KR101100137B1 - 반응성 다층 연결을 이용하는 대규모 결합물의 제조방법 - Google Patents

반응성 다층 연결을 이용하는 대규모 결합물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

복수의 실질적으로 연접하는 반응성복합물질의 시트(12)들을 구성요소 본체들과 인접하는 가융성물질의 시트(14A, 14B)들 사이에 위치시키는 것에 의하여 대규모의 결합영역에 걸쳐 물질의 구성요소 본체(10A, 10B)들을 연결시키는 방법이 개시된다. 상기 반응성복합물질의 상기 연접하는 시트(12)들은 점화가능한 가교하는 물질(22)에 의하여 선택적으로 연결되어 하나의 시트(12) 내에서의 점화반응이 다른 하나 내에서의 점화반응을 야기할 수 있도록 한다. 균일한 압력의 적용 및 반응성복합물질의 하나 또는 그 이상의 상기 연접하는 시트(12)들의 점화가 상기 결합영역을 통하여 전개되는 발열반응을 일으켜, 임의의 인접하는 가융성물질의 시트(14A, 14B)들의 융합 및 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들 사이에 결합을 형성시켰다.
구성요소, 시트, 반응성복합물질, 점화, 대규모, 결합영역, 점화반응, 동시적

Description

반응성 다층 연결을 이용하는 대규모 결합물의 제조방법 {METHOD FOR FABRICATING LARGE DIMENSION BONDS USING REACTIVE MULTILAYER JOINING}
관련된 출원들의 교차 참조
없음
연방정부 후원 연구에 관한 선언
미합중국 연방정부는 NSF Award DMI-034973에 따라 본 발명의 특정의 권리들을 갖는다.
기술분야
본 발명은 반응성 다층 박막(reactive multilayer foils) 등과 같은 반응성 복합 물질들을 이용하여 대규모의 결합 영역들 상에서 물질의 분체들을 연결하는 것에 관한 것이다.
웨이즈(Weihs)와 그의 동료들에게 허여된 미합중국 특허 제6,534,194 B2호 및 동 제6,736,942호에서 나타난 바와 같은 반응성 복합 연결(reactive composite joining)은 실온에서 물질들을 납땜(soldering), 용접(welding) 또는 땜질(brazing) 하기에 특히 유리한 공정이다. 상기 공정은 가융성물질(fusible material)의 두 층들 사이에 반응성복합물질(RCM ; reactive composite materials) 을 끼워넣는 것을 포함한다. 계속해서 상기 반응성복합물질과 상기 가융성물질을 연결될 두 구성요소(components)들 사이에 위치시키고 그리고 상기 반응성복합물질을 점화시킨다. 자가-전개 반응(self propagating reaction)이 상기 반응성복합물질 내에서 개시되어 상기 반응성복합물질 내에서의 온도의 급격한 상승의 결과를 가져온다. 상기 반응에 의하여 방출된 열이 인접하는 가융성물질 층들을 용융시키고 그리고 냉각에 의하여 상기 가융성물질이 상기 두 구성요소들을 서로 결합시킨다.
달리, 상기 두 구성요소들의 조성에 따라, 가융성물질의 층들이 사용되지 않고 그리고 상기 반응성복합물질이 직접 상기 두 구성요소들 사이에 위치된다. 상기 반응성복합물질의 점화에 의하여 방출된 열에너지가 인접하는 요수의 표면들로부터 물질을 용융시키고, 후속하여 상기 구성요소들을 연결시킨다.
도 1을 살펴보면, 두 구성요소(10A, 10B)들의 반응성 복합 연결의 공정을 수행하기 위한 배치(9)가 묘사되어 있다. 반응성복합물질(12)의 시트(sheet) 또는 층들이 가융성물질(14A, 14B)들의 두 시트 또는 층들 사이에 위치되고 그리고 이는 차례로 상기 구성요소(10A, 10B)들의 짝지워지는 표면(보이지 않음)들 사이에 끼워넣어진다. 계속해서 상기 끼워넣어진 조립체(assembly)는 바이스(vise)(16)로 표현된 바와 같이 서로 가압되고 그리고 상기 반응성복합물질이 성냥(18)으로 표현된 바와 같이 점화된다. 반응은 상기 반응성복합물질(12)을 통하여 신속하게 전개되어 가융성층(14A, 14B)들을 용융시킨다. 상기 용융된 층들이 냉각되고, 상기 구성요소(10A, 10B)들을 서로 연결하게 된다. 상기 반응성복합물질(12)은 전형적으로 는 반응성 다층 박막이며, 상기 가융성물질(14A, 14B)들은 전형적으로는 땜납(solder) 또는 놋쇠(braze)이다.
상기 두 구성요소(10A, 10B)들의 연결 공정은 로(furnaces) 또는 토치(torches)를 활용하는 것과 같은 통상적인 연결 기술들에 대하여 보다 반응성 복합 연결 공정에 대하여 보다 빠르게 일어난다. 따라서, 생산성에 있어서 명백한 이득이 달성될 수 있다. 게다가, 상기 반응성 복합 연결 공정과 관련한 매우 국부화된 가열(에 의하여, 금속과 세라믹 등과 같이 비유사한 물질들과 마찬가지로 온도에 민감한 구성요소들이 열손상(thermal damage) 없이 납땜되거나 또는 땜질될 수 있다. 미세하게 연마된 금속(fine-grained metals)들이 입자 성장(grain growth) 없이 서로 납땜되거나 또는 땜질될 수 있으며, 또한 조대한 무정형의 물질(bulk amorphous materials)들이 단지 실온으로부터의 국부적인 이탈(local excursion) 만으로 서로 용접되어 결정화(crystallization)를 최소화하는 한편으로 높은 강도의 결합을 형성할 수 있다.
반응성 복합 연결 공정에서 사용되는 상기 반응성복합물질(12)은 전형적으로는 웨이즈(Weihs)와 그의 동료들에게 허여된 미합중국 특허 제6,534,194 B2호에서 기술된 바와 같은 나노구조화된 물질(nanostructured materials)들이다. 상기 반응성복합물질(12)들은 전형적으로는 니켈 및 알루미늄 등과 같이 큰 음의 혼합열(negative heats of mixing)을 갖는 성분들 사이에서 교호하는 수백 겹의 나노규모의 층(nano-scale layers)들의 증기퇴적(vapor depositing)에 의해 제조된다. 상기 교호하는 층들의 두께를 변화시키는 것에 의하여 반응속도와 마찬가지로 반응 열 둘 다를 주의깊게 제어하는 것이 가능하다는 것이 최근의 개발에서 밝혀졌다. 상기 박막의 조성을 변형하는 것에 의하여 또는 상기 반응성의 다층구조들의 제조 후의 저온 어닐링(low-temperature annealing)에 의하여 반응열이 조절될 수 있다는 것 또한 밝혀졌다. 나노구조화된 반응성 다층구조들을 제조하기 위한 다른 방법들에는 기계적 가공(mechanical processing)이 포함된다는 것이 또한 공지되어 있다.
구성요소들의 연결을 위한 반응성복합물질들의 사용에 의해 달성되는 두 가지 주요 잇점들은 속도와 연결 영역에 대한 열의 국부화이다. 상기 증가된 속도 및 국부화는 통상의 납땜 또는 땜질 방법들에 비해 특히 온도-민감성 구성요소들 또는 금속/세라믹 결합 등과 같이 열팽창계수에서 큰 차이를 갖는 구성요소들에의 적용들에 대해 유리하다. 통상적인 용접 또는 땜질에 있어서, 공정 동안에 온도-민감성 구성요소들이 파괴되거나 또는 손상될 수 있다. 상기 구성요소들 내의 잔류 열 스트레스(residual thermal stress)는 후속하는 풀림(anneal) 또는 열처리 등과 같은 비용 및 시간 소모적인 작업들을 필요로 할 수 있다. 대조적으로, 반응성 복합물질들로의 연결은 상기 구성요소들이 보다 덜 가열되고 그리고 단지 매우 국부적인 온도 상승 만을 일으킨다. 대체로, 단지 인접하는 가융성층들 및 상기 구성요소들의 연결되는 표면들만이 실질적으로 가열된다. 따라서, 상기 구성요소들에의 열손상의 위험이 최소화된다. 게다가, 반응성 복합 연결은 빠르고 그리고 비용경제적이고, 강하고 그리고 열적으로 전도성인 연결이라는 결과를 가져온다.
비록 통상적인 반응성 복합 연결이 약 4인치 이하의 길이 및 약 16평방친치 이하의 면적들에 대한 구성요소들의 연결에서는 잘 기능하기는 하나, 보다 큰 길이 및 면적에 대한 연결에는 특별한 곤란성이 존재한다. 최적의 연결을 위하여는 연결될 표면들이 균일하게 가열되고 그리고 가능한 한 동시적으로 가열되는 것이 유리하다고 관찰되어져 왔다. 상기 길이와 면적들이 더 커지는 경우, 단일의 발화점으로부터 원하는 반응 동시성 및 균일성을 유지하는 데 대한 어려움도 증가한다. 게다가, 보다 큰 연결 영역 규모들은 용이하게 생산되는 반응성복합물질들의 규모를 초과할 수 있으며, 상기 연결 표면 영역을 모두 커버하도록 하기 위해서는 여러 조각들의 반응성 박막들을 요구하게 된다. 상기 연결 반응이 상기 반응성복합물질을 통하여 신속하게 전개되는 경우에도, 큰 표면적의 연결 영역의 모든 부분들이 동시에 용융될 수는 없으며, 이는 상기 구성요소들 사이에서의 빈약한 결합이라는 결과를 가져올 수 있다. 더욱이, 연결될 상기 표면적의 증가는 연결 공정 동안의 상기 구성요소들에의 균일한 압력의 적용이라는 엄격한 요구사항들의 증가를 가져온다.
