FI91722C - Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi - Google Patents
Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI91722C FI91722C FI894929A FI894929A FI91722C FI 91722 C FI91722 C FI 91722C FI 894929 A FI894929 A FI 894929A FI 894929 A FI894929 A FI 894929A FI 91722 C FI91722 C FI 91722C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- metal
- filler
- matrix
- preform
- matrix metal
- Prior art date
Links
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 185
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 185
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 171
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 149
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 90
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims abstract description 84
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 84
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 claims abstract description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 73
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 68
- 239000003961 penetration enhancing agent Substances 0.000 claims description 38
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 33
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 31
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 51
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 78
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 50
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 50
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 49
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 40
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 25
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 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
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010439 graphite Substances 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
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 e.g. Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 7
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 6
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 6
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 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
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 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
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012754 barrier agent Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 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
- 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
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 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
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 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
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 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
- 150000002736 metal compounds Chemical class 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
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy 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
- 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
- 238000005303 weighing Methods 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
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001594 aberrant effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 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
- 235000015895 biscuits Nutrition 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
- 210000003850 cellular structure Anatomy 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
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000006263 metalation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles 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
- 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
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction 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
- 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
- 239000002689 soil Substances 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
- 210000004243 sweat Anatomy 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
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 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
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
- C04B41/515—Other specific metals
- C04B41/5155—Aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/88—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00905—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms
- C04B2111/00913—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms as ceramic preforms for the fabrication of metal matrix comp, e.g. cermets
- C04B2111/00931—Coated or infiltrated preforms, e.g. with molten metal
Description
91 722
Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi 5 Esillå oleva keksinto koskee menetelmåå metallimatriisi-komposiitin valmistamiseksi spontaanin tunkeutumisproses-sin avulla. Menetelmåsså tunkeutumisen ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå sijoitetaan ainakin osit-tain matriisimetallin ja tåyteaineen (tax esimuotin) vå-10 liin ainakin osalle niiden vålistå rajapintaa, johon tåy~ teaineeseen (tai esimuottiin) sulan matriisimetallin tulee tunkeutua. Lisåksi tunkeutumisatmosfååri on ainakin pro-sessin jossakin vaiheessa yhteydesså tåyteaineeseen ja/tai matriisimetalliin.
15
Metallimatriisin ja lujittavan tai vahvistavan faasin, kuten keraamisia hiukkasia, kuitukiteitå, kixituja tai vas-taavia kåsittåvåt komposiittituotteet nåyttåvåt lupaavilta moniin eriin sovellutuksiin, koska niisså yhdistyvåt osa 20 lujittavan faasin jåykkyydestå ja kulutuskeståvyydestå metallimatriisin muovattavuuteen ja sitkeyteen. Yleenså metallimatriisikomposiitilla luodaan parannuksia sellai-sissa ominaisuuksissa, kuten lujuus, jåykkyys, hankausku-lutuksen keståvyys ja lujuuden pysyminen korkeammissa låm-25 potiloissa, verrattuna matriisimetalliin sen monoliitti-. sessa muodossa, mutta måårå, johon saakka mååråttyå omi- naisuutta voidaan parantaa, riippuu suuresti kyseesså ole-vista ainesosista, niiden tilavuus- tai painosuhteista sekå siitå, miten niitå kåsitellåån komposiittia muodos-30 tettaessa. Eråisså tapauksissa komposiitti voi myos olla kevyempåå kuin matriisimetalli sellaisenaan. Alumiinimat-• riisikomposiitit, jotka on vahvistettu keraamilla, kuten esimerkiksi piikarbidilla hiukkasten, hiutaleiden tai kui-tukiteiden muodossa, ovat kiinnostavia johtuen niiden alu-35 miiniin verrattuna suuremmasta jåykkyydestå, kulutuksen keståvyydestå ja korkean låmpotilan lujuudesta.
2 91722
Alumiinimatriisikomposiittien valmistamiseksi on kuvattu erilaisia metallurgisia menetelmiå, mukaanlukien menetel-miå, jotka perustuvat jauhemetallurgiatekniikoihin ja sulan metallin tunkeutumistekniikoihin, joissa kåytetåån 5 hyvåksi painevalua, tyhjovalua, sekoittamista, ja notkis-timia. Jauhemetallurgiatekniikoiden avulla jauheen muodos-sa oleva metalli ja jauheen, kuitukiteiden, leikattujen kuitujen, jne. muodossa oleva lujittava aine sekoitetaan ja sitten joko kylmåpuristetaan ja sintrataan, tai kuuma-10 puristetaan. Tållå menetelmållå tuotetun piikarbidilla lujitetun alumiinimatriisikomposiitin suurimman keraamin tilavuusosan on ilmoitettu olevan noin 25 tilavuusprosent-tia kuitukiteiden tapauksessa ja noin 40 tilavuusprosenttia hiukkasten tapauksessa.
15
Metallimatriisikomposiittien tuottaminen jauhemetallurgi-sia tekniikoita kåyttåvin tavanomaisin menetelmin asettaa eråitå rajoituksia aikaansaatavien tuotteiden ominaisuuk-sille. Komposiitissa olevan keraamifaasin tilavuusosa on 20 tyypillisesti rajoittunut, hiukkasten tapauksessa noin 40 prosenttiin. Samaten asettaa puristustoiminta rajan kåy-tånnosså saavutettavalle koolie. Ainoastaan suhteellisen yksinkertaiset tuotteen muodot ovat mahdollisia ilman jålkeenpåin tapahtuvaa kåsittelyå (esim. muotoilua tai 25 koneistusta) tai ottamatta kåyttoon monimutkaisia puris-' timia. Sintrauksen aikana voi myos esiintyå epåtasaista kutistumista, samoin kuin mikrostruktuurin epåtasaisuutta, johtuen kiintoaineisiin eriytymisestå ja hiukkasten kas-vusta.
30 .. US-patentissa 3,970,136 kuvataan menetelmå metallimatrii- sikomposiitin muodostamiseksi, johon sisåltyy kuitumuotoi-nen lujite, esim. piikarbidi- tai alumiinikuitukiteitå, joilla on ennalta mååråtty kuitujen suuntaus. Komposiitti 35 tehdåån sijoittamalla samassa tasossa olevien kuitujen samansuuntaisia mattoja tai huopia muottiin yhdesså sulan matriisimetallin, esim. alumiinin låhteen kanssa ainakin 3 91722 joidenkin matt o j en vålisså, ja kohdistamalla painetta, niin ettå sula metalli pakotetaan tunkeutumaan mattoihin ja ympåroimåån suunnatut kuldut. Mattojen pinon påålle voidaan valaa sulaa metallia, jolloin sitå paineen avulla pakote-5 taan virtaamaan mattojen våliin. Komposiitissa olevien lujittavien kuitujen jopa 50 % tilavuuspitoisuuksia on ilmoitettu.
Edellå olevaan tunkeutumismenetelmåån liittyy paineen 10 aiheuttamien virtausprosessien yllåtyksellisiå vaihtelu-ja. ts. mahdollisia epåsåånnollisyyksiå matriisin muodos-tumisessa, huokoisuutta, jne, kun otetaan huomioon ettå se riippuu ulkoisesta paineesta sulan matriisimetallin pakot-tamiseksi kuitupitoisten mattojen låpi. Ominaisuuksien 15 epåtasaisuus on mahdollinen vaikka sulaa metallia johdet-taisiin useammasta kohdasta kuitupitoiseen jårjestelyyn. Vastaavasti on jårjestettåvå monimutkaiset matto/låhde-jårjestelyt ja virtausreitit soveltuvan ja tasaisen tun-keutumisen aikaansaamiseksi kuitumattojen pinoon. Edellå 20 mainittu painetunkeutumismenetelmå mahdollistaa myos ai-noastaan suhteellisen pienen lujitusaineen ja matriisiti-lavuuden suhteen, johtuen suureen mattotilavuuteen kiin-teåsti liittyvåstå tunkeutumisen vaikeudesta. Lisåksi muoteissa on oltava sulaa metallia paineen alaisena, joka 25 nostaa menetelman kustannuksia. Lopuksi edellå mainittu : menetelmå, joka rajoittuu ojennuksessa oleviin hiukkasiin tai kuituihin tunkeutumiseen, ei sovellu alumiinimatrii-sikomposiittien muodostamiseen, jotka on lujitettu satun-naisesti suuntautuvista hiukkasista, kuitukiteistå tai 30 kuiduista koostuvilla aineilla.
Alumiinimatriisi-alumiinioksiditåytteisten komposiittien valmistuksessa alumiini ei helposti kostuta alumiinioksi-dia, jolloin on vaikeata muodostaa yhtenåinen tuote. Tåhån 35 ongelmaan on ehdotettu erilaisia ratkaisuja. Erås sellainen låhestyminen on alumiinin påål ly ståminen metallilla (esim. nikkelillå tai wolframilla), joka sitten kuumapuristetaan -- Γ” 91722 4 yhdesså alumiinin kanssa. Toisessa tekniikassa alumiini seostetaan litiumin kanssa, ja alumiinioksidi voidaan paållyståå piidioksidilla. Naillå komposiiteilla kuitenkin ominaisuudet vaihtelevat, tai påållystykset voivat heiken-5 tåå tåytettå, tai matriisi sisaltaa litiumia, joka voi vaikuttaa matriisin ominaisuuksiin.
US-patentilla 4,232,091 voitetaan eråitå alan vaikeuksia, joita kohdataan valmistettaessa alumiinimatriisi-alu-10 miinioksiditåytteisiå komposiitteja. Tåssa patentissa ku-vataan 75 - 375 kg/cm paineen kohdistamista pakottamaan sula alumiini (tai sula alumiiniseos) alumiinioksidia olevaan kuitu- tai kuitukidemattoon, joka on esilåmmitetty alueelle 700 - 1050°C. Alumiinioksidin suurin suhde 15 metalliin tuloksena olevassa kiinteassa valukappaleessa oli 0,25:1. Koska tåssa menetelmåsså ollaan riippuvaisia ulkopuolisesta paineesta tunkeutumisen aikaansaamiseksi, sitå vaivaavat monet samat puutteet kuin US-patenttia 3,970,136.
20 EP-hakemuksessa 115,742 kuvataan alumiini-alumiinioksidi-komposiittien valmistamista, jotka ovat erityisen kåytto-kelpoisia elektrolyyttikennokomponentteina, ja joissa esi-muotin alumiinioksidimatriisin ontelot tåytetåån 25 alumiinilla, ja tåtå vårten kåytetåån erilaisia tekniikoita alumiinioksidin kostuttamiseksi koko esimuotissa. Alumiinioksidi kostutetaan esimerkiksi titaani-, zirkonium-, hafnium tai niobi-diboridia olevalla kostutusaineella tai metallilla, ts. litiumilla, magnesiumilla, kalsiumilla, 30 titaanilla, kromilla, raudalla, koboltilla, nikkelillå, zirkoniumilla tai hafniumilla. Kostutuksen ediståmiseksi kåytetåån inerttiå atmosfååriå, kuten argonia. Tåssa julkaisussa esitetåån myos paineen kohdistaminen sulan alumiinin saamiseksi tunkeutumaan påållyståmåttomåån mat-35 riisiin. Tåsså suhteessa tunkeutuminen aikaansaadaan saat-tamalla huokoset ensin tyhjoon ja kohdistamalla sitten sulaan alumiiniim painetta inertisså atmosfåårisså, esim.
