JPS5891089A - 複合部材を製造する方法 - Google Patents

複合部材を製造する方法

Info

Publication number
JPS5891089A
JPS5891089A JP57092934A JP9293482A JPS5891089A JP S5891089 A JPS5891089 A JP S5891089A JP 57092934 A JP57092934 A JP 57092934A JP 9293482 A JP9293482 A JP 9293482A JP S5891089 A JPS5891089 A JP S5891089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
mat
thermal expansion
bonded
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP57092934A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6051421B2 (ja
Inventor
ア−ノルド・ア−ル・エリツクソン
カルリノ・パンゼラ
ロバ−ト・ピ−・トロ−カン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brunswick Corp
Original Assignee
Brunswick Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU74791/81A external-priority patent/AU533531B2/en
Application filed by Brunswick Corp filed Critical Brunswick Corp
Publication of JPS5891089A publication Critical patent/JPS5891089A/ja
Publication of JPS6051421B2 publication Critical patent/JPS6051421B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/02Layer formed of wires, e.g. mesh
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12Metallic interlayers
    • C04B2237/123Metallic interlayers based on iron group metals, e.g. steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/34Oxidic
    • C04B2237/341Silica or silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/38Fiber or whisker reinforced
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40Metallic
    • C04B2237/405Iron metal group, e.g. Co or Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/59Aspects relating to the structure of the interlayer
    • C04B2237/592Aspects relating to the structure of the interlayer whereby the interlayer is not continuous, e.g. not the whole surface of the smallest substrate is covered by the interlayer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/60Forming at the joining interface or in the joining layer specific reaction phases or zones, e.g. diffusion of reactive species from the interlayer to the substrate or from a substrate to the joining interface, carbide forming at the joining interface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
ひずみを汲収することのできる沖合拐料を作る方法に関
1−る。 金属部イ・Vをセラミック部片に結合する方法は従来数
多く知られている。たとえば、米国特許第2,9 9 
6,4 0 1号にはセラミック体の表面て耐火性金属
を蒸着し、次にこの蒸着被覆に金属部材をろう付けする
電子管製造方法が記載しである。捷た、米国特許第 3、1 1 4,6 1 2号には、セラミックを金属