따라서, 단일의 시트의 반응성복합물질의 크기 보다 더 큰 표면적에 대한 연결에서 사용하기 위한 반응성 복합 연결 공정을 제공하는 것이 유리하며, 이는 상기 구성요소 물질들 사이에 강하고 그리고 상대적으로 균일한 결합이라는 결과를 가져온다.
발명의 요약
간략하게 언급하면, 본 발명은 구성요소 물질 본체들 사이에의 다수의 실질적으로 연접하는(contiguous) 반응성복합물질 시트들을 위치시키는 것에 의하여 대규모의 영역들에 대한 구성요소 물질의 본체들을 연결하는 방법을 제공한다. 실질적으로 연접하는 각 반응성복합물질 시트들은 하나의 시트에서 다른 하나의 시트로의 에너지적인 반응(energetic reaction)을 전달할 수 있는 가교물질(bridging material)에 의하여 적어도 하나의 인접하는 반응성복합물질 시트에 결합된다. 하나 또는 그 이상의 상기 반응성복합물질 시트들 내에서 점화반응이 개시되고 그리고 상기 가교물질을 경유하여 모든 잔여 시트들을 통하여 확산되는 것을 가능하게 하여 상기 시트들에 인접하는 물질들의 급속한 국부화된 가열의 결과를 가져오도록 하며, 이는 냉각에 의하여 구성요소 물질의 본체들 사이에서의 결합을 형성한다.
본 발명의 하나의 구체예에 있어서, 대규모의 영역에 걸쳐 연결될 구성요소 물질 본체들 사이에 위치되는 다수의 실질적으로 연접하는 반응성복합물질시트들은 가교물질에 의하여 서로 결합된다. 상기 가교물질은 반응성 박막, 반응성 와이어, 반응성 층, 반응성 분말의 형태가 될 수 있거나 또는 직접적으로 또는 열전도에 의하여 하나의 시트에서 다른 하나의 시트에로 점화반응을 전달할 수 있는 다른 물질이 될 수 있다. 상기 가교물질은 제1반응성복합물질시트의 점화에 대응하여 반응하여 제2반응성복합물질시트를 점화시킨다.
본 발명의 다른 구체예에 있어서, 대규모의 영역에 걸쳐 연결될 구성요소 물질 본체들 사이에 위치되는 다수의 실질적으로 연접하는 반응성복합물질시트들은 가융성물질의 구조적인 지지탭(support tabs)들에 의해 서로 결합되어 연결될 상기 구성요소 본체들 사이에서 다중의 반응성복합물질시트들을 쉽게 조립, 이송 및 위치시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 변형예에 있어서, 다수의 실질적으로 연접하는 반응성복합물질시트들은 대규모의 영역에 걸쳐 연결될 구성요소 물질 본체들 사이에서 연결될 상기 구성요소 물질 본체들의 표면들에 직접적으로 인접하게 위치된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 다수의 실질적으로 연접하는 반응성복합물질시트들이 대규모의 영역에 걸쳐 연결될 구성요소 물질 본체들 사이에 위치된다. 땜납 또는 놋쇠 등과 같은 가융성물질의 시트들이 상기 반응성복합물질시트들에 그리고 상기 구성요소 물질 본체들에 인접하게 위치된다. 상기 가융성물질시트들은 상기 반응성복합물질시트들의 위에 놓여지거나(overlie), 아래에 놓여지거나(underlie) 또는 상기 반응성복합물질시트들 사이에 끼워넣어진다. 상기 가융성물질시트들은 상기 연접하는 반응성복합물질시트들의 경계들을 가로질러 연속적이 될 수 있으며, 선택적으로 상기 반응성복합물질시트들을 서로 고정시키는 연결물질(connecting material)로서 기능할 수 있다.
대규모의 영역에 걸친 구성요소 물질의 본체들을 결합하기 위한 본 발명의 방법은 상기 구성요소 물질 본체들 사이에 적어도 하나의 반응성복합물질시트를 위치시킨다. 상기 반응성복합물질시트에 대하여 위치되는 다수의 점화점들에서 점화반응이 개시되어 상기 시트들에 인접하는 물질들의 신속한 국부화된 가열의 결과를 가져와서 냉각에 의하여 구성요소 물질의 본체들 사이에서 결합이 형성되도록 한다.
대규모의 영역에 걸친 구성요소 물질의 본체들을 결합하기 위한 본 발명의 상기 방법의 변형예는 상기 구성요소 물질 본체들 사이에 적어도 하나의 반응성복합물질시트를 위치시킨다. 적어도 하나의 스페이서플레이트(spacer plate)가 외부 가압원과 상기 구성요소 본체들 사이에 위치된다. 외부의 압력원으로부터 상기 배열에 대해 압력이 적용되어 상기 구성요소 본체들이 서로에 대하여 죄어지도록 하여 상기 반응성복합물질시트들 내에서의 점화반응의 개시에 후속하여 상기 구성요소 본체들 사이에의 결합의 형성을 제어하도록 한다. 상기 반응성복합물질시트들 내에서의 상기 점화반응은 상기 시트들에 인접하는 물질들의 신속한 국부화된 가열의 결과를 가져오고 이는 냉각에 의하여 구성요소 물질의 본체들 사이에 결합을 형성한다.
본 발명의 잇점들, 속성 및 여러 부가적인 특징들이 첨부된 도면들과 관련하여 상세하게 기술될 설명적인 구체예들을 고려하여 보다 충분히 명백하게 나타날 것이다.
도 1은 두 구성요소들의 통상적인 반응성 복합 연결을 수행하기 위한 선행기술의 배치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 대규모 연결에 의하여 두 본체들을 연결하는 것을 포함하는 단계들을 나타내는 블록 다이아그램이다.
도 3은 두 구성요소들 사이에서 대규모 결합의 형성을 위한 결합영역 내에서 구조적인 지지탭들 및 점화브릿지(ignition bridges)들에 의해 작동가능하게 연결되는 다수의 연접하는 반응성복합물질시트드들의 평면도이다.
도 4는 두 구성요소들 사이에서 대규모 결합의 형성을 위한 결합영역 내에서의 구조적인 지지탭들 및 상기 결합영역에 대한 외부에서의 점화브릿지들에 의해 작동가능하게 연결되는 다수의 연접하는 반응성복합물질시트드들의 평면도이다.
도 5는 시트에서 시트로의 점화반응의 전개를 위한 결합영역에 대한 외부에서의 점화브릿지들에 의해 작동가능하게 연결되는 여러 연접하는 반응성복합물질시트들을 계통적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 두 가융성물질층들 사이에 끼워넣어진 한 쌍의 연접하는 반응성복합물질시트들의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 연결방법을 실행하기 위한 구성요소들 및 층들의 배치를 나타내는 블록다이아그램이다.
도 8은 본 발명에 따른 결합점의 형성 동안의 다수의 반응성복합물질시트들의 동시적인 점화를 위한 예시적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 방법에 따라 형성된 대규모 연결의 평면 음향영상(acoustic image)이다.
도 10은 모서리 공극(edge voids)들을 나타내는, 본 발명의 방법에 따라 형성된 대규모 연결의 평면 음향영상이다.
도 11은 본 발명의 최적화된 로딩 결합 방법(loading bonding method)에 따라 형성된 대규모 연결의 평면 음향영상이다.
도 12는 연접하는 반응성복합물질시트들, 가융성물질 지지탭들, 점화브릿지들 및 점화점들의 예시적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 배열의 결과인 대규모 연결의 평면 음향영상이다.
도 14는 연접하는 반응성복합물질시트들, 가융성물질 지지탭들, 점화브릿지들 및 점화점들의 예시적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 배열의 결과인 대규모 연결의 평면 음향영상이다.
도 16은 본 발명의 연결 방법을 실행하기 위한 구성요소들 및 층들의 제1의 예시적인 배치를 나타내는 블록다이아그램이다.
도 17은 본 발명의 연결 방법을 실행하기 위한 구성요소들 및 층들의 제2의 예시적인 배치를 나타내는 블록다이아그램이다.
상기 도면들의 여러 숫자들에 걸쳐서 대응하는 참조번호들은 대응하는 부분들을 나타낸다. 상기 도면들은 본 발명의 개념들을 설명하기 위한 것이며, 축적된 것이 아님은 이해되어야 한다.