5 91722 argonissa. Vaihtoehtoisesti esimuottiin voidaan tunkeutua hoyryfaasissa olevalla alumiinipåållystyksellå pintojen kostuttamiseksi ennen onteloiden tayttåmista tunkeutuvalla sulalla alumiinilla. Jotta varmistettaisiin alumiinin 5 pysyminen esimuotin huokosissa vaaditaan låmpokåsittelyå, esim låmpotilassa 1400 - 1800°C, joko argonissa tai tyhjossa. Muutoin joko paineen alaisena tunkeutuneen aineen altistuminen kaasulle, tai tunkeutumispaineen poistaminen, aiheuttaa alumiinin haviamisen kappaleesta.
10
Kostutusaineiden kåyttåminen alumiinioksidikomponentin tunkeutumisen aikaansaamiseksi sulaa metallia sisåltåvåån elektrolyyttikennoon on esitetty myos EP-hakemuksessa 94353. Tåsså julkaisussa kuvataa alumiinin tuottamista 15 elektrolyysillå kennossa, jossa virranjohdinkatodi on kennon vaippana tai alustana. Taman alustan suojaamiseksi sulalta kryoliitilta levitetaan alumiinioksidialustalle ohut påållystys kostutusaineen ja liukenemisen eståvan aineen seoksella ennen kennon kaynniståmistå tai kun se on 20 upotettuna elektrolyysiprosessin tuottamaan sulaan alu-miiniin. Kuvattuja kostutusaineita ovat titaani, zir-konium, hafnium, pii, magnesium, vanadiini, kromi, niobi tai kalsium, ja titaani esitetaån edullisimmaksi aineeksi. Boorin, hiilen ja typen yhdisteiden selitetaan olevan 25 hyodyllisia estettaessa kostutusaineiden liukenemista sulaan alumiiniin. Tåsså julkaisussa ei kuitenkaan ehdoteta metallimatriisikomposiittien tuottamista, eikå siinå eh-dotetaa sellaisten komposiittien muodostaunista esimerkiksi typpiatmosfåårisså.
30
Paineen ja kostutusaineiden kåyton lisåksi on kuvattu tyhjon kohdistamisen ediståvån sulan alumiinin tunkeutu-mista huokoiseen keraamikappaleeseen. Esimerkiksi US-pa-tentissa 3,718,441 raportoidaan keraamiseen kappaleeseen 35 (esim. boorikarbidi, alumiinioksidi ja berylliumoksidi) tunkeutumista joko sulalla alumiinilla, berylliumilla, magnesiumilla, titaanilla, vanadiinilla, nikkelillå tai 6 91722 •6 · —2 kromilla, tyhjosså joka on alle 10 torr. Vålillå 10 ...
10-6 torr oleva tyhjo johti keraamin helkkoon kostuttami-seen sulalla metallilla, niin ettei metalli virrannut vapaasti keraamin ontelotiloihin. Kostuttamisen sanotaan 5 kuitenkin parantuneen, kun tyhjo pienennettiin alle 10-6 torr.
Myos US-patentissa 3,864,154 esitetaån tyhjon kåyttåmistå tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tåssa patentissa selite-10 taan kylmåpuristetun AlBi2-kappaleen asettamista kylmåpu-ristetun alumiinijauheen pedille. Sen jålkeen sijoitettiin lisaa alumiinia AIB12-jauhekappaleen paaile. Sulatusastia, jossa AlBi2-kappale oli "kerrostettuna" alumiinijauheker-rosten våliin, sijoitettiin tyhjouuniin. Uuniin jårjestet-15 tiin noin 10”5 torr oleva tyhjo kaasun poistumista vårten. Låmpotilaa nostettiin sen jålkeen 1100°C:een, jossa se pidettiin 3 tuntia. Nåisså oloissa sula alumiini tunkeutui A1B12-kappaleeseen.
20 US-patentissa 3,364,976 selitetåån suunnitelmaa itseståån kehittyvån tyhjon aikaansaamista kappaleeseen, sulan metallin kappaleeseen tunkeutumisen lisååmiseksi. Erityises-ti selitetåån, ettå kappale, esim. grafiittimuotti, terås-muotti tai huokoinen tulenkeståvå aine, kokonaan upotetaan 25 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 30 syntyesså ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin : reaktion johdosta. Tyhjo on erityisesti tulosta metallin kiinteån oksidimuodon syntymisestå. Siten tåssa julkaiussa esitetåån, ettå on oleellista aikaansaada ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin vålinen reaktio. Muotin kåyttå-35 minen tyhjon luomiseksi ei kuitenkaan vålttåmåttå ole toivottavaa, johtuen muotin kåyttoon liittyvistå vålitto-mistå rajoituksista. Muotit on ensin koneistettava mååråt- 7 91722 tyyn muotoon; sitten loppukåsiteltåvå, koneistettava hy-vaksyttåvån valupinnan tuottamiseksi muottiin; sitten koottava ennen niiden kåyttåmistå; sitten purettava niiden kayton jalkeen valukappaleen poistamiseksi niista; ja sen 5 jalkeen muotti on jålleen saatettava kåyttokuntoon, mikå mita todennåkoisimmin merkitsisi muotin pintojen uudelleen kåsittelyå tai muotin poistamista, ellei se enaå ole kayttoon hyvåksyttåvå. Muotin koneistéuninen monimutkaiseen muotoon saattaa olla erittåin kallista ja aikaavievåå. 10 Lisaksi 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 15 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, 20 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 25 metalli syrjåyttåisi osaa hiukkasaineesta tai esimuotista, mikå johtaisi epåhomogeeniseen mikrostruktuuriin.
Vastaavasti on kauan ollut olemassa tarve saada yksinker-tainen ja luotettava menetelmå muotoiltujen metallimatrii-30 si-komposiittien tuottamiseksi, joka ei perustu paineen : tai tyhjon kåyttåmiseen (joko ulkoisesti kohdistettuna tai • sisåisesti kehitettynå), tai vahingollisten kostutusainei- den kåyttåmiseen metallimatriisin luomiseksi toiseen aineeseen, kuten keraamiseen aineeseen. Lisåksi on pitkåån 35 ollut tarve minimoida lopullisten koneistustoimenpiteiden mååråå, joita tarvitaan metallimatriisi-komposiittikappa-leen aikaansaamiseksi. Esillå oleva keksinto tyydyttåå nåmå 8 91722 tarpeet aikaansaamalla spontaanin tunkeutumismekanismin sulan matriisimetallin (kuten alumiinin) tunkeutumisen aikaansaamiseksi keraamiseen tai keraamilla påållystettyyn tåyteaineeseen, joka voidaan muotoilla esimuotiksi, tun-5 keutumisatmosfåårin (esim. typen) låsnåollessa normaalissa ilmanpaineessa, jolloin tunkeutumisen ediståjåå on låsnå ainakin jossakin prosessin vaiheessa.
Tåmån hakemuksen sisålto liittyy useaan rinnakkaiseen ha-10 kemukseen. Erityisesti nåmå muut rinnakkaiset hakemukset kuvaavat uusia menetelmiå metallimatriisikomposiittiainei-den tuottamiseksi (niihin viitataan jåljempånå eråisså ta-pauksissanimellå "rinnakkais-metallimatriisihakemukset") .
15 Uutta menetelmåå metallimatriisikomposiittiaineen tuottamiseksi kuvataan US-hakemuksessamme 049 171, jonka nimi-tyksenå on "Metallimatriisikomposiitteja", ja joka nyt on hyvåksytty USAissa. Mainitun keksinnon mukaisesti metallimatriisikomposiitti tuotetaan tunkeuttamalla lå-20 påisevåån tåyteaineeseen (esim. keraamia tai keraamilla påållystettya ainetta) sulaa alumiinia, joka sisåltåå ainakin 1 painoprosentin magnesiumia ja edullisesti ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia. Tunkeutuminen tapahtuu spontaanisti kåyttåmåttå ulkoista painetta tai tyhjoå.
25 Sulan metalliseoksen syotto saatetaan koskettamaan tåyte-ainemassaa låmpotilassa, joka on ainakin noin 675°C, kun låsnå on kaasua, joka kåsittåå noin 10 - 100 tilavuus- prosenttia, edullisesti ainakin noin 50 tilavuusprosenttia typpeå, jolloin loput, mikåli sitå on, on ei-hapettavaa 30 kaasua, esim. argonia. Nåisså oloissa sula alumiiniseos tunkeutuu keraamimassaan normaalissa ilmakehån paineessa muodostaen alumiini- (tai alumiiniseos-) matriisikompo-siitin. Kun haluttu måårå tåyteainetta on sulan alumiini-seoksen låpitunkemaa, lasketaan låmpotilaa seoksen kiin-35 teyttåmiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimat-riisirakenne, joka sulkee sisåånså lujittavan tåyteai- 91722 9 neen. Tavallisesti, ja edullisesti, syotetty sula seos riittåå aikaansaamaan tunkeutumisen etenemisen oleellises-ti tåyteainemassan rajoille. Hakemuksen 049,171 mukaisesti tuotettujen alumiinimatriisikomposiittien tåyteaineen 5 mååra voi olla erittain suuri. Tassa mielessa voidaan saavuttaa tayteaineen ja seoksen tilavuussuhteita jotka ovat suurempia kuin 1:1.
Edellå mainitun hakemuksen 049,171 mukaisissa proses-10 sioloissa alumiininitridiå voi muodostua epåjatkuvana faasina, joka on jakautunut koko alumiinimatriisiin. Nitridin mååra alumiinimatriisissa voi vaihdella sellais-ten tekijoiden, kuten låmpotilan, seoksen koostumuksen, kaasun koostumuksen ja tåyteaineen mukaisesti. Siten 15 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 oleellisesti ei lainkaan alumiininitridiå.
20
On havaittu, ettå korkeammat låmpotilat ediståvåt tunkeu-tumista, mutta johtavat siihen, ettå menetelmåsså herkemmin muodostuu nitridiå. Hakemuksen 049,171 mukaisessa keksin-nosså sallitaan tunkeutumiskinetiikan ja nitridin muodos-25 tumisen vålisen tasapainon valitseminen.
Esimerkki sopivista estovålineistå kåytettåviksi metalli-matriisikomposiittien muodostamisen yhteydesså on selitet-ty US-hakemuksessa 141,642, jonka nimityksenå on "Menetelmå 30 metallimatriisikomposiittien valmistamiseksi estoainetta ·: kåyttåen". Tåmån keksinnon menetelmån mukaisesti estovå- linettå (esim. hiukkasmaista titaanidiboridia tai grafiit-tiainetta, kuten joustavaa grafiittinauhatuotetta, jota Union Carbide myy tuotenimellå Grafoil (R) ) sijoitetaan 35 tåyteaineen mååråtyllå rajapinnalle ja matriisiseos tun-keutuu estovålineen måårittelemåån rajapintaan saakka. Estovålinettå kåytetåån eståmåån, torjumaan tai lopetta- 10 91722 maan sulan seoksen tunkeutuminen, jolloin aikaansaadaan verkon, tai låhes verkon muotoja tuloksena olevassa metallimatriisikomposiitissa. Vastaavasti muodostetuilla metallimatriisi-komposiittikappaleilla on ulkomuoto, joka 5 oleellisesti vastaa estovalineen sisåmuotoa.
