KR20150101443A - Additives for improving the castability of aluminum-boron carbide composite material - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 알루미늄-붕소 카바이드 복합 물질에서 붕소와 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 제공한다. 상기 첨가물은 바나듐, 지르코늄, 니오븀, 스트론튬, 크로뮴, 몰리브데늄, 하프늄, 스칸듐, 탄탈럼, 텅스텐 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있으며, 주조성을 촉진시키기 위해, 주조 전에, 용융된 복합 물질의 유동성을 유지하기 위해 사용된다.The present disclosure provides an additive capable of undergoing a round off reaction with boron in an aluminum-boron carbide composite material. The additive may be selected from the group consisting of vanadium, zirconium, niobium, strontium, chromium, molybdenum, hafnium, scandium, tantalum, tungsten and combinations thereof and, prior to casting, It is used to maintain the fluidity of the material.

Description

알루미늄-붕소 카바이드 복합 물질의 주조성을 증대시키기 위한 첨가물{Additives for improving the castability of aluminum-boron carbide composite material}[0001] The present invention relates to an aluminum-boron carbide composite material,

관련 출원들에 대한 교차참조Cross-references to related applications

본원은 2012년 11월 19일자로 제출된 미국 임시특허출원 제61/727,949호로부터의 우선권을 주장하고 그 전체가 본원에 포함된다.This application claims priority from U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 727,949, filed November 19, 2012, the entirety of which is incorporated herein by reference.

기술 분야Technical field

본 발명은 포정 반응(peritectic reaction)으로부터 수득된 생성물을 갖는 주조 알루미늄/붕소 카바이드 복합 금속 매트릭스 물질의 유동성(fluidity)을 주조 전에 증가시키는 것에 관한 것이다. 반응 생성물은 붕소 카바이드의 붕소와 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 사용하여 수득된다.The present invention relates to increasing the fluidity of a cast aluminum / boron carbide composite metal matrix material having a product obtained from a peritectic reaction prior to casting. The reaction product is obtained using an additive capable of carrying out a round off reaction with boron of boron carbide.

용융된 Al-B4C 혼합물의 유동성을 증가시키기 위해, 미국특허 일련번호 7,562,962에 기재된 바와 같이, 티타늄이 부가될 수 있다. 티타늄이 용융된 알루미늄 금속 및 B4C 분말의 혼합물에 부가되는 경우, 반응 생성물은 B4C 입자의 계면 및 B4C 입자를 "해치는(poison)" 알루미늄 매트릭스 근처에서 형성된다. 반응 생성물은 알루미늄으로부터 B4C 입자를 차폐하는 것으로 교시된다.To increase the flowability of the molten Al-B 4 C mixture, titanium may be added, as described in U.S. Patent Serial No. 7,562,962. If the titanium is added to a mixture of a molten aluminum metal, and B 4 C powder, the reaction product is formed in the surface and particles of B 4 C B 4 C particles in the vicinity of "hatch (poison)" aluminum matrix. The reaction product is taught to shield B 4 C particles from aluminum.

주조 및 성형 전에 용융된 Al-B4C 혼합물의 적절한 유동성을 유지하는 수단 및 방법이 제공되는 것이 아주 바람직할 것이다. 상기 수단 및 방법은 산업적 현장에서 성형하고/하거나 주조할 수 있는 유동성을 바람직하게 제공하고/유지할 것이다.It would be highly desirable to provide means and methods for maintaining proper fluidity of the molten Al-B 4 C mixture before casting and molding. The means and methods will preferably provide / maintain fluidity that can be molded and / or cast in an industrial field.

간단한 요약A brief summary

본 개시내용은 알루미늄, 첨가물과 붕소 사이의 포정 반응의 생성물 뿐만 아니라 분산된 붕소 카바이드 입자를 포함하는 주조 복합 물질을 제공한다. 포정 반응의 생성물의 존재는 주조 전에 용융된 복합 물질의 유동성을 유지시키고 복합 물질의 주조성 및 성형을 촉진시킨다.The present disclosure provides a cast composite material comprising aluminum, a product of the entrapment reaction between the additive and boron, as well as dispersed boron carbide particles. The presence of the product of the roundness reaction maintains the flowability of the molten composite material prior to casting and promotes casting and molding of the composite material.

제 1 측면에서, 본 개시내용은 (i) 알루미늄, (ii) 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응의 생성물, (iii) 분산된 붕소 카바이드 입자 및 (iv) 임의로 티타늄을 포함하는 주조 복합 물질을 제공한다. 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐, 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조하기 전에, 가열된 후, 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 약 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사진다. 일 구현예에서, 샘플의 주조 길이는 적어도 190 mm이다. 또 하나의 구현예에서, 주조 복합 물질은 유지 시간 동안 유지되고 주조 시간 동안 주조되고, 여기서 유지 시간 및 주조 시간은 120 분에 달한다. 또 하나의 구현예에서, 포정 반응의 생성물은 용융된 알루미늄 또는 용융된 알루미늄 합금을 (붕소 카바이드 입자의 도입 전에) 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물과 배합하여 제공된다. 또 추가의 구현예에서, 첨가물은 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 스칸듐이다. 추가 구현예에서, 첨가물은 스트론튬이다. 또 추가의 구현예에서, 첨가물은 지르코늄이다. 일 구현예에서, 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)는 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 4% 내지 40%이다. 그와 같은 구현예에서, 첨가물의 농도 (w/w)는 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.47% 내지 8.00%일 수 있고, 임의로, 복합 물질은 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.50% 내지 4.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함할 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)는 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 4.5% 내지 18.9%이다. 그와 같은 구현예에서, 첨가물의 농도 (w/w)는 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.38% 내지 4.00%일 수 있고, 임의로, 주조 복합 물질은 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.40% 내지 2.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함한다. 또 하나의 구현예에서, 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)는 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 19.0% 내지 28.0%이다. 그와 같은 구현예에서, 첨가물의 농도 (w/w)는 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.68% 내지 6.00%일 수 있고, 임의로, 주조 복합 물질은 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.80% 내지 3.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함할 수 있다. 그 밖에 또 하나의 구현예에서, 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)는 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 25.0% 내지 28.0%이거나 28.0% 내지 33.0%이다. 그와 같은 구현예에서, 첨가물의 농도 (w/w)는 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.94% 내지 4.00%일 수 있고, 임의로, 주조 복합 물질은 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.00% 내지 2.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함할 수 있다.In a first aspect, the present disclosure provides a cast composite material comprising (i) aluminum, (ii) a product of an entrapping reaction between an additive and boron, (iii) dispersed boron carbide particles, and (iv) optionally titanium . The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof. A sample of the composite material is heated to a temperature of about 700 DEG C for about 120 minutes, before casting, and then subjected to a fluidity corresponding to a casting length of at least 100 mm as measured using a mold having grooves for receiving the sample to have, the grooves have a height of about 33 mm wide, about 6.5 mm to about 4.0 mm is inclined downward from the horizontal axis by about 10 o. In one embodiment, the casting length of the sample is at least 190 mm. In another embodiment, the cast composite material is maintained during the holding time and cast during the casting time, wherein the holding time and casting time reach 120 minutes. In another embodiment, the product of the entrapping reaction is provided by combining the molten aluminum or molten aluminum alloy with an additive capable of undergoing the entrapping reaction (prior to introduction of the boron carbide particles). In yet another embodiment, the additive is selected from the group consisting of zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof. In another embodiment, the additive is scandium. In a further embodiment, the additive is strontium. In yet another embodiment, the additive is zirconium. In one embodiment, the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is between 4% and 40% of the total volume of the cast composite material. In such an embodiment, the concentration (w / w) of the additive can be from 0.47% to 8.00%, based on the total weight of the cast composite material, and optionally, the composite material is from 0.50% to 4.00% % ≪ / RTI > (w / w) of titanium. In another embodiment, the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 4.5% to 18.9% based on the total volume of the cast composite material. In such an embodiment, the concentration (w / w) of the additive can be from 0.38% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material, and optionally the cast composite material can be from 0.40% And further contains titanium at a concentration (w / w) of 2.00%. In another embodiment, the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 19.0% to 28.0% of the total volume of the cast composite material. In such an embodiment, the concentration (w / w) of the additive can be from 1.68% to 6.00%, based on the total weight of the cast composite material, and optionally the cast composite material can be from 1.80% It may further comprise titanium at a concentration (w / w) of 3.00%. In yet another embodiment, the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 25.0% to 28.0%, or 28.0% to 33.0%, based on the total volume of the cast composite material. In such an embodiment, the concentration (w / w) of the additive can be from 0.94% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material, and optionally, the cast composite material can be from 1.00% And may further comprise titanium at a concentration (w / w) of 2.00%.

제 2 측면에 따르면, 본 개시내용은 주조 복합 물질의 제조 방법을 제공한다. 광범위하게 상기 방법은 (a) 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응의 생성물 및 분산된 붕소 카바이드 입자를 포함하는 용융된 복합 물질을 제공하기 위하여 (i) 붕소와 함께 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 포함하는 용융된 알루미늄 합금을 (ii) 붕소 카바이드 입자의 공급원과 배합하는 단계, 및 (b) 주조 복합 물질을 형성하기 위하여 용융된 복합재를 주조하는 단계를 포함한다. 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐, 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조하기 전에, 가열된 후, 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 약 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사진다. 일 구현예에서, 주조 길이는 적어도 190 mm이다. 그 밖에 또 하나의 구현예에서, 상기 방법은 단계 (b) 전에 유지 시간 동안 용융된 복합 물질을 유지하고 주조 시간 동안 용융된 복합재를 주조하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 유지 시간 및 주조 시간은 120 분에 달한다. 그 밖에 또 하나의 구현예에서, 상기 방법은 단계 (a) 전에 용융된 알루미늄 또는 용융된 알루미늄 합금을 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물과 배합하여 용융된 알루미늄 합금을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 사용될 수 있는 첨가물의 유형, 첨가물의 농도, 붕소 카바이드 입자의 농도, 복합 물질에서 티타늄의 임의의 존재에 대한 구현예들은 상기 기재되었고 본원에 적용된다.According to a second aspect, the present disclosure provides a method of making a cast composite material. Broadly, the process comprises (a) providing a molten composite material comprising the product of the entrapment reaction between the additive and boron and the dispersed boron carbide particles, and (i) an additive capable of undergoing the entrapment reaction with boron (Ii) combining the molten aluminum alloy with a source of boron carbide particles, and (b) casting the molten composite to form a cast composite material. The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof. A sample of the composite material is heated to a temperature of about 700 DEG C for about 120 minutes, before casting, and then subjected to a fluidity corresponding to a casting length of at least 100 mm as measured using a mold having grooves for receiving the sample to have, the grooves have a height of about 33 mm wide, about 6.5 mm to about 4.0 mm is inclined downward from the horizontal axis by about 10 o. In one embodiment, the casting length is at least 190 mm. In yet another embodiment, the method further comprises the step of retaining the molten composite material during the holding time prior to step (b) and casting the molten composite during the casting time, wherein the holding time and the casting time are It reaches 120 minutes. In yet another embodiment, the method further comprises the step of combining the molten aluminum or molten aluminum alloy with an additive capable of undergoing a round off reaction before step (a) to provide a molten aluminum alloy. Embodiments of the type of additive that can be used, the concentration of the additive, the concentration of boron carbide particles, and the optional presence of titanium in the composite material have been described above and applied herein.

제 3 측면에 따르면, 본 개시내용은 알루미늄, 첨가물과 붕소 사이의 포정 반응의 생성물, 및 분산된 붕소 카바이드 입자를 포함하는 용융된 복합 물질의 주조 및/또는 성형 특성을 증대시키는 방법을 제공한다. 광범위하게, 상기 방법은 용융된 복합 물질을 제공하기 위하여 (i) 붕소와 함께 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 포함하는 용융된 알루미늄 합금을 (ii) 붕소 카바이드 입자의 공급원과 배합하는 단계를 포함한다. 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐, 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조하기 전에, 가열된 후, 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 약 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사진다. 주조 길이, 사용될 수 있는 첨가물의 유형, 첨가물의 농도, 붕소 카바이드 입자의 농도, 복합 물질에서 티타늄의 임의의 존재에 대한 구현예들은 상기 기재되었고 본원에 적용된다.According to a third aspect, the present disclosure provides a method for enhancing the casting and / or shaping properties of a molten composite material comprising aluminum, a product of the entrapment reaction between an additive and boron, and dispersed boron carbide particles. Broadly, the method comprises combining (i) a molten aluminum alloy comprising an additive capable of undergoing a round off reaction with boron, and (ii) a source of boron carbide particles to provide a molten composite material . The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof. A sample of the composite material is heated to a temperature of about 700 DEG C for about 120 minutes, before casting, and then subjected to a fluidity corresponding to a casting length of at least 100 mm as measured using a mold having grooves for receiving the sample to have, the grooves have a height of about 33 mm wide, about 6.5 mm to about 4.0 mm is inclined downward from the horizontal axis by about 10 o. The casting length, the type of additive that can be used, the concentration of the additive, the concentration of the boron carbide particles, and the optional presence of titanium in the composite material have been described above and applied herein.

제 4 측면에 따르면, 본 개시내용은 알루미늄, 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응의 생성물, 및 분산된 붕소 카바이드 입자를 포함하는 용융된 복합 물질의 용융된 복합 물질의 성형을 촉진시키는 방법을 제공한다. 광범위하게, 상기 방법은 용융된 복합 물질을 제공하기 위하여 (i) 붕소와 함께 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 포함하는 용융된 알루미늄 합금을 (ii) 붕소 카바이드 입자의 공급원과 배합하는 단계를 포함한다. 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐, 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조하기 전에, 가열된 후, 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 약 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사진다. 주조 길이, 사용될 수 있는 첨가물의 유형, 첨가물의 농도, 붕소 카바이드 입자의 농도, 복합 물질에서 티타늄의 임의의 존재에 대한 구현예들은 상기 기재되었고 본원에 적용된다.
According to a fourth aspect, the present disclosure provides a method of promoting the formation of a molten composite material of a molten composite material comprising a product of an entrapping reaction between aluminum, an additive and boron, and dispersed boron carbide particles. Broadly, the method comprises combining (i) a molten aluminum alloy comprising an additive capable of undergoing a round off reaction with boron, and (ii) a source of boron carbide particles to provide a molten composite material . The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof. A sample of the composite material is heated to a temperature of about 700 DEG C for about 120 minutes, before casting, and then subjected to a fluidity corresponding to a casting length of at least 100 mm as measured using a mold having grooves for receiving the sample to have, the grooves have a height of about 33 mm wide, about 6.5 mm to about 4.0 mm is inclined downward from the horizontal axis by about 10 o. The casting length, the type of additive that can be used, the concentration of the additive, the concentration of the boron carbide particles, and the optional presence of titanium in the composite material have been described above and applied herein.

따라서 본 발명의 특성을 일반적으로 기재하고 나서, 하기 수반하는 도면에 대한 언급이 이제 이루어질 것이다:
도 1은 상이한 로트의 B4C 분말을 함유하는 용융된 알루미늄 혼합물의 유동성의 손실을 보여준다. 결과는 735℃의 초기 온도에서 용융된 알루미늄에 부가된 다양한 로트 (A 내지 E)의 B4C 분말 (30% v/v)에 대한 노에서의 유지 시간 (min)의 함수로서 (K-주형을 사용하여 측정된 샘플의 주조 길이 (mm)로서 측정된 바와 같은) 유동성으로서 보여준다. 3.5% w/w Ti (◆)를 함유하는 로트 A, 3.5% w/w Ti (■)를 함유하는 로트 B, 3.5% w/w Ti (▲)를 함유하는 로트 C, 3.0% w/w Ti (●)를 함유하는 로트 D 및 2.0 % Ti w/w (○)를 함유하는 로트 E에 대한 결과를 보여준다.
도 2는 복합 물질의 주조 길이를 결정하는데 사용될 수 있는 K-주형의 구현예를 예시한다. (a) K-주형의 아래쪽으로 경사진 부분 10의 도식적 측면 입면도. (b) K-주형의 홈-수용 부분 40의 도식적 상부 입면도. (c) K-주형의 홈-수용 부분 50의 도식적 단면도.Having thus generally described the features of the invention, reference will now be made to the accompanying drawings in which:
Figure 1 shows the loss of fluidity of a molten aluminum mixture containing different lots of B 4 C powder. The results show that as a function of the holding time (min) in the furnace for the B 4 C powder (30% v / v) of the various lots (A to E) added to the molten aluminum at an initial temperature of 735 ° C As measured in terms of the casting length (mm) of the sample measured using the method of the present invention. Lot A containing 3.5% w / w Ti (), Lot B containing 3.5% w / w Ti (), Lot C containing 3.5% w / The results for lot E containing Ti (.circle-solid.) And lot E containing 2.0% Ti w / w (○) are shown.
Figure 2 illustrates an embodiment of a K-mold that can be used to determine the casting length of a composite material. (a) A schematic side elevational view of a downwardly sloping portion 10 of the K-mold. (b) a schematic top elevational view of the groove-receiving portion 40 of the K-mold. (c) a schematic cross-sectional view of the groove-receiving portion 50 of the K-mold.

B4C 함량이 높은 (예컨대, 예를 들면 적어도 30% v/v) 붕소 금속 매트릭스 복합재 (MMC)의 제작은 예외적인 품질의 B4C 분말을 보통 필요로 한다. 고 품질 B4C 분말은 우수한 입도분석 분포를 갖고 최소의 미세 분말-유사 입자를 갖는다. 일반적으로, 단지 그와 같은 B4C 분말만이 금속 매트릭스 내에 다량으로 포함될 수 있다. B4C 분말이 그와 같은 우수한 품질이 아닌 경우, 용융된 금속의 유지 시간 동안, 즉 주조 전에, 유의미한 유동성 손실이 관측될 수 있다. 또한, 용융된 금속의 유지 온도의 증가는 이러한 유동성 손실을 보상하지 못하며, 이는 이것이 알루미늄 및 B4C 분말 사이의 반응을 유리하게 해서, 이에 의해 추가로 점도를 증가시킬 수 있기 때문이다 (유동성 손실). 그와 같은 상황에서, 용융된 금속은 요변성 물질로서 거동한다. Fabrication of boron metal matrix composites (MMC) with a high B 4 C content (e.g., at least 30% v / v, for example) usually requires exceptional quality B 4 C powders. High quality B 4 C powders have a good particle size distribution and have minimal fine powder-like particles. Generally, only such B 4 C powder can be included in large amounts in the metal matrix. If the B 4 C powder is not of such excellent quality, a significant loss of fluidity can be observed during the holding time of the molten metal, i. E. Prior to casting. In addition, an increase in the holding temperature of the molten metal does not compensate for this flow loss, as this may favor the reaction between the aluminum and B 4 C powders, thereby further increasing the viscosity ). In such a situation, the molten metal behaves as a thixotropic material.

도 1은 주조 전 용융된 복합재의 유지 시간 동안 유동성의 손실을 보여준다. 산업적 현장에서, 어떤 유동성은 Al-B4C 혼합물의 성형/주형을 가능하게 하기 위한 어떤 시간을 필요로 한다. 도 1에서 보여준 곡선은 복합 물질의 제조에 사용된 B4C 분말이 물질의 점도를 증가시키고, 심지어 티타늄의 존재 하에서도 차후의 단계 (예를 들면 성형)를 위한 산업적 현장에 필요한 유동성을 충족시키지 못했음을 보여준다. Figure 1 shows the loss of fluidity during the holding time of the molten composite before casting. In the industrial field, certain fluidity requires some time to enable the molding / molding of the Al-B 4 C mixture. The curve shown in Fig. 1 shows that the B 4 C powder used in the preparation of the composite material increases the viscosity of the material and even in the presence of titanium it meets the fluidity required for industrial sites for subsequent steps (e.g. molding) Show that you can not.

본 개시내용에 따르면, 알루미늄, 포정 반응의 생성물 및 분산된 붕소 카바이드 입자를 포함하는 주조 Al-B4C 복합 물질이 제공된다. 복합 물질은 우선 알루미늄 (또는 알루미늄 합금)을 붕소 카바이드 입자의 붕소와 함께 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물 (또는 첨가물의 조합)과 조합하여 수득되고 궁극적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금에서 그와 같은 포정 반응의 생성물을 제공한다. 첨가물이 알루미늄 (또는 알루미늄 합금)에 일단 포함되면, 붕소 카바이드 입자는 알루미늄 (또는 알루미늄 합금)과 조합되고, 이에 의해 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응을 유발한다. 본원에서 보여진 바와 같이, 알루미늄/알루미늄 합금에서 첨가물의 사용 (및, 궁극적으로 복합 물질에서 포정 반응의 생성물의 존재)은 용융된 복합재의 유동성을 유지시키기에 유용한 것으로 보여주었고 이와 같이 용융된 복합 물질에 우수한 주조성을 부여한다. 일부 구현예에서, 첨가물의 사용이 용융된 복합재의 유지 동안 일어나는 반응 생성물 (예컨대, 예를 들면, Al 및 B4C 또는 Al 및 B4C 사이에 일어나는 반응 생성물)의 형성을 억제하거나 늦춘다고 여겨진다. 다른 구현예에서, 첨가물이 그와 같은 복합 물질에서 실질적으로 그것의 유동성을 변경시키지 않고 티타늄의 사용을 제한하는데 사용될 수 있음을 보여주었다. 용융된 복합 물질의 유동성의 이러한 유지는 저 등급의 B4C 공급원을 사용하기 위해서 뿐만 아니라 수득한 금속 매트릭스 복합재(들)의 성형 및/또는 주조를 촉진시키기 위해, 노에서 용융된 혼합물의 유지 시간을 늘리는 것을 가능하게 할 수 있다.According to the present disclosure, there is provided a cast Al-B 4 C composite material comprising aluminum, a product of a round off reaction and dispersed boron carbide particles. The composite material is first obtained by combining aluminum (or an aluminum alloy) with an additive (or a combination of additives) that is capable of undergoing a entrapping reaction with the boron of the boron carbide particles and ultimately the product of such entrapment reaction . Once the additive is included in the aluminum (or aluminum alloy), the boron carbide particles are combined with aluminum (or aluminum alloy), thereby causing a settling reaction between the additive and boron. As shown herein, the use of additives in aluminum / aluminum alloys (and ultimately the presence of products of the entrapping reaction in composite materials) has been shown to be useful in maintaining the fluidity of molten composites, Giving excellent casting. In some embodiments, it is believed that the use of additives suppresses or slows the formation of reaction products (e.g., reaction products that occur between, for example, Al and B 4 C or between Al and B 4 C) during the holding of the molten composite . In another embodiment, it has been shown that an additive can be used to limit the use of titanium in such a composite material without substantially altering its flowability. This retention of the flowability of the molten composite material is achieved not only for the use of low grade B 4 C sources but also for maintaining the retention time of the molten mixture in the furnace in order to promote the molding and / or casting of the resulting metal matrix composite (s) Can be increased.

주조하기 전, 복합 물질은 용융된 상태이고 유동성을 갖는다. 본원에 기재된 개시내용에서, 용융된 복합 물질은, 주조 전에, 산업적 현장에서 주조를 가능하게하는 유동성을 갖는다. 용융된 복합 물질의 유동성을 결정하기 위하여, K-주형을 사용하는 것이 가능하다. 현재 사용되고 당해분야에 공지된 그와 같은 주형은 고화되기 전에 복합 물질의 샘플의 길이를 측정한다. K-주형으로 측정된 길이를 주조 길이라고 지칭한다.Before casting, the composite material is in a molten state and has fluidity. In the disclosure set forth herein, the molten composite material has a flowability that allows casting in an industrial field, prior to casting. In order to determine the flowability of the molten composite material, it is possible to use a K-mold. Such templates, currently used and known in the art, measure the length of the sample of the composite material before solidification. The length measured with the K-mold is referred to as the casting length.

용융된 복합 물질의 샘플의 유동성을 결정하기 위해 사용될 수 있는 K-주형의 구현예는 도 2에서 보여준다. K-주형은 보통 2개의 맞물리는 부분, (도 2a에서 보여주는 바와 같이) 아래쪽으로 경사진 부분 010 및 (도 2b 및 2c에서 보여주는 바와 같이) 홈-수용 부분 040으로 구성된다. 샘플이 주형에 삽입되는 경우, 경사진 부분 010은 홈-수용 부분 040과 맞물린다. 샘플을 그것이 굳을 때까지 경사진 부분 010을 따라서 그리고 홈 040 내에서 주조시킨다. 보통 밀리미터로 측정된, 샘플에 의해 포괄된 길이는 유동성의 척도이고 주조 길이라고 지칭한다. An embodiment of a K-mold that can be used to determine the fluidity of a sample of molten composite material is shown in FIG. The K-mold typically consists of two engaging portions, a downwardly sloping portion 010 (as shown in Figure 2a) and a groove-receiving portion 040 (as shown in Figures 2b and 2c). When the sample is inserted into the mold, the inclined portion 010 engages the groove-receiving portion 040. The sample is cast along the inclined portion 010 and into the groove 040 until it solidifies. The length covered by the sample, usually measured in millimeters, is a measure of fluidity and is referred to as the casting length.

도 2a에서 보여주는 바와 같이, 아래쪽으로 경사진 부분은 보통 모놀리스이고 매끄러운 표면을 갖고 가로축 020으로부터 약 10o의 각도 030만큼 하향으로 경사진 평면 015를 포함한다. 평면 015는 (도 2b 및 2c에서 보여주는) 홈-수용 부분 040의 외부면 055와 직접적으로 접촉하기 위한 것이고 약 10o의 홈에 대한 각도를 제공하기 위한 것이다. As shown in FIG. 2A, the downwardly sloping portion is generally monolithic and has a smooth surface and includes a plane 015 inclined downward by an angle 030 of about 10 0 from the transverse axis 020. The plane 015 is intended to come into direct contact with the outer surface 055 of the groove-receiving portion 040 (shown in Figs. 2B and 2C) and to provide an angle to the groove of about 10 o .

홈-수용 부분 040은 용융된 복합재 샘플을 수용하기 위한 에워쌀 수 있는 홈 050을 한정하는 부분적으로 속이 빈 구조이다 (도 2b). 도 2b에서 보여주는 바와 같이, 홈-수용 부분은 경사진 부분 010의 평면 015와 직접적으로 접촉하기 위한 외부면 055를 갖는다. 도 2b에서 보여주는 구현예에서, 홈 050은 2 개의 상이한 섹션: 섹션 060 및 섹션 070 (돌출부를 규정함)을 함유한다. 일부 구현예에서, K-주형은 주형의 개시(예를 들면, 샘플이 경사면 015와 접촉을 개시하는 위치)로부터 93 mm, 130 mm, 168 mm 및 205 mm 거리에 위치한 적어도 4 개의 섹션 070 (예를 들면, 4 개의 돌출부)을 포함한다. Groove-receiving portion 040 is a partially hollow structure defining a groove 050 that can be recessed to accommodate a molten composite sample (FIG. 2B). As shown in FIG. 2B, the groove-receiving portion has an outer surface 055 for direct contact with the plane 015 of the tilted portion 010. In the embodiment shown in FIG. 2B, the groove 050 contains two different sections: section 060 and section 070 (defining protrusions). In some embodiments, the K-mold has at least four sections 070 (e.g., 100 mm) located at a distance of 93 mm, 130 mm, 168 mm, and 205 mm from the start of the mold (e.g., For example, four protrusions).

도 2c는 에워쌀 수 있는 홈 050의 확장을 보여준다. 섹션 060은 약 6.5 mm의 유사한 높이 061을 갖는다. 높이 061은 외부 벽들 055에 의해 한정된 길이 사이에서 일정하다. 높이 061은 (홈-수용 부분 040이 경사 부분 010과 맞물리는 경우) 경사면 015에 의해 한정된 축 080에 대해 측정된다. 섹션 070은 또한 약 4 mm의 유사한 높이 071을 갖는다. 높이 071은 외부 벽들 055에 의해 한정된 길이 사이에서 일정하다. 높이는 (홈-수용 부분 040이 경사 부분 010과 맞물리는 경우) 경사면 015에 의해 한정된 축 080에 대해 측정된다.Figure 2c shows an extension of groove 050 which may be encompassed. Section 060 has a similar height 061 of about 6.5 mm. The height 061 is constant between the lengths defined by the outer walls 055. The height 061 is measured with respect to the axis 080 defined by the slope 015 (when the groove-receiving portion 040 engages the slope portion 010). Section 070 also has a similar height 071 of about 4 mm. The height 071 is constant between the lengths defined by the outer walls 055. The height is measured relative to the axis 080 defined by the slope 015 (when the groove-receiving portion 040 engages the slope portion 010).

본 개시내용의 문맥에서, 주조 복합 물질은, 바람직하게는 주조하기 전에 적어도 100 mm, 적어도 120 mm, 적어도 140 mm, 적어도 160 mm, 적어도 180 mm, 적어도 190 mm 또는 적어도 200 mm의 주조 샘플 길이에 상응하는 유동성을 갖는다. 복합 물질의 유동성을 결정하기 위해 사용된 샘플은 산업적 주조 현장을 재현하기 위해 약 700℃의 온도에서 약 120 min 동안 가열될 수 있다.In the context of the present disclosure, the cast composite material preferably has a casting sample length of at least 100 mm, at least 120 mm, at least 140 mm, at least 160 mm, at least 180 mm, at least 190 mm, And has a corresponding fluidity. The sample used to determine the fluidity of the composite material may be heated for about 120 min at a temperature of about 700 < 0 > C to reproduce the industrial casting site.

따라서, 본 개시내용은 또한 주조 복합 물질의 제조 방법을 제공한다. 그렇게 하기 위해, 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물 (또는 첨가물의 조합)을 포함하는 용융된 알루미늄 합금 (또한 일명 알루미늄-계 매트릭스 합금)은 용융된 복합재를 제공하기 위해 붕소 카바이드의 공급원과 조합된다. 본 개시내용에서 보여주는 바와 같이, 용융된 복합재의 유동성은 첨가물이 결여된 유사한 용융된 복합재와 비교할 때 허용가능한 산업 수준으로 장기간 동안 유지될 수 있다. Accordingly, the disclosure also provides a method of making a cast composite material. To do so, a molten aluminum alloy (also referred to as an aluminum-based matrix alloy) containing an additive (or combination of additives) capable of undergoing a round off reaction is combined with a source of boron carbide to provide a molten composite. As shown in the present disclosure, the flowability of the molten composite can be maintained for a long period of time to an acceptable industrial level when compared to similar molten composites lacking additives.

본원에서 기재된 방법에서, 사용된 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 용융 형태로 제공된다. 이와 같이, 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 바람직하게는 B4C 입자와의 조합 전에 그의 용융 온도로 가열된다. 일 구현예에서, 알루미늄 합금은 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 포함하고 (일부 구현예에서는 첨가물로 필수적으로 이루어지고, 추가 구현예에서는, 첨가물로 이루어지고), 나머지는 필수적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금이다. 불가피한 또는 필연적인 불순물 (각 불순물에 대해 기껏해야 0.05 % w/w)이 또한 (많아야 0.15% w/w의 총 불순물로) 합금에 존재할 수 있다. 예시적인 알루미늄 합금은, 비제한적으로, 11xx 시리즈 및 6xxx 시리즈로부터의 합금을 포함한다. 일부 구현예에서, Ti가 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 포함될 수 있다. 대안적인 구현예에서, Ti가 알루미늄 또는 용융된 알루미늄 합금에 존재한다면, 미량 원소인 것으로 간주된다 (예를 들면 그것의 농도는 필연적인 불순물의 농도를 초과하지 않는다). In the process described herein, the aluminum or aluminum alloy used is provided in molten form. As such, the aluminum or aluminum alloy is preferably heated to its melting temperature prior to combination with the B 4 C particles. In one embodiment, the aluminum alloy comprises an additive capable of undergoing a round off reaction (in some embodiments essentially consisting of an additive, in a further embodiment an additive), the remainder being essentially aluminum or an aluminum alloy . Inevitable or inevitable impurities (at most 0.05% w / w for each impurity) may also be present in the alloy (at most 0.15% w / w total impurities). Exemplary aluminum alloys include, but are not limited to, alloys from 11xx series and 6xxx series. In some embodiments, Ti may be included in the aluminum or aluminum alloy. In an alternative embodiment, if Ti is present in aluminum or a molten aluminum alloy, it is considered to be a trace element (e. G., Its concentration does not exceed the concentration of the impurity in question).

일 구현예에서, 복합 물질은 4% 내지 40% (v/v)의 B4C 입자를 포함하고, 복합 물질에서 첨가물 (또는 첨가물의 조합)의 몰농도는 0.01044 내지 0.08351이다. 일부 구현예에서, Ti가 복합 물질에 존재하는 경우, 첨가물 (또는 첨가물의 조합) 및 Ti의 조합된 몰농도는 0.01044 내지 0.08351이다. 일부 구현예에서, 복합 물질에서 첨가물의 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 0.47% 내지 15.32%, 0.47% 내지 8.00%, 0.90% 내지 8.00%, 0.95% 내지 8.00%, 1.00% 내지 8.00% 또는 1.10% 내지 8.00%일 수 있다. 일부 구현예에서, 복합재에서 첨가물 및 Ti의 조합된 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 0.47% 내지 15.32%, 0.47% 내지 8.00%, 0.90% 내지 8.00%, 0.95% 내지 8.00%, 1.00% 내지 8.00% 또는 1.10% 내지 8.00%일 수 있다.In one embodiment, the composite material comprises 4% to 40% (v / v) B 4 C particles and the molar concentration of the additive (or combination of additives) in the composite material is 0.01044 to 0.08351. In some embodiments, when Ti is present in the composite material, the combined molar concentration of the additive (or combination of additives) and Ti is 0.01044 to 0.08351. In some embodiments, the concentration of the additive in the composite material (B 4 containing C size) 0.47% to 15.32% of the total weight of the composite material, 0.47% to 8.00%, 0.90% to 8.00%, 0.95% to 8.00 %, 1.00% to 8.00%, or 1.10% to 8.00%. In some embodiments, the combined concentration of the additive, and Ti in the composite material (B 4 containing C size) 0.47% to 15.32% of the total weight of the composite material, 0.47% to 8.00%, 0.90% to 8.00%, 0.95 % To 8.00%, 1.00% to 8.00%, or 1.10% to 8.00%.

또 하나의 구현예에서, 복합 물질은 4.5% 내지 18.9% (v/v)의 B4C 입자를 포함하고 복합 물질에서 첨가물 (또는 첨가물의 조합)의 몰농도는 0.00835 내지 0.04175이다. 일부 구현예에서, Ti가 복합 물질에 존재하는 경우, 첨가물 (또는 첨가물의 조합) 및 Ti의 조합된 몰농도는 0.00835 내지 0.04175이다. 일부 구현예에서, 복합 물질에서 첨가물의 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 질량에 대해 0.38% 내지 7.68%, 0.38% 내지 4.00%, 0.90% 내지 4.00%, 0.95% 내지 4.00%, 1.00% 내지 4.00% 또는 1.10% 내지 4.00%일 수 있다. 일부 구현예에서, 복합재에서 첨가물 및 Ti의 조합된 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 0.38% 내지 7.68%, 0.38% 내지 4.00%, 0.90% 내지 4.00%, 0.90% 내지 4.00%, 1.00% 내지 4.00% 또는 1.10% 내지 4.00%일 수 있다.In another embodiment, the composite material comprises from 4.5% to 18.9% (v / v) of B 4 C particles and the molar concentration of the additive (or combination of additives) in the composite material is from 0.00835 to 0.04175. In some embodiments, when Ti is present in the composite material, the combined molar concentration of the additive (or combination of additives) and Ti is from 0.00835 to 0.04175. In some embodiments, the concentration of the additive in the composite material (B 4 containing C size) 0.38% to 7.68% relative to the total weight of the composite material, 0.38% to 4.00%, 0.90% to 4.00%, 0.95% to 4.00 %, 1.00% to 4.00%, or 1.10% to 4.00%. In some embodiments, the combined concentration of additive and Ti in the composite is from 0.38% to 7.68%, from 0.38% to 4.00%, from 0.90% to 4.00%, from 0.90% (including B 4 C particles) % To 4.00%, 1.00% to 4.00%, or 1.10% to 4.00%.

추가 구현예에서, 복합 물질은 19% 내지 28% (v/v)의 B4C 입자를 포함하고 복합 물질에서 첨가물 (또는 첨가물의 조합)의 몰농도는 0.03758 내지 0.06263이다. 일부 구현예에서, Ti가 복합 물질에 존재하는 경우, 첨가물 (또는 첨가물의 조합) 및 Ti의 조합된 몰농도는 0.03758 내지 0.06263이다. 일부 구현예에서, 복합 물질에서 첨가물의 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 1.69% 내지 11.51% 또는 1.69% 내지 6.00%일 수 있다. 일부 구현예에서, 복합재에서 첨가물 및 Ti의 조합된 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 1.69% 내지 11.51% 또는 1.69% 내지 6.00%일 수 있다.In a further embodiment, the composite material comprises 19% to 28% (v / v) B 4 C particles and the molar concentration of the additive (or combination of additives) in the composite material is 0.03758 to 0.06263. In some embodiments, when Ti is present in the composite material, the combined molar concentration of the additive (or combination of additives) and Ti is 0.03758 to 0.06263. In some embodiments, the concentration of the additive in the composite material may be from 1.69% to 11.51%, or from 1.69% to 6.00%, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles). In some embodiments, the combined concentration of additive and Ti in the composite may be from 1.69% to 11.51%, or from 1.69% to 6.00%, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles).

추가 구현예에서, 복합 물질은 25% 내지 28% (v/v) 또는 28% 내지 33% (v/v)의 B4C 입자를 포함하고 복합 물질에서 첨가물 (또는 첨가물의 조합)의 몰농도는 0.02088 내지 0.04175이다. 일부 구현예에서, Ti가 복합 물질에 존재하는 경우, 첨가물 (또는 첨가물의 조합) 및 Ti의 조합된 몰농도는 0.02088 내지 0.04175이다. 일부 구현예에서, 복합 물질에서 첨가물의 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 0.94% 내지 7.68%, 0.94% 내지 4.00%, 0.95% 내지 4.00%, 1.00% 내지 4.00% 또는 1.10% 내지 4.00%일 수 있다. 일부 구현예에서, 복합재에서 첨가물 및 Ti의 조합된 농도는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 0.94% 내지 7.68%, 0.94% 내지 4.00%, 0.95% 내지 4.00%, 1.00% 내지 4.00% 또는 1.10% 내지 4.00%일 수 있다.In a further embodiment, the composite material comprises 25% to 28% (v / v) or 28% to 33% (v / v) B 4 C particles and the molar concentration of the additive (or combination of additives) 0.02088 to 0.04175. In some embodiments, when Ti is present in the composite material, the combined molar concentration of the additive (or combination of additives) and Ti is 0.02088 to 0.04175. In some embodiments, the concentration of the additive in the composite material (B 4 containing C size) 0.94% to 7.68% relative to the total weight of the composite material, 0.94% to 4.00%, 0.95% to 4.00%, 1.00% to 4.00 % Or 1.10% to 4.00%. In some embodiments, the combined concentration of the additive, and Ti in the composite material (B 4 containing C size) 0.94% to 7.68% relative to the total weight of the composite material, 0.94% to 4.00%, 0.95% to 4.00%, 1.00 % To 4.00% or 1.10% to 4.00%.

중량 퍼센트 농도 또는 어떤 몰농도로 제공된 첨가물의 농도는, 알루미늄 합금 또는 총 복합 물질에 대한 것이든 아니든, (가용성 첨가물, 금속간 화합물 또는 내화 화합물로서 용액에서 용출되는 과잉의 첨가물, 뿐만 아니라 B-함유 포정 반응의 생성물에 포함된 첨가물을 포함하는) 모든 형태의 첨가물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 포정 반응의 생성물의 형성을 유발할 수 있는 첨가물은 모합금(master alloy) (예를 들면 Al-10% 첨가물 모합금)을 포함하는 임의 편리한 형태로 또는 첨가물-함유 과립 또는 분말로서 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 첨가물을 분말 형태로서 단련한 합금 (AA1xxx, AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx 또는 AA6xxx 포함) 또는 주조 합금 (AA2xx 또는 AA3xx 포함)에 부가하는 것이 고려될 수 있다.The concentration of the additive given in percent by weight or at any molar concentration can be determined by measuring the concentration of the additive in the solution, whether or not for the aluminum alloy or total composite material (soluble additive, intermetallic compound or excess additive eluted from solution as a refractory compound, (Including additives included in the product of the full-course reaction). The additive capable of inducing the formation of the product of the round off reaction may be added in any convenient form including as a master alloy (for example Al-10% additive parent alloy) or as additive-containing granules or powder. In some embodiments, it may be contemplated to add the additive to a powdered alloy (including AA1xxx, AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx, or AA6xxx) or a cast alloy (including AA2xx or AA3xx).

유사하게, 이전의 설명에서 주어진 티타늄 농도 또는 몰농도는, 알루미늄 합금 또는 총 복합 물질에 대한 것이든 아니든, (가용성 Ti, 금속간 화합물 또는 내화 화합물로서 용액에서 용출되는 과잉의 Ti, 뿐만 아니라 Ti-B 화합물을 포함하는) 모든 형태의 티타늄을 나타낸다. 티타늄은 모합금 (예를 들면 Al-10% Ti 모합금)을 포함하는 임의 편리한 형태로 또는 티타늄 함유 과립 또는 분말로서 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 알루미늄 합금에서 티타늄을 함유하는 AA1xxx 합금을 사용하는 것이 권할 만할 수 있다. 대안적인 또는 상보적 구현예에서, 알루미늄 합금 예컨대, 예를 들면, 단련한 합금 (AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx 또는 AA6xxx를 포함) 또는 주조 합금 (AA2xx 또는 AA3xx 포함)으로서 티타늄을 부가하는 것이 고려될 수 있다.Likewise, the titanium concentration or molar concentration given in the previous description may be either an excess of Ti eluted from the solution as soluble Ti, intermetallic compound or refractory compound, as well as Ti- B < / RTI > compound). Titanium may be added in any convenient form, including parent alloy (such as Al-10% Ti parent alloy) or as titanium-containing granules or powder. In some embodiments, it may be advisable to use an AA1xxx alloy containing titanium in the aluminum alloy. In an alternative or complementary embodiment, it may be contemplated to add titanium as an aluminum alloy, such as a tempered alloy (including AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx or AA6xxx) or a cast alloy (including AA2xx or AA3xx) .

일부 구현예에서, 포정 반응의 생성물의 형성을 유발할 수 있는 첨가물은 지르코늄일 수 있고 알루미늄 합금은 지르코늄을 포함(comprise)하거나 함유(contain)할 수 있다. 일부 구현예에서, Zr이 첨가물로서 사용되는 경우, 복합 물질은 Ti를 포함하지 않는다 (존재한다면, Ti는 미량 원소인 것으로 간주된다). 다른 구현예에서, Zr이 첨가물로서 사용되는 경우, Ti는 복합 물질로 존재할 수 있다. 4% 내지 40% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 지르코늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.95 내지 약 7.61, 약 1.00 내지 약 7.61 또는 약 1.10 내지 약 7.61 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 그와 같은 구현예에서, Ti가 존재하는 경우, Ti는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.50 내지 약 4.00, 약 0.90 내지 약 4.00, 약 0.95 내지 약 4.00, 약 1.00 내지 약 4.00 또는 약 1.10 내지 약 4.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 4.5% 내지 18.9% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 지르코늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.76 내지 약 3.81, 약 0.90 내지 약 3.81, 약 0.95 내지 약 3.81, 약 1.00 내지 약 3.81 또는 약 1.10 내지 약 3.81 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 그와 같은 구현예에서, Ti가 존재하는 경우, Ti는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.40 내지 약 2.00, 약 0.90 내지 약 2.00, 약 0.95 내지 약 2.00, 약 1.00 내지 약 2.00 또는 약 1.10 내지 약 2.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 19% 내지 28% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 지르코늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 3.43 내지 약 5.71 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 그와 같은 구현예에서, Ti가 존재하는 경우, Ti는 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.80 내지 약 3.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 25% 내지 28% (v/v) 또는 28% 내지 33%의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 지르코늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.90 내지 약 3.81 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 그와 같은 구현예에서, Ti가 존재하는 경우, 티타늄이 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.00 내지 약 2.00 또는 약 1.10 내지 약 2.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 이전의 설명에서 주어진 지르코늄 농도가, 알루미늄 합금 또는 총 복합 물질에 대한 것이든 아니든, (가용성 Zr, 금속간 화합물 또는 내화 화합물로서 용액에서 용출되는 과잉의 Zr, 뿐만 아니라 Zr-B 화합물을 포함하는) 모든 형태의 지르코늄을 나타내는 것으로 이해될 것이다. 지르코늄은 모합금 (예를 들면 Al-10% Zr 모합금)을 포함하는 임의 편리한 형태로 또는 지르코늄 함유 과립 또는 분말로서 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 알루미늄 합금에서 지르코늄을 함유하는 AA1xxx 합금을 사용하는 것이 권할 만할 수 있다. 대안적인 또는 상보적 구현예에서, 알루미늄 합금 예컨대, 예를 들면, 단련한 합금 (AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx 또는 AA6xxx 포함), 또는 주조 합금 (AA2xx 또는 AA3xx 포함)으로서 지르코늄을 부가하는 것이 고려될 수 있다. In some embodiments, the additive that may cause the formation of the product of the entrapping reaction may be zirconium, and the aluminum alloy may comprise or contain zirconium. In some embodiments, when Zr is used as an additive, the composite material does not include Ti (if present, Ti is considered to be a trace element). In another embodiment, when Zr is used as an additive, Ti may be present as a composite material. In the composite material comprising B 4 C particles of 4% to 40% (v / v), zirconium is about 0.95 to about 7.61, (B 4 C particles comprising a) relative to the total weight of the composite material of about 1.00 to about 7.61, or from about 1.10 to about 7.61 weight percent. In embodiments such as those, in the case where Ti is present, Ti is (B 4 containing C size) total from about 0.50 to about relative to the weight of the composite material 4.00, about 0.90 to about 4.00, about 0.95 to about 4.00, about From about 1.00 to about 4.00, or from about 1.10 to about 4.00 weight percent. In B 4 composite material comprising a C particles 4.5% to 18.9% (v / v), zirconium is about 0.76 to about the total weight of (B 4 containing C size) the composite material of about 3.81, about 0.90 to about 3.81, from about 0.95 to about 3.81, from about 1.00 to about 3.81, or from about 1.10 to about 3.81 weight percent. In embodiments such as those, in the case where Ti is present, Ti is about 0.40 to about the total weight of (B 4 containing C size) the composite material of about 2.00, about 0.90 to about 2.00, about 0.95 to about 2.00, about From about 1.00 to about 2.00, or from about 1.10 to about 2.00 weight percent. In composite materials comprising from 19% to 28% (v / v) of B 4 C particles, the zirconium has a concentration of from about 3.43 to about 5.71 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) Can be provided. In such an embodiment, when Ti is present, Ti may be provided at a concentration of about 1.80 to about 3.00 weight percent based on the total weight of the composite (including B 4 C particles). 25% to 28% (v / v) or in a composite material comprising B 4 C particles in 28% to 33%, zirconium is about 1.90 with respect to the total weight of (B 4 C particles comprising a) a composite material and about Can be provided at a concentration of 3.81 weight percent. In such an embodiment, when Ti is present, titanium may be provided at a concentration of from about 1.00 to about 2.00 or from about 1.10 to about 2.00 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) have. It should be noted that the zirconium concentration given in the previous description, whether or not for the aluminum alloy or the total composite material (including excess Zr eluted from solution as soluble Zr, intermetallic compound or refractory compound, as well as Zr-B compound) It will be understood that the term " zirconium " Zirconium may be added in any convenient form including parent alloy (e.g. Al-10% Zr parent alloy) or as zirconium-containing granules or powder. In some embodiments, it may be advisable to use an AA1xxx alloy containing zirconium in the aluminum alloy. In an alternative or complementary embodiment, it may be contemplated to add zirconium as an aluminum alloy, such as a tempered alloy (including AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx or AA6xxx), or a cast alloy (including AA2xx or AA3xx) .

일부 구현예에서, 포정 반응의 생성물의 형성을 유발할 수 있는 첨가물은 스트론튬일 수 있고 알루미늄 합금은 티타늄과 조합하여 스트론튬을 포함하거나 함유할 수 있다. 4% 내지 40% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스트론튬은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.91 내지 약 7.32, 약 0.95 내지 약 7.32, 약 1.00 내지 약 7.32 또는 약 1.10 내지 약 7.32 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.50 내지 약 4.00, 약 0.90 내지 약 4.00, 약 0.95 내지 약 4.00, 약 1.00 내지 약 4.00 또는 약 1.10 내지 약 4.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 4.5% 내지 18.9% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스트론튬은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.73 내지 약 3.66, 약 0.90 내지 약 3.66, 약 0.95 내지 약 3.66, 약 1.00 내지 약 3.66 또는 약 1.10 내지 약 3.66 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.40 내지 약 2.00, 약 0.90 내지 약 2.00, 약 0.95 내지 약 2.00, 약 1.00 내지 약 2.00 또는 약 1.10 내지 약 2.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 19% 내지 28% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스트론튬은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 3.29 내지 약 5.49 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.80 내지 약 3.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 25% 내지 28% (v/v) 또는 28% 내지 33%의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스트론튬은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.83 내지 약 3.66 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.00 내지 약 2.00 또는 약 1.10 내지 약 2.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 이전의 설명에서 주어진 스트론튬 농도가, 알루미늄 합금 또는 총 복합 물질에 대한 것이든 아니든, (가용성 Sr, 금속간 화합물 또는 내화 화합물로서 용액에서 용출되는 과잉의 Sr, 뿐만 아니라 Sr-B 화합물을 포함하는) 모든 형태의 스트론튬을 나타내는 것으로 이해될 것이다. 스트론튬은 모합금 (예를 들면 Al-10% Sr 모합금)을 포함하는 임의 편리한 형태로 또는 스트론튬 함유 과립 또는 분말로서 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 알루미늄 합금에서 스트론튬을 함유하는 AA1xxx 합금을 사용하는 것이 권할 만할 수 있다. 대안적인 또는 상보적 구현예에서, 알루미늄 합금 예컨대, 예를 들면, 단련한 합금 (AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx 또는 AA6xxx 포함), 또는 주조 합금 (AA2xx 또는 AA3xx 포함)으로서 스트론튬을 부가하는 것이 고려될 수 있다.In some embodiments, the additive that may cause the formation of the product of the entrapment reaction may be strontium, and the aluminum alloy may contain or contain strontium in combination with titanium. In B 4 composite material comprising a C particle of 4% to 40% (v / v), Strontium (B 4 containing C size) approximately relative to the total weight of the composite material 0.91 to about 7.32, about 0.95 to about , About 1.00 to about 7.32, or about 1.10 to about 7.32 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles), while titanium can be provided at a concentration of about 0.50 to about 4.00, From about 0.90 to about 4.00, from about 0.95 to about 4.00, from about 1.00 to about 4.00, or from about 1.10 to about 4.00 weight percent. In a composite material comprising from 4.5% to 18.9% (v / v) B 4 C particles, strontium is present in an amount ranging from about 0.73 to about 3.66, from about 0.90 to about 3.66, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) , About 0.95 to about 3.66, about 1.00 to about 3.66, or about 1.10 to about 3.66 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) From about 0.90 to about 2.00, from about 0.90 to about 2.00, from about 0.95 to about 2.00, from about 1.00 to about 2.00, or from about 1.10 to about 2.00 weight percent. In a composite material comprising between 19% and 28% (v / v) of B 4 C particles, strontium is present at a concentration of from about 3.29 to about 5.49 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) , While titanium may be provided at a concentration of about 1.80 to about 3.00 weight percent based on the total weight of the composite (including B 4 C particles). 25% to 28% (v / v) or in a composite material comprising B 4 C particles in 28% to 33%, strontium relative to the total weight of (B 4 containing C size) composite material about 1.83 to about May be provided at a concentration of 3.66 weight percent, while titanium may be provided at a concentration of from about 1.00 to about 2.00 or from about 1.10 to about 2.00 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) have. It should be noted that the strontium concentration given in the previous description, whether or not for the aluminum alloy or the total composite material (including the excess Sr, which is eluted from the solution as soluble Sr, intermetallic compound or refractory compound, as well as the Sr-B compound) Will be understood to represent all forms of strontium. Strontium can be added in any convenient form including parent alloy (e.g. Al-10% Sr parent alloy) or as strontium containing granules or powder. In some embodiments, it may be advisable to use an AA1xxx alloy containing strontium in the aluminum alloy. In an alternative or complementary embodiment, it may be contemplated to add strontium as an aluminum alloy such as, for example, a tempered alloy (including AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx or AA6xxx), or a cast alloy (including AA2xx or AA3xx) .

일부 구현예에서, 포정 반응의 생성물의 형성을 유발할 수 있는 첨가물은 스칸듐일 수 있고 알루미늄 합금은 티타늄과 조합하여 스칸튬을 포함하거나 함유할 수 있다. 4% 내지 40% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스칸듐은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.47 내지 약 3.75, 약 0.90 내지 약 3.75, 약 1.00 내지 약 3.75 또는 약 1.10 내지 약 3.75 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.50 내지 약 4.00, 약 0.90 내지 약 4.00, 약 0.95 내지 약 4.00, 약 1.00 내지 약 4.00 또는 약 1.10 내지 약 4.00의 농도로 제공될 수 있다. 4.5% 내지 18.9% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스칸듐은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.38 내지 약 1.88, 약 0.90 내지 약 1.88, 약 1.00 내지 약 1.88 또는 약 1.10 내지 약 1.88 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.40 내지 약 2.00, 약 0.90 내지 약 2.00, 약 0.95 내지 약 2.00, 약 1.00 내지 약 2.00 또는 약 1.10 내지 약 2.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 19% 내지 28% (v/v)의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스칸듐은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.69 내지 약 2.82 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.80 내지 약 3.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 25% 내지 28% (v/v) 또는 28% 내지 33%의 B4C 입자를 포함하는 복합 물질에서, 스칸듐은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 0.94 내지 약 1.88, 약 1.00 내지 약 1.88 또는 약 1.10 내지 약 3.88 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있으며, 반면에 티타늄은 (B4C 입자를 포함하는) 복합 물질의 총 중량에 대해 약 1.00 내지 약 2.00 또는 약 1.10 내지 약 2.00 중량 백분율의 농도로 제공될 수 있다. 이전의 설명에서 주어진 스칸듐 농도가, 알루미늄 합금 또는 총 복합 물질에 대한 것이든 아니든, (가용성 Sc, 금속간 화합물 또는 내화 화합물로서 용액에서 용출되는 과잉의 Sc, 뿐만 아니라 Sc-B 화합물을 포함하는) 모든 형태의 스칸듐을 나타내는 것으로 이해될 것이다. 스칸듐은 모합금 (예를 들면 Al-10% Sc 모합금)을 포함하는 임의 편리한 형태로 또는 스칸듐 함유 과립 또는 분말로서 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 알루미늄 합금에서 스칸듐을 함유하는 AA1xxx 합금을 사용하는 것이 권할 만할 수 있다. 대안적인 또는 상보적 구현예에서, 알루미늄 합금 예컨대, 예를 들면, 단련한 합금 (AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx 또는 AA6xxx 포함), 또는 주조 합금 (AA2xx 또는 AA3xx 포함)으로서 스칸듐을 부가하는 것이 고려될 수 있다.In some embodiments, the additive that may cause the formation of the product of the entrapping reaction may be scandium, and the aluminum alloy may contain or contain scum in combination with titanium. In B 4 composite material comprising a C particle of 4% to 40% (v / v), scandium is from about 0.47 to about the total weight of (B 4 containing C size) the composite material of about 3.75, about 0.90 to about 3.75, from about 1.00 to about 3.75, or from about 1.10 to about 3.75 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles), while titanium is present at a concentration of from about 0.50 to about 4.00, From about 0.90 to about 4.00, from about 0.95 to about 4.00, from about 1.00 to about 4.00, or from about 1.10 to about 4.00. In a composite material comprising from 4.5% to 18.9% (v / v) of B 4 C particles, scandium is present in an amount of from about 0.38 to about 1.88, from about 0.90 to about 1.88 based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) 1.88, or from about 1.00 to about 1.88 or from about 1.10 to about 1.88 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles), while titanium is present in a concentration of from about 0.40 to about 2.00, From about 0.90 to about 2.00, from about 0.95 to about 2.00, from about 1.00 to about 2.00, or from about 1.10 to about 2.00 weight percent. In a composite material comprising between 19% and 28% (v / v) B 4 C particles, scandium is present at a concentration of from about 1.69 to about 2.82 weight percent based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles) , While titanium may be provided at a concentration of about 1.80 to about 3.00 weight percent based on the total weight of the composite (including B 4 C particles). 25% to 28% (v / v) or in a composite material comprising B 4 C particles in 28% to 33%, scandium from about 0.94 relative to the total weight of (B 4 C particles comprising a) a composite material and about 1.88, or from about 1.00 to about 1.88, or from about 1.10 to about 3.88 weight percent, based on the total weight of the composite material (including B 4 C particles), while titanium can be provided at a concentration of from about 1.00 to about 2.00, From about 1.10 to about 2.00 weight percent. It should be noted that the scandium concentration given in the previous description, whether or not for the aluminum alloy or the total composite material (including the excess of Sc which is eluted from the solution as soluble Sc, intermetallic compound or refractory compound, as well as the Sc-B compound) Will be understood to represent all forms of scandium. Scandium may be added in any convenient form, including as parent alloy (e.g. Al-10% Sc base alloy) or as scandium-containing granules or powder. In some embodiments, it may be advisable to use an AA1xxx alloy containing scandium in an aluminum alloy. In alternative or complementary embodiments, it may be contemplated to add scandium as an aluminum alloy, such as, for example, tempered alloys (including AA2xxx, AA3xxx, AA4xxx or AA6xxx), or cast alloys (including AA2xx or AA3xx) .

이론에 구속되고자 하지 않고서, 첨가물은 AlB2와 연관된 것보다 더 음성인 생성 엔탈피를 가지면서 B와 함께 반응 생성물을 형성하기 위해 본원에 기재된 방법에 사용될 수 있다. 예를 들면, 바나듐이 티타늄을 포함하는 알루미늄 합금에서 사용되는 경우, 이론에 구속되지 않고, 이러한 부가가 티타늄과의 또 하나의 반응을 강요할 것으로 여겨진다. 반응 생성물은 화합물 예컨대 (Ti,V)B2일 수 있다. 그와 같은 반응 생성물의 형성은 티타늄을 함유하는 알루미늄 용융물 및 B4C 입자 사이의 반응을 중지시키거나 감소시킬 것이다. 따라서 본 개시내용은 복합재가 성형되고, 바람직하게는 주조될 때까지 복합재의 유동성을 유지하기 위해 알루미늄 용융물 및 B4C 입자 사이의 반응 억제제로서 포정 반응의 생성물의 형성을 유발할 수 있는 첨가물의 부가를 제공한다. Without wishing to be bound by theory, additives can be used in the methods described herein to form reaction products with B, with a production enthalpy more negative than that associated with AlB 2 . For example, when vanadium is used in an aluminum alloy containing titanium, it is not theorized that such addition is believed to impose another reaction with titanium. The reaction product may be a compound such as (Ti, V) B 2 . The formation of such a reaction product will stop or reduce the reaction between the titanium-containing aluminum melt and the B 4 C particles. Accordingly, the present disclosure is directed to the addition of an additive capable of inducing the formation of a product of the entanglement reaction as an inhibitor of reaction between the aluminum melt and the B 4 C particles to maintain the fluidity of the composite until the composite is molded, to provide.

다양한 원소의 부가 후 형성되는 것으로 기대되는 반응 생성물의 생성 엔탈피의 이론적 계산은 소프트웨어 FactStageTM를 사용하여 수행되었고 표 1에서 보여준다. The theoretical calculations of the enthalpy of formation of the reaction products expected to form after the addition of the various elements have been carried out using the software FactStage TM and are shown in Table 1.

(표 1) 다양한 반응 생성물의 생성 엔탈피의 이론적 값.(Table 1) Theoretical values of the enthalpy of formation of various reaction products.

부가된 원소Added element B4C와의 포정 반응의 생성물The product of the entrapment reaction with B 4 C 생성 엔탈피 (kJ/mol)The enthalpy of formation (kJ / mol) AlBAlB 22 -67-67 CrCr CrB2 CrB 2 -94-94 MoMo MoB2 MoB 2 -150-150 VV VB2 VB 2 -202-202 TaTa TaB2 TaB 2 -222-222 NbNb NbB2 NbB 2 -251-251 TiTi TiB2 TiB 2 -280-280 HfHf HfB2 HfB 2 -320-320 ZrZr ZrB2 ZrB 2 -326-326 WW W2b9 W 2 b 9 -375-375

일 구현예에서, 첨가물은, 비제한적으로 크로뮴 (Cr), 몰리브데늄 (Mo), 바나듐 (V), 니오븀 (Nb), 하프늄 (Hf), 지르코늄 (Zr), 스트론튬 (Sr), 스칸듐 (Sc), 탄탈럼 (Ta), 텅스텐 (W) 뿐만 아니라 이들의 임의 조합을 포함한다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은, 비제한적으로 (Mo), 바나듐 (V), 니오븀 (Nb), 하프늄 (Hf), 지르코늄 (Zr), 스트론튬 (Sr), 스칸듐 (Sc) 뿐만 아니라 이들의 임의 조합을 포함한다. 그 밖에 또 하나의 구현예에서, 첨가물은, 비제한적으로 지르코늄 (Zr), 스트론튬 (Sr), 스칸듐 (Sc) 뿐만 아니라 이들의 임의 조합을 포함한다. 또 추가의 구현예에서, 첨가물은 Cr을 포함하거나 Cr로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 Mo를 포함하거나 Mo로 이루어진다. 그 밖에 추가의 구현예에서, 첨가물은 V를 포함하거나 V로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 Nb를 포함하거나 Nb로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 Ta를 포함하거나 Ta로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 W를 포함하거나 W로 이루어진다. 그 밖에 추가의 구현예에서, 첨가물은 Hf를 포함하거나 Hf로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 Zr을 포함하거나 Zr로 이루어진다. 또 추가의 구현예에서, 첨가물은 Sr을 포함하거나 Sr로 이루어진다. 그 밖에 추가의 구현예에서, 첨가물은 Sc를 포함하거나 Sc로 이루어진다. 일 구현예에서, 첨가물은 Zr 및 Sc의 조합을 포함하거나 Zr 및 Sc의 조합으로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 Zr 및 Sr의 조합을 포함하거나 Zr 및 Sr의 조합으로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 Sr 및 Sc의 조합을 포함하거나 Sr 및 Sc의 조합으로 이루어진다. 또 하나의 구현예에서, 첨가물은 Zr, Sr 및 Sc의 조합을 포함하거나 Zr, Sr 및 Sc의 조합으로 이루어진다.In one embodiment, the additive is selected from the group consisting of but not limited to chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), niobium (Nb), hafnium (Hf), zirconium (Zr), strontium Sc), tantalum (Ta), tungsten (W), as well as any combination thereof. In another embodiment, the additive is selected from the group consisting of (Mo), vanadium (V), niobium (Nb), hafnium (Hf), zirconium (Zr), strontium (Sr), scandium ≪ / RTI > In yet another embodiment, the additive includes, but is not limited to, zirconium (Zr), strontium (Sr), scandium (Sc) as well as any combination thereof. In yet another embodiment, the additive comprises Cr or consists of Cr. In another embodiment, the additive comprises or consists of Mo. In yet another embodiment, the additive comprises or consists of V. In another embodiment, the additive comprises or consists of Nb. In another embodiment, the additive comprises or consists of Ta. In another embodiment, the additive comprises W or consists of W. In a further embodiment, the additive comprises or consists of Hf. In another embodiment, the additive comprises Zr or Zr. In yet a further embodiment, the additive comprises Sr or consists of Sr. In a further embodiment, the additive comprises Sc or consists of Sc. In one embodiment, the additive comprises a combination of Zr and Sc or a combination of Zr and Sc. In another embodiment, the additive comprises a combination of Zr and Sr, or a combination of Zr and Sr. In another embodiment, the additive comprises a combination of Sr and Sc or a combination of Sr and Sc. In another embodiment, the additive comprises a combination of Zr, Sr and Sc or a combination of Zr, Sr and Sc.

용융된 알루미늄 합금을 제공하기 위해, 첨가물(들), 임의로 티타늄이 용융된 알루미늄 또는 용융된 알루미늄 또는 용융된 알루미늄 합금에 부가된다. 일부 구현예에서, 실질적으로 균질한 용융된 알루미늄 합금을 수득하기 위해 용융된 알루미늄 합금의 원소들을 혼합/교반하는 것이 고려된다. 대안적인 또는 상보적 구현예에서, 실질적으로 균질한 용융된 알루미늄 합금을 수득하기 위해 용융된 알루미늄 합금에 열을 적용하는 것이 고려된다.To provide a molten aluminum alloy, the additive (s), optionally titanium, is added to the molten aluminum or molten aluminum or molten aluminum alloy. In some embodiments, it is contemplated to mix / stir the elements of the molten aluminum alloy to obtain a substantially homogeneous molten aluminum alloy. In an alternative or complementary embodiment, it is contemplated to apply heat to the molten aluminum alloy to obtain a substantially homogeneous molten aluminum alloy.

일부 구현예에서 그리고 상기에서 명시된 바와 같이, 티타늄을 함유하는 알루미늄 합금이 사용될 수 있다. 그와 같은 구현예에서, 티타늄 및 첨가물 (또는 첨가물의 조합)을 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 특정 순서로 부가하는 것이 필요하지 않다. 일 구현예에서, 티타늄은 우선 용융된 알루미늄/합금에 부가되고 그 다음 첨가물(들)이 부가된다. 대안적인 구현예에서, 첨가물(들)은 우선 용융된 알루미늄/합금에 부가되고 그 다음 티타늄이 부가된다. 그 밖에 또 하나의 구현예에서, 티타늄 및 첨가물(들)이 용융된 알루미늄/합금에 동시에 부가된다. In some embodiments and as noted above, an aluminum alloy containing titanium may be used. In such an embodiment, it is not necessary to add titanium and additives (or a combination of additives) to the aluminum or aluminum alloy in a particular order. In one embodiment, titanium is first added to the molten aluminum / alloy and then the additive (s) are added. In an alternative embodiment, the additive (s) is first added to the molten aluminum / alloy and then titanium is added. In yet another embodiment, titanium and additive (s) are added simultaneously to the molten aluminum / alloy.

일단 용융된 알루미늄 합금이 제공되면, 그것은 분산된 붕소 카바이드 입자를 포함하는 용융된 복합 물질을 제공하기 위해 붕소 카바이드의 공급원 (예를 들면 붕소 카바이드 분말 (예컨대 자유 유동 분말))과 조합된다. 용융된 복합 물질에서, (첨가물 및 임의로 티타늄으로 보강된) 알루미늄 합금이 용융 형태이고, 붕소 카바이드 입자가 고체 형태이고 포정 반응의 생성물과 적어도 부분적으로 관련되어 있음이 이해된다. 일부 구현예에서, 본원에 기재된 용융된 알루미늄 합금에 붕소 카바이드 공급원 (예를 들면, 붕소 카바이드 분말)을 부가하는 것이 권할 만할 수 있다. 일부 구현예에서, 분산된 B4C-함유 입자를 갖는 실질적으로 균질한 용융된 복합 물질을 수득하기 위해 용융된 복합 물질의 원소들을 혼합/교반하는 것이 고려된다. 용어 "분산된"은 B4C-함유 입자가 물질의 매트릭스 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분배됨을 의미한다. 일부 구현예에서, 혼합/교반은 복합 물질에서 B4C 입자의 적절한 습윤을 가능케 하는 방식으로 수행되는 것으로 고려된다. Once a molten aluminum alloy is provided, it is combined with a source of boron carbide (e.g., boron carbide powder (e.g., free flowing powder)) to provide a molten composite material comprising dispersed boron carbide particles. It is understood that in the molten composite material, the aluminum alloy (doped with additives and optionally titanium) is in the molten form and the boron carbide particles are in solid form and are at least partially related to the product of the entrapped reaction. In some embodiments, it may be advisable to add a boron carbide source ( e. G. , Boron carbide powder) to the molten aluminum alloy described herein. In some embodiments, it is contemplated to mix / stir the elements of the molten composite material to obtain a substantially homogeneous molten composite material having dispersed B 4 C-containing particles. The term "dispersed" means that the B 4 C -containing particles are distributed substantially uniformly throughout the matrix of material. In some embodiments, mixing / stirring is contemplated to be performed in a manner that allows for proper wetting of the B 4 C particles in the composite material.

용융된 복합 물질은, 포정 반응의 생성물의 생성물의 존재로 인해, 산업적 현장에서 주조할 수 있는 유동성을 갖는다. 유동성은 당해분야의 숙련가에게 공지된 바와 같이 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 일 예에서, 유동성은 점도계로 측정된다. 또 하나의 예에서, 유동성은 주형에서 주조 샘플의 길이를 측정함으로써 평가된다. 그렇게 하기 위해, 진공이 적용되는, 특정 온도 (예를 들면 약 700℃)에서 액체 알루미늄-계 혼합물을 함유하는 반응기 (예를 들면 약 35 kg의 용량) 내에서 다량의 B4C 분말을 부가하는 것이 가능하다. 용융된 금속 및 B4C 분말의 혼합물 샘플은 예정된 길이를 갖고 단계-주형을 사용하여 고정된 간격 (예를 들면, 매 20 분)으로 수득될 수 있다. 일부 구현예에서, K-주형 단계-주형이 사용될 수 있다. 유동성은 그것의 고화 전에 수득한 혼합물에 의해 달성된/포괄된 거리로서 정량화된다. 일부 구현예에서, K-주형은 33 mm의 폭 (및, 일부 구현예에서, 315 mm의 최대 길이)을 갖고 약 10o의 각도로 경사진 홈 또는 샘플-수용 챔버를 갖는 그래파이트-코팅된 스테인레스강 단계-주형일 수 있다. 예를 들면, 상기 기재된 K-주형에서 120 분의 유지 시간 후 100 mm의 거리를 달성하는 용융된 복합 물질은 직접 냉각된 주조에 비해 상당한 유동성을 갖는 것으로 간주된다. 또 하나의 예에서, 상기 기재된 K-주형에서 120 분의 유지 시간 후 190 mm의 거리를 달성하는 용융된 복합 물질은 직접 냉각된 주조에 비해 탁월한 유동성을 갖는 것으로 간주된다. 일 구현예에서, 복합 물질의 유동성은 120 분 후 190 mm 또는 그 이상이다. 또 추가의 구현예에서, 복합 물질의 유동성은 120 분 후 200 mm 또는 그 이상이다. 일 구현예에서, 용융된 복합재의 유동성은 120 분의 유지 시간 후 약 700℃의 온도에서 측정될 때 적어도 100 mm이다. 구현예에서, 복합 물질의 유동성은 120 분의 유지 시간 후 약 700℃의 온도에서 측정될 때 적어도 105 mm, 110 mm, 115 mm, 120 mm, 125 mm, 130 mm, 135 mm, 140 mm, 145 mm, 150 mm, 155 mm, 160 mm, 165 mm, 170 mm, 175 mm, 180 mm, 181 mm, 182 mm, 183 mm, 184 mm, 185 mm, 186 mm, 187 mm, 188 mm, 189 mm, 190 mm, 191 mm, 192 mm, 193 mm, 194 mm, 195 mm, 196 mm, 197 mm, 198 mm, 199 mm 또는 200 mm이다. 다른 구현예에서, 복합 물질의 유동성은 알루미늄 합금 및 붕소 카바이드 입자의 혼합물에 대해 측정되지 않지만, 포정 반응의 생성물이 형성되거나 균일한 용융된 복합 물질이 특정 온도 (예를 들면, 유지 온도)에서 특정 시간 (예를 들면, 유지 시간) 동안 유지된 후에는 측정된다.The molten composite material has fluidity that can be cast on an industrial site due to the presence of the product of the product of the entrapping reaction. The fluidity can be determined in a variety of ways as is known to those skilled in the art. In one example, the fluidity is measured by a viscometer. In another example, fluidity is evaluated by measuring the length of the cast sample in the mold. To do so, a large amount of B 4 C powder is added in a reactor (e.g., a capacity of about 35 kg) containing a liquid aluminum-based mixture at a certain temperature (e.g., about 700 ° C) It is possible. Mixture samples of molten metal and B 4 C powder can be obtained at fixed intervals (e.g., every 20 minutes) using a step-mold with a predetermined length. In some embodiments, a K-mold step-mold may be used. The fluidity is quantified as the achieved / contained distance by the mixture obtained before its solidification. In some embodiments, K- mold width of 33 mm (and in some embodiments, the maximum length 315 mm) having an angle of about 10 o to the inclined grooves or the sample-receiving chamber having a graphite-coated stainless It can be a steel step-mold. For example, a molten composite material achieving a distance of 100 mm after a holding time of 120 minutes in the K-mold described above is considered to have considerable fluidity compared to a directly cooled casting. In another example, a molten composite material achieving a distance of 190 mm after a holding time of 120 minutes in the K-mold described above is considered to have excellent fluidity compared to direct cooled casting. In one embodiment, the fluidity of the composite material is 190 mm or greater after 120 minutes. In yet another embodiment, the fluidity of the composite material is 200 mm or more after 120 minutes. In one embodiment, the flowability of the molten composite is at least 100 mm when measured at a temperature of about 700 DEG C after a holding time of 120 minutes. In embodiments, the fluidity of the composite material is at least 105 mm, 110 mm, 115 mm, 120 mm, 125 mm, 130 mm, 135 mm, 140 mm, 145 mm mm, 150 mm, 155 mm, 160 mm, 165 mm, 170 mm, 175 mm, 180 mm, 181 mm, 182 mm, 183 mm, 184 mm, 185 mm, 186 mm, 187 mm, 188 mm, 190 mm, 191 mm, 192 mm, 193 mm, 194 mm, 195 mm, 196 mm, 197 mm, 198 mm, 199 mm or 200 mm. In other embodiments, the fluidity of the composite material is not measured for a mixture of aluminum alloy and boron carbide particles, but the product of the entrapment reaction may be formed, or a uniform molten composite material may be formed at a certain temperature ( e. And is measured after being held for a time ( e.g. , a holding time).

구현예에서, 복합 물질을 용융된 상태로 유지시키기 위해 특정 온도에서 복합 물질의 샘플을 유지하는 것이 고려된다. 특정 구현예에서, 복합 물질은 약 660℃, 670℃, 680℃, 690℃, 700℃, 710℃, 720℃, 730℃, 740℃, 750℃, 760℃, 770℃, 780℃, 790℃ 또는 800℃와 같거나 이보다 더 높은 최소 유지 온도에서 유지된다. 특정 구현예에서, 복합 물질은 약 800℃, 790℃, 780℃, 770℃, 760℃, 750℃, 740℃, 730℃, 720℃, 710℃, 700℃, 690℃, 680℃, 670℃ 또는 660℃와 같거나 이보다 더 낮은 최대 유지 온도에서 유지된다. 대안적인 구현예에서, 복합 물질은 상기에서 규정된 바와 같은 최소 유지 온도 및 상기에서 규정된 바와 같은 최대 유지 온도 범위의 온도에서 유지된다.In embodiments, it is contemplated to maintain a sample of the composite material at a specific temperature to maintain the composite material in the molten state. In certain embodiments, the composite material may be at a temperature of about 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, Lt; RTI ID = 0.0 > 800 C < / RTI > or higher. In certain embodiments, the composite material may be at about 800 ° C, 790 ° C, 780 ° C, 770 ° C, 760 ° C, 750 ° C, 740 ° C, 730 ° C, 720 ° C, 710 ° C, 700 ° C, 690 ° C, Lt; RTI ID = 0.0 > 660 C. < / RTI > In alternative embodiments, the composite material is maintained at a minimum holding temperature as defined above and a maximum holding temperature range as defined above.

일부 구현예에서, 복합 물질의 샘플을 특정 유지 시간 동안 용융된 상태로 유지하는 것이 고려된다. 특정 구현예에서, 복합 물질은 약 20 min, 30 min, 40, min, 50 min, 60 min, 70 min, 80 min, 90 min, 100 min ,110 min, 120 min, 130 min, 140 min, 150 min, 160 min, 170 min, 180 min, 190 min 또는 200 min과 같거나 이보다 긴 최소 유지 시간 동안 유지된다. 특정 구현예에서, 복합 물질은 약 200 min, 190 min, 180 min, 170 min, 160 min, 150 min, 140 min, 130 min, 120 min, 110 min, 100 min, 90 min, 80 min, 70 min, 60 min, 50 min, 40 min 30 min 또는 20 min과 같거나 이보다 짧은 최대 유지 시간 동안 유지된다. 대안적인 구현예에서, 특정 유지 시간은 상기에서 규정된 바와 같은 최소 유지 시간과 상기에서 규정된 바와 같은 최대 유지 시간 사이의 범위이다.In some embodiments, it is contemplated to maintain a sample of the composite material in a molten state during a particular hold time. In certain embodiments, the composite material may be at least one of the following: about 20 min, 30 min, 40 min, 50 min, 60 min, 70 min, 80 min, 90 min, 100 min, 110 min, 120 min, min, 160 min, 170 min, 180 min, 190 min, or 200 min, or longer. In a particular embodiment, the composite material is about 200 min, 190 min, 180 min, 170 min, 160 min, 150 min, 140 min, 130 min, 120 min, 110 min, 100 min, 90 min, 80 min, 70 min , 60 min, 50 min, 40 min 30 min, or 20 min, or less. In alternative embodiments, the specific retention time is between the minimum retention time as defined above and the maximum retention time as defined above.

일부 구현예에서, 특정 주조 시간 동안 복합 물질을 주조하는 것이 고려된다. 특정 구현예에서, 복합 물질은 약 20 min, 30 min, 40, min, 50 min, 60 min, 70 min, 80 min, 90 min, 100 min ,110 min, 120 min, 130 min, 140 min, 150 min, 160 min, 170 min, 180 min, 190 min 또는 200 min과 같거나 이보다 더 긴 최소 주조 시간 동안 주조된다. 특정 구현예에서, 복합 물질은 약 200 min, 190 min, 180 min, 170 min, 160 min, 150 min, 140 min, 130 min, 120 min, 110 min, 100 min, 90 min, 80 min, 70 min, 60 min, 50 min, 40 min 30 min 또는 20 min과 같거나 이보다 짧은 최대 주조 시간 동안 주조된다. 대안적인 구현예에서, 특정 주조 시간은 상기에서 규정된 바와 같은 최소 주조 시간과 상기에서 규정된 바와 같은 최대 주조 시간 사이의 범위이다.In some embodiments, it is contemplated to cast the composite material during a particular casting time. In certain embodiments, the composite material may be at least one of the following: about 20 min, 30 min, 40 min, 50 min, 60 min, 70 min, 80 min, 90 min, 100 min, 110 min, 120 min, min, 160 min, 170 min, 180 min, 190 min or 200 min, or longer. In a particular embodiment, the composite material is about 200 min, 190 min, 180 min, 170 min, 160 min, 150 min, 140 min, 130 min, 120 min, 110 min, 100 min, 90 min, 80 min, 70 min , 60 min, 50 min, 40 min 30 min, or 20 min, or less. In an alternative embodiment, the specific casting time is in the range between the minimum casting time as defined above and the maximum casting time as defined above.

용융된 복합재는 임의 형태의 주조 (빌릿 또는 슬래브의 DC 주조 포함), 미래의 재용융 및 주조를 위한 잉곳의 주조 뿐만 아니라 임의 편리한 형태의 형상 주조를 사용한 형상으로의 주조에 잘 받아들여진다. 주조 복합재는 추가로 가공될 수 있고 추가의 조작 예컨대 (a) 형상의 재용융 및 주조, (b) 압출 및 (c) 압연 또는 (d) 단조를 위해 잘 조정된다.The molten composites are well accepted for casting into any form of casting (including DC casting of billets or slabs), ingot casting for future remelting and casting, as well as any convenient shape casting. The cast composite can be further processed and well conditioned for further manipulations such as (a) re-melting and casting of the shape, (b) extrusion and (c) rolling or (d) forging.

본원에 기재된 방법은 임의의 성형된 알루미늄 붕소 카바이드 복합 물질, 특히 높은 수준의 B4C를 함유하는 것들의 제조를 위해 사용될 수 있다. 유익하게는, 일부 구현예에서, 첨가물의 존재 하에, 저-등급 B4C 분말이 용융된 Al-Ti-B4C 복합재의 유동성을 유의미하게 변경시키지 않고 사용될 수 있다.The process described herein can be used for the production of any shaped aluminum boron carbide composite material, especially those containing high levels of B 4 C. Advantageously, in some embodiments, in the presence of the additive, the low-grade B 4 C powder can be used without significantly altering the flowability of the molten Al-Ti-B 4 C composite.

본 발명은 그것의 범위를 제한하기 보다는 본 발명을 예시하기 위해 주어진 하기 실시예를 참고하여 더 쉽게 이해될 것이다.The present invention will be more readily understood by reference to the following examples given to illustrate the invention rather than to limit its scope.

실시예 IExample I

일차 알루미늄 금속 합금 (AA1100)을 765℃의 온도에서 반응기에서 용융시켰다. Ti를 부가하고 그 다음 Sr을 부가했다. 그 후에, B4C 입자를 상기 용융물에 주입했다. Ti 및 Sr의 최종 농도는 둘 모두 1.65 wt%였다. B4C 입자의 최종 농도는 28 vol %였다.The primary aluminum metal alloy (AA1100) was melted in the reactor at a temperature of 765 ° C. Ti was added and then Sr was added. Thereafter, B 4 C particles were injected into the melt. The final concentrations of Ti and Sr were both 1.65 wt%. The final concentration of B 4 C particles was 28 vol%.

최종 혼합물을 약 700℃의 온도에서 유지하고 2개의 유동성 샘플을 매 20 분마다 수득했다. 유동성 측정치는 표 2에서 보여준다.The final mixture was maintained at a temperature of about 700 < 0 > C and two flowable samples were obtained every 20 minutes. The flowability measurements are shown in Table 2.

(표 2) 실시예 I에서 초래된 유동성 측정치.(Table 2) < tb > < tb >

시간 (min)Time (min) 유동성liquidity 측정치 #1 (mm) Measurement # 1 (mm) 유동성liquidity 측정치 #2 (mm) Measurement # 2 (mm) 55 161161 170170 2020 179179 172172 4747 185185 194194 6565 199199 193193 8080 186186 180180 100100 180180 186186 120120 205205 191191

표 2에서 보여주는 결과는 120 분의 유지 시간 후 유동성이 190 mm보다 높으며, 이에 의해 복합 물질의 산업적 주조를 가능하게 함을 명시한다. The results shown in Table 2 indicate that after 120 minutes of retention time, the fluidity is higher than 190 mm, thereby enabling industrial casting of the composite material.

실시예 IIExample II

일차 알루미늄 금속 합금 (AA1100)을 765℃의 온도에서 반응기에서 용융시켰다. Zr을 부가했다. 그 후에, B4C 입자를 상기 용융물에 주입했다. Zr의 최종 농도는 3.8 wt%였다. B4C 입자의 최종 농도는 19 vol %였다.The primary aluminum metal alloy (AA1100) was melted in the reactor at a temperature of 765 ° C. Zr was added. Thereafter, B 4 C particles were injected into the melt. The final concentration of Zr was 3.8 wt%. The final concentration of B 4 C particles was 19 vol%.

최종 혼합물을 약 700℃의 온도에서 유지하고 2개의 유동성 샘플을 다양한 간격으로 수득했다. 수득한 유동성 측정치를 표 3에서 보여준다.The final mixture was held at a temperature of about 700 < 0 > C and two flowable samples were obtained at various intervals. The flowability measurements obtained are shown in Table 3.

(표 3) 실시예 II에서 초래된 유동성 측정치.(Table 3) Flowability measurements resulting from Example II.

시간 (min)Time (min) 유동성liquidity 측정치 (mm) Measured value (mm) 1010 260260 2020 280280 4040 295295 6060 306306 8080 291291 100100 200200 120120 210210

표 3에서 보여주는 결과는 120 분의 유지 시간 후 유동성이 190 mm보다 높으며, 이에 의해 복합 물질의 산업적 주조를 가능케 함을 명시한다.The results shown in Table 3 indicate that after 120 minutes of retention time, the fluidity is higher than 190 mm, thereby allowing industrial casting of the composite material.

본 발명이 그의 특정 구현예와 관련하여 기재되더라도, 청구항의 범위는 실시예에서 제시된 바람직한 구현예로 제한되지 않아야 하지만, 전체적으로 설명과 일치되게 최대한 넓게 해석되어야 함이 이해될 것이다.It is to be understood that the scope of the claims should not be limited to the preferred embodiments set forth in the examples, but should be construed as broadly as is consistent with the description as a whole.

Claims (46)

(i) 알루미늄, (ii) 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응의 생성물, (iii) 분산된 붕소 카바이드 입자 및 (iv) 임의로 티타늄을 포함하는 주조 복합 물질로서:
상기 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
상기 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조 전에, 가열된 후, 상기 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 약 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사진, 주조 복합 물질.A cast composite material comprising (i) aluminum, (ii) a product of an entrapment reaction between an additive and boron, (iii) dispersed boron carbide particles, and (iv)
The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof;
A sample of the composite material is heated to a temperature of about 700 DEG C for about 120 minutes and then heated to a temperature of about 700 DEG C corresponding to a casting length of at least 100 mm as measured using a mold having a groove for receiving the sample, Wherein the grooves have a width of about 33 mm, a height of about 6.5 mm to about 4.0 mm, and are inclined downward from the abscissa at about 10 < 0 > C. 청구항 1에 있어서, 상기 주조 길이가 적어도 190 mm인, 주조 복합 물질.The cast composite material of claim 1, wherein the cast length is at least 190 mm. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 주조 복합 물질이 유지 시간 동안 유지되고 주조 시간 동안 주조되고, 상기 유지 시간 및 상기 주조 시간의 조합은 적어도 120 분인, 주조 복합 물질.The composite as claimed in claim 1 or 2, wherein the cast composite material is maintained for a holding time and cast during a casting time, the combination of the holding time and the casting time being at least 120 minutes. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 주조 복합 물질.The casting composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the additive is selected from the group consisting of zirconium, strontium, scandium and any combination thereof. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 스칸듐인, 주조 복합 물질.The casting composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the additive is scandium. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 스트론튬인, 주조 복합 물질.The casting composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the additive is strontium. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 지르코늄인, 주조 복합 물질.The casting composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the additive is zirconium. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 4% 내지 40%인, 주조 복합 물질.The casting composite material according to any one of claims 1 to 7, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 4% to 40% based on the total volume of the cast composite material. 청구항 8에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.47% 내지 8.00%인, 주조 복합 물질.9. The casting composite material of claim 8, wherein the concentration (w / w) of the additive is 0.47% to 8.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 9에 있어서, 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.50% 내지 4.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 주조 복합 물질.The casting composite material of claim 9, further comprising titanium at a concentration (w / w) of 0.50% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 4.5% 내지 18.9%인, 주조 복합 물질.The casting composite material according to any one of claims 1 to 7, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 4.5% to 18.9% based on the total volume of the cast composite material. 청구항 11에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.38% 내지 4.00%인, 주조 복합 물질.12. A casting composite material according to claim 11, wherein the concentration (w / w) of the additive is 0.38% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 12에 있어서, 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.40% 내지 2.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 주조 복합 물질.The casting composite material of claim 12, further comprising titanium at a concentration (w / w) of 0.40% to 2.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 19.0% 내지 28.0%인, 주조 복합 물질.The cast composite material according to any one of claims 1 to 7, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 19.0% to 28.0% based on the total volume of the cast composite material. 청구항 14에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.69% 내지 6.00%인, 주조 복합 물질.15. The casting composite material of claim 14, wherein the concentration (w / w) of the additive is 1.69% to 6.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 15에 있어서, 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.80% 내지 3.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 주조 복합 물질.16. The casting composite material of claim 15, further comprising titanium at a concentration (w / w) of 1.80% to 3.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 25.0% 내지 28.0%인, 주조 복합 물질.The casting composite material according to any one of claims 1 to 7, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 25.0% to 28.0% based on the total volume of the cast composite material. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 28.0% 내지 33.0%인, 주조 복합 물질.The cast composite material according to any one of claims 1 to 7, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 28.0% to 33.0% of the total volume of the cast composite material. 청구항 17 또는 18에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.94% 내지 4.00%인, 주조 복합 물질.The casting composite material according to claim 17 or 18, wherein the concentration (w / w) of the additive is 0.94% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 19에 있어서, 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.00% 내지 2.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 주조 복합 물질.20. The casting composite material of claim 19, further comprising titanium at a concentration (w / w) of from 1.00% to 2.00% based on the total weight of the cast composite material. 주조 복합 물질의 제조 방법으로서, 상기 방법은:
(a) 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응의 생성물 및 분산된 붕소 카바이드 입자를 포함하는 용융된 복합물질을 제공하기 위하여 (i) 붕소와 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물 및 임의로 티타늄을 포함하는 용융된 알루미늄 합금을 (ii) 붕소 카바이드 입자 공급원과 배합하는 단계로서, 여기서:
상기 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐, 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
상기 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조 전에, 가열된 후, 상기 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사지는, 단계; 및
(b) 상기 주조 복합 물질을 형성하기 위하여 상기 용융된 복합재를 주조하는 단계를 포함하는, 주조 복합 물질의 제조 방법. A method of making a cast composite material, the method comprising:
(a) a molten composite material comprising (a) a product of the entrapment reaction between an additive and boron and a dispersed boron carbide particle, (i) an additive capable of undergoing a round off reaction with boron, and optionally a molten aluminum (Ii) combining the alloy with a boron carbide particle source, wherein:
The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof;
A sample of the composite material is heated to a temperature of about 700 DEG C for about 120 minutes and then heated to a temperature of about 700 DEG C corresponding to a casting length of at least 100 mm as measured using a mold having a groove for receiving the sample, has a fluidity, the groove has a height of about 33 mm width, 6.5 mm to about 4.0 mm downward from the horizontal axis by about 10 o slopes, steps; And
(b) casting the molten composite material to form the cast composite material. 청구항 21에 있어서, 상기 주조 길이가 적어도 190 mm인, 방법.22. The method of claim 21, wherein the casting length is at least 190 mm. 청구항 21 또는 22에 있어서, 단계 (b) 전에, 상기 용융된 복합 물질을 유지 시간 동안 유지하고 상기 용융된 복합재를 주조 시간 동안 주조하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 상기 유지 시간 및 상기 주조 시간의 조합은 적어도 120 분인, 방법.22. The method of claim 21 or 22, further comprising, prior to step (b), maintaining said molten composite material for a holding time and casting said molten composite material during casting time, wherein said holding time and said casting time Wherein the combination is at least 120 minutes. 청구항 21 내지 23 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a) 전에, 용융된 알루미늄 또는 용융된 알루미늄 합금을 상기 첨가물과 배합함으로써 상기 용융된 알루미늄 합금을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.22. The method of any of claims 21 to 23, further comprising the step of providing the molten aluminum alloy by combining molten aluminum or molten aluminum alloy with the additive before step (a). 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.The method of any one of claims 21 to 24, wherein the additive is selected from the group consisting of zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof. 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 스칸듐인, 방법.The method according to any one of claims 21 to 24, wherein the additive is scandium. 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 스트론튬인, 방법.The method according to any one of claims 21 to 24, wherein the additive is strontium. 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가물이 지르코늄인, 방법.The method according to any one of claims 21 to 24, wherein the additive is zirconium. 청구항 21 내지 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 4% 내지 40%인, 방법.The method of any one of claims 21 to 28, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is from 4% to 40% based on the total volume of the cast composite material. 청구항 29에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.47% 내지 8.00%인, 방법.The method according to claim 29, wherein the concentration (w / w) of the additive is 0.47% to 8.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 30에 있어서, 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.50% 내지 4.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 방법.32. The method of claim 30, further comprising titanium at a concentration (w / w) of 0.50% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 21 내지 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 4.5% 내지 18.9%인, 방법.The method of any one of claims 21 to 28, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is from 4.5% to 18.9% based on the total volume of the cast composite material. 청구항 32에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.38% 내지 4.00%인, 방법.32. The method of claim 32, wherein the concentration (w / w) of the additive is 0.38% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 33에 있어서, 상기 복합 물질이 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.40% 내지 2.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 방법.34. The method of claim 33, wherein the composite material further comprises titanium at a concentration (w / w) of 0.40% to 2.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 21 내지 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 19.0% 내지 28.0%인, 방법.The method of any one of claims 21 to 28, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 19.0% to 28.0% based on the total volume of the cast composite material. 청구항 35에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.68% 내지 6.00%인, 방법.35. The method of claim 35, wherein the concentration (w / w) of the additive is 1.68% to 6.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 36에 있어서, 상기 복합 물질이 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.80% 내지 3.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 방법.37. The method of claim 36, wherein the composite material further comprises titanium at a concentration (w / w) of from 1.80% to 3.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 21 내지 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 25.0% 내지 28.0%인, 방법.The method of any one of claims 21 to 28, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 25.0% to 28.0% of the total volume of the cast composite material. 청구항 21 내지 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산된 붕소 카바이드 입자의 농도 (v/v)가 상기 주조 복합 물질의 총 용적에 대해 28.0% 내지 33.0%인, 방법.The method of any one of claims 21 to 28, wherein the concentration (v / v) of the dispersed boron carbide particles is 28.0% to 33.0% of the total volume of the cast composite material. 청구항 38 또는 39에 있어서, 상기 첨가물의 농도 (w/w)가 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 0.94% 내지 4.00%인, 방법.The method of claim 38 or 39, wherein the concentration (w / w) of the additive is 0.94% to 4.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 40에 있어서, 상기 복합 물질이 상기 주조 복합 물질의 총 중량에 대해 1.00% 내지 2.00%의 농도 (w/w)로 티타늄을 추가로 포함하는, 방법.41. The method of claim 40, wherein the composite material further comprises titanium at a concentration (w / w) of from 1.00% to 2.00% based on the total weight of the cast composite material. 청구항 21 내지 41 중 어느 한 항의 방법에 의해 수득된 주조 복합 물질.A cast composite material obtained by the process of any one of claims 21 to 41. (i) 알루미늄, (ii) 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응의 생성물, (iii) 분산된 붕소 카바이드 입자 및 (iv) 임의로 티타늄을 포함하는 용융된 복합 물질의 주조 및/또는 성형 특성을 증대시키는 방법으로서, 상기 방법은 용융된 복합 물질을 제공하기 위하여 (a) 붕소와 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 포함하는 용융된 알루미늄 합금을 (b) 붕소 카바이드 입자 공급원과 배합하는 단계를 포함하고, 여기서:
상기 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐, 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
상기 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조 전에, 가열된 후, 상기 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 약 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사진, 용융된 복합 물질의 주조 및/또는 성형 특성을 증대시키는 방법.(i) aluminum, (ii) the product of the entrapment reaction between the additive and boron, (iii) dispersed boron carbide particles, and (iv) optionally, titanium, to increase the casting and / or shaping properties of the molten composite material (A) combining a molten aluminum alloy comprising boron and an additive capable of undergoing a rounding reaction with (b) a source of boron carbide particles, wherein:
The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof;
A sample of the composite material is heated to a temperature of about 700 DEG C for about 120 minutes and then heated to a temperature of about 700 DEG C corresponding to a casting length of at least 100 mm as measured using a mold having a groove for receiving the sample, Wherein the grooves have a width of about 33 mm, a height of from about 6.5 mm to about 4.0 mm and inclined downward from the abscissa at about 10 0 , a method of increasing the casting and / or shaping properties of the molten composite material . 청구항 43에 있어서, 상기 주조 길이가 적어도 190 mm인, 방법. 43. The method of claim 43, wherein the casting length is at least 190 mm. (i) 알루미늄, (ii) 첨가물 및 붕소 사이의 포정 반응의 생성물, (iii) 분산된 붕소 카바이드 입자 및 (iv) 임의로 티타늄을 포함하는 용융된 복합 물질의 용융된 복합 물질의 성형을 촉진시키는 방법으로서, 상기 방법은 용융된 복합 물질을 제공하기 위하여 (a) 붕소와 함께 포정 반응을 진행할 수 있는 첨가물을 포함하는 용융된 알루미늄 합금을 (b) 붕소 카바이드 입자 공급원과 배합하는 단계를 포함하고, 여기서:
상기 첨가물은 크로뮴, 몰리브데늄, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 스트론튬, 스칸듐, 및 이들의 임의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
상기 복합 물질의 샘플은, 약 120 분 동안 약 700℃의 온도로, 주조 전에, 가열된 후, 상기 샘플을 수용하기 위한 홈을 갖는 주형을 사용하여 측정될 때 적어도 100 mm의 주조 길이에 상응하는 유동성을 가지며, 상기 홈은 약 33 mm의 폭, 약 6.5 mm 내지 약 4.0 mm의 높이를 갖고 약 10o로 가로축으로부터 하향으로 경사진, 용융된 복합 물질의 성형을 촉진시키는 방법.a method of promoting the molding of a molten composite material of a molten composite material comprising (i) aluminum, (ii) a product of the entrapment reaction between the additive and boron, (iii) dispersed boron carbide particles and (iv) (A) combining a molten aluminum alloy comprising an additive capable of undergoing a rounding reaction with boron, and (b) a boron carbide particle source, wherein the molten aluminum alloy comprises :
The additive is selected from the group consisting of chromium, molybdenum, vanadium, niobium, zirconium, strontium, scandium, and any combination thereof;
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46. The method of claim 45, wherein the casting length is at least 190 mm.
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