KR0134956B1 - 자력 지지 복합체 제조방법 - Google Patents

자력 지지 복합체 제조방법

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KR0134956B1
KR0134956B1 KR1019900000381A KR900000381A KR0134956B1 KR 0134956 B1 KR0134956 B1 KR 0134956B1 KR 1019900000381 A KR1019900000381 A KR 1019900000381A KR 900000381 A KR900000381 A KR 900000381A KR 0134956 B1 KR0134956 B1 KR 0134956B1
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데니스 클라 테리
마이클 메이슨 스트븐
피터 포쵸핀 켈빈
레이 화이트 데니
베미야드 존슨 윌리암
Original Assignee
마이클 제이.홀린즈
랜자이드 테크놀로지 컴패니, 엘피
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Abstract

내용없음.

Description

자력 지지 복합체 제조방법
제1도는 본 발명에 따라 제조되도록, 내화 도가니내의 보론 카바이드의 입자에 매립된 모금속 주괴(ingot)를 나타내는 단면의 개략 정면도.
제2도는 본 발명에 따라 제조되도록, 내화 도가니내에 함유된 비활성 층에 매립되고 보론 카바이드의 예비형체에 인접하게 배치된 모금속주괴를 나타내는 단면의 개략 정면도.
제3도는 실시예 1에 기재된 방법으로 형성된 세라믹 복합체 단면의 1000 배율의 광현미경 사진.
제4도는 실시예 6의 방법으로 형성된 세라믹 복합체 단면의 1500 배율의 광현미경 사진.
제5도는 실시예 8의 방법으로 형성된 세라믹 복합체 단면의 1500 배율의 광현미경 사진.
제6도는 내화용기내에 함께 함유되어, 모금속과 접하고 있는 예비형체를 나타내는 단면의 개략 정면도.
제7도는 제6도에 도시된 내화용기의 배면도.
제8도는 실시예 11의 방법으로 형성된 세라믹 복합체 단면의 1000 배율의 광현미경 사진.
제9도는 실시예 12의 방법으로 형성된 세라믹 복합체 단면의 1500 배율의 광현미경 사진.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 모금속 전구체 12 : 보론 카바이드
14 : 불활성 층 16 : 도가니
18 : 상부면 20 : 예비형체
본 출원은 데니 알 화이트, 마이클 케이, 아그하자니안 및 테리 데니스 클라가 자력 지지 복합체를 제조하는 방법 및 그 제조품이란 명칭으로 1987. 7. 15에 출원한 미국 특허 출원 제073,533호의 일부 계속 출원인, 테리 데니스 클라, 스트븐 마이클 메이슨, 케빈 피터 포쵸핀 및 데니 레이 화이트가 자력 지지 복합체를 제조하는 방법 및 그 제조품이란 명칭으로 1987. 12. 23에 출원한 미국 특허 출원 제137,044호의 일부 계속 출원이다.
본 발명은 자력 지지 복합체를 제조하는 새로운 방법 및 그 제조방법에 의한 신규의 제품에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용융 모금속을 보론 카바이드 및 적어도 하나의 붕소 도너물질(즉, 붕소함유 물질)과 카아본 도너물질(카아본 함유 물질) 및 선택적으로 하나 이상의 불활성 충진물은 함유하는 베드 또는 물질에 반응 충전시켜 하나 이상의 붕소 함유 화합물(예, 보라이드 또는 보라이드와 카바이드)를 포함하는 자력 지지 복합체를 형성하는 방법에 관한 것이다.
최근, 구조물 분야에 금속 대신 세라믹을 사용하고자 하는 경향이 높아지고 있다. 그 이유는 금속에 비해 세라믹이 내부식성; 경도, 내마모성, 탄성 모듈러스 및 내화성 등의 일부 특성면에서 우수하기 때문이다.
그러나, 구조물의 제조에 세라믹을 사용함에 있어 주로 문제가 되는 것은 바람직한 세라믹 구조체의 제조 용이성과 제조 비용이다. 예를들면 세라믹 보라이드 복합체(ceramic boride body)는 고온 프레스법, 반응소결법 및 반응 고온 프레스법으로 제조하는 것이 공지되어 있다. 고온 프레스법은 바람직한 보라이드 미세분말 입자를 고온 고압하에서 압축 성형하는 것이며, 반응 고온 프레스법은 고온 고압하에서 적절한 금속 함유 분말과 함께 붕소 또는 붕화금속을 압축 성형하는 것이다.
미합중국 특허 제3,937,619에는 금속 분말과 디보라이드 분말의 혼합물을 고온 프레스법으로 처리하여 붕화 물체를 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 미합중국 특허 제4,512,946호에는 붕소 및 수소화 금속과 함께 세라믹 분말을 고온 프레스법으로 처리하여 붕화물 복합체를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
그러나, 상기 고온 프레스법은 특수한 조작이 필요하며 고가의 특수 장치가 필요하다. 또한 제조할 세라믹체의 치수와 형상이 제한되며, 통상적으로 생산성은 낮고 생산비는 많이 든다.
또한, 세라믹 재료는 인성(즉, 내손상성 또는 내파괴성)이 매우 부족하므로 구조물에 사용되기에 제한이 있다. 이러한 특성으로 인해 세라믹에 약간의 인장응력만 가해도 쉽게 그리고 급격하게 파괴된다는 문제점이 있다. 이러한 인성 부족 경향은 일체형 세라믹 보라이드체의 경우에 특히 심하다.
위와 같은 문제점들을 해결하기 위한 한가지 방법은 서메트(cermet) 또는 금속기질 복합체와 같이 세라믹과 금속을 조합하여 사용하는 것이다. 즉, 세라믹의 우수한 특성(예, 경도 및/또는 강성)과 금속의 우수한 특성(예, 전성)을 결합시키는 것이 목적이다. 미합중국 특허 제4,585,618호에는 입자형태의 반응물질들로 된 미정제 반응 혼합물(이 혼합물은 반응하여 소결된 자력 지지성 세라믹체를 생성한다)은 용융 금속과 접촉한 상태에서 반응하여 서메트를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 용융 금속은 생성된 세라믹체의 적어도 일부에 용침하게 된다. 이러한 반응 혼합물의 일례로서는 티타늄, 알루미늄 및 산화붕소(모두 입자형태임)를 함유한 반응 혼합물을 들 수 있으며, 이는 용융 알루미늄 푸울(pool)과 접촉한 상태에서 가열된다. 상기 반응 혼합물의 반응에 의해 티타늄 디보라이드와 알루미나(세라믹상)가 생성되며, 이것에 용융 알루미늄이 용침하게 된다. 따라서, 이 방법에서는 반응 혼합물내의 알루미늄이 주로 환원제로서 사용된다. 또한, 외부의 용융 알루미늄 푸울은 붕화물 생성 반응용의 금속 전구체 공급원으로서 사용되지 않고, 최종 세라믹 구조물내의 기공을 충전시키는 수단으로 사용된다. 이에 의하면 습윤성이며 용융알루미늄에 대해 내성을 가지는 서메트가 얻어진다. 이 서메트는 알루미늄 제조용 셀에서 생성된 용융 알루미늄과 접촉하면서 바람직하게는 용융빙정석과는 접촉하지 않는 성분으로서 특히 유용하다. 이 방법에서는 탄화붕소를 사용하지 않는다.
유럽 특허 출원 제0,113,249호에 기재되어 있는 서메트 제조방법은 용융 금속상내에 세라믹상의 입자를 동일계상에서 분산시키고, 세라믹 망상 조직이 성장하는데 충분한 시간 동안 위의 용융상태를 유지하는 것이다. 세라믹상의 형성은, 알루미늄과 같은 용융 금속내의 붕소염과 티타늄염의 반응에 의해 예시된다. 생성된 세라믹 보라이드는 동일계상에서 성장하여 상호 연결된 망상 조직으로 된다. 그러나, 이 방법에서는 용침 반응이 일어나지 않으며, 보라이드는 용금내의 석출물로서 생성된다. 양 실시예에서, 입자들은 TiAl3, AlB2또는 AlB12로 구성되지 않고, TiB2로 생성되는데, 이로부터 알루미늄이 보라이드의 전구체 금속이 아니라는 사실을 알 수 있다. 또한, 이 방법에서는 처리 반응중에 보론 카바이드를 전구체로서 사용한다는 언급이 없다.
미합중국 특허 제3,864,154호에는 용침법에 의해 세라믹-금속계를 제조하는 방법이 기재되어 있다. AlB12압축 성형체를 진공하에서 용융 알루미늄으로 함침시켜 세라믹-금속계를 생성한다. 그외에 제조된 물질들로는 SiB6-Al, B-Al; B4C-Al/Si; AlB12-B-Al을 들 수 있다. 그러나 이 특허에서는 반응에 관해, 그리고 용침 금속과의 반응을 수반하는 복합체의 제조에 관해, 그리고 불활성 충전물질을 침투시켜서 된 또는 복합체의 일부를 구성하는 반응 생성물에 관해 전혀 암시한 바가 없다.
미합중국 특허 제4,605,440호에는 B4C-Al 복합체를 생성시킬 수 있도록 B4C-Al 압축체(B4C 분말과 Al 분말의 균질 혼합물을 냉간 압축시켜 형성)를 진공 또는 아르곤 분위기에서 소결시키는 것에 관해 개시하고 있다. 이 특허에서는 용융 금속 전구체의 푸울 또는 본체로부터 예비형체로 용융 금속의 침투가 없고, 그 불활성 충전재의 바람직한 특성을 이용하는 복합체를 제조하기 위해 불활성 충전재를 매립하는 반응 생성물에 대해 전혀 기재된 바가 없다.
서메트 물질을 제조하는 상기 개념은 일부 경우 예상한 결과를 생성하긴 하지만, 보라이드 함유 물질을 제조함에 있어 보다 효과적이고도 경제적인 방법이 요구되고 있다.
공계류중인 미합중국 특허 출원 제073,533호에는 위에서 설명한 바와 같은 보라이드 함유 재료 제조시의 여러가지 문제점이 제시되어 있다.
다음에 정의한 용어들은 위의 미합중국 특허 출원 제073,533호와 본원에서 공통으로 사용하는 용어이다.
모금속이라 함은 모금속 보라이드 또는 기타 모금속 보론 화합물과 같은 다결정 산화반응 생성물의 전구체인 금속(예, 지르코늄)을 의미하는 것으로, 이 모금속에는 순수하거나 비교적 순수한 금속, 불순물 및/또는 합금 성분을 함유한 시판 금속, 및 금속 전구체가 그 주성분인 합금 등이 포함된다. 따라서 특별한 언급이 없는 한 모금속이라 함은 이와 같은 정의의 것을 의미한다.