接合媒体で被覆してから波形ステンレス鋼板に溶接した
、高温相のセラミック積層品が示しである。 これら従来方法は、酸化状態および機械的応力の下での
高温作業、たとえばガスタービンエンジンにおいては意
図した用途に充分なものであるが、タービ/作動中の極
度の熱膨張差や熱勾配(でよるかなりのひずみにも耐え
る能力が積層品になければならない。従来は、熱ひずみ
を吸収する能力の点で問題があり、あらゆる条件におい
て適度に低い応力I/ベベル弾力的に熱ひずみに応答す
る別の方法が求められている。 琲在、セラミック月1(金属材を直接結合するこ七は、
熱膨張係数の差が小さい( 0.5 Xl 0−6in
 、/ ]、n 、/’F )かつ構造C,1)幾何学
−にノ差が小さい(セラミック利が用縮状態のitでな
ければならない)という飼料に限られている。熱膨張係
数(α)の差は、αの接近した月利を並べていつC、セ
ラミック(α。)、セルノノト(α]・・・・・・α。 、これは密度の変化する、金属粉とセラミックの混合物
であつ一C埠さが充分であれば無数の層が存在し、各層
のαが少1すつ異なつ之ものでル)る)および金属の勾
配を次に示′fように表わす技術を用いることによって
最小限に抑えることができろ。 α、く、α2〈−α3・・・・・・くα□不幸にも、こ
の技術は、(1)低熱膨張合金の耐酸化性が比較的低い
ということ、および(2)金属、セルメツトおよびセラ
ミックの高を品での膨張差が大きいことによる温度限界
のため(で、低湿用途に限られるのである。 タービンエンジンで用いる高7品ガク、流路用岸耗件シ
ールを開発する((は、膨張率の差とか耐酸化性がない
とかによって限界を与えられないセラミック・金属積層
品を製@する方法を必要とする。 セラミノ、り・り表向が1000°F乃至3000’F
 (537,8°C乃至] 648,9℃)になり、セ
ラミックを横切って温度勾配があるこのような高い温度
勾白己条件においては、烏1品の表面の方がより低い温
間の表面よりも大きく膨張でる。セラミック・セルメツ
)・・金属積層物におけろようにとの膨張が抑えられる
と、セラミック材で過剰に応力が冒捷り、熱分解により
そitなi波喚することになる。したがって、この積層
品は、500’l?7”)至1000°F(260°G
乃至537.8°C)の熱勾配が生じろととる(では向
かない。たkえ一′、セラミックがアルミナであり、金
属が+y]−i合金である場合、500’Fの調度勾配
では正しい機能を望めない。 したがって、本発明は、セラミック層と、この層に取付
けてあって可撓性、弾力性がありかつ弾性率、密度の低
い金属構造の三次元界面と、この低弾・卸率金属(マq
造に取付けた金属部材とを包含する。金族部材とセラミ
ックの熱膨張係数差による熱ひすみは、引張強さ、高温
での4酸化性および弾力撓み性が充分にある低弾性率(
オの界面に吸収される。 本発明の目的は、熱膨張差で生じる熱ひずみを低弾性率
、密度の金属マットの構造の界面層で吸収才るようにな
っている腹合飼料を製造する方法を提供することにある
。 これ以外の目的は本発明についての以下の詳細な説明か
ら明らかになろう。 第1図に示で具体例において、これはガスタービンエン
ジン用の高7A M 純性シール100である。セラミ
ック部材1は、高温セラミック、たとえば、アルミナ、
安定化キュービック拳ジルコニア、マグネシア、ジルコ
ン(ZrO2・5102 )、ホステライト(−2Mg
0 ・91.02 ) % ムライト、ムライト・石英
、アルミニウム2硼酸塩、カルシア、イツトリア、ガラ
ス、シリコンカーバイド、窒化シリコ/、アルミノ・硼
珪酸塩等で作”つてもよい。これらの材料は1ことえば
高温摩耗性シールに必要な厚さ、多孔度で加りできる。 セラミック部材1は、約lXl0−6乃至8 X I 
O−6インチ/仁インチ/″F程度の非常に低い熱膨張
係数を有する。逆に、このセラミック部材1を最終的に
結合する金属ベース3は、約2 X 1−0−6乃至2
0 X I O−6インチ/インチ/”Fの非常に高い
熱膨張係数を有する。 ガスタービンエンジンでは、セラミックiπ(材1の外
面は1800−3600°F (982,2−1982
,2’O)近くの7品度を受けるのに対し、金属力心出
面はほんの数百度の華氏を精度を受けるだけであり、こ
れら2つの部材を直接結合したならば、膨張係数の差お
よびセラミックの厚さからの温度勾配の影響によりセラ
ミックが直ちに壊れることにな・ろう。したがって、本
発明においては、セラはツク部材lと金属ベース3の間
に、弾性率の低い界面層2が設けられ、これは2つの材
料の熱膨張差および温度勾配で生じろ幾何学形状差を吸
収する。 界面層2は、可撓性、弾性があり、弾性率、密度が低(
、多孔性である三次元のA M!II点金属繊維ウエグ
つるいはマット構造から成り、たとえば、これは米国特
許第3,469,297号、同第3,505,038号
、第3,127,668号に詳しく記帷、しである。こ
の界面層の繊維として用いる代表的な合金は、Hast
ellOy X1t(oski、ns 875、Hay
neS 188、D f■242の登條商標で販売され
ているものとか、ニッケルベースのスーパ・−合金お、
1: ヒ鉄、:I ハ/l/ト、ニッケル、クロム、ア
ルミニウムfc ラフ1にイツトリウム(捷たは希土類
)の四元、五元(quadrj、nary 、 qui