발명의 실시를 위한 최량의 모드
이하의 상세한 설명은 본 발명을 예시적인 방법으로 나타내는 것이며, 제한하는 방법으로 나타내는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 현재로서 본 발명의 실시의 최량의 모드로 여겨지는 것을 포함하여, 당해 기술분야에서 숙련된 자자가 본 발명의 제조 및 사용을 가능하게 하는 것이며, 여러 구체예들, 적용예들, 변형들, 대안들 및 본 발명의 사용들을 기술한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "대규모(large dimention)"이라는 용어는 연결 또는 결합 영역을 기술하는 데 사용되며, 상기 연결 공정들에서 활용된 반응 성복합물질의 단일의 시트의 면적 또는 길이를 초과하는 면적 또는 길이를 갖는 연결 또는 결합 영역을 의미하는 것으로 이해되며, 이는 반응성복합물질의 하나의 시트 내에서의 점화반응으로부터의 단일의 전개 파면(wave front)이 상기 결합 영역을 통하여 원하는 결합 특성들을 달성하는 데 실패하기에 충분히 크거나 또는 상기 연결 또는 결합 영역의 중심과 모서리들 사이에서의 하중 편차(loading variation)을 나타내는 것을 의미한다. 예를 들어, 16평방인치 이하의 면적과 4인치 이하의 최장규격(longest dimension)을 갖는 반응성복합물질의 하나의 시트를 활용하는 경우에 적어도 16평방인치의 면적 또는 적어도 4인치의 길이가 대규모가 되는 것으로 고려된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "반응성복합물질(reactive composite material)" 또는 "RCM"은 당해 기술분야에서 숙련된 자에 의하여 적절한 여기(excitation) 또는 발열반응개시(exothermic reaction initation) 등과 같은 제어된 방법에 의하여 상기 물질들이 복합물질 구조를 통하여 확산되는 발열화학반응을 수행하도록 하는 제어된 방법 내에서 격리된 둘 또는 그 이상의 물질들의 상(phase)들을 포함하는 구조들을 의미하는 것으로 이해된다. 이들 발열반응들은 하나 또는 그 이상의 점화점들에서의 상기 반응성복합물질의 전기저항발열(electrical resistance heating), 유도발열(inductive heating), 레이저 펄스(laser pulses), 마이크로파 에너지(microwave energy) 또는 초음파 교란(ultrasonic agitation)에 의해 개시될 수 있다.
도면들을 참조하면, 도 2는 반응성복합물질의 적어도 두 연접하는 시트(12) 들을 사용하여 대규모(넓은 면적 또는 긴 길이)를 갖는 연결 또는 결합영역에 걸쳐 두 구성요소 본체(10A, 10B)들을 서로 연결하는 데 관련되는 단계들의 일반화된 흐름도를 나타내고 있다. 먼저, 블록 A에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 일치하는 대규모 짝지워지는 표면들에 걸쳐 연결될 두 구성요소(10A, 10B)들이 제공된다. 상기 두 구성요소 본체(10A, 10B)들은 앞서서 땜납 또는 놋쇠 합금 등과 같은 상기 가융성물질(14A, 14B)의 하나 또는 그 이상의 층들로 코팅되거나 또는 상기 가융성물질(14A, 14B)의 하나 또는 그 이상의 시트들이 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들 사이에 위치될 수 있다. 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들은 황동(brass) 등과 같은 동일한 형태의 물질을 포함하거나 또는 니켈과 황동, 알루미늄과 티타늄, 탄화붕소(boron carbide)와 강철, 탄화붕소와 구리, 탄화규소와 알루미늄 및 텅스텐-티타늄 합금과 구리-크롬 합금 등과 같은 서로 다른 형태들의 물질들로 이루어질 수 있다.
다음으로, 블록 B에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 연접하는 배치 내의 반응성복합물질의 둘 또는 그 이상의 시트(12)들이 상기 두 구성요소 본체(10A, 10B)들의 상기 짝지워지는 표면들 사이에 위치된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "연접하는(contiguous)"은 당해 기술분야에서 숙련된 자에 의하여 상기 반응성복합물질의 상기 시트(12)들의 임의의 인접하는 모서리들이 실질적으로 무공극(void-free)의 결합을 형성하는 데 필요한 한 서로 근접하게 배치되고 그리고 상기 반응성복합물질의 인접하는 시트(12)들이 단일의 조립체로 작동가능하여 서로 연결될 수 있을 정도로 서로 충분히 근접하게 배치되는 것을 의미하는 것으로 이해 된다. 연접하는 반응성복합물질시트들은 서로 물리적인 접촉 상태에 있을 필요는 없다.
인접하는 반응성복합물질시트(12)들을 작동가능하게 연결하기 위해서는, 다수의 구조적으로 지지하는 브릿지(bridges)들 또는 탭(tabs)(20)들이 (도 3 및 도 4들에 나타낸 바와 같이) 상기 시트(12)들 사이에 형성된다. 상기 브릿지 또는 탭들은 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들 사이의 상기 결합의 일부를 형성할 수 있는 가융성물질(20) 둘 다로부터 형성되거나 또는 반응성복합물질의 인접하는 시트들 사이에서 점화반응을 전달할 수 있는 반응물질(reactive material)(22)로부터 형성될 수 있다. 상기 브릿지 또는 탭들을 사용하여, 둘 또는 그 이상의 인접하는 반응성복합물질시트(12)들이 상기 대규모 결합영역 내에서의 상기 구성요소 본체(10A, 10B)의 상기 짝지워지는 표면들 사이에서 조립, 이송 및 위치시키는 동안에 서로에 대해 상대적인 위치들을 유지하도록 하는 방법으로 하나의 조립체 내에서 서로 고정된다.
구조적 지지브릿지(structural support bridge) 또는 탭(20)들은 상기 조립체(24) 내에서 연접하는 반응성복합물질시트(12)들을 서로 고정시키기 위한 여러 형태들 중의 임의의 어느 하나가 될 수 있다. 하나의 예시적인 구체예에 있어서, 상기 구조적 지지브릿지 또는 탭(20)들은 연금속(soft metal) 또는 가융성 물질 시트의 형태 예를 들면 인듐이 될 수 있으며, 이는 상기 반응성복합물질시트(12)들 상으로 냉간가압(cold pressed)되거나 또는 압연(rolled)된다.
반응성물질로부터 형성된 점화브릿지 또는 탭(22)은 바람직하게는 이것이 상 기 인접하는 시트(12)들 사이에서 점화 또는 열에너지의 전도들 중 어느 하나를 가능하게 하여 제1시트(12A)로부터 상기 브릿지 또는 탭을 경유하여 인접하는 시트(12B)에로 개시된 반응이 연속되도록 하는 것을 가능하게 하는 방법으로 선택된다. 점화브릿지 또는 탭(22)의 형상은 연접하는 반응성복합물질시트(12)들 사이에서 반응의 전개를 돕는 여러 형상들 중 임의의 어느 하나가 될 수 있다. 예를 들면, 상기 점화브릿지 또는 탭(22)은 상기 반응성복합물질시트(112)들에 대해 사용된 것과 유사하거나 또는 동일한 반응성 다층 박막 또는 큰 음의 혼합열을 갖는 물질들의 영역들 또는 층들을 포함하는 얇은 선(thin wire)의 형태가 될 수 있다. 상기 점화브릿지 또는 탭(22)들의 이들 형상들은 연접하는 시트(12)들의 어느 하나 또는 둘 다에 소량의 접착제(glue) 또는 소량의 가융성 땜납(fusible solder)로 부착될 수 있다. 개시된 반응을 전달하는 것에 더해, 점화브릿지 또는 탭(22)들은 속성상 구조적 즉, 반응성복합물질의 시트(12)들의 배치의 구조적 지지를 제공하도록 되거나 또는 속성상 비-구조적으로 지지하도록 될 수 있다. 예를 들면, 비-구조적으로 지지하는 점화가능한 브릿지(ignitable bridge)(22)는 큰 음의 혼합열을 갖는 물질들의 느슨하거나 또는 조밀한 분말 혼합물의 형태가 될 수 있다.
유리하게도, 브릿지들과 탭(20, 22)들의 여러 형태들은 반응성복합물질시트(12)들의 크기에 비하여 작으며, 결합영역 내에 존재하는 임의의 가융성물질의 흐름 또는 상기 연결 공정 동안의 상기 구성요소 본체의 짝지워지는 표면들의 편평도(flatness)를 방해하지 않는다.
다시 도 3을 참조하면, 땜납 조립체 탭(20)들 및 점화가능한 브릿지(22)들에 의하여 배치되고 그리고 연결되어 두 구성요소 본체(도시하지 않음)들 사이에서 대규모 결합영역(26)을 커버하는 반응성복합물질시트 조립체(24)를 형성하는 다수의 연접하는 반응성복합물질시트(12)들의 예시적인 배열이 도시되어 있다. 도 3에 나타낸 배치에 있어서, 상기 땜납 조립체 탭(20)들 및 상기 점화가능한 브릿지(22)들 둘 다는 상기 대규모 결합영역(26) 내에 포함된다. 상기 조립체(24)의 주연부 주변에 배치된 화살표들은 상기 조립체(24)에 연관된 복수의 점화 또는 반응개시점들을 나타낸다.
