PL156553B1 - Sposób wytwarzania wyrobów ceramicznych PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wyrobów ceramicznych polegajacy na wytworzeniu w pierwszym etapie produktu ceramicznego zawierajacego polikrystaliczny produkt reakcji utleniania wytworzony przez utlenienie pierwszego roztopionego metalu macierzystego utleniaczem oraz posiadajacego zlaczone pory przynajmniej czesciowo dostepne od strony jednej lub kilku powierzchni tego produktu ceramicznego, zorientowaniu w drugim etapie drugiego metalu macierzystego i produktu ceramicznego z pierwszego etapu wzgledem siebie tak, ze roztopienie i reakcja utleniania drugiego metalu macierzystego drugim utleniaczem w fazie pary powoduja wytworzenie równiez polikrystalicznego produktu reakcji utleniania w kierunku do produktu ceramicznego z pierwszego etapu, nastepnie ogrzewaniu drugiego metalu macie- rzystego do temperatury powyzej jego temperatury topnienia, ale ponizej temperatury topnienia pier- wszego i drugiego produktu reakcji utleniania, aby wytworzyc roztopiony drugi metal macierzysty w tym zakresie temperatur, znamienny tym, ze kolejno przeprowadza sie reakcje miedzy drugim roztopionym metalem macierzystym i utleniaczem w fazie pary, wytwarzajac polikrystaliczny produkt reakcji utlenia- nia w drugim etapie, nastepnie utrzymuje sie przynajmniej czesc drugiego produktu reakcji utleniania w styku i pomiedzy roztopionym drugim metalem macierzystym a utleniaczem, przy czym drugi metal macierzysty przeciaga sie przez polikrystaliczny produkt reakcji utleniania uzyskany w drugim etapie, w kierunku do utleniacza, tak ze produkt reakcji utleniania ciagle powstaje na powierzchni miedzyfazowej pomiedzy utleniaczem a poprzednio wytworzonym produktem reakcji utleniania z drugiego etapu, oraz kontynuuje sie te reakcje przez czas wystarczajacy, by dokonala sie infiltracja przynajmniej czesci porów w produkcie ceramicznym z pierwszego etapu polikrystalicznym produktem reakcji utleniania z drugiego etapu. PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

@ OPIS PL © 156553 © BI

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Numer zgłoszenia: 267689 (²²) Data z^głoszema: 10.09.19⁸⁷

IntCl⁵:

C04B 35/10

C04B 35/56

Sposób wytwarzania wyrobów ceramicznych

3θ' Pierwszeństwo:

16.09.1986.US.907923

Uprawniony z patentu:

Lanxide Technology Company, LP, Newark, US

Pełnomocnk:

PATPOL Spółka z 0.0., Warszawa, PL

45) Zgłoszenie ogłoszono:

21.07.1988 BUP 15/88

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.1992 WUP 03/92

PL 156553 BI

57} 1- Sposób wytwarzania wyrobów ceramicznych polegający na wytworzeniu w pierwszym etapie produktu ceramicznego zawierającego polikrystaliczny produkt reakcji utleniania wytworzony przez utlenienie pierwszego roztopionego metalu macierzystego utleniaczem oraz posiadającego złączone pory przynajmniej częściowo dostępne od strony jednej lub kilku powierzchni tego produktu ceramicznego, zorientowaniu w drugim etapie drugiego metalu macierzystego i produktu ceramicznego z pierwszego etapu względem siebie tak, że roztopienie i reakcja utleniania drugiego metalu macierzystego drugim utleniaczem w fazie pary powodują wytworzenie również polikrystalicznego produktu reakcji utleniania w kierunku do produktu ceramicznego z pierwszego etapu, następnie ogrzewaniu drugiego metalu macierzystego do temperatury powyżej jego temperatury topnienia, ale poniżej temperatury topnienia pierwszego i drugiego produktu reakcji utleniania, aby wytworzyć roztopiony drugi metal macierzysty w tym zakresie temperatur, znamienny tym, że kolejno przeprowadza się reakcję między drugim roztopionym metalem macierzystym i utleniaczem w fazie pary, wytwarzając polikrystaliczny produkt reakcji utleniania w drugim etapie, następnie utrzymuje się przynajmniej część drugiego produktu reakcji utleniania w styku i pomiędzy roztopionym drugim metalem macierzystym a utleniaczem, przy czym drugi metal macierzysty przeciąga się przez polikrystaliczny produkt reakcji utleniania uzyskany w drugim etapie, w kierunku do utleniacza, tak że produkt reakcji utleniania ciągle powstaje na powierzchni międzyfazowej pomiędzy utleniaczem a poprzednio wytworzonym produktem reakcji utleniania z drugiego etapu, oraz kontynuuje się tę reakcję przez czas wystarczający, by dokonała się infiltracja przynajmniej części porów w produkcie ceramicznym z pierwszego etapu polikrystalicznym produktem reakcji utleniania z drugiego etapuSPOSÓB MTTAAAZAKIA AYROBÓA CERAMICZNYCH