US-patenttihakemuksen 049,171 mukaista menetelmåå paran-nettiin rinnakkaisella US-patenttihakemuksella 168,284, jonka nimityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja ja 10 tekniikoita niiden valmistamiseksi”. Mainitussa hakemuk-sessa esitettyjen menetelmien mukaisesti matriisimetal-llseos on lasna metallin ensimmåisenå lahteenå ja mat-riisimetallin varastolåhteenå, joka on yhteydesså sulan metallin ensimmåiseen låhteeseen, esimerkiksi painovoimai-15 sen virtauksen vålityksellå. Erityisesti, mainitussa ha-kemuksessa esitetyisså oloissa, sulan matriisiseoksen låhde alkaa tunkeutua tåyteainemassaan normaalissa ilma-kehån paineessa ja aloittaa siten metallimatriisikomposii-tin muodostuksen. Sulan matriisimetallin ensimmainen låhde 20 kulutetaan sen tunkeutuessa tåyteainemassaan, ja halutta-essa sitå voidaan lisåtå, edullisesti jatkuvalla tavalla, sulan matriisimetallin varastolåhteestå spontaanin tunkeu-tumisen jatkuessa. Kun toivottu måårå låpåisevåå tåyte-ainetta on sulan matriisiseoksen låpitunkemaa, lasketaan 25 låmpotilaa seoksen kiinteyttåmiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimatriisistruktuuri, joka ympåroi lujittavaa tåyteainetta. On ymmårrettåvå, ettå metallivarastolåhteen kåyttåminen on ainoastaan mainitussa patenttihakemuksessa kuvatun keksinnon erås suoritusmuoto, eikå varastolåhteen 30 suoritusmuodon yhdiståminen jokaiseen siinå esitettyyn keksinnon vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon ole vålttåmåton-tå, joista erååt voisivat myos olla hyodyllisiå kåytettynå esillå olevan keksinnon yhteydesså.
35 Metallin varastolåhdettå voi olla sellaisena måårånå, ettå se aikaansaa riittåvån metallimåårån tunkeutumisen ennalta mååråtysså måårin låpåisevåån tåyteaineeseen. Vaihtoehtoi- 11 91722 sesti voi valinnainen estovåline olla kosketuksessa tåyte-aineen låpåisevåån massaan ainakin sen toisella puolella rajapinnan måårittelemiseksi.
5
Lisåksi, vaikka sy6tetyn sulan matriisiseoksen måårån tulisi olla riittåvå sallimaan spontaanin tunkeutumisen eteneminen ainakin oleellisesti tåyteaineen låpåisevån massan rajapintoihin (ts. estopintoihin) saakka, varasto-10 låhteesså olevan seoksen måårå voisi ylittåå sellaisen riittåvån måårån niin, ettå on olemassa riittåvå måårå seosta tunkeutumisen loppuun saattamiseksi, ja sen lisåksi ylimååråinen sula metalliseos voisi jåådå ja kiinnittyå metallimatriisikomposiittikappaleeseen. Kun siten låsnå on 15 ylimåårå sulaa seosta, tuloksena oleva kappale on komp-leksinen komposiittikappale (esim. makrokomposiitti), jossa metallimatriisin låpitunkema keraamikappale suoraan sitoutuu varastolåhteeseen jååvåån ylimååråiseen metal-liin.
20
Jokainen edellå selitetyistå rinnakkais-metallimatriisiha-kemuksista kuvaa menetelmiå metallimatriisikomposiitti-kappaleiden tuottamiseksi sekå uusia metallimatriisikom-posiittikappaleita, joita niillå tuotetaan.
25
Keksinnon mukaiselle menetelmålle metallimatriisikompo-siittikappaleen valmistamiseksi on tunnusomaista se, ettå matriisimetallin låhteen vierelle asetetaan oleellisesti reagoimatonta keraamista tai keraamisella påållysteellå 30 varustettua tåyteainetta, ettå matriisimetallin låhteen ja tåyteaineen våliin ainakin osalle niiden vålistå rajapin-.. taa levitetåån tunkeutumisen ediståjåå ja/tai tunkeutumi sen ediståjån edeltåjåå, ja ettå matriisimetallin sulamis-pisteen ylåpuolella olevassa låmpåtilassa, matriisimetal-35 lin spontaanin tunkeutumisen sallivan tai sitå ediståvån tunkeutumisatmosfåårin, joka on ainakin osan tunkeutu- 12 91722 misajasta kosketuksessa matriisimetalliin ja/tai tåyte-aineeseen, låsnåollessa sula matriisimetalli saatetaan spontaanisti tunkeutumaan ainakin osaan tåyteainetta.
5
Edullisessa suoritusmuodossa tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå jårjestetåån matriisimetallia olevan kiinteån valanteen ja tåyteaineen tai esimuotin låpåisevån massan våliseen rajapintaan. Tunkeutumisen ediståjån edeltåjå voi 10 olla yhteydesså tunkeutumisatmosfååriin esimerkiksi tåyteaineen tai esimuotin huokoisuuden johdosta, joka sallii tunkeutumisatmosfåårin virrata sen låpi. Tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå voidaan irrallisena levittåå (esim. hiukkasmaisena tai kiinteånå aineena) joko kiinteån mat-15 riisimetallivalanteen ja/tai tåyteaineen tai esimuotin pinnalle. Tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå voidaan myos muodostaa lietesekoitukseksi, jota voitaisiin levittåå millå tahansa sopivalla tavalla (esim. maalaamalla tai suihkuttamalla) joko kiinteån matriisimetallivalanteen 20 ja/tai tåyteaineen tai esimuotin pinnalle.
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa voidaan tunkeutumisen ediståjåå jårjeståå kiinteån matriisimetallivalanteen ja tåyteaineen tai esimuotin låpåisevån massan rajapinnal-25 le. Tunkeutumisen ediståjåå voidaan irrallisena levittåå ·· (esim. hiukkasmaisena tai kiinteånå aineena) joko kiinteån matriisimetallivalanteen ja/tai tåyteaineen tai esimuotin pinnalle. Tunkeutumisen ediståjåå voidaan myos muodostaa lietesekoitukseksi, jota voitaisiin levittåå millå tahansa 30 sopivalla tavalla (esim. maalaamalla tai suihkuttamalla) joko kiinteån matriisimetallivalanteen ja/tai tåyteaineen ·· tai esimuotin pinnalle.
Lisåksi tunkeutumisen ediståjåå ja/tai tunkeutumisen 35 ediståjån edeltåjåå voidaan levittåå ainoastaan (sopivin vålinein) ainakin tåyteaineen tai esimuotin låpåisevån massan pinnan osalle, johon tunkeutumisen tulee tapahtua.
13 91722
Sen jålkeen sula matriisimetalli saatetaan koskettamaan tåyteaineen tai esimuotin pintaa, johon tunkeutumisen tulee tapahtua, niin ettå ainakin osa sulasta matriisime-5 tallista koskettaa tunkeutumisen ediståjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå. Lisåksi ainakin prosessin jossakin vaiheessa tunkeutumisatmosfååri on yhteydesså matriisimetalliin ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin. Lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeu-10 tumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin matriisimetallin ja tåyteaineen tai esimuotin vålisen rajapinnan osassa.
Huomattakoon, ettå tåmå hakemus kåsittelee pååasiassa alumiinimatriisimetalleja, jotka jossain metallimatriisi-15 komposiittikappaleen muodostumisen aikana ovat kosketuk-sessa magnesiumiin, joka toimii tunkeutumisen ediståjån edeltåjånå, tunkeutumisatmosfåårinå toimivan typen låsnå-ollessa. Siten alumiini/magnesium/typpi-jårjestelmån mat riis imetal li/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutu-20 misatmosfååri-jårjestelmållå esiintyy spontaania tunkeutu-mista. Monet muut matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutumisatmosfååri-jår jestelmåt voivat kuiten-kin kåyttåytyå samantapaisesti kuin alumiini/magnesium/-typpi-jårjestelmå. Samantapaista spontaania tunkeutumis-25 kåyttåytymistå on havaittu alumiini/strontium/typpi-jår-jestelmåsså; alumiini/sinkki/happi-jårjestelmåsså; sekå alumiini/kalsium/typpi-jårjestelmåsså. Vastaavasti, vaikka tåsså hakemuksessa kåsitellåån ainoastaan tåsså viitattuja jårjestelmiå, on ymmårrettåvå, ettå muut metallimatrii-30 si/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutumisatmosfåå-ri-jårjestelmåt voivat kåyttåytyå samantapaisesti.
Matriisimetallin kåsittåesså alumiiniseosta saatetaan alumiiniseos kosketukseen esimuottiin, joka kåsittåå 35 tåyteainetta (esim. alumiinioksidia tai piikarbidia) tai tåyteaineen irtonaista massaa, jolloin mainitun tåyteaineen tai esimuotin pinnalle on levitetty magnesiumia.
14 91722
Samaten, jos prosessl alkaa matriisimetallivalanteella, niin magnesium voitaisiin levittåa kiinteån matriisimetal-lil pinnalle. Lisaksi edullisessa suoritusmuodossa alu-miiniseos ja/tai tåyteaine tai esimuotti asetetaan typ-5 piatmosfåariin ainakin prosessin osan aikana. Esimuotissa esiintyy spontaania tunkeutumista, ja spontaanin tunkeu-tumisen ja metallimatriisin muodostumisen laajuus tai nopeus vaihtelevat annetun prosessiolojen jårjestelyn mukaisesti, johon sisåltyy esimerkiksi jårjestelmåån 10 (esim. alumiiniseoksen pinnalle tai tåyteaineen tai esi-muotin pinnalle) tuotetun magnesiumin pitoisuus, tåyteaineen tai esimuotin hiukkasten koko ja/tai koostumus, typen pitoisuus tunkeutumisatmosfåårisså, aika jona tunkeutumi-sen annetaan esiintyå, ja/tai låmpotila, jossa tunkeutu-15 minen esiintyy. Spontaania tunkeutumista esiintyy tyypil-lisesti niin suuressa måårin, ettå se riittåå oleellisen tåydellisesti ympåroimåån esimuotin tai tåyteaineen.
Mååritelmiå 20 "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 .. 25 saatavat metallit, joissa on epåpuhtauksia ja/tai jotka sallivat siinå olevan sellaisia ainesosia, kuten rautaa, piitå, kuparia, magnesiuma, mangaania, kromia, sinkkiå, jne. Tåmån mååritelmån tarkoituksiin oleva alumiiniseos on seos tai metallien muodostama yhdiste, jossa alumiini on 30 pååainesosana.
i .
"Ei-hapettavan kaasun loppuosa" merkitsee tåsså kåytettynå sitå, ettå tunkeutumisatmosfåårin muodostavan primååri-kaasun lisånå oleva mikå tahansa kaasu on joko inerttiå 35 kaasua tai pelkiståvåå kaasua, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa prosessin olosuhteissa. Kaikkien kaasussa (kaasuissa) epåpuhtautena mahdollisesti låsnå • « i 15 91 722 olevien hapettavien kaasu jen måårån tulisi olla riittåmåton matriisimetallin hapettamiseen missåån oleellisessa måårin prosessin olosuhteissa.
5 "Estoaine" tai "estovåline" merkitsee tåsså kåytettyna mitå tahansa soveltuvaa vålinettå, joka vuorovaikuttaa, eståå, torjuu tai lopettaa sulan matriisimetallin kulkeutumisen, siirtymisen tai vastaavan, tåyteainemassan tai esimuotin rajapinnan taakse, jolloin mainittu estovåline måårittelee 10 sellaisen rajapinnan. Sopivia estovålineitå voivat olla mitkå tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllåpitåvat jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole oleellisesti haihtuvia (ts. estoaine ei haihdu niin paljon, ettå siitå tulisi 15 estoaineena hyodyton).