모금속 보라이드 및 모금속 보로 화합물(boro compaoud)라 함은 보론 카바이드와 모금속 사이의 반응에 의해 생성된 보론을 함유하는 반응 생성물을 의미하는 것으로서, 이에는 모금속과 보론의 2원 화합물 뿐만 아니라 3원 이상의 화합물이 포함된다.
모금속 카바이드라 함은 보론 카바이드와 모금속 사이의 반응에 의해 생성된 탄소를 함유한 반응 생성물을 의미한다.
위의 미합중국 특허 출원 제073,533호에서는 보론 카바이드의 존재하에서 모금속 용침반응법(즉, 반응용침법)을 이용하여 자력 지지 세라믹체를 제조한다.
즉, 용융 모금속을 보론 카바이드층에 용침 및 반응시키면 하나이상의 모금속 붕소 함유 화합물을 함유하는 자력 지지 복합체가 얻어진다. 상기 붕소 함유 화합물에는 모금속 보라이드 또는 모금속 보로 카바이드가 포함되며, 통상적으로 모금속 카바이드가 포함될 수 있다. 이 특허에서는 또한 용침될 보론 카바이드체가 보론 카바이드와 혼합된 하나 이상의 불활성 충전재를 함유할 수 있다. 따라서, 불활성 충전재와 결합되어, 생성된 복합체는 모금속의 반응 용침에 의해 생성된 기질을 함유한다.
이 기질은 적어도 하나의 보론 함유 화합물을 포함하며, 또한 모금속 카바이드 및 불활성 충전재를 매립한 기질을 포함할 수도 있다. 위의 두가지 실시예(즉, 충전재의 존재 또는 부재)에서 제조된 최종 복합체에는 적어도 하나의 원래의 모금속 성분이 잔류 금속으로서 존재한다.
위 미합중국 특허 출원 제073,533호에서 보론 카바이드 함유체는 특정 온도하의 용기내에서 불활성 분위기하에 용융된 용융금속체 또는 용융 합급체에 인접설치되거나 접촉 설치된다. 용융 금속은 보론 카바이드 체내로 용침하여 보론 카바이드와 반응함으로써 적어도 하나의 반응 생성물을 형성한다. 보론 카바이드는 용융 모금속에 의해 적어도 부분적으로 환원될 수 있으며, 이 환원 반응에 의해 모금속 보론 함유 화합물(예, 처리 온도하의 모금속 보라이드 및/또는 보로 화합물)을 생성한다. 통상적으로 모금속 카바이드가 또한 생성되며, 경우에 따라서는 모금속 보로카바이드도 생성된다. 반응 생성물의 적어도 일부분은 금속과 접촉 상태를 유지하며, 용융 금속은 모세관 현상에 의해 미반응 보론 카바이드쪽으로 유동한다.
유동한 금속은 모금속, 보라이드, 카바이드 및/또는 보로 카바이드를 추가로 생성시키며, 이와 같은 세라믹 복합체 형성은, 모금속 또는 보론 카바이드가 완전히 소모될때까지 또는 반응 온도가 이 반응 온도 범위를 벗어날 때까지 계속된다. 이 결과 제조된 구조체는, 하나 이상의 모금속 보라이드, 모금속 보로화합물, 모금속 카바이드, 금속(합금 및 금속간 화합물을 포함함), 또는 기공, 또는 이들의 조합을 포함한다. 또한, 이들 다수의 상들은 복합체 전체를 통해서 1차원 이상의 구조로 상호 연결되거나 연결되지 않는 상태로 존재한다. 보론 함유 화합물(즉, 보라이드 및 보론 화합물), 탄소 함유 화합물, 금속상의 최종 체적 분율, 상호연결 정도 등은 보론 카바이드체의 초기 밀도, 보론 카바이드와 모금속의 상대적인 양, 모금속 합금, 충전재에 의한 보론 카바이드의 희석 정도, 온도 및 처리 시간 등과 같은 처리 조건중 하나 이상을 변경함에 의해 제어할 수 있다. 보론 카바이드가 모금속 보라이드, 모금속 보로 화합물 및 모금속 카바이드로 전환되는 비율은 바람직하게는 적어도 약 50%, 가장 바람직하게는 적어도 약 90%이다.
위 미국 특허 출원 제073,533호에서 사용한 통상적인 분위기는 처리 조건하에서 비교적 불활성이거나 비반응성인 분위기이다. 예를들면, 아르곤 기체나 진공이 특히 적합한 분위기이다. 또한, 모금속으로서 지르코늄을 사용하는 경우, 생성된 복합체는 지르코늄 디보라이드, 지르코늄 카바이드 및 잔류 지르코늄 금속을 함유한다. 모금속으로서 알루미늄을 사용하는 경우, 생성물은 Al3B48C2, AlB12C2및/또는 AlB24C4와 같은 알루미늄 보로 카바이드이며, 알루미늄 모금속 및 다른 미반응 미산화 모금속 성분을 잔류물로서 포함한다. 기타 사용할 수 있는 모금속은 실리콘, 티타늄, 하프늄, 란타늄, 철, 칼슘, 바나듐, 니오븀, 마그네슘 및 베릴륨 등이다.
공계류중인 미국 특허 출원 제137,044호 (이하, 044호 출원이라 약칭함)는 위 533호 출원의 일부 계속 출원으로서, 이 출원에는 일부 경우에 용융 모금속으로 용침될 보론 카바이드충에 카아본 도너 물질(즉, 탄소함유 화합물)을 첨가하는 것이 바람직하다고 기재되어 있다. 특히, 이 카본 도너 물질은 모금속과 반응하여 모금속-카바이드상을 생성하며, 이 모금속-카바이드 상에 의해 카마본 도너 물질을 사용하지 않은 복합체에 비해 복합체의 기계적 특성이 변화될 수 있다고 기재하고 있다. 따라서, 반응물의 농도 및 처리 조건을 변경시킴에 의해 복합체내의 세라믹 화합물, 금속 및/또는 기공도의 체적%를 다양하게 변경시킬 수 있다. 예를들면, 보론 카바이드체에 카아본 도너 물질(예, 흑연 분말 또는 카본 블랙)을 첨가함에 의해, 모금속-보라이드/모금속-카바이드의 비율을 조절할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 모금속으로서 지르코늄을 사용한 경우 ZrB2/ZrC 비가 감소될 수 잇다(즉, 보론 카바이드체내에 카아본 도너 물질을 첨가함에 의해 ZrC가 더 많이 생성될 수 있다).
위 044호 출원에는 또한 특정한 치수 및 특정한 형상의 다수의 구멍을 특정한 위치에 구비한 흑연 주형을 사용하고 있는데 이 구멍은 예를들면, 모금속 반응 용침 선단부(front)가 예비형체내로 용침할때 예비형체 또는 충전 물질내에 포획되어 있던 임의의 기체를 방출시키는 통기공 역할을 하는 것이다.
공계류중인 미국 특허 출원 제137,382호 (이하, 382호 출원이라 약칭함)에는 더욱 변화시킨 기술이 기재되어 있다. 이 382호 출원에 의하면 533호 출원의 기술에 의해 제조된 세라믹 복합체를 기체상의 탄화제(carburizing species)에 노출시킴으로써 개질시킬 수 있다. 기체상 탄화제는, 측연층내에 복합체를 매립시키고 제어된 분위기의 노내에서 흑연층의 적어도 일부를 수분 또는 산소와 반응시킴에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 노 분위기는 주로 아르곤과 같은 비반응성 기체를 포함해야 한다. 아르곤 기체내에 존재하는 불순물이 탄화제 생성용 O2를 제공하는 것인지 또는 아르곤 기체가 흑연층 또는 복합체내에 존재하는 성분들의 휘발에 의해 생성된 불순물을 함유하는 단순한 담체로서 작용하는 것인지는 분명하지 않다. 또한, 기체상의 탄화제는 복합체의 가열중에 제어된 분위기의 노내로 직접 도입시킬 수 있다.
일단 기체상의 탄화제를 제어된 분위기하의 노내에 도입하면, 입자간에 결합력이 없는 흑연 분말내에 매립된 복합체 표면의 적어도 일부에 탄화제가 접촉할 수 있도록 공정을 설계해야 한다. 탄화제내의 탄소 또는 흑연층내의 탄소는 상호 연결된 지르코늄 카바이드상내로 용해되며, 용해된 탄소는 소정의 경우에 공공확산 반응에 의해 복합체내에 골고루 분산된다고 믿어진다. 또한, 382호 출원에는 복합체의 탄화제에의 노출 시간 및/또는 탄화 반응 온도를 제어함에 의해 복합체의 표면상에 탄화층을 형성할 수 있다고 기재되어 있다. 이같은 방법에 의해 제조된 복합체의 표면은 경도 및 내마모성이 우수하며, 금속의 함량이 많고 파괴이성이 큰 복합체가 된다.
따라서, 약 5-30체적%의 잔류 모금속상을 가지는 복합체를 제조한 경우, 후탄화 처리에 의해 약 0-2체적%, 통상적으로는 약 1/2-2체적%의 잔류 모금속상을 가지는 복합체로 개질시킬 수 있다.
본 발명에 따른 자력 지지 세라믹체는 보론 카바이드의 존재하에 모금속 침투 및 반응 프로세스(즉, 반응 침투)를 이용하여 제조된다. 보론 카바이드 층 또는 매스는 용융 모금속에 의해 침투되고, 이 층은 주로 보론 카바이드로 구성되므로, 자력 지지 본체는 하나 이상의 모금속 붕소-함유 화합물을 포함하고, 그 화합물은 모금속 보라이드 또는 모금속 보로 카바이드 또는 둘다를 포함하며, 또한 통상적으로는 모금속 카바이드를 포함한다. 대안적으로, 침투되는 매스는 보론 카바이드와 혼합된 불활성 충전재를 하나 이상 함유하여 반응 침투에 의해 복합체를 생성한다.
이 복합체는 하나 이상의 붕소 함유 화합물의 매트릭스를 포함하며, 또한 모금속 카바이드를 포함한다. 양 실시예에 있어서, 최종 제품은 모금속의 하나 이상의 금속 성분으로서 금속을 포함한다. 더욱이, 일부 경우에 보론 카바이드에 카아본 도너물질(즉, 카아본 함유 화합물) 및/또는 붕소 도너 물질(즉, 붕소 함유 화합물)을 첨가하는 것이 바람직하며, 카아본 도너 물질 및/또는 붕소 도너 물질은 모금속과 반응할 수 있고, 카아본 도너 물질의 경우에는 모금속 카바이드상을 형성하며, 붕소 도너 물질의 경우에 모금속 보라이드상을 형성함에 의해, 복합체의 기계적 성질을 변형시킨다.