Claims (30)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sptsób oytorzania oyrobóo ceramicznych polegający na o^oorżeniu o pierwszym etapie produktu ceramicznego zaoierającegt polikrystaliczny produkt reakcji utleniania wytoorzony przez utlenienie pieioszego roztopionego mtalu mcierzystego utleniacza oraz posiadającego złączone pory przynajmniej częściowo dostępne od strony Jednej lub kilku powierzchni tego produktu ceramicznego, zorientooaniu o drugim etapie drugiego metalu maćerzystego i produktu ceramicznego z pieroszego etapu ozględem siebie tak, że roztopienie i reakcja utleniania drugiego metalu macerzystego drugim utleniaczem o fazie pery powetują oytoorzenie również po^Ukrystalćzzr^i^go produktu reakcji utleniania o kierunku do produktu ceramicznego z pieroszego etapu, następnie ogrze^aiu drugiego metalu mcierzystego do temperatury pooyżej jego temperatury topnienia, ale poniżej temperatury topnienia pitΓoΞctgo i drugiego produktu reakcji utleniania, aby ontoorzyć roztopiony drugi metal maierzysty o tym zakresie temperatur, znamienny tym, że kolejno przeprooadza się reakcję mędzy drugim roztopóonym metalem mcierzystym i utleniaczem o fazie pary, ortorzając polikrystaliczny produkt reakcji utleniania o drugim etapie, następnie utizsymuje się przynajmniej część drugiego produktu reakcji utleniania o styku z i pomiędzy roztopóonym drugim metalem maierzystym a utleniaczem, przy czym drugi metal mcierzysty przeciąga się przez polikrystaliczny produkt reakcji utleniania uzyskany o drugim etapie, o kierunku do utleniacza, tak że produkt reakcji utleniania ciągie powotaje oc powierzchni międzyfazo^^j pomiędzy utlenćaczem a poprzednio wytrorztnym produktem reakcji utleniania z drugiego etapu, oraz kontynuuje się tę reakcję przez czas ostaΓizający, by dokonała się infiltracja przynajmniej części ptrór o produkcie ceramicznym z piejoszego etapu polikrystalicznym produktem reakcji utleniania z drugiego etapu,
2. 2. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, ze prceprυrcdcc się infiltiOonie poróo produktu ceramicznego z pierrtctgo etapu o pieroszej jego strene z puzostaoieni^(^m drugiej strefy tego produktu bez udziału produktu reakcji utleniania z drugiego etapu.
3. 3. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, że umieszcza się przepuszczalną mast; o^,petnlacca o produkcie ceramicznym z pitrotztgo etapu.
4. 4. Sposób oedług zastrz, 3, znamienny tym, że jako przepuszczalną msę oypełniaccc stosuje się formę ostępną o okreśeonym kształcie, a infiltracja o tę formę ostępną o/torza produkt cerimiicny z pitrotcegt etapu, jako bryłę ceramicznego mającą kształt geometryczny formy ostępnej.
5. 5. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, że dia utleniania pieΓwtztgo meealu miiercystegt stosuje się utleniacz, który różni się od utleniacza zattosorcoege dla utlenia nia drugiego metalu mcCeΓcysttgo,
6. 6. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, że jako pieroszy i drugi metal miiercysty stosuje się metal ^brany z grupy złożonej z aluminium, krzemu, tytanu, cyny, cyrkonu i hafnu.
7. 7. Sposób oediug zasti^. 1, znamienny tym, że jako pieroszy me^i macierzysty i jako drugi metal [raiieΓzysty stosuje się aluminium.
8. 8. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, Ze jako utleniacz z drugiego etapu o fazie pary stosuje się powietΓce.
9. 9. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, że zaróono utleniacz z pieroszego etapu jak i utleniacz z drugiego etapu stanon powietrzt.