Lisåksi sopivat "estovålineet" sisaltåvåt aineita, joita kulkeutuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå 20 estoaineella nåyttåå olevan oleellisen vahån tai ei lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståa tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan tai esimuotin mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan 25 tarvita, ja måårittelee ainakin osan tuloksena olevan metallimatriisi-komposiittituotteen pinnasta. Estoaine voi mååråtyisså tapauksissa olla låpåisevåå tai huokoista, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla reikiå estoaineeseen tai låviståmållå se, niin ettå kaasu 30 pååsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
• I
"Jåånnokset" tai "matriisimetallin jåånnokset" viittaa tåsså kåytettynå alkuperåisen matriisimetallirungon mah-dolliseen osaan, joka jåå jåljelle ja joka ei ole kulunut 35 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostuksen aikana, ja tyypillisesti, jos sen annetaan jååhtyå, pysyy ainakin osittaisessa kosketuksessa muodostettuun metallimatriisi- 16 91722 komposiittikappaleeseen. Tulisi ymmårtåå, ettå jåånnokset voivat my6s sisåltåå toista tai vierasta ainetta.
"Tåyteaine" on keraaminen tai keraamisella påållysteellå 5 varustettu aine, joka muodostuu joko yksittåisestå ainek-sesta tai ainesseoksesta, jotka oleellisesti eivåt reagoi matriisimetallin kanssa ja/tai joilla on rajoitetu liu-kenevuus matriisimetalliin, ja jotka voivat olla yksi- tai useampifaasisia. Tåyteaineita voidaan jårjeståå lukuisissa 10 eri muodoissa, kuten jauheina, liuskoina, hiutaleina, mikropalloina, kuitukiteinå, kuplina, jne, ja ne voivat olla joko tiiviitå tai huokoisia. Keraaminen tåyteaine on esim. alumiinioksidia tai piikarbidia kuituina, leikattui-na kuituina, hiukkasina, kuitukiteinå, kuplina, kuulina, 15 kuitumattoina, tai vastaavina, ja keraamisella påållysteellå varustettu tåyteaine muodostuu esim. hiilikuiduis-ta, jotka on påållystetty alumiinioksidilla tai piikarbi-dilla hiilen suojaamiseksi esim. sulan perusmetalli-alu-miinin syovyttåvåltå vaikutukselta.
20 "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 25 ediståjån kanssa ja sallii tai ediståå matriisimetallin - spontaanin tunkeutumisen esiintymisen.
"Tunkeutumisen ediståjå" merkitsee tåsså kåytettynå ainetta, joka ediståå tai avustaa matriisimetallin spontaania 30 tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumisen ediståjå voidaan muodostaa esimerkiksi tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktiolla tunkeutumisatmosfåårin kanssa 1) kaasun ja/tai 2) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tunkeutumisatmosfåårin reaktiotuotteen ja/tai 3) 35 tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tåyteaineen tai esimuotin reaktiotuotteen muodostamiseksi. Lisåksi tunkeutumisen ediståjåå voidaan syottåå suoraan ainakin yhteen 17 91722 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 5 toisen aineen reaktiona. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia tai niiden pinnalla spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi* 10 "Tunkeutumisen ediståjån edeltåjå" merkitsee tåsså kåytet- tynå ainetta, joka yhdesså matriisimetallin, esimuotin ja/tai tunkeutumisatmosfåårin kanssa kåytettynå muodostaa tunkeutumisen ediståjån, joka aiheuttaa tai avustaa mat-riisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai 15 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 20 vuorovaikutuksessa tunkeutumisatmosfåårin kanssa ja/tai esimuotin tai tåyteaineen ja/tai metallin kanssa. Eråisså matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-tumisatmosfååri-jarjestelmisså on esimerkiksi toivotta-vaa, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå hoyrystyy siinå . 25 låmpotilassa jossa matriisimetalli sulaa, tåmån låmpotilan låhellå, tai eråisså tapauksissa jopa jonkinverran tåmån låmpotilan ylåpuolella. Sellainen hoyrystyminen saattaa johtaa: 1) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kaasun muodosta-30 miseksi, joka ediståå tåyteaineen tai esimuotin kostutta-.. mista matriisimetallilla; ja/tai 2) tunkeutumisen edistå jån edeltåjån reaktioon tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan tunkeutumisen ediståjån muodostamiseksi ainakin 35 tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostutta-mista; ja/tai 3) sellaiseen tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tåyteaineessa tai esimuotissa, joka muo- « · 18 91 722 dostaa kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan tunkeutumisen ediståjan ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostuttamista.
5 "Matriisimetalli" tai "matriisimetalliseos” merkitsevåt tåsså kåytettynå sitå metallia, jota kåytetåån metallimat-riisikomposiitin muodostamiseksi (esim. ennen tunkeutumis-ta) ja/tai sitå metallia, joka sekoittuu tåyteaineeseen metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi 10 (esim. tunkeutumisen jålkeen). Kun matriisimetalliksi nimetåån mååråtty metalli, on ymmårrettåvå, ettå sellainen matriisimetalli sisåltåå tåmån metallin oleellisesti puh-taana metallina, kaupallisesti saatavana metallina, jossa on epåpuhtauksia ja/tai seosaineita, metallien muodostaman 15 yhdisteenå tai seoksena, jossa tåmå metalli on pååasial-lisena osana.
"Matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-tumisatmosfååri-jårjestelmå" eli "spontaani jårjestelmå" 20 viittaa tåsså kåytettynå siihen aineiden yhdistelmåån, jolla esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin ja tåyteaineeseen. On ymmårrettåvå, ettå kun esimerkin mat-riisimetallin, tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tun-keutumisatmosfåårin vålisså esiintyy merkki "/", sitå .. 25 kåytetåån merkitsemåån jårjestelmåå tai aineiden yhdistel- måå, jolla mååråtyllå tavalla yhdisteltynå esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin tai tåyteaineeseen.
"Metallimatriisikomposiitti" eli "MMC" merkitsee tåsså 30 kåytetynå ainetta, joka kåsittåå kaksi- tai kolmiulottei-. sesti liittyneen seoksen tai matriisimetallin, joka pitåå * sisållåån esimuottia tai tåyteainetta. Matriisimetalli voi sisåltåå erilaisia seosalkuaineita, joilla aikaansaadaan erityisesti toivotut mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuu-35 det tuloksena olevassa komposiitissa.
I, 19 91722
Matriisimetallista "poikkeava" metal li merkitsee metal lia, joka ei sisållå pååasiallisena ainesosana samaa metallia kuin matriisimetalli (jos esimerkiksi matriisimetallin pååasiallisena osana on alumiini, niin "poikkeavan" metal-5 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-10 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.
15 "Esimuotti" tai "låpåisevå esimuotti" merkitse tåsså kåytettynå sellaista huokoista tåytemassaa tai tåyte-ainemassaa, joka valmistetaan ainakin yhdellå rajapinnal-la, joka oleellisesti måårittelee tunkeutuvalle mat-20 riisimetallille rajapinnan, kuten massaa, joka riittåvån hyvin pitåå ehjån muotonsa ja tuorelujuuden, niin ettå se aikaansaa mittapysyvyyden ennen kuin matriisimetalli tun-keutuu siihen. Massan tulisi olla riittåvån huokoista, niin ettå se sallii matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen , 25 siihen. Tyypillisesti esimuotti kåsittåå sidotun ryhmån tai tåyteaineen jårjestelyn, joko homogeenisen tai epåho-mogeenisen, ja se voi kåsittåå mitå tahansa soveltuvaa ainetta (esim. keraamisia ja/tai metallihiukkasia, jauhei-ta, kuituja, kuitukiteitå, jne, sekå mitå tahansa nåiden 30 yhdistelmåå). Esimuotti voi olla joko erillisenå tai kokoonpanona.
"Varastolåhde" tai varasto merkitsee tåsså kåytettynå erillista matriisimetallin kappaletta, joka on sijoitettu 35 tåyteainemassan tai esimuotin suhteen niin, ettå kun metalli sulaa, se voi virrata korvaamaan, tai eråisså tapauksissa alunperin aikaansaamaan ja sen jålkeen tåyden- 20 91722 tåmåån sitå matriisimetallin os aa, segmenttiå tai låhdettå, joka koskettaa tåyteainetta tai esimuottia.
"Spontaani tunkeutuminen" merkitsee tåsså kåytettynå mat-5 riisimetallin tunkeutumista låpåisevåån tåyteainemassan tai esimuottiin, joka tapahtuu vaatimatta paineen tai tyhjon kåyttåmistå (ei ulkoisesti kohdistettua eika sisai-sesti kehitettyå).
10 Seuraava kuvio on jårjestetty keksinnon ymmårtåmisen tueksi, mutta sitå ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnon suoja-alaa. Kuviossa on kåytetty mahdollisuuksien mukaan samoja viitenumeroita osoittamaan samanlaisia osia, jolloin: 15
Kuvio 1 on kaaviollinen nåkymå sivulta påin poikkileik-kauksena, jossa esitetåån keraamisen tåyteai-neen ja alumiiniseoksen vålisså oleva kerros magnesiumkierteitå, jolloin koko yhdistelmå on 20 tulenkeståvåsså astiassa, niin ettå sitå kåsi- tellåån esimerkin 1 menetelmien mukaisesti.
Esillå oleva keksinto liittyy metallimatriisi-komposiit-tikappaleen muodostamiseen antamalla sulan matriisimetal-.. 25 lin spontaanisti tunkeutua tåyteaineen tai esimuotin * irtonaiseen massaan. Erityisesti tunkeutumisen ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå voidaan levittåå matriisimetallin ja tåyteaineen tai esimuotin rajapinnalle ennen spontaanin tunkeutumisen tapahtumista, tai sitå 30 voidaan levittåå oleellisesti jatkuvasti kun sula mat-riisimetalli koskettaa tåyteainetta tai esimuottia. Lopuk- t * si, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin matriisimetallin ja tåyteaineen tai esimuotin vålisen rajapinnan osassa ja/tai 35 ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa.
t *1 i 21 91722
Erityisesti tunkeutumisen edistajan edeltåjå voidaan ai-nakin osaksi saattaa reagoimaan tunkeutumisatmosfåårin kanssa, niin etta tunkeutumisen ediståjåå voi muodostua ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa ennen tai oleel-5 lisesti jatkuvasti kun sula matriisimetalli koskettaa tayteainetta tai esimuottia (esim. jos tunkeutumisen edistajan edeltåjånå olisi magnesiumia ja tunkeutumisat-mosfåårina typpeå, niin tunkeutumisen ediståjå voisi olla magnesiumnitridiå, joka voisi sijaita ainakin osassa 10 esimuottia tai tayteainetta).
Esimerkkinå matriisimetalli/tunkeutumisen edistajan edel-taja/tunkeutumisatmosfåari-jårjestelmåsta on alumiini/ magnesium/typpi-jårjestelmå. Erityisesti vox alumiinimat-15 riisimetalli olla sopivassa tulenkeståvåsså astiassa, joka prosessioloissa ei reagoi alumiinimatriisimetallin ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa, kun alumiini sulatetaan. Tåyteaine tai esimuotti voi sisaltåa pinnallaan magnesiumia, ja se voidaan ainakin prosessin jossakin vai-20 heessa altistaa typpiatmosfaårille. Kun sulan alumiinimatriisimetallin annetaan koskettaa magnesiumia pinnallaan sisåltavaa esimuottia tai tayteainetta, matriisimetalli tunkeutuu spontaanisti tåyteaineeseen tai esimuottiin.