반응 농도 및 처리 조건은 세라믹 화합물, 금속 및/또는 다공도의 다양한 체적 퍼센트를 함유하는 본체를 얻기 위해 바꾸거나 제어된다. 특히, 카아본 도너 물질이 사용된 경우, 모금속 보라이드에 대한 모금속 카바이드의 양은 증가된다(즉, 모금속 보라이드에 대한 모금속 카바이드의 비는 증가한다). 더욱이, 일부 경우에 있어서, 붕소 도너 물질(즉, 붕소 함유 화합물)을 첨가하는 것이 바람직하고, 그러한 과량의 붕소 도너물질은 모금속과 반응하여 모금속 보라이드상을 형성할 수 있으며, 그로 인해 복합체의 기계적 성질을 변화시킨다. 특히, 모금속 카바이드에 대한 모금속 보라이드의 양은 증가된다(즉, 모금속 카바이드에 대한 모금속 보라이드의 비는 증가한다).
더욱이, 일부 환경에서는, 특히 바람직한 결과를 얻기 위해 특정한 모금속 합금을 이용하는 것이 바람직하다. 예를들면, 티타늄, 지르코늄 합금은 상술한 반응 용침 프로세스에 의해 매우 바람직한 자력 지지 세라믹 본체를 생성한다. 특히, 보론 카바이드를 포함하는 층 또는 매스(mass)는 용융 티타늄/지르코늄 합금에 의해 용침된다. 티타늄/지르코늄 합금을 이용하여 달성된 특별한 장점은, 생성된 자력 지지 본체가 주로 지르코늄으로 이루어진 모금속으로 만든 자력 지지 본체에 비해 고온 기계적 특성이 더 우수한 것이다. 따라서, 티타늄/지르코늄의 모금속이 단독으로 사용된다 해도, 거의 순수한 티타늄에서 거의 순수한 지르코늄까지의 범위에서 티타늄이 지르코늄으로 합금되거나 지르코늄이 티타늄으로 합금되는 경우 상기 장점을 얻을 수 있다. 상기 티타늄/지르코늄 합금이 보론 카바이드를 함유하는 층으로 반응 용침할때, 반응 생성물은 티타늄 보라이드(예, Tib2), 지르코늄 브라이드(예, ZrB2), 티타늄 보로 카바이드 및 지르코늄 보로 카바이드, 또는 상기 화합물의 혼합물을 함유하며, 통상적으로는 티타늄 카바이드 및 지르코늄 카바이드를 함유할 수 있다.
더욱이, 상술한 바와 같이, 용침되는 매스는, 보론 카바이드 및/또는 카본도너 물질(즉, 카아본 함유 화합물) 및/또는 붕소 도너 물질(즉, 붕소 함유 화합물)과 혼합된 하나 이상의 불활성 충전재를 함유한다. 이 모든 구체예에서, 최종 제품은 하나 이상의 금속 성분으로서, 티타늄/지르코늄 합금의 하나 이상의 금속을 포함한다.
본 발명의 방법에 있어서, 보론 카바이드를 함유하는 매스는 용융 금속 또는 용융 합금의 본체에 인접하거나 접촉하며, 특정 오도 범위내의 불활성 환경으로 용융된다. 용융 금속은 매스를 용침하고 보론 카바이드와 반응하여 하나 이상의 반응 생성물을 형성한다. 보론 카바이드는 용융 모금속에 의해 적어도 일부는 환원 가능하여, 반응의 온도 조건하에서 모금속 붕소 함유 화합물(예, 모금속 보라이드 및/또는 보로 화합물)을 형성한다. 통상적으로 모금속 카바이드가 생성되며, 일부 경우에 모금속 보로 카바이드가 생성된다. 반응 생성물의 적어도 일부는 금속과 접촉한 상태로 유지되고, 용융 금속은 워킹(wicking) 또는 모세관 작용에 의해 반응하지 않은 보론 카바이드를 향해 연신되거나 운반된다. 이렇게 운반된 금속은 부수적인 모금속 보라이드, 모금속 카바이드 및/또는 보로 카바이드를 형성하고, 세라믹 본체의 형성은, 모금속 또는 보론 카바이드가 소비될때까지 또는 반응 온도가 반응 온도 범위밖이 되도록 변화할때까지 계속된다. 생성된 구조물은 하나 이상의 모금속 보라이드, 모금속 보로 화합물, 모금속 카바이드, 금속(여기서는 합금 및 금속간물질을 포함하는 것을 의미), 또는 공극, 또는 그 조합을 포함하고, 이러한 몇개의 상은 하나이상의 차원으로 상호 연결되거나 연결되지 않는다. 붕소함유 화합물(즉, 보라이드 및 보로 화합물), 카아본 함유 화합물 및 금속성 상의 최종 체적분율 및 상호 연결되는, 보론 카바이드 본체의 초기밀도, 보론 카바이드 및 모금속의 상대적인 양, 모금속을 합금하는 것, 보론 카바이드를 충전재로 희석하는 것, 온도 및 시간과 같은 조건을 하나이상 변화함에 의해 제어된다.
더욱이, 카아본 도너물질(즉, 흑연 분말 또는 카아본 블랙) 및/또는 붕소 도너물질(즉, 붕소분말, 실리콘 보라이드, 니켈 보라이드 및 철 보라이드)를 보론 카바이드의 매스에 첨가함에 의해, 모금속 보라이드/모금속 카바이드의 비율이 조정된다.
예를들면, 지르코늄을 모금속으로서 사용하는 경우의 ZrB2/ZrC의 비율은, 카아본 도너물질이 사용되면 감소되는 반면(즉, 보론카바이드 물질내에 카아본 도너물질이 첨가되어 더많은 ZrC가 생성됨), 붕소 도너물질을 사용하면 ZrB2/ZrC의 비는 증가된다(즉, 보론 카바이드의 매스에 붕소 도너물질을 첨가함으로 인해 더 많은 ZrB2가 생성된다). 더욱이 본체내에 형성된 ZrB2혈소판 모양의 상대적인 크기는, 붕소 도너물질의 사용없이 유사한 프로세스에 의해 형성된 혈소판 모양보다 더 크다. 그래서, 카아본 도너물질 및/또는 붕소 도너물질의 첨가는 생성되는 물질의 형상에 영향을 미친다.
보론 카바이드의 매스는 반응 생성물을 통해 모금속을 위킹하도록 어느정도 공극이 있다. 반응시 체적변화가 모금속을 계속 위킹할 수 있는 기공을 완전히 폐쇄하지는 않기 때문에 또는 입자 경계의 적어도 일부가 모금속에 침투할 수 있게 하는 표면 에너지 고려인자와 같은 인자로 인해 반응 생성물이 용융 금속에 침투할 수 있는 상태로 존재하기 때문에 위킹이 분명히 발생한다.
다른 실시예에 있어서, 하나이상의 불활성 충전물질과 혼합된 보론 카바이드의 층으로 용융 모금속을 운반함에 의해 복합체를 생성한다. 이 실시예에 있어서, 보론 카바이드는 적절한 충전물질로 채워지고, 용융 모금속에 인접하거나 접촉해서 놓인다. 이러한 구성은, 프로세스 조건하에서 용융금속과 비반응성이면서 비습윤성인 별개의 층위에 또는 층내에 지지된다. 용융 모금속은 보론 카바이드-충전재 혼합물은 용침하고 보론 카바이드와 반응하여 하나 이상의 붕소 함유 화합물을 형성한다. 생성된 자력지지 세라믹 금속 복합체는, 붕소함유 화합물을 포함하는 매트릭스에 의해 매립된 충전재를 함유하고 카바이드와 금속을 포함하는 치밀한 미세 구조가 통상적이다. 반응 용침 프로세스를 촉진하는데는 적은 양만의 보론 카바이드를 요한다. 그래서, 생성된 매트릭스는, 주로 금속성 성분으로 구성되어 모금속의 특징적인 일부 성질을 나타내는 것부터, 프로세스에 고농도의 보론 카바이드를 사용하여 임의의 카아본함유 화합물과 같이 매트릭스의 성질을 좌우하는 붕소함유 화합물 상을 생성하는 것까지 함량이 다양하다. 충전재는 복합체의 성질을 향상하거나, 복합체의 원료비용을 낮추거나 또는, 붕소함유 화합물 및/또는 카아본 함유 화합물 형성반응의 속도론 및 그에 따른 열 방출비율을 조정한다.
또다른 실시예에 있어서, 용침되는 물질은 바람직한 최종 복합체의 형상에 대응하는 예비형체로 형성된다. 용융 모금속에 의한 예비형체의 차후의 반응용침은 예비형체에 거의 가까운 형상을 가지는 복합체를 생성하여, 고가의 최종 가공 및 마무리 작업을 최소화한다. 더욱이, 최종 가공 및 마무리 작업량을 최소화하기 위해, 장벽물질이 예비형체를 둘러쌀 수 있다. 흑연 주형의 사용은, 예를들어, 보론 카바이드, 보론 니트라이드, 보론 및 카아본으로 만든 예비형체와 조합해서 사용하는 경우, 지르코늄, 티타늄 또는 하프늄과 같은 모금속에 대한 장벽으로서 특히 유용하다. 더욱이, 상술한 흑연 주형에 특전크기 및 형상을 가지는 통공을 적절한 수로 배열하여, 본 발명에 따라 제조된 복합체내에 생기는 기공의 양을 감소시킨다. 다수의 구멍은 주형의 바닥부에 또는 반응용침이 일어나는 주형부에 놓일 수 있다.
구멍은, 예를들어, 모금속 반응용침 선단부(front)가 예비형체를 용침할때 예비형체 내에 포획된 아르곤 가스를 제거하는 배기수단으로서 작용한다.
(정의)
본 명세서와 청구범위에 사용된 용어는 다음과 같이 정의된다.
모금속은 다결정질 산화반응 생성물, 즉 모금속 보라이드 또는 기타의 모금속 붕소 화합물의 전구체인 금속(예, 지르코늄)을 의미하는 것으로, 순수하거나 비교적 순수한 금속, 내부에 불순물 및/또는 합금성분을 함유하는 상업적으로 시판되는 금속, 및 금속 전구체를 주성분으로 하는 합금으로서의 금속을 포함하며, 특정한 금속이 모금속으로서 언급되는 경우(예, 지르코늄), 동종의 금속은 특별한 표시가 없다면 이 내용에 따라 정의되는 것을 의미한다.
모금속 보라이드 및 모금속 보로 화합물은 보론 카바이드 및 모금속 사이의 반응시 형성된, 붕소를 함유하는 반응 생성물을 의미하고, 모금속과 함께 붕소의 이원 또는 삼원 또는 그 이상의 화합물을 포함하는 것을 의미한다.
모금속 카바이드는 카바이드와 모금속이 반응시 형성된 카아본을 함유하는 반응 생성물을 의미한다.