도 4는 땜납 조립체 탭(20)들 및 점화가능한 브릿지(22)들에 의하여 배치되고 그리고 연결되어 두 구성요소 본체(도시하지 않음)들 사이에서 대규모 결합영역(26)을 커버하는 반응성복합물질시트 조립체(24)를 형성하는 다수의 연접하는 반응성복합물질시트(12)들의 제2의 예시적인 배열이 도시되어 있다. 도 4에 나타낸 배치에 있어서, 상기 땜납 조립체 탭(20)들은 상기 대규모 결합영역(26) 내에 포함되는 반면, 상기 점화가능한 브릿지(22)들은 상기 대규모 결합영역(26)의 외측에 위치된다. 상기 대규모 결합영역(26)의 외측에 상기 점화가능한 브릿지(22)들을 위치시키는 것에 의하여, 상기 점화가능한 브릿지(22)들은 상기 대규모 결합영역(26) 내에서는 가능하지 않은 테이프 또는 다른 수단으로 상기 조립체(24)의 상기 시트(12)들에 부착될 수 있다. 따라서 상기 조립체(24)의 상기 주연부 주변에 배치되어 다수의 점화 또는 반응개시점들을 표시하는 상기 화살표들에 의해 표시되는 바와 같이, 상기 결합영역들을 점화시키기 위한 것과 마찬가지로 상기 조립체(24) 내에서 상기 시트(12)들을 고정시키기 위한 것으로서 사용될 수 있다.
대규모 결합영역(26) 내에서는, 가압에 의하여 또는 소량의 접착제로 상기 조립체(24)의 상기 시트(12)들에 상기 땜납탭(20)들이 고정될 수 있다. 합금작용(alloying)과 관련한 우려로 인하여 상기 탭(20)으로서 상기 연결 내에서의 가융성물질로서 사용된 상기 땜납 물질과 다른 땜납 물질을 사용하는 것이 바람직하지 않은 경우, 원하는 땜납의 작은 탭들이 상기 반응성시트들에 바람직하게는 접착제의 양을 최소화하여 부착시킬 수 있다.
도 5에는 땜납 조립체 탭(20)들 및 점화가능한 브릿지(22)들에 의하여 배치되고 그리고 연결되어 두 구성요소 본체(도시하지 않음)들 사이에서 대규모의 선형 결합영역(30)을 커버하는 반응성복합물질시트 조립체(24)를 형성하는 다수의 연접하는 반응성복합물질시트(12)들의 제3의 예시적인 배열이 도시되어 있다. 상기 점화가능한 브릿지(22)들은 이들이 연결영역(joint region) 내에 위치되는 경우, 접착제 또는 땜납 물질의 작은 조각들로 상기 반응성시트(12)들에 부착될 수 있으며, 이들이 연결영역 외부에 위치되는 경우, 접착테이프로 부착될 수 있다.
당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 상기 대규모 결합영역(26) 또는 대규모의 선형 결합영역(30)들의 크기 및 배치에 따라 도 3, 도 4 및 도 5들에 나타낸 여러 조립체(24)들을 포함하는 다수의 반응성복합물질시트(12)들이 변형될 수 있음은 인식할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 반응성복합물질시트(12)들은 인접하는 시트(12)들 사이의 간격(G), 특히 상기 결합영역의 모서리들에 평행한 간격(G)이 가능한 한 상기 결합영역의 내부로부터 멀어지도록 하는 방법으로 상기 조립체(24) 내에 배치된다. 유사하게, 상기 조립체(24)가 상기 결합영역 내에 위치 되는 동안에 안정한 배치로 고정되고 그리고 반응들이 상기 조립체(24)의 상기 시트(12)들 사이에서 대체로 빠르고 그리고 균일한 방법으로 전개될 수 있다고 가정하는 경우, 상기 탭(20) 및 점화브릿지(ignition bridge)(22)들의 배치 및 숫자는 특정의 적용예 및 상기 조립체(24)의 형상에 따라 달라질 수 있음은 이해될 수 있는 것이다.
조립 탭(assembly tabs)(20)들 대신으로, 점화브릿지(22)로의 둘 또는 그 이상의 반응성복합물질시트(12)들의 조립체(24)가 도 6에 나타낸 바와 같이 땜납 또는 놋쇠 등과 같은 가융성물질의 층(32A, 32B)들 사이에서 패키지(package ; 내포(encapsulate))로 될 수 있다. 이러한 패키지화(packaging)는 상기 가융성물질층(32A, 32B)들과 반응성복합물질시트(12)들의 상기 조립체(24)가 하나의 단위체로 취급될 수 있도록 하는 것을 허용하여 결합영역 내에서의 배치를 돕도록 한다. 상기 반응성복합물질시트(12)들은 압연(rolling), 가압(pressing) 또는 상기 패키지화가 구조적으로 고정되도록 하는 것을 확실하게 하는 다른 적절한 수단들에 의하여 상기 가융성물질층(32A, 32B)들에 결합될 수 있다.
가융성물질층(32A, 34B)들과 함께 또는 이들 없이 일단 상기 조립체(24)가 형성되면, 이는 연결될 상기 구성요소(10A, 10B)들 사이에서 상기 결합영역(26) 내에 위치된다. 도 2의 블록(C)에서 나타낸 바와 같이, 서로 연결될 상기 구성요소(10A, 10B)들이 서로 가압되어 상기 결합영역(26) 위로 대체로 균일한 압력을 제공하도록 한다. 예를 들면, 수압식 가압기(haudraulic press) 또는 기계식 가압기(mechanic press) 등과 같은 다양한 기구들 및 방법들이 활용되어 상기 구성요 소(10A, 10B)들 사이에서 상기 결합영역(26) 위로 대체로 균일한 압력을 달성하도록 할 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 구성요소(10A, 10B)들은 한 쌍의 압반(platens)(36A, 36B)들 사이에 적절한 스페이서(spacers)(34)들과 함께 위치될 수 있다. 상기 스페이서(34)들의 선택 및 그 결과로서 상기 결합영역(26) 내에 형성된 결합에 대한 영향을 이하에서 상세히 설명한다. 고무시트(rubber sheet) 등과 같은 선택적인 컴플라이언트층(compliant layer)(38)은 하나의 구성요소(10A 또는 10B)와 인접하는 가압기 압반 사이에서 상기 구성요소 배치 내에 위치되어 상기 연결공정 동안에 상기 구성요소(10A, 10B)들의 외부 표면들과 상기 가압기 압반(36A, 36B)의 표면들 상에서의 임의의 결함(imperfections)들을 보충하도록 할 수 있다. 자동 압력 조절(automatic pressure control)이 가능한 수압식 가압기에 의하는 것 등과 같은 임의의 적절한 수단들에 의하여 상기 가압기 압반(36A, 36B) 에 압력이 가해진다.
도 2의 블록(D)에 나타낸 바와 같이, 마지막 단계는 상기 조립체(24)를 포함하는 상기 반응성복합물질시트(12)들을 점화시키는 것이다. 대규모의 면적을 결합시키는 경우, 도 3 및 도 4에서 점화점 화살표들에 의하여 나타낸 것과 같이 상기 조립체(24)의 주연부 모서리 주변의 여러 지점들에서 상기 반응성복합물질시트(12)들을 대칭적으로 점화시키는 것이 유리하다. 계속해서, 상기 결합영역(26) 외부 모서리들을 가지지 않는 내부의 시트(12)들이 앞서 기술한 바와 같은 상기 조립체(24) 내의 상기 점화브릿지(22)들을 가로지르는 상기 반응의 전개에 의하여 점화된다. 조립체(24) 내에서의 상기 시트(12)들의 동시적인 점화는 도 8에 나타낸 바 와 같은 전기적인 충격(electrical impulse)의 동시적인 적용 또는 레이저 충격(laser impulse), 유도가열(induction), 마이크로파 방사(microwave radiation) 또는 초음파 에너지(ultrasonic energy) 등에 의하여 편리하게 발휘될 수 있다.
당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 상기 점화점들에로의 점화에너지의 동시적인 전달이 가능한 다양한 기구들이 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 매 점화점에 연계된 커패시터(capacitor)와 스위치로 이루어지는 전기적인 회로가 사용될 수 있다. 상기 스위치들 전체는 상기 커패시터들이 동시적으로 충전 및 방전하도록 하는 방법으로 하나의 마스터스위치(master switch)에 의하여 제어된다. 전기적 펄스는 상기 커패시터로부터 상기 스위치를 통하여 상기 반응성복합물질시트(12)들 상의 상기 점화점들에로 그리고 상기 압반(36A, 36B)을 통하여 전기적 접지(electrical ground)까지 이동하면서 상기 조립체(24) 내의 상기 시트(12)들을 점화시키고 그리고 궁극적으로는 상기 구성요소(10A, 10B)들 사이에 결합을 형성시킨다. 달리, 단일의 대용량 커패시터와 스위치가 병렬로 상기 점화점들 모두에 연결되어 에너지가 상기 커패시터로부터 동시적으로 상기 조립체(24) 주변의 모든 점화점들에로 방전되도록 하여 각 시트(12)를 점화시키도록 할 수 있다.
상기 결합 공정 동안에, 상기 조립체(24) 내의 상기 시트(12)들의 점화에 후속하여 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들 사이의 불균일한 하중분포(non-uniform load distribution)가 공기 간격(air gaps ; 공극(voids))들이 존재하는 낮은 품질의 결합이라는 결과를 가져올 수 있다. 불균일한 하중분포는 전형적으로는 하중 메카니즘(loading mechanism)의 상기 가압기 압반(36A, 36B)들이 상기 결합영역(26)의 크기와 비교하여 명백하게 훨씬 크거나 작은 경우에 발생된다. 이러한 문제는 연결될 하나 또는 그 이상의 상기 구성요소(10A, 10B)들이 상대적으로 얇은 경우에는 더 악화될 수 있다. 상기 가압기 압반(36A, 36B)들이 상기 결합영역(26)의 크기에 비해 큰 경우, 상기 결합영역(26)의 주연부 모서리 근처의 압력이 상기 결합영역(26)의 중심부 근처의 압력 보다 더 크게 되는 결과를 가져오며, 그에 따라 상기 결합영역(26)의 중앙부 근처에 공극들이 형성될 수 있다. 이는 도 9에 나타난 결합영역(26)의 평면 초음파 음향영상 또는 씨-스캔(C-scan)의 중심부 근처에서 볼 수 있는 백색영역들로 나타난다.
역으로, 상기 가압기 압반(36A, 36B)들이 상기 결합영역(26)에 비해 작은 경우, 상기 결합영역(26)의 상기 중심부 근처의 압력은 상기 결합영역(26)의 상기 주연부 모서리 근처의 압력 보다 더 크며, 따라서 도 10에 나타난 결합영역(26)의 평면 초음파 음향영상 또는 씨-스캔의 주연부 모서리들 근처에서 볼 수 있는 백색영역들로 나타난 바와 같이 공극들이 상기 주연부 모서리들 주변에 나타날 수 있다.
상기 가압기 압반(36A, 36B)들로부터 상기 결합영역(26)에로 일정한 방법으로 하중을 분포시키기 위하여는, 상기 결합영역(26)에 일치하는 크기를 갖는 하나 또는 그 이상의 스페이서플레이트(34)들이 상기 구성요소(10A, 10B)들과 상기 압반 또는 압반(36A, 36B)들 사이에 위치된다. 상기 스페이서플레이트 또는 스페이서플레이트(34)들에 대한 이상적인 두께는 순차적인 공정들에 의해 결정될 수 있으며, 여기에서 어떠한 스페이서플레이트 또는 스페이서플레이트(34)들의 사용 없이 시험 결합(test bond)이 초기에 형성된다. 그 결과의 구성요소(10A, 10B)들 사이의 결합이 평가되어 공극들의 존재를 확인하도록 한다. 상기 가압기 압반(36A, 36B)들이 상기 결합영역(26) 보다 더 큰 적용예들에 대해서는, 상기 결합의 품질은 상기 결합영역의 전 면적에 대한 상기 결합영역(26)의 중심부 1/4 내의 공동화된 영역(voided area)의 비율로 특징지워질 수 있다. 상기 공동화된 영역을 감소시키기 위하여는, 결합 공정에 대하여 결합영역에 대한 공동화된 영역들의 원하는 비율이 달성될 때까지 별도의 결합 시험 절차들에서 구성요소(10A, 10B)들 사이에 점점 더 증가하는 두께의 스페이서플레이트(34)들이 사용된다. 바람직하게는, 상기 스페이서플레이트(34)의 두께는 상기 원하는 비율이 달성될 때까지 각 결합 시험 절차들 사이에서 2배수화된다.
상기 절차는 모서리 공극들이 없거나 또는 단지 제한된 수의 모서리 공극들만을 갖는 것이 허용되는 대규모 연결 응용예들을 위하여 변형될 수 있다. 이들 응용예들에 대하여는, 전체 연결 영역에 대한 상기 결합영역(26)의 1/4 내의 공동화된 영역의 비율로서 정의되는 바와 같은 모서리 공극들의 백분율이 앞서 기술한 바에 따라 추구될 수 있다. 만일 상기 스페이서플레이트의 두께를 2배수화하는 과정에 의해 중앙의 공극들의 수용가능한 백분율 및 모서리 공극들의 부재(없음)라는 결과가 얻어지는 경우, 판의 두께가 얻어지게 된다. 반면에, 상기 과정이 중앙의 공극들의 수용가능한 백분율 이내이기는 하나 모서리 공극들에서 약간의 비율이 검출되는 결과를 가져오는 경우, 상기 스페이서플레이트의 두께는 해당 스페이서플레이트와 앞서의 스페이서플레이트의 두께들의 평균 두께로 감소되어야 한다. 이 과 정은 소정의 두께를 갖는 스페이서플레이트(34)가 최소량의 중앙 공극들 및 원하는 양의 모서리 공극들의 결과를 가져올 때까지 반복된다. 도 11에서 나타난 결합영역(26)의 평면 초음파 음향영상 또는 씨-스캔의 중앙부 근처의 작은 백색영역 및 주연부 모서리들 근처에서 볼 수 있는 임의의 백색영역들의 대체적인 부재로 나타난다.
상기 가압기 압반(36A, 36B)들이 상기 결합영역(26)에 비해 작은 응용예들에 대하여는, 상기 결합영역의 전체 면적에 대한 상기 결합영역(26)의 외측 1/4 내의 공동화된 영역의 비율로서 상기 결합 품질이 특징지워질 수 있다. 상기 공동화된 영역을 감소시키기 위해서는, 결합 공정에 대하여 결합영역에 대한 공동화된 영역들의 원하는 비율이 달성될 때까지 별도의 결합 시험 절차들에서 구성요소(10A, 10B)들 사이에 점점 더 증가하는 두께의 스페이서플레이트(34)들이 사용된다. 바람직하게는, 상기 스페이서플레이트(34)의 두께는 상기 원하는 비율이 달성될 때까지 각 결합 시험 절차들 사이에서 2배수화된다.
대규모 결합영역(26)에 걸쳐 구성요소(10A, 10B)들을 연결시키기 위한 본 발명의 방법들을 이하의 6개의 실시예들로 더 상술한다.
실시예 1
이 실시예에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같은 결합영역(26)의 주연부 모서리들 내측으로 상기 조립체(24) 상에 반응성브릿지 또는 점화브릿지(22)들 및 조립체 탭(20)들이 위치되었다. 도 7의 일반적인 배치로 나타낸 바와 같이, 상기 여러 구성요소들이 니켈 디스크 구성요소(10A)(0.2인치 두께) 및 황동 디스크 구성요 소(10B)(0.6인치 두께)사이에 형성될 결합영역(26)을 갖는 가압기 압반(36A, 36B)들 사이에서 조립되었다. 상기 결합영역(26)은 17.7인치의 외경 및 246평방인치(in2)의 면적을 갖는 원형이다. 주석-납 땜납(tin-lead solder) 등과 같은 가융성물질의 층(32A, 32B)들이 상기 니켈 및 황동 구성요소 본체(10A, 10B)들에 사전적용되었다. 상기 결합영역(26)에 대한 적용범위(커버리지(coverage))를 제공하기 위하여, 도 3에 나타낸 바와 같은 조립체(24)로서 간격(G)을 가로질러 12개의 인듐 땜납 탭(indium solder tabs)(20)들 전체를 가압하는 것에 의하여 16개의 반응성복합물질시트(12)들(니켈-알루미늄, 80㎛, 반응 속도 7m/s)이 사전조립되었다. 상기 갭(G)들을 가로지르는 반응 전개를 확실하게 하기 위하여, 6개의 반응성 박막 점화브릿지(reactive foil ignition bridges)(22)들이 상기 결합영역(26) 내에서 상기 갭(G)을 가로질러 부착되었다. 인듐 땜납의 작은 조각들이 부가적으로 사용되어 상기 반응성 박막 점화브릿지(22)들을 상기 반응성복합물질시트(12)들에 부착되도록 하였다.
상기 황동 디스크 구성요소(10B)가 상방으로 면하는 주석-납 땜납(32B)의 사전적용(pre-applied)된 층에 대한 편평한 면 상에 위치시켰다. 상기 조립체(24)의 상기 부분들은 상기 황동 디스크(10B)의 상단 상의 최소 분리 간격(G)으로 서로에 대해 인접하게 위치시켜 이들이 상기 결합영역(26)을 완전히 덮도록 하였다. 상기 니켈 디스크(10A)를 상기 조립체(24) 내에서 상기 반응성복합물질(니켈-알루미늄, 80㎛, 반응 속도 7m/s)(12)들과 접촉하도록 하여 아래로 면하는 주석-납 땜납(32A) 의 사전적용된 층에 대한 반응성 다층 박막 위에 적용시켰다. 0.75인치의 두께와 17.7인치의 직경을 갖는 하나의 알루미늄 스페이서플레이트(34)를 상기 니켈 디스크(10A) 위로 그리고 그에 정렬되도록 위치시켰다. 상기 스페이서 두께는 서로 다른 크기를 갖는 스페이서플레이트들에 대하여 여러 연결들을 만드는 것에 의하여 앞서 기술한 공정을 사용하여 미리 결정되었다. 일치하는 표면적을 갖는 단단한 고무(hard rubber)(38)의 박층(thin layer)이 상기 알루미늄 스페이서플레이트(34) 위에 위치되어 상기 황동 및 니켈 디스크(10A, 10B)들의 외측 표면들 및 연결 동안에 하중을 적용시키는 데 사용된 가압기의 상기 압반(36A, 36B)들의 표면들 상의 임의의 불균일함을 수용하도록 하였다. 상기 전체 배치를 수압식 가압기에로 옮기고 여기에서 107,000파운드(lbs)의 하중을 상기 배치에 적용시켰다. 계속해서 상기 조립체(24)의 상기 시트(12)들을 도 3의 화살표들로 표시한 주연부 주위의 12개의 점화점들에 전기적으로 동시적으로 점화시켰으며, 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들을 서로 결합시키는 결과를 낳았다.
실시예 2
이 실시예에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 조립체 탭(20)들을 결합영역(26)의 주연부 모서리들 내측으로 조립체(24) 상에 위치시키는 한편으로 상기 반응성 또는 점화브릿지(22)들을 상기 결합영역(26)의 상기 주연부 모서리들 외측으로 위치시켰다. 도 7의 일반적인 배치로 나타낸 바와 같이, 상기 여러 구성요소들이 니켈 디스크 구성요소(10A)(0.2인치 두께) 및 황동 디스크 구성요소(10B)(0.6인치 두께)사이에 형성될 결합영역(26)을 갖는 가압기 압반(36A, 36B)들 사이에서 조 립되었다. 상기 결합영역(26)은 17.7인치의 외경 및 246평방인치의 면적을 갖는 원형이다. 위의 실시예 1에 대한 것과 마찬가지로, 주석-납 땜납 등과 같은 가융성물질의 층(32A, 32B)들이 상기 니켈 및 황동 구성요소 본체(10A, 10B)들에 사전적용되었다. 상기 결합영역(26)에 대한 적용범위를 제공하기 위하여, 도 4에 나타낸 바와 같은 조립체(24)로서 간격(G)을 가로질러 3개의 인듐 땜납 탭(20)들 전체를 가압하는 것에 의하여 8개의 반응성복합물질시트(12)들이 사전조립되었다. 상기 갭(G)들을 가로지르는 반응 전개를 확실하게 하기 위하여, 8개의 반응성 박막 점화브릿지(22)들이 상기 결합영역(26) 외측에서 상기 갭(G)을 가로질러 부착되었다. 고온 테이프(high temperature tape ; 캡톤®(Kapton®))의 작은 조각들이 사용되어 상기 점화브릿지(22)와 상기 반응성복합물질시트(12)들 간의 부착을 제공하고 그리거 상기 조립체(24)의 구조적인 지지를 제공하는 목적으로 더 기능하도록 하였다.
다음으로, 상기 황동 디스크 구성요소(10B)가 상방으로 면하는 주석-납 땜납(32B)의 사전적용된 층에 대한 편평한 면 상에 위치시켰다. 상기 조립체(24)의 상기 부분들은 상기 황동 디스크(10B)의 상단 상의 최소 분리 간격(G)으로 서로에 대해 인접하게 위치시켜 이들이 상기 결합영역(26)을 완전히 덮도록 하였다. 상기 니켈 디스크(10A)를 상기 조립체(24) 내에서 상기 반응성복합물질(12)들과 접촉하도록 하여 아래로 면하는 주석-납 땜납(32A)의 사전적용된 층에 대한 반응성 다층 박막 위에 적용시켰다. 0.75인치의 두께와 17.7인치의 직경을 갖는 하나의 알루미 늄 스페이서플레이트(34)를 상기 니켈 디스크(10A) 위로 그리고 그에 정렬되도록 위치시켰다. 상기 스페이서 두께는 서로 다른 크기를 갖는 스페이서플레이트들에 대하여 여러 연결들을 만드는 것에 의하여 앞서 기술한 공정을 사용하여 미리 결정되었다. 일치하는 표면적을 갖는 단단한 고무(38)의 박층이 상기 알루미늄 스페이서플레이트(34) 위에 위치되어 상기 황동 및 니켈 디스크(10A, 10B)들의 외측 표면들 및 연결 동안에 하중을 적용시키는 데 사용된 가압기의 상기 압반(36A, 36B)들의 표면들 상의 임의의 불균일함을 수용하도록 하였다. 상기 전체 배치를 수압식 가압기에로 옮기고 여기에서 107,000파운드의 하중을 상기 배치에 적용시켰다. 계속해서 상기 조립체(24)의 상기 시트(12)들을 도 4의 화살표들로 표시한 주연부 주위의 16개의 점화점들에 전기적으로 동시적으로 점화시켰으며, 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들을 서로 결합시키는 결과를 낳았다.
실시예 3
이 실시예에 있어서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 조립체 탭(20) 및 점화브릿지(22)들을 조립체(24) 상에 두 가지 모두 결합영역(26)의 주연부 모서리들의 내측 및 외측들 모두에 위치시켰다. 도 7에 나타낸 일반적인 배치에 따라, 0.3인치(0.3") 두께의 구리합금 디스크(10A) 및 0.5인치 두께의 구리합금 디스크(10B)로 이루어지는 구성요소 본체(10A, 10B)들을 상기 결합영역(26) 내에서 상기 조립체(24)와 함께 배치시켰다. 상기 결합영역(26)은 13인치의 외경 및 133평방인치의 면적을 갖는 원형이다. 주석-납 땜납이 가융성물질층(32A, 32B)들로 사용되었다. 시트 간격(G)들을 가로질러 4개의 인듐 땜납 탭(20)들을 가압하는 것에 의하여 도 12에 나타낸 상기 조립체 배치(24) 내에서 9개의 반응성복합물질시트(12)들이 사전조립되었다. 상기 갭(G)들을 가로지르는 반응 전개를 확실하게 하기 위하여, 10개의 반응성 점화브릿지(22)들을 임계 경계(critical boundaries)들에, 2개를 상기 결합영역(26) 내에 그리고 8개를 상기 결합영역(26)의 외측에 부착시켰다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 0.5인치 구리 디스크(10B)를 바닥에 그러나 그 아래의 선택적인 스페이서플레이트(34)는 없이, 그리고 계속해서 상기 조립체(24)를 상기 결합영역(26) 내에 위치시키고 그리고 계속해서 0.3인치 구리 디스크(10A)를 상단에 위치시키도록 여러 구성요소들을 배치시켰다. 하나의 알루미늄 스페이서플레이트(34)를 0.3인치 두께의 구리 디스크(10A) 위로 그리고 그에 정렬되도록 위치시켰다. 일치하는 표면적을 갖는 단단한 발포체(foam)가 상기 컴플라이언트층(78)로서 기능하였다. 상기 전체 배치를 수압식 가압기에로 옮기고 여기에서 상기 가압기에 의해 57,850파운드의 하중을 상기 조립체(24)에 적용시켰다. 상기 반응성복합물질시트(12)들을 도 12의 화살표들로 표시한 바와 같이 상기 주연부 주위에 균일하게 이격된 12개의 지점들에서 전기적으로 동시적으로 점화시켜 결합 형성 반응을 개시시켰다.
그 결과의 연결된 조립체를 초음파적으로(음파적으로) 스캐닝을 수행하여 상기 결합의 품질을 결정하였다. 상기 결합영역(26)의 주연부 모서리들에 인접한 밝은 백색영역들로 나타나는 공극들로 알려진 포획된 공기를 포함하는 좋지 않은 결합 품질의 영역들을 갖는 대표적인 음파스캔(acoustic scan)을 도 13에 나타내었다. 전체 결합영역의 백분율로서 측정된 공극 함량(void content)은 1% 이하로 고 품질의 결합을 나타내고 있다. 도 13의 검은선들은 상기 연결 공정 동안에 용융된 땜납에 의해 채워진 반응성복합물질의 개개 시트들 사이의 균열(cracks)들 또는 간격들을 나타낸다. 곧지 않은 검은선들은 상기 연결 동안에 반응성복합물질시트들이 반응함에 따라 상기 시트들의 용적 수축으로 인하여 발생하는 상기 반응성복합물질의 개개 시트들의 균열에 기인하는 것이다. 반응성 다층 박막의 개개 조각들 사이에 채워진 간격들은 곧은선들이고 그리고 결합에 앞서 상기 조립체(24) 내로 사전조립된 상기 반응성복합물질의 개개 시트들의 패턴을 나타내고 있다.
실시예 4
이 실시예에 있어서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 반응성복합물질시트(12)의 조립체(24)가 사각형의 결합영역(26) 내에 위치되는 조립체 탭(20)들과 함께 그리고 상기 사각형의 결합영역(26)의 주연부 모서리들의 외측에의 점화브릿지(22)들과 함께 배치되었다. 결합될 상기 구성요소(10A, 10B)들은 0.5인치 두께의 알루미늄의 사각형의 판(10A) 및 0.5인치 두께의 티타늄-알루미늄-바나듐 합금의 사각형의 판(10B)들로 이루어진다. 상기 결합영역(26)은 12인치의 측면 길이 및 144평방인치의 면적을 갖는 사각형을 한정한다. 상기 두 개의 구성요소(10A, 10B)들 상의 가융성층(32A, 32B)들을 제공하는 데 주석-은 땜납(tin-silver solder)가 사용되었다. 상기 시트(12)들 사이의 간격(G)을 가로질러 두 개의 인듐 땜납 탭(20)들을 가압하는 것에 의하여 도 14에 나타낸 패턴으로 6개의 동등한 크기의 반응성복합물질시트(12)들을 사전조립하였다. 상기 갭(G)들을 가로지르는 반응 전개를 확실하게 하기 위하여, 6개의 반응성 다층 박막 점화브릿지(22)들을 상기 결합영역(26) 외측의 임계 경계들에 부착시켰다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 0.5인치 두께 및 12인치 측면을 갖는 알루미늄으로 된 사각형의 스페이서플레이트(34)를 편평한 표면 상에 위치시켰다. 계속해서 상기 티타늄 합금 구성요소(10B), 반응성 다층 박막 조립체(24) 및 알루미늄 구성요소 본체(10A)들을 상기 스페이서플레이트(34)의 상단 상에 위치시켰다. 제1스페이서플레이트와 동일한 규격의 제2의 사각형의 알루미늄 스페이서플레이트(34)를 상기 알루미늄 구성요소 본체(10A) 상에 그리고 그에 정렬시켜 위치시켰다. 단단한 고무의 박층이 상기 제2의 스페이서플레이트(34) 상에 위치되어 컴플라이언트층(38)로서 기능하였다. 상기 전체 조립된 배치를 수압식 가압기에로 옮기고 여기에서 상기 가압기 압반(36A, 36B)들에 의해 62,640파운드의 하중을 상기 조립된 배치에 적용시켰다. 상기 반응성복합물질시트(12)들을 도 14의 화살표들로 표시한 바와 같이 주위의 균일하게 이격된 10개의 지점들에서 전기적으로 동시적으로 점화시켜 상기 구성요소(10A, 10B)들 사이에서의 결합 반응의 결과를 낳았다.
그 결과의 상기 구성요소 본체(10A, 10B)들 사이의 연결을 초음파적으로 스캐닝하여 상기 결합의 품질을 결정하였다. 음파스캔을 도 15에 나타내었다. 전체 결합영역의 백분율로서 측정된 공극 함량은 1% 이하로 고품질의 결합을 나타내고 있다. 도 15의 검은 수평선 및 수직선들은 상기 연결 공정 동안에 용융된 땜납에 의해 채워진 반응성복합물질의 개개 시트들 사이의 간격들을 나타낸다. 따라서 상기 초음파 씨-스캔으로부터 반응성복합물질의 6개의 시트들이 상기 두 구성요소 본체(10A, 10B)들을 효과적으로 연결한다는 것이 명백하게 관측될 수 있었다.
실시예 5
이 실시예에 있어서는, 반응성복합물질시트(12)들의 조립체(24)가 도 16에서 계통적으로 나타낸 바와 같이 한 세트의 이산된 구성요소 타일(a set of discrete component tiles)(40A 내지 40F)들의 동시적인 연결에 활용되었다. 상기 이산된 구성요소 타일(40A 내지 40F)들은 탄화붕소((B4C)로 이루어지고, 6.25인치의 길이와 6인치의 폭 그리고 0.25인치의 두께의 규격을 갖는다. 상기 단일의 기본 구성요소 본체(42)는 26.25인치의 길이와 7.25인치의 폭 및 0.31인치의 두께의 전체 규격을 갖는 구리플레이트를 포함한다. 상기 결합영역(26)은 25인치의 길이, 6인치의 폭 및 150입방인치의 면적의 직사각형 형상을 갖는다. 상기 구리 플레이트(42) 및 개개 탄화붕소 타일(40A 내지 40F)에 사전적용된 주석-은 땜납의 층들은 가융성물질층(32A, 32B)들로서 작용한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 6개의 반응성복합물질시트(12)들은 상기 결합영역(26)의 외측의 상기 시트(12)들 사이의 간격들을 가로지르는 10개의 반응성 다층 박막 점화 브릿지(22)들로의 테이핑(taping ; 테이프로 접착시키는 것) 하는 것에 의하여 하나의 조립체(24) 내로 사전조립되어 상기 시트(12)들 모두의 동시적인 점화의 가능성을 증가시키도록 하였다. 상기 구리 플레이트(42)는 상방으로 면하는 주석-은 땜납(32B)의 층에 대한 편평한 표면 상에 위치되었다. 상기 조립체(24)를 상기 구리 플레이트(42)의 상단 상에 위치시켜 상기 결합영역(26)을 완전히 덮도록 하였다. 주석-은 땜납(32A)을 층들이 아래로 향하도록 하여 상기 조립체(24)의 상기 시트(12)들과 접촉하도록 하여 각 탄화붕소 타 일(40A 내지 40F)들을 원하는 배치로 상기 조립체(24) 위에 위치시켰다. 본 실시예에 있어서, 상기 탄화붕소 타일(40A 내지 40F)들은 도 16에 나타낸 바와 같이 끝에서 끝까지 서로에 대해 접촉하여 하여 그리고 상기 사각형의 결합영역(26)에 정렬되도록 하여 위치시켰다. 상기 결합영역(26)의 형상괴 일치하는 단단한 고무의 박층으로 이루어지는 컴플라이언트층(38)이 상기 탄화붕소 타일(40A 내지 40F)들 위에 위치되었다. 하나의 알루미늄 스페이서플레이트(34)가 상기 컴플라이언트층(38) 상에 위치되고 그리고 상기 결합영역(26)에 대해 정렬되었다. 상기 전체 배치를 수압식 가압기에로 옮기고 여기에서 상기 가압기 압반(36A, 36B)들에 의해 65,250파운드의 하중을 상기 배치에 적용시켰다. 상기 반응성복합물질시트(12)들을 상기 점화브릿지(22)들 각각 및 상기 조립체(24)의 각 단부에 있는 점화브릿지들에 대응하는 균일하게 이격된 12개의 지점들에서 전기적으로 동시적으로 점화시켜 상기 구리 플레이트(42)와 상기 탄화붕소 타일(40A 내지 40F)들 사이에서의 결합 반응의 결과를 낳았다.
실시예 6
이 실시예에 있어서는, 반응성복합물질시트(12)들의 조립체(24)가 도 17에서 나타낸 바와 같이 2개의 만곡된 구성요소 본체(44A, 44B)들을 마주하는 비-평면(만곡된)의 표면들 상에서 결합시키는 데 활용되었다. 특히, 0.015인치의 두께를 갖는 만곡된 강철시트를 포함하는 구성요소 본체(44A)를 만곡된 탄화붕소 타일을 포함하는 구성요소 본체(44B)에 결합시켰다. 상기 결합영역은 규칙적인 형상으로 제한되지는 않았으며, 대략 111평방인치의 표면적을 가졌다. 주석-은 땜납의 가융성 층(32A, 32B)들이 상기 강철시트 및 상기 탄화붕소 타일에 사전적용되었다. 불규칙하게 만곡된 결합영역(26)의 외측의 간격(G)들을 가로질러 그리고 테이핑하고 그리고 2개의 인듐 땜납 탭들을 상기 결합영역(26)의 내측의 간격(G)들을 가로질러 가압하는 것에 의하여 6개의 반응성 다층 박막 점화 브릿지(22)들을 조립체(24) 내로 사전조립하였다. 상기 탄화붕소 타일들을 상방으로 면하는 주석-은 땜납의 상기 가융성층(32B)과 함께 형상-맞춤 주형(form-fitting mold)(46) 상에 위치시켰다. 상기 형상-맞춤 주형(46)은 고무의 컴플라이언트층(38)으로 덧대어져서 표면 결함들을 수용하도록 하였다. 각 3인치의 폭의 4개의 조각들을 포함하는 은-주석-티타늄 땜납(S-Bond®)으로 이루어지는 독립해 있는 가융성층(free-standing fusible layer)(48)이 상기 탄화붕소 타일(44B) 상에 위치되었다. 계속해서 상기 반응성복합물질 조립체(24)를 상기 독립해 있는 가융성층(48)의 상단 상에 위치시켜 불규칙하게 만곡된 결합영역(26)을 완전히 덮도록 하였다. 주석-은 땜납(32A)을 층들이 아래로 향하도록 하여 상기 강철시트(44A)가 다음의 상기 조립체(24)의 위에 위치되도록 하였다. 일치하는 형상-맞춤 주형(50)을 상기 강철시트(44A)의 위에 위치시키고, 그 전체 조립체를 수압식 가압기에로 옮겼다. 상기 가압기 압반(36A, 36B)들에 의해 상기 조립체에 32,000파운드의 하중을 적용시키고, 그리고 상기 결합영역(26)의 주연부 모서리들 주변에서 균일하게 이격된 10개의 지점들에서 전기적으로 동시적으로 점화시켜 상기 만곡된 불규칙한 결합영역을 통하여 결합 반응이 개시되도록 하였다.
본 발명의 관점으로부터 벗어남이 없이 앞서의 구성들 및 절차들에서 다양한 변형들이 이루어질 수 있기 때문에, 앞서의 상세한 설명 또는 첨부된 도면들에서 나타낸 모든 구성들은 설명을 위한 것으로 의도된 것이며 본 발명의 범위를 제헌하는 것이 아니다.
본 발명은 반응성 다층 박막(reactive multilayer foils) 등과 같은 반응성 복합 물질들을 이용하여 대규모의 결합 영역들 상에서 물질의 분체들을 연결하는 방법을 제공하고, 그러한 제품의 생산에 이용될 수 있다.

Claims (50)

  1. 제1구성요소 본체와 개개 부가의 구성요소 본체 사이에 적어도 하나의 반응성복합물질의 시트를 위치키는 단계; 및
    반응성복합물질의 하나의 시트의 표면적 보다 큰 표면적을 갖는 대규모의 결합영역에 걸쳐 상기 제1구성요소 본체와 상기 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체 사이에서 결합의 형성의 결과를 가져오는 발열반응을 상기 반응성복합물질의 시트 내에서 개시시키는 단계;
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대규모 결합영역이 반응성복합물질의 하나의 시트의 규격 보다 큰 대응하는 적어도 하나의 규격을 가지며, 상기 대응하는 적어도 하나의 규격이 길이 또는 폭인 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1구성요소 본체 및 각 부가의 구성요소 본체를 통하여 상기 적어도 하나의 반응성복합물질의 시트 상에 압력을 적용시키는 단계를 더 포함하며, 상기 압력이 상기 발열반응을 일으키기 이전 및 발열 반응을 일으키는 동안에 적용되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력을 적용하기 이전에 구성요소 본체의 근처에 적어도 하나의 스페이서플레이트를 위치시키는 단계를 더 포함하고, 상기 스페이서플레이트가 결합 형성 동안에 공극 형성을 교효시키는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1구성요소 본체와 상기 적어도 하나의 반응성복합물질의 시트 사이에 가융성물질의 층을 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 반응성복합물질의 시트와 상기 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체들 각각 사이에 가융성물질의 층을 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1구성요소 본체와 개개 부가의 구성요소 본체 사이에 반응성복합물질의 적어도 하나의 층을 위치시키는 단계에 앞서 가융성물질의 적어도 2개의 층들 사이에 반응성 복합물질의 적어도 하나의 층을 내포시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치시키는 단계가 다수의 인접하는 반응성복합물질의 시트들을 상기 제1구성요소 본체 및 개개 부가의 구성요소 본체들 사이에 위치시키는 단계를 더 포함하며,
    여기에서 상기 발열반응이 상기 다수의 인접하는 시트들 각각에서 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    다수의 인접하는 반응성복합물질의 시트들 내에서의 상기 발열반응이 실질적으로 동시적으로 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 다수의 인접하는 반응성복합물질의 시트들 사이에 적어도 하나의 점화브릿지를 위치시키는 단계를 더 포함하고 여기에서 상기 점화브릿지가 개시된 발열반응을 상기 인접하는 반응성복합물질의 시트들 사이에서 전달하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 점화브릿지가 반응성복합물질, 다층와이어, 반응성 화합물들의 느슨한 혼합물 및 반응성 화합물들의 조밀한 혼합물들 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 다수의 인접하는 반응성복합물질의 시트들 각각을 반응성복합물질의 조립체 내로 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 인접하는 반응성복합물질의 시트들 사이에 적어도 하나의 구조적 지지 탭을 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구조적 지지 탭이 가융성물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구조적 지지 탭이 개시된 발열반응을 상기 인접하는 반응성복합물질의 시트들 사이에서 전달하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    반응성복합물질의 인접하는 시트들의 연접하는 모서리들을 결합시켜 상기 조립체를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 17 항에 있어서,
    상기 연접하는 모서리들이 유기 접착제로 결합되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 17 항에 있어서,
    상기 연접하는 모서리들이 가융성물질로 결합되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열반응이 전기적인 전류로 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열반응이 전기적인 저항가열로 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열반응이 적어도 하나의 레이저 펄스로 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열반응이 유도가열로 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열반응이 마이크로파 에너지로 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열반응이 초음파 교란으로 개시되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반응성복합물질의 시트 내에서의 상기 발열반응을 개시시키는 단계가 상기 발열반응을 상기 적어도 하나의 반응성복합물질의 시트 내에서 다수의 점화점들에서 동시적으로 개시시키는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 발열반응이 상기 대규모 결합영역의 외측으로부터 중심부로 실질적으로 동시적인 방ㅂ버으로 전개되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  28. 청구항 1의 방법에 의하여 제1구성요소 본체와 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 연결체.
  29. 적어도 두 개의 구성요소 본체들 및 상기 적어도 두 개의 구성요소 본체들 사이의 결합영역 내에 위치되는 반응성복합물질의 다수의 시트들의 잔여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합된 구조물.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 반응성복합물질의 다수의 시트들 개개의 잔여부들이 상기 결합영역 내에서의 균일한 간격들에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 결합된 구조물.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 반응성복합물질의 다수의 시트들 개개의 잔여부들이 상기 결합영역의 외측으로부터 상기 결합영역의 중앙부에로 실질적으로 대칭인 반응 파면 전개 형태를 나타내는 것을 특징으로 하는 결합된 구조물.
  32. 조립체 내에서 각 인접하는 반응성복합물질시트들 사이에 적어도 하나의 점화브릿지를 연결시키는 단계;
    상기 다수의 반응성복합물질시트들 각각의 사이에 점화통로를 제공하는 단계;
    상기 조립체 내의 제1반응성복합물질시트 내에서 발열반응을 개시시키는 단계; 및
    상기 점화브릿지들 위로 상기 조립체 내에서 인접하는 반응성복합물질시트들 사이에서 상기 발열반응을 수행하는 단계;
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 다수의 반응성복합물질시트들의 조립체 내에서의 발열반응을 개시시키는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 발열반응이 상기 제1반응성복합물질시트에 결합된 점화브릿지의 점화로부터 상기 제1반응성복합물질시트 내에서 개시되는 것을 특징으로 하는 다수의 반응성복합물질시트들의 조립체 내에서의 발열반응을 개시시키는 방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 점화브릿지 각각이 반응성복합물질, 다층와이어, 반응성 화합물들의 느슨한 혼합물 및 반응성 화합물들의 조밀한 혼합물들 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 반응성복합물질시트들의 조립체 내에서의 발열반응을 개시시키는 방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 발열반응을 개시시키는 단계가 다수의 상기 반응성복합물질의 시트들 내에서 실질적으로 동시적으로 상기 발열반응을 개시시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 반응성복합물질시트들의 조립체 내에서의 발열반응을 개시시키는 방법.
  36. 제 32 항에 있어서,
    상기 발열반응을 개시시키는 단계가 반응성복합물질의 하나의 시트 내에서의 다수의 지점들에서 실질적으로 동시적으로 상기 발열반응을 개시시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 반응성복합물질시트들의 조립체 내에서의 발열반응을 개시시키는 방법.
  37. 적어도 하나의 결합수단에 의하여 연결된 적어도 2개의 인접하는 반응성복합물질의 시트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 결합수단이 구조적 지지 탭인 것을 특징으로 하는 조립체.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 구조적 지지 탭이 가융성물질로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 조립체.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 결합수단이 개시된 발열반응을 상기 인접하는 반응성복합물질의 시트들 사이에서 전달하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 결합 수단에 의 하여 연결된 적어도 2개의 인접하는 반응성복합물질의 시트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  41. 청구항 41은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 37 항에 있어서,
    상기 결합수단이 상기 인접하는 반응성복합물질의 시트들의 연접하는 모서리들 사이에서의 결합임을 특징으로 하는 조립체.
  42. 청구항 42은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 41 항에 있어서,
    상기 결합이 유기 접착제로 형성되는 것임을 특징으로 하는 조립체.
  43. 청구항 43은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 41 항에 있어서,
    상기 결합이 가용성물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  44. 청구항 1의 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 결합된 구조물.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 대규모 결합영역이 16평방인치 보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 결합된 구조물.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 대규모 결합영역이 4인치 보다 큰 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 결합된 구조물.
  47. 제1구성요소 본체 및 개개 부가의 구성요소 본체들 사이에 반응성복합물질의 적어도 하나의 시트를 위치시키는 단계; 및
    대규모 결합영역에 걸쳐 상기 제1구성요소 본체와 상기 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체 사이에서의 결합의 형성의 결과를 가져오는 발열반응이 상기 시트 상의 복수의 점화점들에서 상기 반응성복합물질의 시트 내에서 발열반응을 동시적으로 개시시키는 단계;
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  48. 제1구성요소 본체 및 개개 부가의 구성요소 본체들 사이에 반응성복합물질의 적어도 하나의 시트를 위치시키는 단계;
    상기 구성요소 본체들의 적어도 하나와 외부의 압력원 사이에 적어도 하나의 스페이서플레이트를 위치시키는 단계;
    상기 외부의 압력원으로부터 상기 대규모 결합영역에 압력을 적용시키는 단계; 및
    대규모 결합영역에 걸쳐 상기 제1구성요소 본체와 상기 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체 사이에서의 결합의 형성의 결과를 가져오는 발열반응이 상기 반 응성복합물질의 시트 내에서 발열반응을 개시시키는 단계;
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  49. 제 48 항에 있어서,
    기 적어도 하나의 스페이서플레이트가 상기 결합의 특성을 변경시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스페이서플레이트가 상기 결합 내의 공극들의 분포를 변경시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 대규모 결합영역에 걸쳐 제1구성요소 본체를 적어도 하나의 부가의 구성요소 본체에 결합시키는 방법.
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