ntj−nary )合金である。 望ましくは、多孔性ウェブまたはマット構造の密度は約
35%であるが、用途によっては、このウェブの密度は
、界面層2を含めて5から80%に変えうる。マットを
作るのに用いる正し7い合金が、最終的な用途でi′音
遇する温度、酸化、応力の各条件に基いて決定されるこ
とになることは明らかであろう。 第1図に示す具体化物を作る1つの方法は、ウェブ界面
層2を20で示すように金属ベース3にろう付けするこ
とである。セラミック層1は界面層2の露出面にセラミ
ック材をプラズマ噴霧して形成し、セラミック材は界面
層?の表面に含;憂してそこの繊維に機械的に結合才ろ
。次に、セラミック層Jが所望の厚さになる壕でプラズ
マ噴霧な続けろ。この」:うに
【7て作った製品は弾性
界面層を持つセラミック・金属複合物であり、金属部材
がセラミック材よりも大きく熱膨張したとき、この界面
層はこの熱膨張量の差を吸収できる。したがって、セラ
ミック部FAIと金属ベース3の間に大きな熱膨張率の
差が)1つでも、界面層2がこの膨張差、その結果生じ
る熱ひずみを吸収できるので、極端な熱循環にも耐えう
る。 第2図において、ウェブ界面層2aの金属繊維4はセラ
ミック層1aの厚さの約4分の1セラミック面に突入し
ており、他方、界面層2dの他面は金属板3aに20a
のところでろう付げl−である。それ故、セラミック層
1aの表面に金属フェルト化マットの界面層2aが埋め
込洩れたことになる。セラミックおよび合金は、界面層
の金属繊維およびセラミンクの化学反応な量少限(て抑
えて主に両者を機械的に結合させるように選定しなげれ
ばならない。セラミック・金属界面複合部分は、金属フ
ェルト界面層を充分な強度の機械的結合をさせるに充分
な距離にわたってセラミック材の盟゛王fi t’i二
、、”:n−ら−7ご形成してもよい。上述したように
、セラミック9 i aの厚さの約4分の1という寸法
は界面層2aを埋込むに充分なものであるが、これは所
望に応じて変えてもよい。マツトビ渭性セラミックに埋
込んだ後、この複合′吻?乾燥させ、火にかげる。 先に述べたように、ウェブ界泥層は最初に金属ベースに
取付けてもよいし、セラ。′ツクを界面層に結合1−た
後金属ベースに取付けてもよい。 本発明の別の具体例では、約8分の3インチ(0,95
センチ)のU字形カードワイアステーブルを繊維ベース
に取付けてほぼ直立の位置に押込む。セラミック繊維ま
フλは粉末もしくは両方と水のスラリ状混合物を織物(
フアプリノゾン上【・こ堆積させ、それを金属ステーブ
ルの区域に閉じ込める。この最初の材料を次に炉で焼結
;\せてセラミックスラリ?反応させ、所望のセラミッ
ク材を生成すると同時にワイアステーブルを機械的に包
み込む。 第6図(で示すように、織物14 ;]はワイアステー
ブル13aを有し、これはセラミック材12aに埋込ま
れてセラミック・ワイア層11aを構成している。セラ
ミックを炉で火にかけると、織物層14aは分解し、セ
ラミック12aに埋込まれたステーブルl laが残る
。突出したステーブル13aは便宜上両面で侶らに折り
曲げてもよい。金属繊維の界面材では、ワイアステーブ
ルとヒラミック材との化学反応を最小限に抑えなければ
ならない。さもないと、膨張係数の不一致から生じた応
力によつ′C材料の分解が生じることになる。金属、複
合物量の化学反応は両者の結合を強くして界面区域での
分解を促進させると共に両者の運動をきわめて低く抑え
ろ−どになろう。 第3図でわかるにうに、ステーブルを含んだこのセラミ
ック層11aは、炉内で短時間高温に置くことによって
ガラスフリツ1−23bで純粋なセラミック層1bに取
付けろ。金属ベース31)は20 bで示すように多孔
性ウーLノ界面層2 bにろう付けされる。次にこの露
出したステーブルを持ったセラミック積層物を10bの
ところで界面層2bi/1mスポットろう付けする。界
面層2bの繊維が100%密$ I−、−C訃らず、ま
たセラミック層のステーブル13aが100係密集して
いないので、両者のろう付けは1. O0%でもよいが
、金属の全面積は最小の金属材料1)金属密度より太き
(はならない。この種の複合物は第1図に示す基本的な
具体例と同じ特性を有する。 第4,5図においては、セラミック1と界面層2の繊維
4またはステーブル13aの幾何学形状の結合が機械的
結合を高める1Fいうことに注目されたい。この特別な
11已實はこの材料の作用にとってきわめて重要である
。 また、界面層を列挙した金属で作つ/ヒ場合、ステーブ
ル13aを状況に応じてプラチナ、タングステン、モリ
ブデン等の材料で作ってもよい。本発明で用いるセラミ
ック材は高稿月」セラミツ/′とじて市販されているも
のでもよいし、以後述べろよう(て本発明者らの発見し
、を材料でもよい。 高温/−ル、F・・よびガスタービン用のセラミック材
料を用いる場合、特に従来技%y (7’−とえば、米
国特許第3,880.550号)で教示されているよう
なシールを作る場合、高温材および絶縁拐(2600°
F以上)としてはムライトと石英から成るアルミノ・シ
リケート・セラミンクの焼結生成物に限られろ。市販の
繊維(Fiberfrax Kaowoo、1 +7)
登録商標で知られる)に存在する遊離石英は、1800
°F(982,2’″C)以ヒの)昌度にさらされると
溶融して失透【7、クリストグライドに変わるので、も