본 발명에 따른 자력지지 복합체는, 보론 카바이드와 용융 모금속을 반응 용침하여 보론 카바이드와 모금속의 반응 생성물을 포함하는 다결정질 세라믹 함유 복합체를 형성하여 생성되며, 또한 하나이상의 모금속 성분을 포함한다. 프로세스 조건에서 통상적으로 고체인 보론 카바이드는 미립자 또는 분말형태가 바람직하다. 프로세스의 환경 또는 분위기는 프로세스 조건하에서 비교적 불활성 또는 비반응성이 되도록 선택된다. 예를들면, 아르곤 또는 진공은 적절한 프로세스 분위기이다. 생성되는 제품은, (a) 모금속 보라이드, (b) 보로화합물, (c) 통상의 모금속 카바이드, 및 (d) 금속중 하나이상을 포함한다. 제품의 성분 및 비율은 주로 모금속의 선택 및 조성과 반응조건에 의존한다. 또한, 생성된 자력지지 복합체는 가공 또는 공극을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 보론 카바이드를 함유하는 층 또는 매스와 모금속은 서로 인접하게 배치되어 반응용침은 층쪽으로 배향된다. 미리 형성된 베드층은 프로세스 조건하에서 불활성인 강화 충전재와 같은 충전물질을 포함한다. 반응 생성물은 베드층을 대체하거나 교란함이 없이 베드층으로 성장한다. 그래서 베드의 배열을 손상 또는 교란하는 외부 힘을 요하지 않으며, 반응 생성물을 만들기 위해 곤란하거나 비싼 고온, 고압 프로세스 및 장비를 요하지 않는다. 바람직하게는 미립자 또는 분말형태인 보론 카바이드와 모금속의 반응용침은, 모금속 보라이드 및 모금속 보로 화합물을 함유하는 복합체를 형성한다. 모금속으로서 알루미늄을 사용하면 제품은 알루미늄 보로 카바이드(즉, Al3B48C2, AlB12C2, AlB24C4)를 포함하며, 모금속의 기타 미반응되거나 미산화된 성분과 금속(예, 알루미늄)을 포함한다. 지르코늄이 모금속이라면, 생성되는 복합체는 지르코늄 보라이드 및 지르코늄 카바이드를 함유한다. 또한, 지르코늄 금속이 복합체내에 있어서도 좋다. 이와 달리, 티타늄/지르코늄 합금이 모금속으로서 사용되면, 생성되는 복합체는 티타늄 보라이드, 티타늄 카바이드, 지르코늄 보라이드 및 지르코늄 카바이드를 포함하다. 또한, 어느정도의 티타늄/지르코늄 합금이 복합체내에 잔류물 또는 미반응된 모금속으로서 존재할 수 있다.
지르코늄 또는 알루미늄을 함유하는 모금속을 바람직한 실시예로 하여 이하에 본 발명을 설명했다 하더라도, 이는 단지 예시적인 것이다. 실리콘, 티타늄, 하프늄, 란타늄, 철, 칼슘, 바나듐, 니오븀, 마그네슘, 크로뮴, 베리륨 및 티타늄/지르코늄 합금과 같은 다른 모금속을 사용할 수 있고, 그러한 모금속의 예를 이하에 나타낸다.
제1도에 있어서, 지르코늄과 같은 금속속 전구체(10)가 주괴, 빌릿(Billet), 막대, 판 등으로 형성된다. 금속은 미립자 보론 카바이드(12)에 적어도 일부 매립되고, 이 보론 카바이드는 약 0.1μm에서 100μm의 입도를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 구성물 또는 조립체는 미립자 형태의 불활성 층(14)에 의해 둘러싸이고, 이러한 불활성 층은 프로세스 조건하에서 용융금속과 반응하지 않으므로 비습윤성이고, 도가니(16) 또는 다른 내화용기내에 포함된다. 모금속의 상부면(18)은 노출되거나, 모금속이 보론 카바이드에 의해 완전히 매립되거나 둘러싸일 수 있고, 또한 불활성 층(14)을 생략할 수 도 있다. 이러한 조립체는 노(Furnace)내에 놓이고, 아르곤과 같은 불활성 분위기 내에서 바람직하게는 모금속의 용융점이상으로, 동시에 용융금속의 복합체 또는 푸울을 형성하도록 소정의 반응 생성물의 용융점 이하로 가열된다. 작동 가능한 온도범위 또는 바람직한 온도는 이러한 전체 간격을 초과하지 않는다. 온도범위는 모금속의 조성과 생성되는 복합체내의 소정의 상과 같은 인자에 주로 좌우된다. 용융 금속은 보론 카바이드와 접촉하고, 모금속 보라이드(예, 지르코늄 디보라이드) 및 모금속 카바이드(예, 지르코늄 카바이드)는 반응 생성물로서 형성된다. 보론 카바이드에 계속해서 노출되면, 나머지 용융금속은 보론 카바이드를 함유하는 매스방향으로 반응 생성물을 통해 점진적으로 연신되어, 용융금속과 보론 카바이드 사이의 계면에서 반응 생성물을 연속적으로 형성한다. 이러한 방법으로 생성된 생성물은 보론 카바이드를 구비한 모금속의 반응 생성물을 포함하거나, 모금속의 미반응 또는 미산화 성분을 하나이상 포함하도록 세라믹 금속 복합체를 포함할 수도 있다. 보론 카바이드의 대부분은 반응하여 반응 생성물을 형성하는데, 이러한 양은 적어도 약 50%가 바람직하고 적어도 약 90%가 가장 바람직하다. 프로세스에 의한 반응 생성물로서 형성된 세라믹 결정질은 상호 연결되거나 되지 않거나 하지만, 3차원으로 상호 연결되는 것이 바람직하며, 생성물내의 금속상과 공극은 적어도 부분적으로 상호 연결되는 것이 일반적이다. 부수적인 반응 생성물(화학량론적 반응물 또는 과잉 보론 카바이드가 존재하는 경우처럼)의 형성을 위하여 모금속상의 일부 또는 거의 전부가 고갈하여 다공성이 생기지만, 공극의 체적 퍼센트는 온도, 시간, 모금속의 유형 및 보론 카바이드의 매스의 다공성과 같은 인자에 좌우된다.
모금속으로서 지르코늄, 티타늄, 및 하프늄을 이용하는 본 발명에 따라 제조된 제품은 혈소판식 구조를 특징으로 하는 모금속 보라이드를 형성한다. 이러한 혈소판 구조는 제3, 4 및 5도에서 알 수 있는 바와 같이, 불규칙하거나 임의 배향되는 것이 통상적이다. 이러한 혈소판식 구조 및 금속상은 균열 편향 및/또는 이탈 메카니즘 때문에, 이 복합체의 약 12매가 파스칼 미터1/2이상의 특별히 높은 파열인성의 원인이 된다.
본 발명의 다른 실시예는 복합체를 포함하는 자력 지지체를 제공하며, 이러한 본체는 반응 생성물의 매트릭스와 임의의 금속 성분을 포함하고, 불활성 충전재를 매립한다. 보론 카바이드와 치밀하게 혼합된 충전재 층으로 모금속이 반응 용침하여 매트릭스를 형성한다. 충전물질은 어떠한 크기 또는 형상을 가져도 좋고, 모금속에 대해 어떤 방법으로든 배향되어도 좋다. 즉, 반응 생성물의 성장 방향이 충전물질 쪽으로 향할 수 있게 하고, 충전물질을 교란하거나 대체함이 없이 충전물질의 적어도 일부를 빨아들일 수 있는 한 임의의 방향이다. 충전재는 세라믹 및/또는 금속 섬유, 휘스커, 미립자, 분말, 막대, 철사, 와이어 피복, 내화 피복, 판, 혈소판, 망상 발포성 구조, 고체 또는 중공구면체 등과 같은 적절한 재료로 구성될 수 있다.
특히 유용한 충전재는 알루미나이지만, 다른 산화물 및 세라믹 충전재도 바람직한 최종 성질 및 출발물질에 따라 사용될 수 있다. 충전재의 체적은 느슨하거나 결합된 배열이고, 이 배열은, 틈, 개구부, 가운데 낀 공간 등을 가져서, 충전재를 용융 모금속의 용침에 침투하게 한다. 더욱이, 충전재는 균질하거나 불균질해도 좋다. 원한다면, 이러한 물질은 본 발명의 반응을 방해하지 않거나 최종 복합체내에 바람직하지 않은 잔류 부산물을 남기지 않는 적절한 결합제(예, FMC 사제 Avicil PH105)와 결합되어도 좋다. 프로세스 동안 보론 카바이드 또는 용융금속과 과도하게 반응하는 충전재는, 프로세스 환경에 불활성이 되도록 코팅될 수 있다.
예를들어, 모금속으로서 알루미늄을 사용하는 경우 충전재로서 사용되는 탄소 섬유는 용융 알루미늄과 반응하지만, 섬유를 예를들면 알루미나로 1차 코팅하면 이 반응을 피할 수 있다.
모금속의 충전재층으로의 반응용침과 복합체의 적절한 성장을 허용하도록 배향된 보론 카바이드와 혼합된 충전재의 층과 모금속을 유지하는 적절한 내화 용기를 노내에 놓고, 모금속의 용융점 이상의 온도로 가열했다. 이러한 상승된 온도에서, 용융 모금속은 위킹 프로세스에 의해 침투가능한 충전재를 용침하고 보론 카바이드와 반응하여, 소정의 세라믹 또는 세라믹 금속 복합체를 생성한다. 더욱이, 최종 가공 및 마무리 작업량을 줄이기 위해, 장벽물질이 예비형체를 둘러싼다. 예를들어 보론 카바이드, 보론 니트라이드, 보론 및 카아본으로 만든 예비형체와 조합해서 사용되는 경우, 지르코늄, 티타늄 또는 하프늄과 같은 모금속에 대한 장벽으로서 흑연 주형의 사용이 특히 유용하다. 더욱이, 상술한 흑연 주형에 특정 크기 및 형상을 가지는 통공을 적절한 수로 배치하여, 본 발명에 따라 제조된 복합체내에 생기는 기공의 양이 감소된다. 다수의 구멍을 주형의 바닥부 또는 반응용침이 일어나는 주형의 부분에 놓는 것이 통상적이다. 구멍은 모금속 반응용침 선단부가 예비형체를 용침할때 예비형체내에 포획된 아르곤 가스를 제거하는 배기수단으로서 작용한다. 제6도 및 제7도는 흑연 내화용기(41)내에 함유되어, 모금속 주괴(43)와 접하는 예비형체(42)를 나타낸다. 흑연 내화용기(41)는 배기 수단으로서 작용하는 다수의 통공(45)을 지니는 바닥부(44)를 가진다. 통공(45)은 모금속 반응용침 선단부가 예비형체를 용침할때(즉, 제6도에서 화살표 A의 방향으로 반응용침 선단부가 예비형체를 통과할때) 예비형체내에 포획된 가스(아르곤)가 배기되도록 한다. 그래서, 형성된 복합체의 다공성은 감소된다.