   156 553
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się materiał domieszkujący w połączeniu z przynajmniej jednym metalem z grupy z pierwszego meealu mtierzystego i drugiego me^lu mtierzystego.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jtko pierwszy i drugi metal mcierzysty stosuje się tluminium, t polikrysttliczny produkt retkcji utlenitnit z pierwszego i drugiego ettpu ztwiert głównie tlenek glinowy.
12. 12. Sposób wteiług zastrz. 1, zntmienny tym, że porowatość produktu certmicznego wynosi 5 - 45% objętościowych produktu ceramicznego przed infiltracją porów w tym produkcie polikrystalizzymrn produktem reakcji utlenitnit.
13. 13. Sposób według zastrz. 1, zntmienny tym, że produkt ceramiczny z pierwszego ettpu ztwiera przynajmniej jeden złączony składzik metaliczny, który przynajmniej częściowo jest dostępny od strony jednej lub kilku powierzchni tego produktu, przy czym produkt ten ztnurzt się w środku ługującym przed inf jego porów produktem retkcji utlenianit z drugiego ettpu, tby przynajmniej częściowo rozpuścić przyrajmnżej jeden złączony skłtdnik metaliczny i usunąć go z tego produktu.
14. 14. Sposób według zastrz. 1, z z t ra i e η n y tym, że pierwszy metal mcierzysty i drugi metal matćerzysty mją ztsadziczo ttki stm skłtd.
15. 15. Sposób w «dług zastrz. 1, znamienny tm®» źe piewwszy metd macierzysty i drugi metal mtcerzysty różnią się od siebie pod względem skłtdu.
16. 16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt ceramiczny z pierwszego ettpu, zawieΓcjąiy przynajmniej jeden złączony skłtdnik meealiczny, przyrajczęściowo dostępny od strony przynajmniej jednej powierzchni tego produktu ceramicznego poddaje się oddzitływaniu podwyższonej temperatury w Biosferze obojętnej, dlt spowodowanit w przynajmniej jednym składzlku metalizżnye) wysokiego ciśnienit pary w celu jego usunięcit z produktu ceramicznego przez infiltrowantem jego porów produktem retkcji utlenianie z drugiego ettpu.
17. 17. Sposób w/dwrzanit w^obów ceramicznych, ztwiera jących polikrystt liczny produkt retkcji ^^18^ przynajmniej jednego meealu mcćerzystego utleniaczem, polegający ns ogrzewaniu w pierwszym etapie pierwszego meealu mcćerzystego w celu wytwrzenit roztopionego meealu mtieΓzzstegi i przeprowadzeniu retkcji pierwszego roztopionego metalu mcierzystego z utlenίaztee przy temperaturze ummożlawa jącej wytwarzanie produktu retkcji utlenienit, z utΓzmeywaniee tego produktu retkcji utlenitnit w styku z i pomiędzy pierwszym roztopionyel metalem mcierzystm t utleniaczem, utrzm-mywaniem odpowwedniej temperatury, tby stopniowo przecis^ć roztopiony mtal poprzez produkt retkcji utleziizit w kierunku do utleni-tczt, ttk że produkt ten ciągle powscaje nt powierzchni międzzfiziwej pomędzy utleniaczem t poprzednio wytworzonym produktem retkc^ji utleniizii ortz kontynuowanie pierwszego ettpu retkcji przez czts wykańcza jący dlt wytworzenit produktu ceramicznego ztwiertjącego produkt retR^i utl^eniani^t z pierwszego ettpu, który to produkt positdt pory, zntmienny tym, że porowatość uzyskuje się w wyniku stosowazίt przynajmniej jednego ettpu obróbki wybranego z grupy etapów, nt którą składt się kontrolowanie temperatury, przy której jest tworzony produkt retkcji utlerrianit w pierwszym etapie kontrolowtnit długości cztsu tworzenit produktu retkcji utlenitnit w pierwszym etapie, uzmieznianit skłtdu pierwszego metalu mtcerzystego, łączenie mterid^w domieszkowych z pierwszym metalem mcierzystym, poddawanie utworzonego produktu ctramlizztgi z pierwszego ettpu oddzitływaniu iteosferz powodującej odparowywanie i poddtwanit utworzonego w pierwszym etapie produktu ceramicznego oddziiływani'u źródłt ługującego, następnie po etapie pierwszym orientuje się drugi metal miierzzsty i produkt ceramiczny z pierwszego etapu względem siebie ttk, że powstawanie kolejnego polikrysta dennego produktu retkcji utleniani-t odbywa się w kierunku do i w pory produktu ceramicznego z pierwszego ettpu, przy czym wszystkie etapy procesu poirt^rzt się między drugim metalem mtitrzzstym i pro4