ろくなる。アルミ、ノ・シリケート繊維と低膨張ガラス
繊R(まfc&i粉末うの混合物を焼結して用いると、
2200−3000°F(] 20=1.1−1648
.8℃)の湿度に耐えるセラミック材料を形成できるこ
とがわかった(公知のFiberfraxの場合よりも
400’F以上の増加)、この混合物を焼結したとき、
ガラスがアルミノ・シリケートを囲むと同時に、遊離石
英をすべて溶解し、ムライトとガラスの混合物とな5゜
この新しい七ラミックはここに教示した複合材料のセラ
ミック部分に用いる多孔性材料の1つである。非常に驚
くべきことには、この材料が優れた高温特性を持ってい
ることがわかったっ穐準のアルミノ・シリケート、代表
的には35−55%の5i02 ト45−65 %のA
(1203のものを18000F以上の温度で用いた際
、石英は溶けて失透し、クリストバライトを形成し、繊
維をきわめてもろくして製品全体を弱くする。アルミニ
ウム・シリケートに繊維状または粉末状のガラスを加え
ると、このガラスが石英と反応1、て失透のない新しい
ガラスとなる。このガラス添加技術を用いたときに優れ
たセラミックを作り出す、異なった温度範囲を有する繊
維形成材料にしては、アルミ7)・シリケート、アルミ
ナおよびジルコ:ニアの3つがt)ル。 コバルトベ・−スの!クーノ々−合金ベース3が第7図
に示しである。金属ウェブ2は約20係の密度であり、
Ho5kins 875合金で作ってあり、ベース3に
ろう付けしである。セラミック層1はウェブにプラズマ
噴霧してあって埋込呼れでいる。セラミック層は4重量
%のOaOと96重I係のZrO2から成る。 本発明に従って作ったセラミック・界面層・金属複合物
の以下の実施例は本発明で意l¥1した範囲を限定する
つもりのないものである。 実施例1 米国特許第3,127,668号の教示に従って、半イ
ンチのねじっt5ミルワイア (Fe0rA/Si −Ho5ki−ts 87°5−
合金)でフェルドウニゲな作り、これをJ、 O’ t
orrO真空中でかつ2175°F (1190,5°
C)の温度で15時間熱処理した。このウェブは約30
%の密&であった。高温コバルトベース合金の金属ベー
スを、この焼結ウェブに、約10分間真空炉内で215
00F(l I 76.600 )にさらすことによっ
て溶着させた。ウェブの露出向に、大気中で、ジルコニ
アをプラズマ噴霧1−て/1)なくとも10ミルウエブ
に含浸さば、次に約100ミルのジルコニア層ができる
までプラズマ噴霧を続け/ヒ(不発明方、去によればジ
ルコニア層を4分の1インチはどにもできる)。こうし
て形成した複合物を熱循環させこのときジルコニア面は
2900’F(1593,3℃)の湿度を受け、金属ベ
ースは一連のサイクルで周囲温度の空気(Lこさらされ
たが、セラミック・ジルコニアと金属の分離はなんら認
められなかった。 実施例R 米国特許第3,127,668号の教示に従って、I(
、astel−1y X合金の半インチのねじった4ミ
ルワイアで作ったフェルトウェブを1O−5torrの
貞空中でかつ2175°l? (1190,5”D)の
温度で10時間熱処理した。このウェブの密度は約20
%であった。この焼結ウェブにHa s teコJyX
合金の金属ベースを、約10分間真空炉内で2150°
F (1176,6°C)にさらすことによって溶着さ
せ7t08分の3インチのU字形をした直立1:2ミル
i予のステープルワイアを多孔性織物ベースに突き刺し
てベッドを作り、ステープルを手直立状態に保ってセラ
ミック材とステープルカードワイアのセラミック複合物
を作った。8ミクロン〜80ミクロンの直径を持ったア
ルミノ・シリク・−ト・ミイ・ラル繊維で作った水ベー
スのスラリナ低膨張ガラス粉末と混ぜ合わせた。粉末は
325メツシユのふるいを6過する寸法であり、40ミ
クロン−までの直径を有する。 このスラリは50容量%の水に50重量%のアルミニウ
ムシリケートと50重量%のガラスを混ぜ之絹成である
。スラリを、直立した金属ステープルを囲みかつそれを
覆うように織物の上に堆積させ、他の保持容器によって
所定場所に保持した。このスラリ・ステープル複合物を
アルゴンで浄化した炉内で2時間2300°Fに熱処理
してガラスをアルミ、ノ・シリケートと溶融反応させる
と同時にアルミノ・シリケートの゛まわりに7トリツク
スを形成して遊離石英をすべて無くし、ムライト・ガラ
ス結合体(ムライト−3A1203・23102 )で
あるステープル含浸低膨張セラミックの最終製品を得た
。 フェルト化スラリ混合物においては、直往約8ミクロン
、長さ8分の1インチ(3,18ミリ)の98重量係ア
ルミナ・シリケート繊維を、直径約8ミクロン、長さ約
8分の1インチの2重量係アルミノ・硼珪酸塩ガラス繊
維と混ぜ合わせ、固体1部に対し水450部の割合で水
と混ぜ合わせた。この混合物を吸引堆積して約40%の
密度にIEE縮した多孔性セラミックフェルトとした。 このセラミックフェルトを約4時間大気中において29
00″F(1593,3°C)で焼結した。ガラス繊維
は溶けて遊離石英と反応結合し、ムライト士ガラスの絹
合わせ体となった。この構造は約8分の1インチの厚さ
であり、密度が65%である。このセラミック材料を、
重量パー七、/ト  で 8 0.5 3i02  、
 1  2.9  B 203 、 3.8Na20.