25 Lisåksi tunkeutumisen edistajan edeltåjån syottamisen sijasta voidaan syottåa tunkeutumisen ediståjåå suoraan ainakin joko tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai mat-riisimetalliin, niiden våliseen rajapintaan.
30 Niisså oloissa, joita kåytetåån esillå olevan keksinnon mukaisessa menetelmåsså, alumiini/magnesium/typpi-spon-‘ taanissa tunkeutumisjårjestelmån tapauksessa tåyteaineen tai esimuotin tulisi olla riittåvån låpåisevåå, jotta typpeå sisåltåvå kaasu voisi tunkeutua tåyteaineeseen tai 35 esimuottiin prosessin jonkin vaiheen aikana ja/tai koskettaa sulaa matriisimetallia. Lisåksi låpåisevåsså tåyteai-neessa tax esimuotissa voi tapahtua sulan matriisimetallin 22 91722 tunkeutumista, joll.oin aiheutuu sulan matriisimetallin spontaani tunkeutuminen typen låpåisemåån tåyteaineeseen tai esimuottiin, niin ettå se muodostaa metallimatriisi-komposiittikappaleen ja/tai sattaa typen reagoimaan tun-5 keutumisen edistajan edeltåjån kanssa tunkeutumisen edis-tåjan muodostamiseksi tayteaineen tal esimuotin pinnalle, ja/tai ainakin osittain esimuottiessa tai esimuotissa, aiheuttaen nåin spontaanin tunkeutumisen. Spontaanin tunkeutumisen måårå tai nopeus ja metallimatriisikomposiitin 10 muodostuminen vaihtelee prosessiolojen annetun yhdistelmån mukaisesti, joita ovat mm. tayteaineen tai esimuotin pinnalle asetetun magnesiumin maara, esimuotin tai tayteaineen pinnalle tai ainakin osaksi tåyteaineeseen tai esimuottiin asetetun tai muodostuneen magnesiumnitridin 15 måårå, muiden seosalkuaineiden (esim. pii, rauta, kupari, mangaani, kromi, sinkki, ja vastaavat) låsnåolo, tayteaineen keskimååråinen koko (esim. hiukkashalkaisija), tayteaineen pintatila ja tyyppi, tunkeutumisatmosfåårin typ-pipitoisuus, tunkeutumiselle annettu aika ja låmpotila, 20 jossa tunkeutuminen tapahtuu.
Annettaessa vertailun vuoksi esimerkiksi sulan alumiini-matriisimetallin tunkeutumisen tapahtua spontaanisti, voi-daan alumiini seostaa ainakin noin 1 painoprosentilla, ja 25 edullisesti ainakin noin 3 painoprosentilla magnesiumia “ (joka toimii tunkeutumisen edistajan edeltåjånå), seoksen painon perusteella. Muita seosalkuaineita, kuten edellå on selitetty, voidaan myos sisållyttåå matriisimetalliin sen mååråttyjen ominaisuuksien rååtåloimiseksi. (Lisåksi li-30 såseosalkuaineet voivat vaikuttaa matriisin alumiinimetal-lissa tarvittavan magnesiumin mååråån, niin ettå se johtaa spontaaniin tunkeutumiseen tåyteaineeseen tai esimuottiin.) Magnesiumin håviåmistå spontaanista jårjestelmåstå, esimerkiksi hoyrystymisen vuoksi, ei saisi tapahtua niin 35 suuressa måårin, ettei magnesiumia ole låsnå muodostamaan tunkeutumisen ediståjåå. Siten on toivottavaa, ettå aluksi kåytetåån riittåvåå seosalkuaineiden mååråå jotta spontaa- 23 91722 ni tunkeutuminen voisi tapahtua hoyrystymisen sita hait-taamatta. Magnesiumin låsnåolo joko tåyteaineen tai esi-inuotin pinnalla ja/tai matriisimetallin pinnalla voi kuitenkin johtaa magnesiumin spontaania tunkeutumista 5 vårten vaadittavan måaran pienenemiseen (jota selitetåån yksityiskohtaisemmin alempana).
Typpiatmosfåårisså olevan typen maara vaikuttaa myos metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostumisnopeu- 10 teen. Erityisesti jos atmosfåårisså on alle 10 tilavuus-prosenttia typpeå, niin spontaania tunkeutumista esiintyy hyvin hitaasti tai hyvin våhan. On havaittu, etta on edullista kun atmosfaarissa on ainakin 50 tilavuusprosent-tia typpeå, jolloin aikaansaadaan lyhyempiå tunkeutu-15 misaikoja paljon suuremmasta tunkeutumismååråstå johtuen. Tunkeutumisatmosfaari (esim. typpeå sisåltåvå kaasu) voi-daan syottåå suoraan tåyteaineseen tai esimuottiin ja/tai matriisimetalliin, tai se voidaan tuottaa aineen hajoamisen tuloksena.
20
Magnesiumin våhimmåismåårå, joka on sijoitettava matriisimetallin ja tayteaineen tai esimuotin rajapinnalle keraamisen tåytetyn metallimatriisikomposiitin aikaansaa-miseksi, riippuu yhdestå tai usecunmasta tekijåstå, kuten 25 prosessin låmpotilasta, ajasta, muiden seostusalkuaineiden " kuten piin tai sinkin låsnåolosta, tayteaineen luonteesta, atmosfåårin typpisisållostå, ja typpiatmosfåårin virtaus-mååråstå. Voidaan kåyttåå alempia låmpotiloja tai lyhyempiå kuumennusaikoja tåydellisen tunkeutumisen aikaansaamisek-30 sif kun seoksen ja/tai esimuotin magnesiumpitoisuutta nostetaan. Samaten annetulla magnesiumpitoisuudella måå-råttyjen lisåseostusalkuaineiden, kuten sinkin lisååminen mahdollistaa alempien låmpotilojen kåyttåmisen.
35 Vertailun vuoksi esimerkiksi matriisimetallin magnesiumpitoisuutta toimivan alueen alapååsså, esim vålillå noin 1-3 painoprosenttia, voidaan kåyttåå yhdesså ainakin 24 91722 jonkin seuraavien kanssa: våhimmåisprosessilåmpotilan ylittåvå låmpotila, suuri typpipitoisuus, tai yksi tai useampia lisåseostusalkuaineita. Lisåksi, ellei tåyteai-neeseen tai esimuottiin lisåtå lainkaan magnesiumia, 5 pidetåån vålillå noin 3-5 painoprosenttia magnesiumia sisåltåviå seoksia edullisina, johtuen niiden yleisestå kåyttokelpoisuudesta laajoilla prosessiolojen alueilla, jolloin ainakin 5 painoprosenttia pidetåån edullisena kåytettåesså alempia låmpotiloja ja lyhyempiå aikoja. 10 Alumiiniseoksessa voidaan kåyttåå 10 painoprosentin ylit-tåviå magnesiumpitoisuuksia tunkeutumiseen vaadittavien låmpotilaolojen muuntelemiseksi. Magnesiumpitoisuutta voidaan pienentåå muiden seostusalkuaineiden yhteydesså, mutta nåmå alkuaineet palvelevat ainoastaan lisåtoiminto-15 ja, ja niitå kåytetåån edellå mainitun magnesiumin mini-mimåårån tai sen ylittåvån måårån kanssa. Esimerkiksi oleellisesti mitåån tunkeutumista ei esiintynyt nimelli-sesti puhtaalla alumiinilla, jota oli seostettu vain 10 % piillå, 1000°C låmpotilassa, alustaan 39 Crystolon (99 % 20 puhdasta piikarbidia Norton Co:lta), jonka raekoko oli 500 mesh (mesh = seulan aukkojen lukumåårå tuumaa kohti). Magnesiumin låsnåollessa on kuitenkin piin havaittu edis-tåvån tunkeutumisprosessia.
25 Magnesiumin måårå kuitenkin vaihtelee, jos sitå syotetåån *· yksinomaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. On havaittu, ettå spontaani tunkeutuminen tapahtuu, kun spontaaniin jårjestelmåån syotetåån pienempi painoprosentti magnesiumia, jos ainakin jokin måårå syotetyn magnesiumin koko-30 naismååråstå sijoitetaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. Saattaa olla toivottavaa, ettå magnesiumia jårjestetåån ‘ pienempi måårå, jotta våltettåisiin ei-toivottujen metal- liyhdisteiden syntyminen metallimatriisi-komposiittikap-paleeseen.
Esimuotin ollessa piikarbidia on havaittu, ettå matriisime-talli tunkeutuu spontaanisti esimuottiin, kun esimuotti 35 25 91722 saatetaan kosketukseen alumiinimatriisimetallin kanssa, esimuotin sisaltaesså ainakin 1 painoprosenttia mag-nesiumia ja oleellisesti puhtaan typpiatmosfåårin låsnå-ollessa. Alumiinioksidi-esimuotin tapauksessa hyvåksytta-5 van spontaanin tunkeutumisen saavuttamiseksi vaadittu magnesiumin måårå on hieman suurempi. Erityisesti on havaittu, ettå kun samantapainen alumiinimatriisimetalli saatetaan koskettamaan alumiinioksidi-esimuottia, liki-main samassa låmpotilassa kuin alumiini joka tunkeutui 10 piikarbidi-esimuottiin, ja saman typpiatmosfåårin låsnå-ollessa, niin saatetaan tarvita ainakin noin 3 painoprosenttia magnesiumia samanlaisen spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kuin se joka saavutettiin juuri edellå kuvatun piikarbidi-esimuotin yhteydesså. Syottåmål-15 lå spontaaniin jårjestelmåån tunkeutumisen ediståjån edel-tåjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjåå seoksen pinnalle ja/tai esimuotin tai tåyteaineen pinnalle ennen kuin matriisimetallin annetaan tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin, voidaan kuitenkin spontaanin tunkeutumisen 20 aikaansaamiseksi vaadittavan magnesiumin mååråå våhentåå. Jos magnesiumia levitettåisiin matriisimetallin pinnalle, saattaa olla edullista, ettå mainittu pinta olisi se pinta, joka on låhimpånå tai edullisesti kosketuksessa tåyteaineen låpåisevåån massaan tai påinvastoin.
25
Lisåksi on mahdollista, ettå pinnalle levittåmisen, seos-tamisen ja magnesiumin sijoittamisen ainakin esimuotin osaan, joitakin yhdistelmiå voitaisiin kåyttåå. Sellaiset yhdistelmåt tunkeutumisen ediståjån (ediståjien) ja/tai 30 tunkeutumisen ediståjån edeltåjån (edeltåjien) levittåmi-sesså saattaisivat johtaa alumiinimatriisimetallin esi-• muottiin tunkeutumisen ediståmiseen vaadittavan magnesi umin kokonaispainoprosenttimåårån pienenemiseen, samoinkuin alempien låmpotilojen saavuttamiseen, joissa 35 tunkeutumista voi esiintyå. Lisåksi magnesiumin låsnåolos-ta johtuva metallien epåtoivottujen keskinåisten yhdistei-den muodostuminen voitaisiin myos minimoida.