본 발명에 따라 만든 복합체를 제2도에 예시한다. 보론 카바이드는 소정의 불활성 충전물질과 함께, 최종 복합체의 바람직한 형태에 대응하는 형상의 예비형체로 제조된다. 예비형체(20)는 모금속 전구체(10)와 중첩하고, 이 조립체는 도가니(16)내에 포함된 불활성 물질 층(14)에 의해 둘러싸인다. 모금속의 상부면(18)은 노출되거나 노출되지 않아도 좋다. 예비형체(20)는 충전재의 특성에 따라 종래의 임의의 세라믹체 형성 방법(일축 프레스, 등압 프레스, 슬립 주조, 침강 주조, 테이프 주조, 사출성형, 섬유물질용 필라멘트 와인딩등)에 의해 제조될 수 있다. 반응 용침전에 충전재 입자, 휘스커, 섬유 등의 초기 결합은 광 소결법에 의해 또는 프로세스를 방해하지 않거나 마무리된 물질에 바람직하지 않은 부산물을 제공하지 않는 여러가지 유기 또는 무기 결합물질의 사용에 의해 얻어진다. 예비형체(20)는 충분한 형상 보존성과 그린(green) 강도를 가지도록 제조되며, 용융금속의 운반에 침투 가능해야 하고, 약 5와 90체적% 사이의 기공을 가지는 것이 바람직하며, 약 25와 75체적% 사이가 더욱 바람직하다. 알루미늄 모금속의 경우에 있어서, 적절한 충전재 물질의 예를들면, 실리콘 카바이드, 티타늄 디보라이드, 알루미나 및 알루미늄 도데카보라이드를 포함하고, 약 14 내지 1000의 메쉬 크기를 가지지만, 임의의 충전재의 혼합 및 임의의 메쉬 크기를 사용해도 좋다. 예비형체(20)는 충분한 시간동안 하나 이상의 표면상에서 용융 모금속과 접촉하며, 예비형체의 표면 층에 매트릭스의 용침을 완성한다. 이러한 예비형체 방법으로 세라믹-금속 복합체의 형상은 원하던 최종 제품에 거의 근접한 형상을 나타내며, 값비싼 최종 가공 또는 연마 작업을 최소화하거나 불필요하게 만든다.
모금속에 의한 침투성 충전재의 용침은 충전재내에 보론 카바이드를 첨가함으로써 촉진된다. 적은량의 붕소원이 효과적이지만, 최소량은 보론 카바이드의 유형 및 입도, 모금속의 유형, 충전재의 유형 및 프로세스 조건과 같은 여러 인자에 좌우된다. 그래서, 충전재내에 다양한 보론 카바이드 농도가 생기지만, 보론 카바이드의 농도는 더 낮아지고, 매트릭스내의 금속의 체적 퍼센트는 더 높아진다. 매우 낮은량의 보론 카바이드를 사용하는 경우, 예를들면 보론 카바이드 +충전재의 총 중량을 기준으로 1/3중량%의 보론 카바이드를 사용한 경우, 생성되는 매트릭스는 금속내에 분산된 모금속 카바이드와 모금속 보라이드의 제한된 양과 상호 연결된 금속이다. 보론 카바이드가 없는 경우, 충전재의 반응 용침은 발생하지 않으며, 금속을 충전재에 가하여 위한 외부압력의 적용과 같은 특별한 절차없이는 용침은 불가능하다.
본 발명의 프로세스에서 광범위한 보론 카바이드 농도를 충전재내에 사용할 수 있기 때문에, 보론 카바이드의 농도 및/또는 베드의 조성을 변화함에 의해 완성된 생성물의 성질을 조정하거나 변화시킬 수 있다. 매스가 저밀도의 보론 카바이드를 함유하도록 모금속의 양에 비해 적은양의 보론 카바이드만이 존재하는 경우, 매트릭스는 주로 금속이기 때문에 복합체 또는 매트릭스 성질은 모금속의 성질, 대개 연성 및 인성에 의해 좌우된다. 이러한 생성물은 낮거나 중간정도의 온도 적용시에 유리하다. 다량의 보론 카바이드가 사용되는 경우, 예를들어 보론 카바이드 입자를 가지는 화합물이 충전재 둘레에 치밀하게 충전되어 있거나 충전재의 성분 사이에 많은 공간을 차지하는 경우, 생성된 복합체 또는 매트릭스 성질은 모금속 보라이드 및 임의의 모금속 카바이드에 의해 좌우되며, 여기서 복합체 또는 매트릭스는 더 강성이 되거나 연성 또는 인성이 감소된다. 모금속이 거의 완전히 전환되도록 화학량론을 면밀히 제어한다면, 생성되는 제품은 금속을 거의 포함하지 않을 것이고, 제품을 고온 적용할때 유리하다. 또한, 모금속의 거의 완전히 전환은 일부 고온 용도에 있어 특히 중요한데, 보론 카바이드가 나머지 또는 미산화된 금속(예, 알루미늄)과 반응하는 경향이 있는 보론 카바이드보다 보라이드 반응 생성물이 더욱 안정하기 때문이다.
원하면, 카아본 도너물질(예, 원소 카아본)을 보론 카바이드 베드 또는 보론 카바이드를 함유하는 예비형체 및 임의의 충전재와 혼합해도 좋다. 통상적으로 총 베드상중 약 5 내지 10중량%인 이러한 과잉 카아본은 모금속과 반응하여 금속의 거의 완전한 반응을 확실하게 한다. 금속과 카아본과의 이러한 반응은 사용된 카아본의 상대적 양과 유형(예, 카아본 블랙 또는 흑연) 및 결정도에 주로 좌우된다.
이러한 특성중 하나를 선택하는 것은 이들 생성물에 대한 서로 다른 용도에 있어서 요구조건을 충족시키기에 매우 바람직할 것이다. 예를들어, B4C 에비형체에 약 5-75중량%, 바람직하게는 약 5-50중량%의 카본불랙을 첨가하여, 지르코늄 금속과 예비형체를 반응 용침시키면, ZrB2/ZrC의 비는 낮아진다(더 많은 ZrC가 형성된다).
또한, 붕소 도너물질(즉, 원소상 또는 분말상 붕소)을 보론 카바이드 베드 또는 예비형체와 혼합할 수 있다. 특히, 반응 용침은 알루미늄을 모금속으로서 사용한 경우 용이하게 된다. 이러한 혼합물은 전부 보론 카바이드 층인 경우에 비해 층의 비용을 감소시켜서, 알루미늄 보라이드에 비교가 되는 성질을 가지는 알루미늄 보로 카바이드와 같은 보로 카바이드를 함유하는 생성물을 형성하고, 습기의 존재하에 불안정한 알루미늄 카바이드의 형성을 방지하므로, 생성물의 구조적 성질을 저하시킨다. 하지만, 붕소 도너물질이 있기 때문에 모금속 보라이드/모금속 카바이드의 비를 변형하도록 작용한다. 예를들면, 지르코늄을 모금속으로서 사용하면, ZrB2/ZrC의 비는 증가된다(즉, 더 많은 ZrB2가 형성된다).
복합체의 특성 및 성질상의 추가적 변화는 용침조건을 조정하여 만들 수 있다. 조정할 수 있는 변수는 보론 카바이드 입자의 성질 및 크기, 용침온도 및 용침시간이다. 예를들어, 커다란 보론 카바이드 입자 및 저온에서 최소 노출시간과 관련된 반응용침은, 보론 카바이드의 일부를 모금속 보론 화합물 및 모금속 카아본 화합물로 전환한다. 그 결과, 미반응된 보론 카바이드 물질이 미세구조내에 잔류하고 마무리된 물질에 바람직한 성질을 부여한다. 보론 카바이드 입자, 및 고온 및 긴 노출시간(용침이 완료된 후의 온도에서 유지되는 것)과 관련된 용침은, 모금속음 모금속 보라이드 및 카아본 화합물로 거의 완전히 전환시킨다. 보론 카바이드를 모금속 보라이드, 모금속 보로 화합물 및 모금속 카바이드로 전환시키는 비율은 적어도 약 50%가 바람직하고, 적어도 약 90%가 가장 바람직하다. 고온에서의 용침(또는 차후의 고온처리)은 소결 방법에 의해 복합체 성분을 일부 치밀하게 할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 이용가능한 모금속 양이 보론 및 카본 화합물을 형성하고 물질내의 생기는 틈을 충전하기 위해 필요한 양 이하로 감소하면, 유용한 용도를 가지는 다공체가 형성될 수 있다. 그러한 복합체에 있어서, 다공도는 약 1 내지 25체적%로 다양하며, 상술한 여러 이자 또는 조건에 따라 때로는 더 높다.
하기 실시예들은 본 발명의 신규 반응 생성물과 그 제조방법을 예시하는 것이지만, 단지 예시적인 것이고, 이러한 실시예가 발명을 제한해서는 안된다. 제조된 시험편의 성질을 측정하는 테스트 절차는 다음과 같다.
실온 사점(four-poing) 굽힘 테스트를 미국 육군 MIL STD-1942(MR)에 의한 공정을 사용하는 Model 1123 인스크론(Instron) 시험기내에서 실행했다.
시험편은 3×4×50mm의 바아였다. 그 인장표면은 500그릿 다이아몬드 휘일을 사용하여 표면 연마되었고, 그 모서리는 칩 및 기타 결점을 제거하도록 모깍기하였다.
스틸(steel) 굽힘 고정물은 20mm 내부 스팬과 40mm 외부 스팬을 가진다. 굽힘 강도는 탄성비임 방정식을 사용하는 고정치수와 시험편 및 피이크 파괴 하중으로부터 계산되었다.
파괴인성은 5×4×50mm의 굽힘바아를 실험하여 결정한다. 내포된 각이 60°인 셰브론 노치를 0.3mm 폭 다이아몬드 블레이드로 시험편의 중간길이에서 가공한다. 그후, 사점 셰브론 노치 굽힘 테스트를 굽힘 강도가 같은 방법으로 실행했다.
밀도는 직사각형 블록을 측정하고 칭량하여 결정했다.
탄성 모듈러스는 ASTM C623-71의 절차를 사용하는 음파 공명기법으로 결정했다. 샘플은 약 5×4×45mm였고, 이들 모두는 일련의 다이아몬드 커팅 및 연마작업으로 가공하였다. 3개의 진동 모우드 즉, 비틀림 모우드, 5mm 폭에 수직하는 굽힘모우드 및 4mm 폭에 수직하는 굽힘모우드를 별도로 각각의 바에 가했다. 각 경우에 있어서, 기본 조화 공명 주파수를 결정했다. 굽힘 공명은 영 모듈러스(E)의 측정을 제공했고, 비틀림 공면은 전단 모듈러스(G)의 측정을 제공했다.
경도는 ASTM E18-84의 절차에 따랄 록크웰 경도 시험기의 A 스케일을 사용하여 측정했다. 테스트의 목적은, 단일상 영역보다는 전체로서의 복합체의 대표적인 경도값을 얻는 것이다.