2.2 B2o3.0.4 K2Oから成る低膨張ガラ
ス粉末でステープルセラミック複合物の片側に取付け、
同時に金属繊維ウェブの自由面をステープルセラミック
複合物の反対側に N1crobraz  LM  (WaJ上 0o1o
rnony  Companyの登録商標)を用いて、
アルゴン雰囲気の炉において2150°Fで10分間置
くことによってスポット溶着した。最終的な複合物を1
800OFに熱饋檗、、iz−’、ff、周囲温度まで
冷却した。 30回のサイクルの終りに、セラミックは分解すること
なく、界面層が構造上の一体性を維持した。 実施例■ 東国特許第3,127,668号内散示により、Fec
rAlsl(Ho5k]、ns 875 )合金ハ半イ
ンチ長さのねじった5ミルワイアで作ったウェブ゛を、
lo−5tDrrの真空において2175″F(119
0,5°G)の温度で9侍間焼結lまた。 このつLブの密度は約30%である。高温コバルトベー
ス合金の金属ベースを、焼結したウェブに、ウェブ、溶
着用合金および金にベースを真空炉において10分間2
150°Fにさらすことによって溶着した。イツトリア
安定化ジルコニアおよび黒鉛粉末(そJtぞれ、70.
30容量%)の混合物をウェブの露出部にプラズマ噴霧
した。この噴霧複合物を引き続き空気中ニオイて】5時
fi4j ] 700 ’F(92G。6QC)にさら
した。セラミ、ツク層の多孔度は実施例1で述べた黒鉛
無しのジルコニアよりも著しく太きいものとな゛つた。 第2の取付ウェブにプラズマ噴霧して純イツトリア安定
化ジルコニアの層で被覆し、続けて70容量係のイツト
リア安定化ジルコニアと゛30容量係の黒鉛の混合物で
被覆した。、黒鉛を焼き取った後、ウェブ・f1近の層
の密度が高く、したがって黒鉛を含んだ外層よりも強い
ことは明らかだった。密度、強度共に、黒1()その他
の犠牲月1力容段比を側御fろことによって調節できる
。 実施例1.It、Illは先に述べた具体例の3つのも
のと一致している。セラミック月利の組成を金属ベース
、界面層の両者について異なった合金に替えうろことは
当業者であれば充分に理解できると考える。本発明が、
金属ベースとセラミックに結合した低弾性率で低密度の
金属繊維マット界面層を提供することによってセラミッ
ク・金属積層接合物構造において熱ひずみを吸収するの
に非常に有効な方法を提供することは認識できよう。 本発明の具体例の他の技術的用途としては、ガスタービ
ンツユラウド、バーナカン、ベーン端壁、磁石流体力学
反応器、核融合炉およびジーゼルエンジン、ガソリンエ
ンジン/7)ヒヌ、トン、シリング泪コーティングがあ
る。 本発明の特定の具体例を説明してきたが、発明の精神、
範囲を逸脱することなくセラミック・金属複合物の材料
、形態、製造方法について多くの修正、変更をなしうる
【図面の簡単な説明】
第1図はセラミック・弾性界面層・金属複合物を示す、
本発明の第1具体例の断面図、第2図は別の断面を示す
図、 第3図は本発明の別の具体例を示す断面図、第4図は本
発明の成る面を示す拡大断面1g1、第5図は本発明の
別の面を示す拡大断面図、第6図は本発明の具体例のI
っの中間製品を示す断面図、 第7図は第1具体例の15倍の拡大写真である。 1・・・・・・セラミック部材、2・・・・・界面層、
3・・・・・・金属ベース 代理人弁理士  河 野   昭 \ 13a +40 オフ類 第1頁の続き 7倉発 明 者 カルリノ・パンゼラ アメリカ合衆国コネチカット州 06416ドツグウツド・コート22 番 つ多発 明 者 ロバート・ピー・ドローカンアメリカ
合衆国コネチカット州 06514ハムデン・オーガー・ス トリート159番 手続補正書く方式) 1、事件の表示 昭和、57年特許願第 92934  号2、発明の名
称 複合月利を!li!造する方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称  ブランズ・クイック コーポレーション4、
代理人 〒107 昭和57年11月30日 (発送日) 6、補正の対象 明1111]書の図面の簡単な説明の欄および図 面7
、補正の内容 (1) 明細書第25頁第15行目「第7図は・・・・
・・・・・・・・・・・写真で」を「第7図は第1具体
例のセラミック・金属積層の構造を表わす15倍の拡大
図面代用写真で」と訂正する。 (2) 図  面  別紙のとおり

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)耐熱性のある合金板を、第1.第2の外面を有す
    る、可撓性があり、低弾性率、低密度の金属構造マント
    力界面層に結合し、金属部材を前記第2の外面に結合し
    、金属部材と合金板との間の温度差で生じた熱ひずみを
    有害な影響なしに前記界面層で吸収することを特徴とす
    る、複合材料を製造する方法。 (2、特許請求の範囲第1項の方法において、界面層が
    金属繊維のマットであることを特徴とする方法。 (312X 10−6乃至20 X 10 ’ in/
    in/’Fの熱膨張係数を有でる第1の部材を用意し、
    第1.第2の外面を有する、可撓性のある、低弾性率、
    低密度の金属マットを用意し、第1の部材を前記第1の
    外面に結合し、第1の部材ど異なった熱膨張係数を有す
    る第2の部材な前MF金金属マットの第2外面に結合し
    、第1.第2の部材間の温度差で生じた熱ひずみを有害
    な影響なしに金属マットで吸収−r 6ようにl−たこ
    とを特徴とする、複合材料を製造する方法。 (412X 10−6乃至20 X 10−6in /
     j、n 10Fの熱膨:辰係数を有才ろ第1の金属部
    材を用意し、第1.第2の外面を有する、可撓性のある
    、低弾性率、低密度の金属マットを用意1−1第1の金
    庫部材を前記第1の外面に結合し、第1の全7°弔部材
    と異なった熱膨張係数を有する第2の部材を前記第2の
    外面に結合することから成ることを特徴とする、複合1
    オ料を製造する方法。 (5) 第1の金属部材を、第1.第2の外面を有する
    、可撓性のある、低弾性率、低密度の金属マットの前記
    第1外面に結合し、この金属マットの第2外面に第1部