26 91722
Yhden tai useamman lisåseosalkuaineen kåyttåminen ja ympåroivån kaasun typpipitoisuus vaikuttavat myos mat-riisimetallin nitrautiuniseen annetussa lampotilassa. Esi-merkiksi voidaan seokseen sisållyttåå tai seoksen pinnalle 5 levittåa sellaisia lisåseosalkuaineita kuin sinkkia tai rautaa tunkeutumislampotilan alentamiseksi ja siten muo-dostuvan nitridin måårån pienentåmiseksi, kun taas kaasussa olevan typen pitoisuuden lisååmistå voitaisiin kayttaå nitridin muodostumisen ediståmiseen.
10
Seoksen ja/tai tayteaineen tai esimuotin ainakin yhdelle pinnalle asetetun magnesiumin pitoisuus pyrkii myos vai-kuttamaan tunkeutumisen maåråan annetussa lampotilassa. Vastaavasti eraisså tapauksissa, joissa pieni måarå tai ei 15 lainkaan magnesiumia saa olla kosketuksessa suoraan esi-muottiin tai tåyteaineeseen, saattaa olla edullista, ettå ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia sisållytetåan seokseen spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tata arvoa pienemmåt seosmååråt, kuten 1 painoprosentti magnesiumia, 20 saattaa vaatia korkeammat prosessilampotilat tai li-saseosalkuaineita tunkeutumista vårten. Taman keksinnon spontaanin tunkeutumisprosessin toteuttamiseksi vaadittu lampotila voi olla alempi: 1) kun yksinomaan seoksen magnesiumpitoisuutta nostetaan, esim. ainakin noin 5 25 painoprosenttiin; ja/tai 2) kun seostavia aineita sekoi-tetaan tayteaineen låpaisevåån massaan; ja/tai 3) kun alumiiniseoksessa on toista alkuainetta, kuten sinkkia tai rautaa. Lampotila voi myos vaihdella eri tayteaineilla. Yleenså esiintyy spontaania ja etenevåå tunkeutumista 30 prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 675°C, edulli-sesti prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 750 -1 800°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 35 yleisenå sååntonå spontaanin tunkeutumisen låmpotila on sellainen låmpotila, joka on matriisimetallin sulamispis-teen ylåpuolella mutta matriisimetallin hdyrystymislåmpo- 27 91722 tilan alapuolella. Lisåksi spontaanin tunkeutumisen låm-potilan tulisi olla tåyteaineen sulamispisteen alapuolella. Edelleen, kun låmpotilaa nostetaan, kasvaa pyrkimys matriisimetallin ja tunkeutumisatmosfåårin vålisen reak-5 tiotuotteen muodostamiseen (esim. alumiinimatriisimetal-lin ja typpeå olevan tunkeutumisatmosfåarin tapauksessa saattaa muodostua alumiininitridiå). Sellaiset reak-tiotuotteet saattavat olla toivottavia tai ei-toivottuja, riippuen metallimatriisi-komposiittikappaleen aiotusta 10 kåytostå. Lisåksi tyypillisesti kåytetåån såhkovastuskuu-mennusta tunkeutumislåmpotilojen saavuttamiseksi. Keksin-ηδη yhteydesså kåytettåvåksi hyvåksytåån kuitenkin mikå tahansa kuumennusvåline, joka voi saattaa matriisimetallin sulamaan ja joka ei vaikuta haitallisesti spontaaniin 15 tunkeutumiseen.
Esillå olevassa menetelmåsså esimerkiksi tåyteaineen tai esimuotin låpåisevå massa saatetaan kosketukseen sulan alumiinin kanssa typpeå sisåltåvån kaasun ollessa låsnå 20 ainakin 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 25 edullisena ettå virtausmåårå on riittåvå kompensoimaan : nitridin muodostumisesta seosmatriisissa johtuva mahdol- linen typen håviåminen atmosfååristå, sekå eståmåån tai torjumaan ilman sisåån pååseminen, jolla voi olla hapettava vaikutus sulaan metalliin.
30 . Metallimatriisikomposiitin muodostamismenetelmåå voidaan soveltaa tåyteaineiden laa jaan valikoimaan, ja tåyteainei-den valinta riippuu sellaisista tekijoistå, kuten mat-riisiseoksesta, prosessin olosuhteista, sulan mat-35 riisiseoksen reaktiivisuudesta tåyteaineen kanssa, sekå lopulliselle komposiittituotteelle haetuista ominaisuuk-sista. Kun matriisimetallina on esimerkiksi alumiini, 28 91722 lukeutuvat sopiviksi tåyteaineiksi a) oksidit, esim. alumiinioksidi, b) karbidit, esim. piikarbidi, c) boridit, esim. alumiinidodekaboridi, ja d) nitridit, esim. alu-miininitridi. Mikåli tåyteaine pyrkii ragoimaan sulan 5 alumiinimatriisimetallin kanssa, tåmå voidaan ottaa huo-mioon minimoimalla tunkeutumisaika ja -låmpotila tai jårjeståmållå reagoimaton påållystys tåyteaineelle. Tåyteaine voi kåsittåå alustan, kuten hiiltå tai ei-keraamista ainetta, jonka påållå on keraaminen påållystys alustan 10 suojaamiseksi syopymiseltå tai heikkenemiseltå. Sopivia keraamipåållysteitå ovat mm. oksidit, karbidit, boridit ja nitridit. Esillå olevassa menete linås så kåytettåviksi edul-lisina pidettyjå keraameja ovat mm. alumiinioksidi ja piikarbidi hiukkasten, hiutaleiden, kuitukiteiden ja kui-15 tujen muodossa. Kuidut voivat olla epåjatkuvia (leikatussa muodossa) tai jatkuvan såikeen muodossa, kuten monisåikei-set langat. Lisåksi tåyteaine tai esimuotti voi olla homogeeninen tai epåhomogeeninen.
20 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 menetelmiå niiden valmistamiseksi" ) kuvatulla menetelmållå 25 valmistetuilla murskatuilla alumiinioksidi-kappaleilla on edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallises-ti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Lisåksi rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessa 819,397 (nimitys: "Komposiittikeraamisia esineitå ja niiden valmistus-30 menetelmå" ) esitetyllå menete lmål lå tehdyillå murskatuilla . alumiinioksidikappaleilla on myos edulliset tunkeutu misominaisuudet verrattuna kaupallisesti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Edellå mainitut patentti-julkaisut esitetåån tåsså nimenomaisina viittauksina. Nåin 35 olien on havaittu, ettå tåydellinen tunkeutuminen keraa-mista ainetta olevaan låpåisevåån massaan voi tapahtua alemmissa tunkeutumislåmpotiloissa ja/tai lyhyemmillå tun- 29 91722 keutumisajoilla kåyttåen puristettuja tai murskattuja kappaleita, jotka on valmistettu edella mainittujen patentti julkaisujen mukaisella menetelmållå.
5 Tåyteaineen koko ja muoto voi olla mikå tahansa sellainen, joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Siten aine voi olla hiukkasten, kuituki-teiden, hiutaleiden tai kuitujen muodossa, koska tåyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan kåyttåå 10 muitakin muotoja, kuten kuulia, pieniå putkia, pellettejå, tulenkeståvåå kuitukangasta, ja vastaavia. Lisåksi aineen koko ei rajoita tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saatetaan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi låmpotila tai pidempi aika kuin suureiranilla 15 hiukkasilla. Lisåksi (esimuotiksi muotoillun) tåyte-ainemassan tulisi tunkeutumista vårten olla låpåisevåå (ts. sen tulisi olla sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisat-mosfååriå låpåisevåå).
20 Tåyteaineen tai esimuotin koko ja muoto voi olla mikå tahansa sellainen, joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Siten aine voi olla hiukkasten, kuitukiteiden, hiutaleiden tai kuitujen muodossa, koska tåyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan 25 kåyttåå muitakin muotoja, kuten kuulia, pieniå putkia, pellettejå, tulenkeståvåå kuitukangasta, ja vastaavia. Lisåksi aineen koko ei rajoita tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saatetaan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi låmpotila tai pidempi aika 30 kuin suuremmilla hiukkasilla. Lisåksi (mahdollisesti esimuotiksi muotoillun) tåyteainemassan tulisi tunkeutumista vårten olla låpåisevåå, ts. sen tulisi olla sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisatmosfååriå låpåisevåå.
35 Esillå olevan keksinnon mukainen menetelmå metallimatrii-si-komposiittikappaleiden muodostamiseksi sallii oleelli-sesti yhtenåisten metallimatriisikomposiittien valmista- 30 91722 misen, joilla on suuri tilavuusosa tåyteainetta ja pieni huokoisuus, koska ne eivåt ole riippuvaisia paineen kåyttåmisestå sulan matriisimetallin puristamiseksi esi-muottiin tai tåyteainemassaan. Suurempia tåyteaineen ti-5 lavuusosuuksia voidaan aikaansaada kåyttåmållå alussa tåyteainemassaa, jolla on pienempi huokoisuus. Suurempia tilavuusosuuksia voidaan myos aikaansaada silloin, jos tåyteainemassa tiivistetåån tai tehdaån muulla tavalla tiiviimmåksi, edellyttaen ettei massaa muuteta joko tåysin 10 tiiviiksi suljetuin kennohuokosin tai tåysin tiiviiksi rakenteeksi, mikå eståisi sulan seoksen tunkeutumisen.
On havaittu, ettå alumiinin tunkeutumista ja matriisin muodostumista vårten keraamisen tayteaineen ympårille voi 15 keraamisen tayteaineen kostutus alumiinimatriisimetallil-la olla tårkeå osa tunkeutumismekanismista. Lisåksi alhai-sissa prosessilåmpotiloissa esiintyy erittåin våhån tai håviåvån våhån metallin nitridiksi muuttumista, jonka takia saadaan erittåin våhåinen epåjatkuva alumiininitridin 20 faasi metallimatriisiin jakautuneena. Kun låhestytåån låmpotila-alueen ylåpååtå, tapahtuu kuitenkin todennåkoi-semmin metallin nitridiksi muuttumista. Siten voidaan sååtåå nitridifaasin osuutta metallimatriisissa muuttamal-la låmpotilaa, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Ne mååråtyt 25 låmpotilat, joissa nitridin muodostuminen tulee merkittå-: våmmåksi, muuttuvat myos sellaisista tekijoistå riippuen, kuten kåytetty matriisimetallin seos ja sen måårå suhteessa tåyteaineen tai esimuotin mååråån, tåyteaineen måårå johon tunkeutumisen on tapahduttava, sekå tunkeutumisatmosfåårin 30 typpipitoisuus. Esimerkiksi alumiininitridin muodostumi-sen måårån uskotaan mååråtysså prosessilåmpotilassa kas-vavan, kun seoksen kyky tåyteaineen kostuttamiseen pienenee ja kun atmosfåårin typpipitoisuus kasvaa.