[실시예 1]
95중량% B4C(1000그릿)과 5중량%의 유기결합제(예, Lonza 사제의 Acrawax-C
Figure kpo00001
: 에틸렌 미스-스테아르 아미드계 왁스)를 혼합하여 2인치(51mm) 스퀘어×3/8인치(9.5mm) 두께의 예비형체를 제조하고, 특정형상의 강철 다이내에서 조성물을 5000psi으로 냉간 암연하였다. 2인치(51mm) 스퀘어×3/8인치(9.5mm) 두께의 지르코늄판을 B4C 미립자 예비형체의 상부와 접촉하게 놓고, 전체 구성물은 흑연 주형에 놓았다.
흑연 주형과 그 내용물로 이루어진 조립체를 2ℓ/분으로 흐르는 아르곤 가스가 공급되는 내열 진공 노에 놓았다. 조립체를 2.5시간 동안 실온에서 450℃로 가열하여 예를들면기 결합제를 태웠다. 그후, 이것을 5시간 동안 1950℃ 설정온도로 가열하고 2시간 동안 1950℃로 유지하였다. 조립체를 노에서 제거하기 전에 5시간 동안 냉각했다.
조립체를 노에서 제거한 후, 미반응된 지르코늄을 그라인딩에 의해 구성물의 표면에서 기계적으로 제거하고, 밑에 있는 세라믹 복합체의 분발상 샘플을 회수하여, X선 회절분석했다. 이러한 분석으로 ZrB2, ZrC 및 Zr이 있음을 알았다. 추가로 시험하여, 세라믹 복합체가 약 6.2의 평균밀도(g/cc); 380의 탄성 모듈러스(GPa); 875의 굽힘강도(MPa) 및 15(MPa-m1/2)의 임계응력 강도인자(파괴인성) 등의 성질이 있는 것을 알았다.
제3도는 22로서 ZrB2, 24로서 ZrC, 26로서 Zr을 나타내는 복합체의 단면의 1000배율의 광현미경 사진이다. 이러한 복합체내의 ZrB2상은 혈소판의 형상으로 나타나고 불규칙적이다.
[실시예 2]
1/2인치(13mm) 직경과 3/4인치(19mm) 높이의 지르코늄 금속 주괴를 알루미나 도가니내의 함유된 미립자 보론 카바이드(Atlantic Equipment Engineers사 제품인 B4C 99.7%, 1-5마이크론)에 매립했다. 알루미나 도가니와 그 내용물로 구성된 조립체를 3000cc/분으로 흐르는 아르곤 가스가 공급되는 유입 노에 놓았다. 조립체를 6분동안 1800℃(광학 고온계로 측정)로 가열하고, 냉각하기 전에 4분동안 1800℃에서 유지했다.
조립체를 노에서 제거한 후, 생성된 세라믹 복합체의 붐말상 샘플을 회수하고 X선 회절분석했다. 이러한 분석으로, ZrB2, ZrC 및 Zr이 있음을 알 수 있다.
이러한 복합체내의 ZrB2상이 혈소판의 형태로 나타났다.
[실시예 3]
2.25인치(57mm) 스퀘어×1/2인치(13mm) 두께의 예비형체를, 320매쉬 크기의 93중량% 보론 카바이드(B4C) 입자와 7중량%의 유기 결합제(예, FMC사제의 Avicil PH105)를 혼합하여 제조하고, 특정 형상의 강철 다이내에서 혼합물을 10,000psi로 냉간 압연하였다. 2인치(51mm) 스퀘어와 1/2인치(13mm) 두께의 알루미늄 합금(1100으로 명명됨)을 B4C 예비형체의 상부와 접촉하게 놓고, 전체구성물은 제2도에 예시한 바와 같이 내화용기내에 함유된 알루미나 입자(예, Norton사의 E38 Alumdum, 90그릿)에 매립하였다.
내화용기와 그 내용물로 이루어진 조립체를 1ℓ/분으로 흐르는 아르곤 가스가 공급되는 내열진공 노내에서 10시간 동안 1200℃의 설정온도로 가열했다. 24시간 동안 온도를 1200℃로 유지한 후, 조립체를 노예서 제거하기 전에 6시간 동안 냉각했다.
조립체를 노에서 제거한 후, 구성물의 표면상에서 미반응된 알루미늄을 기게적으로 제거한 후, 밑에 있는 세라믹 복합체의 소량이 분말로 감소하였다. 이러한 분말을 X선 회절분석하여, Al, B4C, Al2O3, 및 Al8B4C7가 있음을 알았다. 추가로 시험하여 생성된 세라믹 복합체가 약 2.58의 밀도(g/cc); 189 탄성 모듈러스(GPa); 46의 경도(로크웰 A); 254±3의 굽힘 강도(MPa) 및 10.2±0.1의 파괴인성(MPa-m1/2)등의 성질이 있는 것을 알았다.
[실시예 4]
2.25인치(57mm) 스퀘어 및 1/2인치(13mm) 두께의 예비형체를, 94중량% 의 B4C/B(50중량%는 320 매쉬크기의 B4C이고, 50중량%는 -38 마이크론 B인 혼합물)과 6중량%의 유기결합체(예, FMC사제의 Avicil PH105)로 이루어진 균일한 혼합물로부터 제조했다. 그후, 특정형상의 강철 다이내에서 혼합물을 10,000psi로 냉간 압연하여 예비형체를 제조했다. 2인치(51mm) 스퀘어 및 1/2인치(13mm) 두께의 알루미늄 합금(1100)을 B4C/B 미입자 예비형체의 상부와 접촉하게 놓고 전체 구성물은 제2도에 예시한 바와 같이 내화용기내에 함유된 알루미나 입자(예, Norton사의 38 Alumdum, 24그릿)에 매립하였다.
내화용기와 그 내용물로 이루어진 조립체를 300cc/분으로 흐르는 아르곤 가스가 공급되는 내열관형 노에 놓고, 10시간 동안 1200℃의 설정온도로 가열한 후, 36시간 동안 1200℃에서 유지하였다. 조립체를 노에서 제거하기 전에 10시간 동안 냉각하였다.
조립체를 노에서 제거한 후, 구성물 표면상의 미반응된 알루미늄을 기계적으로 제거하고, 밑에 놓인 세라믹 복합체의 분말상 샘플을 X선 회절분석했다. 이러한 분석으로 인해 세라믹 복합제는 Al, B-AlB12, Al3B48C2및 미확인된 상을 함유하고, 각각 100, 36, 40, 20 및 73의 상대적인 강도로 2.3926, 2.679, 20.87, 1.84 및 1,745m의 d공간(격자 공간)을 지니는 것을 알았다. 추가로 실험하여 복합체가 2.58의 밀도(g/cc); 215 탄성 모듈러스(GPa); 196±9의 굽힘강도(MPa); 8.1±0.3의 파괴인성(MPa-m1/2)등의 성질을 지님을 알았다.
[실시예 5]
2.25인치(57mm) 스퀘어 및 1/2(13mm) 두께의 예비형체를, 실시예 1의 방법에 따라 제조하는데, 다만 94중량%의 B4C/B(혼합물의 50중량%는 320 매쉬크기의 B4C이고, 50중량%는 38 마이크론 이하의 B)와 6중량%의 동일한 유기 결합제로 이루어진 균일한 혼합물을 사용하였다. 2인치(51mm) 스퀘어 및 1/2인치(13mm) 두께의 알루미늄 합금 Al-10Si-3Mg(10%는 중량의 Si, 3%는 중량의 Mg, 나머지의 Al)의 판을 B4C/B 미입자 예비형체의 상부와 접촉하게 놓고 전체구성물은 제2도에 예시한 바와 같이 내화용기내에 함유된 알루미나 입자(예, Norton사의 38 Alumdum, 24그릿)에 매립하였다.
내화용기와 그 내용물로 이루어진 조립체를 1ℓ/분으로 흐르는 아르곤 가스가 공급되는 내열 진공 노에 놓고, 10시간 동안 1200℃의 설정온도로 가열한 후, 12시간 동안 1200℃에서 유지하였다. 조립체를 노에서 제거하기 전에 5시간 동안 냉각하였다.
조립체를 노에서 제거한 후, 구성물 표면상의 미반응된 알루미늄을 기계적으로 제거하고, 밑에 놓인 세라믹 복합체의 분말상 샘플을 X선 회절분석했다. 이러한 분석으로 세라믹 복합제는 Al, Si, B4C, B-AlB12, Al2O3및 Al8B4C7을 함유함을 알았다. 추가로 시험하여 복합체가 2.55의 밀도(g/cc); 213 탄성 모듈러스(GPa); 57의 경도(록크웰 A); 231±31의 굽힘강도(MPa); 9.1±0.1의 파괴인성(MPa-m1/2)등의 성질이 있음을 알았다.
[실시예 6]
5/8인치(16mm) 직경과 3/4인치(19mm) 높이의 99.64% 순도의 티타늄 금속 주괴(등급 2)를 알루미나 도가니내에 함유된 미립자 모론 카바이드(Atlantic Equipment Engineer 사제, B4C 99.7%, 1-5마이크론)내에 매립했다. 알루미나 도가니와 그 내용물로 이루어진 조립체를 300cc/분으로 흐르는 아르곤 가스가 공급되는 유입 노에 놓았다. 조립체를 4분 동안 티타눔이 용융하는 지점(광학고온계로 측정해서 약 1700-1750℃)까지 가열하고, 그후 냉각하였다.
조립체를 노에서 제거한 후, 생성된 세라믹 복합체의 분말상 샘플을 회수하여, X선 회절분석했다. 이러한 분석으로 TiB2, TiB, TiC, 및 Ti가 있음을 알았다.
제4도는 28의 TiB2, 30의 TiB, 32의 TiC, 및 34의 Ti를 나타내는 복합체 생성물의 횡단면의 1500 배율의 광현미경 사진이다. TiB2상은 혈소판 구조로 나타났다.
[실시예 7]
5/8인치(16mm) 직경과 3/4인치(19mm) 길이의 99.64% 순수티타늄 금속(등급 2)의 원통 샘플을 알루미나 도가니내에 함유된 보론 카바이드(1000그릿)내에 매립했다. 알루미나 도가니와 그 내용물로 이루어진 조립체를 500cc/분으로 흐르는 아르곤 가스가 공급되는 내열진공노에 놓았다. 조립체를 3시간 동안 1750℃의 설정온도로 가열하고, 3시간 20분동안 1750℃에서 유지하였다.
조립체를 노에서 제거하여 냉각 한 후, 생성된 세라믹 복합체 생성물의 분말상 샘플을 회수하여, X선 회절분석했다. 이러한 분석으로 TiB2, TiC 및 Ti3B4가 있음을 알았다.
생성물의 샘플에 200gf 하중을 사용하여 ASTM E384-73에 기재된 크누우프 마이크로 경도실험을 가하면 1815-1950kg/mm2의 마이크로 경도를 나타냈다.