    月と異なった熱膨張係数を有する第2の部材を結合才る
    ことを特徴とfる、複合材料を製造する方;去。 (6)耐熱性のある合金板を、第1.第2の外面を有す
    る、可撓性のある、低弾性率、低密度の金属構造マット
    の界面層に7結合し、lJ)なくとも1種の金属/、+
    7分部材を有する部]lを前記第2の外面(・て結合し
    、前記薄利と前記合金板との間の7品度差で生じた熱ひ
    ずみを有害な影響なしに前記界面層によって吸収才るよ
    うにしたことを特徴とでる、仲合材ネ」を製造する方法
    。 (力 2 X 10−6乃至20 X ] ]0−6i
    −q、/ in /°Fの熱膨張係数を有する第1の部
    材を用意[2、第1.第2の外面を有する可撓性のある
    、低弾性率、低密度の金属マットを用意1〜、第1の部
    材を前記第1の外面に結合し、少なくとも1種の金属成
    分を含有しかつ第1部材と異なる熱膨張係数を有する第
    2の部材を金属・・ットの第2外面に結合し、第1、第
    2の部材間の温度差で生じた熱ひすみが有害な影響なし
    に金属マットICよって吸収されるようにしたことを特
    徴とする、複合(A料を製造する方法。 (812X 10””乃至20 X 1. O” i、
    n 、、/ in /°Fの熱膨張係数を何才ろ第1の
    金属部1′Aを用意し7、第1.第2の外面を有才ろ6
    F撓件のある、低弾性率、低密度の金属マットを用意し
    、第1部材を前記槙1の外面に結合し、少なくとも1種
    の金属成分を有しかつ第1部材と異なった熱膨張係数を
    有する第2の部材を金属マットの第2の外向に結合する
    ことを特徴とする、複合材料6・製、貨1−4)方法。 (9)第1の金属部材を用意し、第1.第2の外向を有
    する可撓性のある、低弾性率、低密度の金属マットを用
    意し2、第1部材を前記第1の外面に結合し、少なくと
    も1atの金属部1分を含イラしかつ第1部材と異なっ
    た熱膨張係数を有する第2部材を金属マットの第2外面
    に結合することを特徴とする、複合飼料を製造する方法
    。 (lO)特許請求の範囲第7項の方法にぷいて、争1部
    祠が固体金属であることを特徴とする方法。
JP57092934A 1976-04-05 1982-05-31 複合部材を製造する方法 Expired JPS6051421B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/674,047 US4142022A (en) 1976-04-05 1976-04-05 Ceramic-metal laminate
US674047 1976-04-05
AU74791/81A AU533531B2 (en) 1976-04-05 1981-08-31 Multiple fibre reinforced ceramic-metal laminate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5891089A true JPS5891089A (ja) 1983-05-30
JPS6051421B2 JPS6051421B2 (ja) 1985-11-13

Family

ID=25637711

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52026910A Expired JPS6052106B2 (ja) 1976-04-05 1977-03-11 セラミツク・金属積層品を製造する方法
JP57092935A Expired JPS6051422B2 (ja) 1976-04-05 1982-05-31 積層構造体
JP57092934A Expired JPS6051421B2 (ja) 1976-04-05 1982-05-31 複合部材を製造する方法
JP57092933A Expired JPS6051420B2 (ja) 1976-04-05 1982-05-31 複合部材
JP60007304A Pending JPS60253535A (ja) 1976-04-05 1985-01-18 複合部材

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52026910A Expired JPS6052106B2 (ja) 1976-04-05 1977-03-11 セラミツク・金属積層品を製造する方法
JP57092935A Expired JPS6051422B2 (ja) 1976-04-05 1982-05-31 積層構造体

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57092933A Expired JPS6051420B2 (ja) 1976-04-05 1982-05-31 複合部材
JP60007304A Pending JPS60253535A (ja) 1976-04-05 1985-01-18 複合部材

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4142022A (ja)
JP (5) JPS6052106B2 (ja)
AU (1) AU517530B2 (ja)
BE (1) BE853068A (ja)
CA (1) CA1100712A (ja)
GB (1) GB1575443A (ja)
IE (1) IE45297B1 (ja)
SE (1) SE8204542L (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60108380A (ja) * 1983-11-17 1985-06-13 日立造船株式会社 耐熱性セラミックス部材の固定方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4530884A (en) * 1976-04-05 1985-07-23 Brunswick Corporation Ceramic-metal laminate
US4142022A (en) * 1976-04-05 1979-02-27 Brunswick Corporation Ceramic-metal laminate
US4338380A (en) * 1976-04-05 1982-07-06 Brunswick Corporation Method of attaching ceramics to metals for high temperature operation and laminated composite
AU554140B2 (en) * 1980-07-02 1986-08-07 Dana Corporation Thermally insulating coating on piston head
JPS5828345B2 (ja) * 1981-04-18 1983-06-15 「船」倉 克彦 金属基材にセラミックスを接合する方法
JPS5966966A (ja) * 1982-10-09 1984-04-16 Toyota Motor Corp 耐熱性軽合金部材およびその製造方法
JPS59213679A (ja) * 1983-05-19 1984-12-03 日立造船株式会社 セラミツクス体
JPS59232693A (ja) 1983-06-17 1984-12-27 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミツクと金属等との接合用クラツドろう材及びこれを用いたセラミツクと金属等との複合体
US4546048A (en) * 1984-03-23 1985-10-08 Dana Corporation Composite thermal shield for engine components
DE3913362A1 (de) * 1989-04-22 1990-10-25 Forschungszentrum Juelich Gmbh Aus teilkoerpern unterschiedlicher waermeausdehnung bestehender verbundkoerper, verfahren zur herstellung desselben und dafuer geeignete halbzeuge
US5302465A (en) * 1992-10-26 1994-04-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Plasma sprayed ceramic thermal barrier coating for NiAl-based intermetallic alloys
US6102656A (en) * 1995-09-26 2000-08-15 United Technologies Corporation Segmented abradable ceramic coating
US6350969B1 (en) 2000-11-10 2002-02-26 Jona Group, Ltd. Self-regulating heater
DE10125815C1 (de) * 2001-05-26 2002-08-01 Daimler Chrysler Ag Metall-Keramik-Verbundwerkstoff und seine Verwendung
US7247212B2 (en) * 2004-12-21 2007-07-24 General Electric Company Orthogonal weaving for complex shape preforms
GB2480451A (en) * 2010-05-18 2011-11-23 E2V Tech Electron tube rf output window
EP2918554B1 (en) * 2012-11-12 2019-09-11 AGC Inc. Molten glass conveying equipment element, method for manufacturing molten glass conveying equipment element, glass manufacturing apparatus comprising molten glass conveying equipment element and method for manufacturing glass product
CN103072363A (zh) * 2012-12-12 2013-05-01 西北工业大学 结构可设计的抗高能和二次冲击的金属/陶瓷层状复合材料的制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB270908A (en) * 1926-06-01 1927-05-19 Morgan Crucible Co Improvements relating to electrical resistances or rheostats
US1753188A (en) * 1926-12-17 1930-04-01 Kellogg Switchboard & Supply Variable resistance
US1889618A (en) * 1929-03-08 1932-11-29 Gen Electric Resistance unit
US2354808A (en) * 1942-09-23 1944-08-01 Ward Leonard Electric Co Rheostat
US2608722A (en) * 1950-09-06 1952-09-02 Otmar M Stuetzer Process for making microspacers
US3127668A (en) * 1955-03-03 1964-04-07 Iit Res Inst High strength-variable porosity sintered metal fiber articles and method of making the same
US3114612A (en) * 1959-05-15 1963-12-17 Eugene W Friedrich Composite structure