35 Sen vuoksi on mahdollista rååtåloidå metallimatriisin rakennetta komposiitin muodostuksen aikana, niin ettå voidaan antaa tuloksena olevalle tuotteelle mååråtyt 31 91722 ominaisuudet. Annetulla jårjestelmållå voidaan prosessin olosuhteet valita nitridin muodostuksen sååtåmiseksi. Alumiininitridiå sisåltavalla komposiittituotteella on eråitå ominaisuuksia, jotka voivat olla edullisia tuotteen 5 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-tilan tulisi ylittåå 1000°C, mikåli halutaan, ettei 10 matriisin muovattavuus oleellisesti pienene merkittåvån nitridin muodostumisen johdosta. Låmpotilan 1000°C ylit-tåviå lampotiloja voidan kuitenkin kåyttåå, mikåli halutaan tuottaa komposiitti, jonka matriisilla on heikompi muovattavuus ja suurempi jåykkyys. Piikarbidiin tunkeutumista 15 vårten voidaan kåyttåå korkeampia, noin 1200°C låmpotiloja, koska piikarbidia tåyteaineena kåytettåesså alumiiniseok-sesta syntyy våhemmån nitridejå, kuin alumiinioksideja tåyteaineena kåytettåesså* 20 Lisåksi on mahdollista kåyttåå matriisimetallin varasto-låhdettå tåyteaineen tåydellisen tunkeutumisen varmista-miseksi ja/tai syottåå toista metallia, jolla on erilainen koostumus kuin matriisimetallin ensimmåisellå låhteellå. Eråisså tapauksissa voi erityisesti olla toivottavaa 25 kåyttåå varastolåhteesså matriisimetallia, joka koostumuk-: seltaan poikkeaa matriisimetallin ensimmåisestå låhteestå.
Jos esimerkiksi alumiiniseosta kåytetåån ensimmåisenå matriisimetallin låhteenå, niin varastolåhteen metallina voitaisiin kåyttåå nåennåisesti mitå tahansa toista metal-30 lia tai metalliseosta, joka on sulanut prosessilåmpotilas-sa. Sulat metallit ovat usein hyvin sekoittuvia toistensa kanssa, mikå johtaisi varastolåhdemetallin sekoittumiseen matriisimetallin ensimmåiseen låhteeseen niin kauan kuin annetaan riittåvåsti aikaa sekoittumista vårten. Kåytet-35 tåesså ensimmåisen matriisimetallin låhteestå poikkeavan koostumuksen omaavaa varastolåhdemetallia, on siten mahdollista rååtåloidå metallimatriisin ominaisuuksia eri- 32 91722 laisten toimintavaatimusten tåyttåmiseksi ja siten rååta-loida metallimatriisikomposiitin ominaisuuksia.
Estovålinettå voidaan myos kayttåå esillå olevan keksinnon 5 yhteydesså. Tåmån keksinnon yhteydesså kåytettåvå estovå-line voi erityisesti olla mikå tahansa soveltuva valine, joka vuorovaikuttaa, eståå ja lopettaa sulan matriisiseok-sen (esim. alumiiniseos) kulkeutumisen, siirtymisen tai vastaavan tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Sopivia 10 estovålineitå voivat olla mitkå tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllapitåvåt jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole haihtuvia, ja jotka edullisesti ovat prosessissa kåytettyå kaasua låpåiseviå, ja jotka samoin pystyvåt 15 paikallisesti eståmåån, pysåyttåmåån, vuorovaikuttamaan, torjumaan, jne, jatkuvan tunkeutumisen tai minkå tahansa muun liikkeen tåyteaineen maaritellyn rajapinnan ohi.
Soveltuvat estovålineet sisåltåvåt aineita, joita kulkeu-20 tuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttaroaan. Tåmån tyyppisellå esto-aineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan tai esimuotin 25 mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita metal-limatriisikomposiittituotteella. Kuten edellå mainittiin, tulisi estoaineen edullisesti olla låpåisevåå tai huokois-ta, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi 30 poraamalla reikiå estoaineeseen tai låviståmållå se, niin ettå kaasu pååsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
Soveltuvia estoaineita, jotka ovat erityisen edullisia 35 alumiinimatriisiseoksilla, ovat niitå, jotka sisåltåvåt hiiltå, erityisesti hiilen kiteiset allotrooppiset muodot, jotka tunnetaan grafiittina. Grafiittia ei oleellisesti » · 33 91722 voida kostuttaa kuvatuissa prosessiolosuhteissa sulalla alumiiniseoksella. Erityisen edullinen grafiitti on gra-fiittinauhatuote, jota myydåån tuotenimellå Grafoil (R), jonka tavaramerkin haltija on Union Carbide. Tallå gra-5 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-aine on taipuisaa, keståvåå, mukautuvaa ja joustavaa. Sitå 10 voidaan valmistaa useissa muodoissa sopimaan esto-ainesovellutuksiin. Grafiittiestovålinettå voidaan kui-tenkin kayttaå lietteenå tai tahnana tai jopa maalikalvona tåyteaineen tai esimuotin rajapinnalla tai sen ympårillå. Grafoil (R) -tuotetta pidetåån erityisen edullisena, koska 15 se on taipuisan grafiittiarkin muodossa. Kåytosså tåmå paperin tapainen grafiitti yksinkertaisesti muovaillaan tåyteaineen tai esimuotin ympårille.
Muita edullisia estoaineita alumiinimetallimatriisiseok-20 siile typesså ovat siirtymåmetalliboridit (esim. ti-taanidiboridi (TiB2))/ joita sulat alumiinimetalliseokset eivåt tåtå ainetta mååråtyisså prosessioloissa kåytettå-esså pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå estoaineella prosessilåmpotilan ei tulisi ylittåå noin 875°C, koska 25 muutoin estoaineen vaikutus våhenee, ja itse asiassa ·' korkeammassa låmpotilassa esiintyy tunkeutumista estoai- neeseen. Siirtymåmetalliboridit ovat tyypillisesti hiuk-kasmuodossa (1 - 30 mikrometriå). Estoaineet voidaan levittåå lietteenå tai tahnana edullisesti esimuotiksi 30 muotoillun låpåisevån keraamisen tåyteaineen massan raja-pinnoille.
Alumiinimetallimatriisiseoksia vårten typesså muut kåyt-tokelpoiset estoaineet sisåltåvåt vaikeasti haihtuvia 35 orgaanisia yhdisteitå, jotka levitetåån kalvona tai ker-roksena tåyteaineen tai esimuotin ulkopinnalle. Poltetta-essa typesså, erityisesti tåmån keksinnon mukaisissa 34 91722 prosessioloissa, orgaaninen yhdiste hajoaa, jåttåen jål-keenså hiilinokikalvon. Orgaaninen yhdiste voidaan levit-tåå tavanomaisin keinoin, kuten maalaamalla, suihkuttamal-la, upottamalla, jne.
5
Lisåksi voivat hienoksi jauhetut hiukkasmaiset aineet toimia estoaineena, jos hiukkasmaiseen aineeseen tunkeu-tuminen esiintyy nopeudella, joka on hitaampi kuin tunkeu-tumisnopeus tåyteaineeseen.
10
Siten voidaan estoainetta levittåå millå tahansa sopivalla tavalla, kuten peittåmållå mååritelty rajapinta estovali-neen kerroksella. Sellainen estovålineen kerros voidaan muodostaa maalaamalla, upottamalla, silkkipainatuksella, 15 hoyryståmållå, tai levittåmållå estovålinettå muilla ta-voin neste-, liete- tai tahnamuodossa, tai sputteroimalla hoyrystyvåå estovålinettå, tai yksinkertaisesti kerrosta-malla kiinteån hiukkasmaisen estovålineen kerros, tai levittåmållå estovålineen kiinteå ohut arkki tai kalvo 20 mååritellylle rajapinnalle. Kun estovåline on paikallaan, spontaani tunkeutuminen pååttyy oleellisesti silloin, kun tunkeutuva matriisimetalli saavuttaa mååritellyn rajapin-nan ja koskettaa estovålinettå.
25 Vålittomåsti seuraavassa olevat esimerkit sisåltåvåt esil-lå olevan keksinnon erilaisia demonstraatioita. Nåitå esimerkkejå on kuitenkin pidettåvå havainnollistavina, eikå niitå pidå ymmårtåå keksinnon suoja-alaa rajoittavina, joka mååritellåån oheisissa patenttivaatimuksissa.
30
Esimerkki 1
Kuvio 1 esittåå poikkileikkauksena jårjestelyn, jota voidaan kåyttåå metallimatriisi-komposiittikappaleen muo-35 dostamiseksi. Tarkemmin ottaen tåyteainetta 3, joka kåsit-tåå 220 grit (seulamitta, grit = noin 75 mikrometriå) piikarbidia, jota tomittaa Norton Co. ja jota myydåån i 35 91722 tuotenimella 38 Alundum, asetettiin tulenkeståvåån astiaan 1. Tulenkestava astian 1 mitat olivat noin 100 rom x 45 rom x 19 rom, ja se kåsitti erittåin puhdasta aluroiinioksidia (BTC-AL-99,7 %, Bolt Technical Ceramics, Inc., Conroe, 5 Texas). Magensiurokierteiden kerros 4, jonka paino oli noin 2,7 g, ja jota saatiin yhtiostå Aesar, Johnson Matheytn divisioona, asetettiin aluroiinioksidi-tåyteaineen 3 yla- pinnalle. Kooltaan noin 50 roro x 25 mm x 12 roro, noin 41,9 g painava roatriisimetalliseos 2 asetettiin roagnesiumkier- 10 teiden kerroksen 4 paaile. Seos 2 oli kaupallisesti saatavaa aluroiiniseosta, joka tunnetaan niroellå 1100-alu- roiini, joka sisålsi noin 99 painoprosenttia Al ja pieniå roååriå epåpuhtauksia, roukaan lukien Zn, Cu, Fe, Si ja Mn.
Tulenkestava astia 1 ja sen sisålto asetettiin såhkovas- 15 tusputkiuuniin, såådetyllå atmosfåårillå, joka sitten _2 suljettiin ja tyhjennettiin noin 1 x 10 torr tyhjoon, jonka jålkeen siihen palautettiin muokkauskaasua, joka sisåltåå noin 96 tilavuusprosenttia typpeå ja 4 tilavuus-prosenttia vetyå, jota virtasi jatkuvasti måårånå noin 0,25 20 1/minuutti. Uunin låmpotila nostettiin sitten noin 875°C låmpotilaan noin 150°C/h nopeudella; pidettiin noin 875°C:ssa 5 tunnin ajan; ja laskettiin sitten huoneenlåm-potilaan noin 200°C/h nopeudella. Astia 1 sisåltoineen poistettiin uunista, jolloin havaittiin, ettå seos 2 oli 25 oleellisen tåydellisesti tunkeutunut tåyteaineeseen 3.
Esimerkki 2
Esiroerkin 1 menettely toistettiin, sillå poikkeuksella, 30 ettå 1,3 g verran Mg-kierroksia 4 sijoitettiin tåyteaineen 3 ja roatriisiroetalliseoksen 2 våliin, roatriisiroetalliseok-sen 2 painaessa noin 41,1 g. Jålleen esiintyi tåyteaineen 3 oleellisen tåydellinen tunkeutuminen.
35
Claims (9)
- 91 722
- 1. Menetelmå metallimatriisikomposii tin valmistamiseksi, tunnettu siitå, ettå matriisimetallin låhteen vierelle asetetaan oleellisesti reagoimatonta keraamista tai keraa- 5 misella påållysteellå varustettua tåyteainetta, ettå matriisimetallin låhteen ja tåyteaineen våliin ainakin osalle niiden vålistå rajapintaa levitetåån tunkeutumisen edistå-jåå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå, ja ettå matriisimetallin sulamispisteen ylåpuolella olevassa låmpoti-10 lassa, matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen sallivan tai sitå ediståvån tunkeutumisatmosfåårin, joka on ainakin osan tunkeutumisajasta kosketuksessa matriisimetalliin ja/tai tåyteaineeseen, låsnåollessa sula matriisimetalli saatetaan spontaanisti tunkeutumaan ainakin osaan tåyte-15 ainetta.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå se lisåksi kåsittåå vaiheen, jossa syotetåån tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai tunkeutumisen 20 ediståjåå matriisimetalliin ja/tai tåyteaineeseen ja/tai tunkeutumisatmosfååriin.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tåyteaine muodostaa esimuotin. 25 : 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå estoaineella muodostetaan tåyteaineen rajapin-ta, jolloin matriisimetalli spontaanisti tunkeutuu estoai-neeseen saakka. 30
- 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå låmpotila spontaanin tunkeutumisen aikana on korkeampi kuin matriisimetallin sulamispiste, mutta alempi kuin matriisimetallin hoyrystymislåmpotila ja tåyteaineen 35 sulamispiste.