[실시예 8]
3/8인치(9.5mm) 직경과 3/4인치(19mm) 높이의 98.20% 순도의 하프늄 금속 주괴를 알루미나 도가니내에 함유된 미립자 모론 카바이드(-325 메쉬) 내에 매립하였다. 알루미나 도가니 및 그 내용물로 이루어진 조립체를 500cc/분으로 흐르고, 1부피%의 수소 및 99부피%의 아르곤으로 이루어진 가스가 공급되는 유입노에 놓았다. 조립체를 8분 동안 2300℃(광학 고온계로 측정)로 가열하고 그후 냉각했다.
조립체를 노에서 제거한 후, 회수된 샘플을 조사하면 하프늄 주괴가 있던 곳에 매우 깨끗한 원통 기공이 있음을 알 수 있다. 이는 이러한 시스템의 형상복제 능력이 좋은 것을 나타낸다. 이러한 실험을 통해 얻어진 세라믹 복합체의 분말상 샘플을 회수하여 X선 회절분석했다. 이러한 분석으로 HfB2, HfC, Hf 및 소량의 B4C가 있음을 나타낸다.
제5도는 36의 HfB2, 38의 HfC, 40의 B4C 및 42의 Hf를 나타내는 복합체 생성물의 횡단면의 1500 배율의 광현미경 사진이다.
상술한 바와 같이, 다른 모금속, 출발물질의 다른 농도 및 다른 변수(예, 패킹내의 밀도, 보른 카바이드입자의 성질, 시간 및 온도)가 최종 생성물을 조정 또는 변화시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 형태의 물질은 엔진 또는 로켓 성분으로 적용하면 유용하다.
[실시예 9]
2인치(51mm) 스퀘어 및 1/2인치(13mm) 두께의 예비형체를 실시예 1의 방법과 유사한 방법으로 제조했다. 하지만, 예비형체는 약 95중량%의 B4C(ESK 사제, 1000 그릿)과 약 5중량%의 카이본 블랙(Cancarb 사제, 991-up)로 이루어지고, 카본 블랙은 카아본 도너 물질과 결합제 역활을 둘다 한다. 특히 강철 다이내에서 혼합된 출발 물질을 약 1000psi로 냉간 압연함에 의해 예비형체를 형성했다. 2인치(51mm) 스퀘어와 3/8인치(9.5mm) 두께의 지르코늄 모금속판(Teledyne Wah Chang Albany 사제, 등급 702 Zr)을 냉간 압연된 B4C 예비형체의 상부와 접촉하게 놓았다. 그후, 제6도에 도시된 바와 같이, 전체구성물을 흑연 주형내에 놓았다. 특히, B4C 예비형체(42)는 지르코늄 모금속 주피(43)와 접촉하고, 둘다 흑연(Union Carbide 사제의 등급 ATJ) 내화용기(41)(그라파이트 용기(41)는 구멍(45)을 함유하거나 함유하지 않음)내에 포함된다.
흑연 주형과 그 내용물로 이루어진 조립체를 내열진공 노예 놓았다. 우선 노를 실온에서 1×10-4Torr의 압력으로 비워놓고, 아르곤으로 역충전시켰다. 다시 노를 약 1×10-2Torr압력으로 비워놓은 후 약 30분 동안 약 250℃의 온도로 가열했다. 다시 노를 100℃/시간의 속도로 250℃에서 약 450℃로 가열했다. 약 1ℓ/분의 속도로 흐르는 아르곤으로 노 챔버를 역충전하고, 약 2psi의 압력에서 유지했다. 노를 5시간 동안 약 1900℃의 온도로 가열하고, 그후 약 2시간 동안 약 1900℃에서 유지시켰다. 그후 노는 약 5시간 동안 냉각했다.
조립체를 노에서 제거한 후, 양적 화상 분석을 복합체에 대해 실행했다. 특히, ZrB2/ZrC의 비는 실험적으로 측정하여 약 1.03이었다. 이러한 비율은 약 1.39인 ZrB2/ZrC의 기준비와 비교할 수 있다(즉, 예비형체 내의 ZrB2/ZrC의 비는 카아본이 첨가되어 있지않음). 따라서 ZrB2/ZrC 비는, 예비형체를 반응용침 하기전에 카아본 도너물질을 B4C 예비형체에 첨가함에 의해 조정될 수 있다.
[실시예 10]
2인치(51mm) 스퀘어 및 3/8인치(9.5mm) 두께의 예비형체를 실시예 1의 방법과 유사한 방법으로 제조했다. 예비형체는 약 95중량%의 B4C(ESK 사제, 1000 그릿)과 약 5중량%의 유기 결합제(예, Lonza 사제, Acrawax-C)로 이루어진다. 강철 다이내에서 혼합된 출발물질을 5000psi로 냉간 압연함에 의해 예비형체를 형성했다. 2인치(51mm) 스퀘어 및 3/8인치(9.5mm) 두께의 지르코늄 모금속판(Teledyne Wah Chang Albany사채, 등급 702Zr)을 냉간 압연된 B4C 예비형체의 상부와 접촉하게 놓았다. 그후, 제6도에 도시된 바와 같이, 전체구성물을 흑연 주형(Union Carbide 사제, 등급 ATJ)내에 놓았다. 더욱이 흑연 주형(41)의 바닥부(44)는 내부에 다수의 통공(45)을 함유했다. 바닥부(44)의 대략적인 치수는 약 2인치(51mm)×2인치(51mm)이었다. 흑연 주형(41)의 바닥부(44) 내에 9개의 통공이 위치하며, 그 각각은 1/16인치(2mm)의 직경을 가진다.
흑연 주형과 그 내용물로 이루어진 조립체를 내열진공노에 놓았다. 우선 노를 실온에서 1×10-4Torr의 압력으로 비워놓고, 아르곤으로 역충전했다. 그후, 노를 약 1×10-2Torr압력으로 비우고, 약 30분 동안 약 250℃의 온도로 가열했다. 그후, 노를 약 1×10-2Torr압력으로 비우고, 약 30분 동안 약 250℃의 온도로 가열했다. 그후 노를 시간당 100℃의 비율로 약 250℃에서 약 450℃의 온도로 가열했다. 약 2ℓ/분의 속도로 흐르는 아르곤으로 노를 역충전시키고, 약 2psi의 압력에서 유지했다. 노를 5시간 동안 약 1900℃의 온도로 가열한 후 약 2시간 동안 약 1900℃에서 유지했다. 그후, 노를 약 5시간 동안 냉각시켰다.
비교를 하기 위해, 흑연 주형의 바닥부에 통공이 제공되지 않은 것 이외에는 동일한 구성물을 준비했다.
각각의 조립체를 노에서 제거한 후, 각각의 복합체내의 기공의 양을 비교했다. 그 결과, 내부에 통공을 가지는 흑연 주형으로 제조된 복합체내에 함유된 기공의 양은, 내부에 통공을 가지지 않는 흑연 주형으로 제조된 복합체내에 함유된 기공의 양보다 적었다. 따라서, 흑연 주형내에 통공을 사용하면, B4C 예비형체로 모금속을 반응 용침시켜 생성된 복합체내의 기공의 양을 줄일 수 있다는 것이 명백하다.
[실시예 11]
1인치(25mm) 직경과 1/2인치(13mm) 두께의 예비형체를, 약 99중량%의 B4C(ESK 사제 Lot M10-C, 1000 그릿)과 약 1중량%의 유기결합제(예, Dow Experimental 세라믹 결합제 XUS 40303.0)를 혼합하고, 메틸렌 클로라이드로 미리 침지된 1인치(25mm) 직경의 흑연 도가니(Graphite Die Mod 사제의 ATJ 등급 흑연 도가니)로 슬러리를 슬립 주조하여 제조했다. 실온에서 슬립을 건조 박스내에서 밤새 건조시켜 메틸렌 클로라이드를 증발시켰다. 그후, 슬립을 약 4시간 동안 40℃로 공기 노에서 가열하여 메틸렌 클로라이드의 미량까지 제거하였다.
약 75중량%의 티타늄 금속(Chromalloy 사제 Ti-Loy 99인 Lot 11387의 35.29g Ti, 1/4인치+20사이즈의 피이스)과 약 25중량%의 지르코늄 금속(Western Zirconium 사제 Lot 4840의 10.71g Zr 스폰지, 핵등급, 1/4인치+20 사이즈 피이스)를 포함하는 금속 스폰지의 혼합물을 약 한 시간 동안 분쇄(jar-mill)하고, 흑연도가니내의 예비형체의 상부에 분말형태로 놓았다.
흑연 도가니 및 그 내용물로 이루어진 조립체를 내열 진공 노내에 놓고, 그후, 노를 약 1×10-4Torr의 압력으로 비우고, 약 2ℓ/분의 비율로 흐르는 아르곤으로 역 충전하였다. 이러한 단계를 반복하고, 제2의 배출 및 역충전 공정후 시스템을 신온에서 약 1750℃로 약 4시간에 걸쳐 가열한 후 약 1750℃에서 약 1시간동안 유지하고, 약 1시간에 걸쳐 약 1750℃에서 약 1900℃로 가열한 후 약 1900℃에서 약 2시간 동안 유지하였다. 조립체를 노에서 제거하기 전에 약 3시간 동안 냉각하였다.
조립체를 노에서 제거할때, 티타늄/지르코늄 합금이 예비성형체로 반응용침하여, 티타늄 디보라이드, 티타늄 카바이드, 지르코늄 디보라이드, 지르코늄 카바이드 및 나머지 티타늄/지르코늄 합금을 포함하는 복합체를 형성하는 것이 관찰되었다.
제8도는 형성된 복합체의 광현미경 사진이다.
[실시예 12]
약 15몰%의 카아본 및 약 85몰%의 봉소를 포함하는 혼합물을, 약 113g의 B4C(ESK 사제 Batch M10의 1000그릿)과 약 37g의 붕소(98-99% 100메쉬분말의 결정구조를 가지는 Atlantic Equipment Engineers사제)을 혼합하여 제조했다.
약 5ksi의 압력에서 약 5.85g의 혼합물을 건조 프레스하여 B4C 및 카이본 혼합물로부터 예비형체를 주조했다. 생선된 예비형체는 약 1인치(25mm)의 직경과 대략 1/2인치(13mm)의 두께를 가지는 원통이다. 프레스된 예비형체를 그래픽 도가니 (ATJ 등급, Graphite Die Mold 사제의 흑연 도가니)에 놓고, 예비형체를 함유하는 흑연 도가니를 증류 노에 놓았다. 3회 동안 노를 비우고 아르곤으로 역충전하여, 순수한 아르곤분위기가 노내에 존재하게 한다. 아르곤 유속은 약 2ℓ/분이고, 약 1psi의 챔버압력을 만들었다. 약 30분 동안 노를 실온에서 약 250℃까지 가열하고, 약 1시간 동안 약 250℃에서 약 300℃까지 가열했다. 열은 시간당 대략 10℃의 비율로 약 400℃까지 증가시켰다. 약 2시간 동안 약 400℃에서 약 500℃로 온도를 증가하고, 약 1시간 동안 약 500℃에서 유지했다. 노를 실온으로 냉각한다.