    156 553 duktem ceramicznym z pierwszego etapu z utl^eniaczem w fazie pary, aby wytworzyć kolejno produkt reakcji utleniania i Kontynuuje się ten proces przez czas w/ytarczający, aby następny produkt reakcji utleniania infiltrował przynajmniej w część porów produktu ceramicznego z pierwszego etapu.
18. 18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że przeprowadza się infiltrowanie porów produktu ceramicznego z pierwszego etapu w pierwszej jego strefie z pozostawieniem drugiej strefy tego produktu bez udziału produktu reakcji utleniania z drugiego etapu.
19. 19. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że umieszcza się przepuszczalną rasę wypełniacza w produkcie ceramicznym z pierwszego etapu.
20. 20. Sposób wadług zastrz. 19, znamienny tym, że Jako przepuszczalną rasę Wιypłniiczi stosuje się formę wstępną o okrzśoon^m kształcie, a infiltracja w tę formę wstępną wytwarza produkt ceramiczny z pierwszego etapu jako bryłę kompozytu ceramicznego rającą kształt geomeeryczny formy wstępnej.
21. 21. Sposób wsdług zastrz. 17, znamienny tym, że dla utleniania pierwszego meealu raaierzystego stosuje się utleniacz, który różni się od utleniacza zastosowanego dla utleniania drugiego meealu raaierzystego.
22. 22. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że jako pierwszy me^l racierzysty i jako drugi meeal raaćerzysty stosuje się aluminium.
23. 23. Sposób weiług zastrz. 17, znamienny tym, że jako utleniacz z drugiego etapu w fazie pary stosuje się powietrze.
24. 24. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że zarówno utleniacz z pier wszego etapu jak i utleniacz z drugiego etapu stanowi powietrze.
25. 25. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że stosuje się maeriał domieszkujący w połączeniu z przynajmniej jednym metalem z grupy z pierwszego meealu racierzystego i drugiego meealu raaierzystego.

    2c. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że jako pierwszy i drugi metal raaćerzysty stosuje się aluminium, a polikrystaHzznym produktem reakcji utleniania z pierwszego i drugiego etapu jest głównie tlenek glinowy.
26. 27. Sposób wiziług zastrz. 17, znamienny tym, że porowatość produktu ceramicznego wynosi 5 - 45% objętościowych produktu ceramicznego przed infiltracją porów w tym produkcie drugim polikrystalizznm produktem reakcji utleniania.
27. 28. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że produkt ceramiczny z pierwszego etapu zawiera jeden lub kilka przynajmniej jeden złączony składnik mZ^l.ic^y, który jest przynajmniej częściowo dostępny od strony jednej lub kilku powierzchni tego produktu, przy czym produkt ten zanurza się w środku ługującym przed infitlrowanżern jego porów produktem reakcji utleniania z drugiego etapu, aby przynajmniej częścoowo rozpuścić przynajmniej jeden złączony składnik meZaliczny i usunąć go z tego produktu.
28. 29. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że pierwszy mZ^l mcierzysty i drugi meZal macerzysty rają zasadniczo taki sam skład.
29. 30. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, żz pierwszy mZ^l mcierzysty i drugi mZ^l raaćerzysty różnią się od siebie pod względem składu.
30. 31. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że produkt ceramiczny z pieiwszego ztapu zawierający przynajmniej jeden złączony składnik meZaliczny, przynajmniej częściooo dostępny od strony przynajmniej jednej powierzchni tego produktu ceramicznego poddaje się oddziaływaniu podwyższonej temperatury w atmosferze obojętnej, dla spowodownia w przynajmniej jednym składniku eeZalicznm w/sokizgo ciśnienia pary w celu jego usunięcia z produktu ceramicznego przed infiltrwanżem jego porów produktem reakcji utleniania z drugiego ztapu.