- 6. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå matriisimetalli kåsittåå alumiinia ja tåyteai- 91722 ne kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka on valittu ryhmås-tå, johon kuuluvat oksidit, karbidit, boridit ja nitridit.
- 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu 5 siitå, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå ja/tai tun-keutumisen ediståjå on irtonaista kiinteåå ainetta, joka on levitetty matriisimetallin låhteen ja tåyteaineen våli-selle rajapinnalle.
- 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå matriisimetallin låhde kåsittåå kiinteån mat-riisimetallia olevan valanteen ja ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå ja/tai tunkeutumisen ediståjå levitetåån påållysteenå ainakin osalle valannetta. 15
- 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tåyteaine muodostaa esimuotin, ja ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå ja/tai tunkeutumisen ediståjå levitetåån påållysteenå ainakin osalle esimuottia. 20
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26937788 | 1988-11-10 | ||
| US07/269,377 US5016703A (en) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI894929A0 FI894929A0 (fi) | 1989-10-17 |
| FI91722B FI91722B (fi) | 1994-04-29 |
| FI91722C true FI91722C (fi) | 1994-08-10 |
Family
ID=23026989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI894929A FI91722C (fi) | 1988-11-10 | 1989-10-17 | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5016703A (fi) |
| EP (1) | EP0368784B1 (fi) |
| JP (1) | JP2905515B2 (fi) |
| KR (1) | KR970008037B1 (fi) |
| CN (1) | CN1065924C (fi) |
| AT (1) | ATE114734T1 (fi) |
| AU (1) | AU623680B2 (fi) |
| BR (1) | BR8905763A (fi) |
| CA (1) | CA2000799C (fi) |
| DE (1) | DE68919651T2 (fi) |
| DK (1) | DK558489A (fi) |
| FI (1) | FI91722C (fi) |
| IE (1) | IE66499B1 (fi) |
| IL (1) | IL91729A (fi) |
| NO (1) | NO176391C (fi) |
| NZ (1) | NZ231084A (fi) |
| PH (1) | PH26035A (fi) |
| PT (1) | PT92260B (fi) |
| TR (1) | TR27100A (fi) |
| ZA (1) | ZA898541B (fi) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5172747A (en) * | 1988-11-10 | 1992-12-22 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
| US5016703A (en) * | 1988-11-10 | 1991-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
| US5249621A (en) * | 1988-11-10 | 1993-10-05 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composite bodies by a spontaneous infiltration process, and products produced therefrom |
| US6143421A (en) * | 1992-09-17 | 2000-11-07 | Coorstek, Inc. | Electronic components incorporating ceramic-metal composites |
| US5525374A (en) * | 1992-09-17 | 1996-06-11 | Golden Technologies Company | Method for making ceramic-metal gradient composites |
| US5503122A (en) * | 1992-09-17 | 1996-04-02 | Golden Technologies Company | Engine components including ceramic-metal composites |
| US5676907A (en) * | 1992-09-17 | 1997-10-14 | Coors Ceramics Company | Method for making near net shape ceramic-metal composites |
| US6338906B1 (en) | 1992-09-17 | 2002-01-15 | Coorstek, Inc. | Metal-infiltrated ceramic seal |
| US5626914A (en) * | 1992-09-17 | 1997-05-06 | Coors Ceramics Company | Ceramic-metal composites |
| US5503213A (en) * | 1994-03-16 | 1996-04-02 | The Dow Chemical Company | Shaped ceramic-metal composites |
| DE19706926C2 (de) * | 1997-02-20 | 2002-08-29 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung von Keramik-Metall-Verbundkörpern |
| DE19706925C2 (de) * | 1997-02-20 | 2000-05-11 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Herstellen von Keramik-Metall-Verbundkörpern, Keramik-Metall-Verbundkörper und deren Verwendung |
| US6193928B1 (en) | 1997-02-20 | 2001-02-27 | Daimlerchrysler Ag | Process for manufacturing ceramic metal composite bodies, the ceramic metal composite bodies and their use |
| US6270601B1 (en) | 1998-11-02 | 2001-08-07 | Coorstek, Inc. | Method for producing filled vias in electronic components |
| US6599466B1 (en) | 2002-01-16 | 2003-07-29 | Adma Products, Inc. | Manufacture of lightweight metal matrix composites with controlled structure |
| US20040238794A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-02 | Karandikar Prashant G. | Microwave processing of composite bodies made by an infiltration route |
| US7833922B2 (en) * | 2009-01-08 | 2010-11-16 | Battelle Energy Alliance, Llc | Method of forming aluminum oxynitride material and bodies formed by such methods |
| CN102717052A (zh) * | 2011-03-31 | 2012-10-10 | 比亚迪股份有限公司 | 一种陶瓷金属复合制品及其制备方法 |
| ITTO20130531A1 (it) | 2013-06-27 | 2013-09-26 | Torino Politecnico | Metodo per la fabbricazione di compositi a matrice di alluminio tramite infiltrazione senza pressione |
| RU2614357C2 (ru) * | 2015-07-24 | 2017-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ футеровки катодного устройства электролизера для получения первичного алюминия (варианты) |
Family Cites Families (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US3364976A (en) * | 1965-03-05 | 1968-01-23 | Dow Chemical Co | Method of casting employing self-generated vacuum |
| 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 | ||
| US3718441A (en) * | 1970-11-18 | 1973-02-27 | Us Army | Method for forming metal-filled ceramics of near theoretical density |
| CA953128A (en) * | 1971-01-06 | 1974-08-20 | British Railways Board | Methods of producing a metal and carbon fibre composite |
| US3970136A (en) * | 1971-03-05 | 1976-07-20 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Method of manufacturing composite materials |
| US3864154A (en) * | 1972-11-09 | 1975-02-04 | Us Army | Ceramic-metal systems by infiltration |
| 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 |
| GB1595280A (en) * | 1978-05-26 | 1981-08-12 | Hepworth & Grandage Ltd | Composite materials and methods for their production |
| CA1139233A (en) * | 1979-06-22 | 1983-01-11 | Ryuichi Uchida | Moving coil type stereophonic pickup cartridge |
| 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 |
| JPS57210140A (en) * | 1981-06-18 | 1982-12-23 | Honda Motor Co Ltd | Fiber reinfoced piston for internal combustion engine |
| US4476916A (en) * | 1981-07-27 | 1984-10-16 | Nusbaum Henry J | Method of casting metal matrix composite in ceramic shell mold |
| US4404262A (en) * | 1981-08-03 | 1983-09-13 | International Harvester Co. | Composite metallic and refractory article and method of manufacturing the article |
| US4376803A (en) * | 1981-08-26 | 1983-03-15 | The Aerospace Corporation | Carbon-reinforced metal-matrix composites |
| US4456577A (en) * | 1981-09-25 | 1984-06-26 | Osaka Diamond Industrial Company, Ltd. | Methods for producing composite rotary dresser |
| US4491558A (en) * | 1981-11-05 | 1985-01-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Austenitic manganese steel-containing composite article |
| 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 |
| ATE32107T1 (de) * | 1982-05-10 | 1988-02-15 | Eltech Systems Corp | Aluminium benetzbare materialien. |
| 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 |
| US4430207A (en) * | 1983-05-17 | 1984-02-07 | Phillips Petroleum Company | Demetallization of hydrocarbon containing feed streams |
| 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 |
| JPS60177102A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Mazda Motor Corp | 鉄系焼結合金への鉛含浸方法 |
| 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 |
| CA1335044C (en) * | 1986-01-31 | 1995-04-04 | Masahiro Kubo | Composite material including alumina-silica short fiber reinforcing material and aluminum alloy matrix metal with moderate copper and magnesium contents |
| 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 |
| US4828008A (en) * | 1987-05-13 | 1989-05-09 | Lanxide Technology Company, Lp | Metal matrix composites |
| US4871008A (en) * | 1988-01-11 | 1989-10-03 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of making metal matrix composites |
| DE68913800T2 (de) * | 1988-04-30 | 1994-07-14 | Toyota Motor Co Ltd | Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall unter Beschleunigung der Infiltration des Matrix-Metalls durch feine Teilchen eines dritten Materials. |
| US4932099A (en) * | 1988-10-17 | 1990-06-12 | Chrysler Corporation | Method of producing reinforced composite materials |
| CA2000770C (en) * | 1988-10-17 | 2000-06-27 | John M. Corwin | Method of producing reinforced composite materials |
| US5172747A (en) * | 1988-11-10 | 1992-12-22 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
| US5016703A (en) * | 1988-11-10 | 1991-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
-
1988
- 1988-11-10 US US07/269,377 patent/US5016703A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-21 IL IL9172989A patent/IL91729A/en not_active IP Right Cessation
- 1989-09-22 AU AU41651/89A patent/AU623680B2/en not_active Ceased
- 1989-09-28 DE DE68919651T patent/DE68919651T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-28 EP EP89630167A patent/EP0368784B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-28 AT AT89630167T patent/ATE114734T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-09-30 KR KR1019890014116A patent/KR970008037B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-10-04 IE IE317589A patent/IE66499B1/en not_active IP Right Cessation
- 1989-10-05 NO NO893981A patent/NO176391C/no unknown
- 1989-10-13 CA CA002000799A patent/CA2000799C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-17 FI FI894929A patent/FI91722C/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-10-19 NZ NZ231084A patent/NZ231084A/xx unknown
- 1989-10-21 CN CN89108078A patent/CN1065924C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-07 PH PH39477A patent/PH26035A/en unknown
- 1989-11-09 PT PT92260A patent/PT92260B/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-11-09 DK DK558489A patent/DK558489A/da not_active Application Discontinuation
- 1989-11-09 TR TR00754/89A patent/TR27100A/xx unknown
- 1989-11-09 ZA ZA898541A patent/ZA898541B/xx unknown
- 1989-11-10 JP JP1291363A patent/JP2905515B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-10 BR BR898905763A patent/BR8905763A/pt not_active Application Discontinuation
-
1992
- 1992-12-21 US US07/994,243 patent/US5311919A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-05-16 US US08/243,662 patent/US5456306A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| 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 | |
| FI91722C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI89015C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit | |
| FI91723C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi suunnatulla kiinteytyksellä | |
| EP0291441B1 (en) | Metal matrix composites | |
| FI91494C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti | |
| FI91492B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91609C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91724C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi negatiivista seosmuottia käyttäen | |
| FI91490B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin muodostamiseksi | |
| FI91491C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi uppovalumenetelmää käyttäen | |
| FI91495B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sulasta matriisimetallista ja oleellisesti ei-reaktiivisesta täyteaineesta | |
| FI91833B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmällä aikaansaatava metallimatriisikomposiittikappale | |
| FI91493B (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 |