치르코늄 금속 실린더(Teledyne Wah Change Albany사의 702등급)는 약 41.16g의 중량과 약 1인치 직경과 약 1/2인치의 두께이며, 예비형체의 상부에 놓였다. 흑연 도가니와 그 내용물로 이루어진 조립체를 진공노에 넣었다.
노를 비운 후 약 2ℓ/분의 유속으로 흐르는 아르곤으로 역충전하는데, 챔버 압력은 약 1psi였다. 노를 약 5시간 동안 실온에서 약 1900℃까지 가열하였다. 이 온도를 대략 2시간 동안 유지하였고, 여기서 노는 실온으로 냉각되었다.
노에서 제거할때, 지르코늄은 예비형체로 반응 용침하여, 지르코늄 디보라이드, 지르코늄 카바이드 및 지르코늄 금속을 포함하는 복합체를 형성했다. 제9도는 얻어진 복합체의 광현미경 사진이다.

Claims (4)

  1. 모금속을 선택하고, 불활성 분위기에서 상기 모금속을 그 용용점 이상의 온도로 가열하여 용용 모금속을 형성하고, 보론 도너 물질 및 카아본 도너 물질로 구성된 군에서 선택되는 도너 물질 하나 이상과 보론 카바이드를 포함하는 침투 가능한 배스와 상기 용용 모금속을 접촉시키고, 용융 모금속을 상기 침투 가능한 매스로 용침시키고, 하나 이상의 보론 함유 화합물을 형성하도록 상기 보론 카바이드와 상기 용용 모금속이 반응하고 하나이상의 도너 물질과 상기 용용 모금속이 반응하도록 충분한 시간 동안 상기 온도를 유지하고, 하나 이상의 모금속 보론 함유 화합물을 포함하는 자력 지지 복합체를 생성하도록 충분한 시간동안 계속 용침 및 반응시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자력 지지 복합체 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모금속이 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 그로늄, 알루미늄 및 나오븀으로 구성된 군에서 선택되는 금속인 것을 특징으로 하는 자력 지지 복합체 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 모금속이 지르코늄이고, ZrB2/ZrC의 비가 약 1인 것을 특징으로 하는 자력 지지 복합체 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모금속이 티타늄/지르코늄 합금인 것을 특징으로 하는 자력 지지 복합체 제조 방법.
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2588789B1 (fr) * 1985-10-18 1987-12-04 Armines Procede d'assemblage et de liaison par diffusion de pieces et de poudres en alliages metalliques
US5180697A (en) * 1987-07-15 1993-01-19 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby
US5017334A (en) * 1987-07-15 1991-05-21 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby
US5296417A (en) * 1987-07-15 1994-03-22 Lanxide Technology Company, Lp Self-supporting bodies
US5298051A (en) * 1987-12-23 1994-03-29 Lanxide Technology Company, Lp Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby
US5162098A (en) * 1987-12-23 1992-11-10 Lanxide Technology Company, Lp Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby
US5143870A (en) * 1987-12-23 1992-09-01 Lanxide Technology Company, Lp Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby
US5403790A (en) * 1987-12-23 1995-04-04 Lanxide Technology Company, Lp Additives for property modification in ceramic composite bodies
US5143540A (en) * 1988-01-13 1992-09-01 The Dow Chemical Company Densification of ceramic-metal composites
US5518061A (en) * 1988-11-10 1996-05-21 Lanxide Technology Company, Lp Method of modifying the properties of a metal matrix composite body
US5187128A (en) * 1989-01-13 1993-02-16 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies
US5149678A (en) * 1989-01-13 1992-09-22 Lanxide Technology Company, Lp Method of modifying ceramic composite bodies by a post-treatment process and articles produced thereby
US4904446A (en) * 1989-01-13 1990-02-27 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby
US5372178A (en) * 1989-01-13 1994-12-13 Lanxide Technology Company, Lp Method of producing ceramic composite bodies
IL92396A0 (en) * 1989-01-13 1990-07-26 Lanxide Technology Co Ltd Method of producing ceramic composite bodies
US5238883A (en) * 1989-01-13 1993-08-24 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby
US4978644A (en) * 1989-01-13 1990-12-18 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby
US5010044A (en) * 1989-01-13 1991-04-23 Lanxide Technology Company, Lp. Process for preparing self-supporting bodies and products produced thereby
US5039633A (en) * 1989-09-14 1991-08-13 The Dow Chemical Company B4C/Al cermets and method for making same
US5250324A (en) * 1990-06-25 1993-10-05 Lanxide Technology Company, L.P. Method for forming a surface coating using powdered solid oxidants and parent metals
US5112654A (en) * 1990-06-25 1992-05-12 Lanxide Technology Company, Lp Method for forming a surface coating
US5232040A (en) * 1990-07-12 1993-08-03 Lanxide Technology Company, Lp Method for reducing metal content of self-supporting composite bodies and articles formed thereby
WO1992000937A2 (en) * 1990-07-12 1992-01-23 Lanxide Technology Company, Lp Joining methods for ceramic composite bodies
US5203488A (en) * 1990-07-12 1993-04-20 Lanxide Technology Company, Lp Method for joining ceramic composite bodies and articles formed thereby
JPH06502379A (ja) * 1990-07-12 1994-03-17 ランキサイド　テクノロジー　カンパニー，リミティド　パートナーシップ セラミックス複合体の接合方法
US5154425A (en) * 1990-10-19 1992-10-13 Lanxide Technology Company, Lp Composite golf club head
US5458480A (en) * 1990-12-05 1995-10-17 Newkirk; Marc S. Tooling materials for molds
US5166105A (en) * 1990-12-10 1992-11-24 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting ceramic composite bodies and bodies produced thereby
US5439744A (en) * 1991-06-25 1995-08-08 Lanxide Technology Company, Lp Composite bodies and methods for making same
US5500182A (en) * 1991-07-12 1996-03-19 Lanxide Technology Company, Lp Ceramic composite bodies with increased metal content
US5435966A (en) * 1991-07-12 1995-07-25 Lanxide Technology Company, Lp Reduced metal content ceramic composite bodies
AU3815493A (en) * 1992-03-20 1993-10-21 Lanxide Technology Company, Lp Method for forming bodies by reactive infiltration
US5366686A (en) * 1993-03-19 1994-11-22 Massachusetts Institute Of Technology, A Massachusetts Corporation Method for producing articles by reactive infiltration
US5848349A (en) * 1993-06-25 1998-12-08 Lanxide Technology Company, Lp Method of modifying the properties of a metal matrix composite body
US5503213A (en) * 1994-03-16 1996-04-02 The Dow Chemical Company Shaped ceramic-metal composites
US5509555A (en) * 1994-06-03 1996-04-23 Massachusetts Institute Of Technology Method for producing an article by pressureless reactive infiltration
US5672435A (en) * 1994-12-12 1997-09-30 The Dow Chemical Company Hard disk drive components and methods of making same
US5780164A (en) * 1994-12-12 1998-07-14 The Dow Chemical Company Computer disk substrate, the process for making same, and the material made therefrom
US5735976A (en) * 1996-01-31 1998-04-07 Aluminum Company Of America Ceramic particles formed in-situ in metal.
US6843865B2 (en) 1996-01-31 2005-01-18 Alcoa Inc. Aluminum alloy product refinement and applications of aluminum alloy product refinement
US6296045B1 (en) 1998-08-12 2001-10-02 The Dow Chemical Company Ceramic-metal composite and method to form said composite
DE102006023561A1 (de) 2006-05-19 2007-11-22 Audi Ag Verfahren zur Herstellung von keramischen Werkstoffen auf Basis von Siliciumcarbid
US20100184583A1 (en) 2007-06-15 2010-07-22 Takeshi Kumazawa Dense boron carbide ceramic and process for producing the same
CN102167592B (zh) * 2011-01-25 2013-04-24 中国人民解放军国防科学技术大学 ZrB2-ZrC基耐超高温陶瓷的制备方法
CN104119095B (zh) * 2013-04-27 2016-04-27 比亚迪股份有限公司 一种金属陶瓷复合制品及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3758662A (en) * 1971-04-30 1973-09-11 Westinghouse Electric Corp In carbonaceous mold forming dense carbide articles from molten refractory metal contained
US3864154A (en) * 1972-11-09 1975-02-04 Us Army Ceramic-metal systems by infiltration
GB1492477A (en) * 1976-04-21 1977-11-23 British Steel Corp Production of articles containing a hard phase
US4471059A (en) * 1983-02-04 1984-09-11 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Carbon-containing refractory
CH654031A5 (de) * 1983-02-10 1986-01-31 Alusuisse Verfahren zur herstellung von festkoerperkathoden.
EP0116809B1 (en) * 1983-02-16 1990-05-02 MOLTECH Invent S.A. Cermets and their manufacture
US4595595A (en) * 1983-08-15 1986-06-17 Sun-Diamond Growers Of California Process for simultaneous roasting of nutmeats and pellicle removal
US4713360A (en) * 1984-03-16 1987-12-15 Lanxide Technology Company, Lp Novel ceramic materials and methods for making same
DE3584475D1 (de) * 1984-05-18 1991-11-28 Sumitomo Electric Industries Verfahren zum sintern von keramischen koerpern und dadurch hergestellte keramische koerper mit einer verteilten metallverstaerkung.
US4692418A (en) * 1984-08-29 1987-09-08 Stemcor Corporation Sintered silicon carbide/carbon composite ceramic body having fine microstructure
JPS6184303A (ja) * 1984-09-28 1986-04-28 Ishizuka Kenkyusho:Kk 複合焼結体の製造法
US4851375A (en) * 1985-02-04 1989-07-25 Lanxide Technology Company, Lp Methods of making composite ceramic articles having embedded filler
US4605440A (en) * 1985-05-06 1986-08-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Boron-carbide-aluminum and boron-carbide-reactive metal cermets
US4702770A (en) * 1985-07-26 1987-10-27 Washington Research Foundation Multipurpose boron carbide-aluminum composite and its manufacture via the control of the microstructure
US4737328A (en) * 1985-07-29 1988-04-12 General Electric Company Infiltration of material with silicon
US4777014A (en) * 1986-03-07 1988-10-11 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby
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
US4971059A (en) * 1986-07-28 1990-11-20 Niewald Jack L Medical timing device
IL86947A (en) * 1987-07-15 1992-08-18 Lanxide Technology Co Ltd Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby
US4940679A (en) * 1987-07-15 1990-07-10 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby

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