    156 553

    Przedmiotem wynnlazku jest sposób wytiwrzania wyrobów ceramicznych przez raoayi'iKovwnie w pierwszym etapie produktu ceramicznego złożonego z maeriału polikrystalćznnego z połączonymi porami przez wprowdzenie drugiego maeriału polikrystalćcnnego w przynajmniej niektóre pory pierwszego produktu ceramicznego. Chodzi przy tym zwłaszcza o wyważanie wyObów ceramicznych jako produktu reakcji utleniania pierwszego i drugiego metalu mcierzystego.

    Przedmiot tego zgłoszenia jest związany z opisem patentowm US nr P 4 713 360. Opis ten przedstawia sposób ^wrania produktów ceramicznych hodowanych jako produkt reakcji utleniania z prekursowa metalu maierzystego. Roztopiony metal mcierzysty reaguje z utleniaczem w fazie pary tworząc produkt reakcji utleniania, a metal migruje poprzez produkt reakcji utleniania w kierunku do utleniacza, na skutek czego stale powstaje polikrystaliczny produkt ceramiczny, który można wywarzać z połączonym składnikiem metalicznym i/lub z połączonymi porami. Proces ten można wspomagać przez zastosowanie domieszki stopowej, tak jak w przypadku aluminiowego metalu macerzystego utlenianego w powietrzu. Sposób ten ulepszono przez zastosowanie domieszek zewnętrznych podawanych na powierzchnię prekursora metalu, jak opisano w równocześnie rozparywNanymi amerykańskim zgłoszeniu pat^^nowym nr 822 999 z 27 stycznia 1986.

    Przedmiot niniejszego zgłoszenia jest również związany z przedmiotem równocześnie roz. patrywanego zgłoszenia patentowego PL nr P 257 812. Zgłoszenie to opisuje nowy sposób wytwarzania wyrobów ceramicznych przez hodowanie produktu reakcji utleniania z metalu macierzystego w przepuszczalną msę wypetnidczd, infiltrując przez to wyjełniacz osnową ceramiczną.

    Przedmiotowe zgłoszenie w^raźnie nawiązuje do wszystkich wymienionych wyżej zgłoszeń patentowych. Wspólny dla wszystkich tych zgłoszeń patentowych jest opis przykładów wykonania produktu ceramicznego zawierającego produkt reakcji utleniania i ewenta-ulnie jeden lub kilka tieutlentonych składników prekursora meealu macerzystego i/lub pustych przestrzeni. Produkt reakcji utleniania może mieć złączone pory, które mogą częściowo lub całkowicie zastępować fazę met^i-iczną. Te złączone pory będą w znacznym stopniu zależne od takich czynników jak temperatura, przy której wytwarzany jest produkt reakcji utleniania, czas, przez który może przebiegać reakcja· utleniania, obecność mteriałów domieszkujących itd. Niektóre złączone pory są dostępne od strony zewnętrznej powierzchni lub zewnętrznych powierzchni produktu ceramicznego, albo są czynione dostępnymi przez dodatkową operację, taką jak obróbka skrawaniem, cięcie, szlifowanie, kruszenie itd.

    Sposób wytiwrzania wyrobów ceramicznych polegający na wytworzeniu w pierwszym etapie produktu ceramicznego zawżerając ego polikrystaliczny produkt reakcji utleniania wytworzony przez utlenienie pierwszego roztopionego metalu maierzystego utlenαazteπl oraz posiadającego złączone pory przynajmniej częściowo dostępne od strony jednej lub kilku powierzchni tego produktu ceramicznego, zorientowaniu w drugim etapie drugiego metalu macerzystego i produktu ceramicznego z pierwszego etapu względem siebie tak, że roztopienie i reakcja utleniania drugiego metalu macerzystego drugim utleniaczem w fazie pary powodują wytworzenie również polikrystalicznegt produktu reakcji utleniania w kierunku do produktu ceramicznego z pierwszego etapu, następnie ogrzewaniu drugiego metalu mcierzystego do temperatury powyżej jego temperatury topnienia, ale poniżej temperatury topnienia pierwszego i drugiego produktu reakcji utleniania, aby wytworzyć roztopiony drugi metal maćerzysty w tym zakresie temperatur wadług wyrnlazku charakteryzuje się tym, że kolejno przeprowadza się reakcję między drugim roztop^nym metalem mcitrcystym i utleniaczem w fazie pary, wyważając polikrystalćczny produkt reakcji utleniania w drugim etapie. Następnie utrzymuje się przy-