1989-10-17 |
| KR0121460B1 (ko) | 1997-12-03 |
| EP0370940B1 (en) | 1995-05-17 |
| CA2000792C (en) | 2002-01-15 |
| AU624861B2 (en) | 1992-06-25 |
| MX173664B (es) | 1994-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI91494C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti | |
| FI91831C (fi) | Menetelmä kolmiulotteisesti yhteenliittyneen rinnakkaismatriisin sisältävän metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi | |
| FI91496C (fi) | Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita | |
| FI89014C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit | |
| FI91608C (fi) | Menetelmä ainakin kahden kappaleen yhteenliittämiseksi | |
| FI91723C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi suunnatulla kiinteytyksellä | |
| FI89015C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit | |
| FI91722C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91492C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91087C (fi) | Menetelmä metallimatriisisekarakenteen tuottamiseksi | |
| FI91611C (fi) | Menetelmä metallimatriisi-komposiittikappaleen valmistamiseksi | |
| FI91609C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91610C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi spontaanin tunkeutumisprosessin avulla | |
| FI91490B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin muodostamiseksi | |
| FI91724B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi negatiivista seosmuottia käyttäen | |
| FI91495C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sulasta matriisimetallista ja oleellisesti ei-reaktiivisesta täyteaineesta | |
| FI91491C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi uppovalumenetelmää käyttäen | |
| FI91833B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmällä aikaansaatava metallimatriisikomposiittikappale | |
| FI91493C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91832B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP |