KR910700117A - 세라믹-금속 복합체의 조밀화 방법 - Google Patents

세라믹-금속 복합체의 조밀화 방법

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KR910700117A KR1019900702118A KR900702118A KR910700117A KR 910700117 A KR910700117 A KR 910700117A KR 1019900702118 A KR1019900702118 A KR 1019900702118A KR 900702118 A KR900702118 A KR 900702118A KR 910700117 A KR910700117 A KR 910700117A
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페케닉 알렉산더
알. 맥도날드 로버트
제이. 피직 알렉산더
지. 스나이더 2세. 어빙
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리챠드 지. 워터맨
더 다우 케미칼 캄파니
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Abstract

내용 없음.

Description

세라믹-금속 복합체의 조밀화 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명방법에 따른, 금속상의 융점(TM)을 초과하는 유도 온도를 나타낸 것이다,
제2도는 B4C-Al계의 차동 열량 분석(Differential Thermal Analysis)결과를 나타낸 것이다.
제3도는 B4C-Al계에서 가압온도 증가분에 대한 압분체의 조성 및 그린웨어의 밀도의 효과를 나타낸 것이다.

Claims (39)

  1. 거의 균질한 세라믹과 금속의 혼합물을 형성시키고, 상기 혼합물을 상기 금속이 유동하기 시작하는 온도 보다 약간 낮은 제1온도로 가열시키고, 상기 혼합물을 압분화 및 조밀화시켜 혼합물의 제2온도를 유도하는 압력하에서 혼합물을 압축시키는데, 여기서 제2온도는 상기 혼합물을 추가로 압분화 및 조밀화시킬 수 있는 금속의 유동온도를 초과하며 제2온도 및 이의 지속시간은 금속과 세라믹간에 상당한 반응을 유발시키는 온도 및 지속 시간임을 특징으로 하여, 세라믹 및 금속 혼합물 또는 복합체를 조밀화시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열단계 전에, 상기 혼합물을 부분적으로 조밀화된 압분체 또는 그린웨어(greenware)로 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 재1항에 있어서, 제2온도 프로필이, 조밀화를 개선시키기에는 충분하나, 혼합물이 금속과 세라믹간의 반응을 상당히 유발시키는 온도 조건으로 노출되는 것을 최소화시킬 수 있는, 약 10 내지 200°의 스파이크(spike)가 되도록, 압축압을 고속으로 단시간동안 적용시키는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 온도 스파이크가 30 내지 70℃인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 압축압이 약 60kpsi(413MPa) 이상인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 압축공정을 약 5내지 250kpsi/초 (34 내지 1724MPa/초) 이상의 속도로 수행하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 압축압이 약 60 내지 250kpsi(413 내지 1724 MPa)인 방법.
  8. 제2항에 있어서, 압축을 아이소스타시적(isostatic)으로 수행하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 압축공정이 상기의 부분적으로 조밀화된 압분체를 비-반응성 압력-전달 유체 또는 유동성 매질중에서 캡슐화시킴을 특징으로 하는데, 여기서 압력을 상기 매질에 적용시키면 상기 압력이 상기 압분체에 아이소스타시적으로 적용되는 압분체를 추가로 조밀화시키는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 60kpsi(413 MPa)미만의 제1압력을 상기의 압력-전달 매질에 적용시키고 압분체를 부분적으로 조밀화시키는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 부분적으로 조밀화된 압분체의 밀도가 이론적 밀도의 약 50중량％이상인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 부분적으로 조밀화된 압분체를, 가열 및 압축 단계를 제2온도로 수행하는 동안, 압력-전달 매질중에서 캡슐화시켜 잔류시키는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 압축단계 후에 금속과 세라믹간에 반응이 거의 유발되지 않도록, 조밀화된 압분체를 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 혼합물이 하나이상의 세라믹 및/또는 하나이상의 금속을 포함하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 세라믹이 B4C, SiC, SiB6, SiB4, AlB12, AlB2, AlB12C2, Al4BC, TiB, TiB2, TiC, Al2O3, MgO, 멀라이트(mullite), ZrO2, MgSiO3, Mg2SiO4, MgAl2O4, Mg2Al2Si5O18, AlN, TiN, Si3N4, 또는 이들의 혼합물인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 금속이 Al, Mg, Ti, Fe, Ni, Co, Mn, Si 또는 이들의 합금인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 세라믹이 상기 혼합물의 50용적％ 이상을 차지하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 혼합물이 화합적으로 비-상용성 이거나 반응성이며 비-습윤성인 세라믹 및 금속으로 특징화하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 세라믹-금속이 B4C-Al, AlB12-Cu, AlB12-Fe, SiC-Cu 또는 SiC-Al인 방법.
  20. 제18항에 있어서, 세라믹이 B4C이고 금속이 Al, Mg 또는 Fe인 방법.
  21. 제1항에 있어서, 혼합물이 화학적으로 상용성이거나 비반응성이며 습윤성인 세라믹 및 금속으로 특징화되는데, 여기서 세라믹-금속이 TiB2-Al 또는 WC-Co인 방법.
  22. 제1항에 있어서, 혼합물이 화학적으로 상용성이며 비 -습윤성인 세라믹 및 금속으로 특징화되는데, 여기서 세라믹-금속이 B4C-Cu, AlN-Al 또는 Al2O3-Al인 방법.
  23. 제1항에 있어서, 혼합물이 화학적으로 비-상용성이며 습윤성인 세라믹 및 금속으로 특징화되는데, 여기서 세라믹-금속이 B4C-Si인 방법.
  24. 제1항에 있어서, 세라믹 및 금속이 물리적으로 입자, 혈소판, 위스커(whisker) 또는 분절된 섬유 형태인 방법.
  25. 제1항에 있어서, 제2온도 및 이의 지속시간이, 금속과 세라믹간에 목적하는 반응물을 제공하기에 충분하도록, 가열 및 압축 단계를 조절하는 방법.
  26. 제1항에 있어서, 압축단계가, 압분체를 조밀화시키기는 하나 세라믹과 금속간에 목적하지 않는 반응을 일으키기에는 충분하지 못한 제2 온도를 제공할 수 있도록, 압분체에 대한 제1온도 및 금속 함량을 선택하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 제1온도를, 적용 압력, 및 세라믹 및 금속의 열역학적 특성 및 물리적 특성으로부터 계산함으로써 선택하는 방법.
  28. 제2항에 있어서, 압분체는 이론적 밀도를 실제로 제공하기에는 충분한 금속함량을 최소한 포함하나 제2온도가 세라믹과 금속간에 목적하지 않는 반응을 일으키기에는 불충분한 방법.
  29. B4C, SiC, SiB6, SiB4, AlB12, AlB2, AlB12C2, Al4BC, TiB, TiB2, TiC, Al2O3, MgO, 멀라이트, AlN, Si3N4, 또는 이들의 혼합물중에서 선택된, 조성물의 50용적％ 이상을 차지하는 양의 세라믹; 및 Al, Mg, Ti, Fe, Ni, Co, Mn, Cu, Si 또는 이들의 합금중에서 선택된 금속을 포함하고, 거의 완전히 조밀함을 특징으로 하는, 조밀화된 세라믹 및 금속 조성물.
  30. 하나 이상의 SiB4, SiB6, SiB14또는 이들의 혼합물을 포함하는, 조성물의 50 내지 80용적％를 차지하는 양의 세라믹; 및 하나이상의 Al, Cu, Fe, Co, Si, Ni 또는 이들의 합금을 함유하는 금속을 포함함을 특징으로 하는 조밀화된 세라믹 및 금속 조성물.
  31. 제30항에 있어서, 세라믹이 조성물의 50 내지 75용적％를 차지하는 양의 SiB4및 SiB6인 조성물.
  32. 제31항에 있어서, 금속이 Al이고, 복합체가 이론적 밀도의 100％에 도달하는, 목적하는 밀도를 갖는 조성물.
  33. 제32항에 있어서, 금속이 알루미늄 합금인 조성물.
  34. 제31항에 있어서, 금속이 Cu이고, 복합체가 이론적 밀도의 거의 100％에 상당하는 밀도를 갖는 조성물.
  35. 균질한 세라믹과 금속의 혼합물의 압분체를 형성시키고, 압분체를 혼합물의 이론적 밀도의 50 내지 65용적％에 상당하는 밀도로 압축시키고, 압분체를 금속이 유동하기 시작하는 온도보다 약간 낮은 제1온도로 가열시키고, 금속이 가압하에서 유동하기 시작하고 압분체가 조밀화 되는 온도를 초과하는 제2온도로 압분체가 가열되도록, 상기 압분체를 60 내지 250kpsi(413 내지 1724MPa)의 압력에서 5 내지 250kpsi/초 (34 내지 1724MPa/초)의 속도로 거의 단열상태로 압축시키고, 제2온도가 달성된 후에, 세라믹과 금속이 서로에 대해 상당한 반응을 일으키지 않도록, 압력을 감소시키고 압분체를 충분히 빠르게 냉각시킴을 특징으로 하여, 세라믹 금속 혼합물 또는 복합체를 조밀화시키는 방법.
  36. 조밀화돈 압분체가 세라믹과 금속의 초기 균질 혼합물과 거의 유사한 조성 및 세라믹 그레인 크기를 갖는 제32항 방법에 의해 제조된 세라믹-금속 복합체.
  37. 조밀화된 압분체가 세라믹과 금속의 초기 균질 혼합물과 거의 유사한 조성 및 세라믹 그레인 크기를 갖는 제1항의 방법에 의해 제조된 세라믹-금속 복합체.
  38. 제6항에 있어서, 압축압이 60 내지 250kpsi(413 내지 1724 MPa)인 방법.
  39. 제14항에 있어서, 세라믹이 혼합물의 50용적％ 이상을 차지하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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