GB953651A (en) * 1960-01-06 1964-03-25 Plessey Co Ltd Reinforced refractory bodies
US3505038A (en) * 1964-08-24 1970-04-07 Brunswick Corp Metal fibril compacts
US3469297A (en) * 1966-04-20 1969-09-30 Brunswick Corp Porous metal structure
JPS5539601B1 (ja) * 1970-05-12 1980-10-13
JPS4926123A (ja) * 1972-07-05 1974-03-08
US3932246A (en) * 1973-08-31 1976-01-13 Ford Motor Company Gas sensor and method of manufacture
IT1009546B (it) * 1974-01-07 1976-12-20 Getters Spa Struttura di parete per involucri sotto vuoto particolarmente per val vole termoioniche e acceleratori di particell
US4142022A (en) * 1976-04-05 1979-02-27 Brunswick Corporation Ceramic-metal laminate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60108380A (ja) * 1983-11-17 1985-06-13 日立造船株式会社 耐熱性セラミックス部材の固定方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6051420B2 (ja) 1985-11-13
JPS60253535A (ja) 1985-12-14
JPS5884189A (ja) 1983-05-20
SE8204542D0 (sv) 1982-08-02
AU2226177A (en) 1978-08-24
JPS6051422B2 (ja) 1985-11-13
JPS5884190A (ja) 1983-05-20
BE853068A (fr) 1977-07-18
JPS52121011A (en) 1977-10-12
IE45297B1 (en) 1982-07-28
AU517530B2 (en) 1981-08-06
GB1575443A (en) 1980-09-24
JPS6051421B2 (ja) 1985-11-13
US4142022A (en) 1979-02-27
SE8204542L (sv) 1982-08-02
CA1100712A (en) 1981-05-12
JPS6052106B2 (ja) 1985-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5891089A (ja) 複合部材を製造する方法
US4338380A (en) Method of attaching ceramics to metals for high temperature operation and laminated composite
JPS58135181A (ja) 多孔性セラミツクシ−ルを製造する方法
US4530884A (en) Ceramic-metal laminate
US4209334A (en) Porous ceramic seals and method of making same
CA1296877C (en) Thermally bonded fibrous product
US5447291A (en) Processes for fabricating structural ceramic bodies and structural ceramic-bearing composite bodies
US20030038166A1 (en) Method for assembling parts made of materials based on sic by non-reactive refractory brazing, brazing composition, and joint and assembly obtained by said method
US4613549A (en) Bonded metal-ceramics composite
JPS61158876A (ja) セラミツク対金属の直接液相結合
JPS60226464A (ja) セラミックと金属との接合構造
US3152548A (en) Thermal insulating structure
EP0122522A1 (en) Method of manufacturing sintered ceramic body
JPS60131874A (ja) セラミツクと金属との接合方法
US5744252A (en) Flexible ceramic-metal insulation composite and method of making
CA1103279A (en) Porous ceramic seals and method of making same
JPH04300265A (ja) セラミック材料に別の材料を結合する方法
JPS60200868A (ja) 炭化ケイ素又は窒化ケイ素焼結体の接合方法
US3340026A (en) Composite article of bonded refractory metal and a ceramic
JPH02196075A (ja) 接合構造体
JP3005637B2 (ja) 金属―セラミックス接合体
CA1117147A (en) Porous ceramic seals
JPH04342479A (ja) セラミックスと金属との接合方法
JPS59156976A (ja) 金属部材とセラミツク部材との結合体及びその結合方法
US3366466A (en) Refractory ceramic-to-metal seal