PL158308B1 - Method of manufacturing self-supporting ceramic bodies - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania ceramicznej ksztaltki kom pozytowej, znamienny tym, ze nagrzewa sie rodzimy metal w zasadniczo obojetnej atm osferze do tem peratury wyzszej od tem peratury jego topienia, celem stworzenia masy roztopionego metalu rodzimego i zetkniecia tej masy z masa zawierajaca weglik czteroboru i co najmniej jeden dodatek wybrany z grupy skladajacej sie z weglika tantalu, weglika cyrkonu i dw uborku cyrkonu, utrzymuje sie te tem perature przez czas pozwalajacy na infiltracje roztopionego m etalu rodzim ego we wspom niana mase i przereagow a- nie roztopionego m etalu rodzimego z weglikiem czteroboru, celem utw orzenia co najm niej jednego zwiazku zawierajacego bor, i kontynuuje sie infiltracje reaktywna przez czas w ystarcza- jacy na wytworzenie ksztaltki zawierajacej co najmniej jeden zwiazek metalu rodzim ego zaw iera- jacy bor. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest sposób wytwarzania ceramicznej kształtki kzmpozytowej, takiej Jak kształtka kompozytowa ZrS₂-ZrC-Zr /dalej określanej Jako kształtka kompozytowa

158 308 “ZBC/, a w szczególności sposób modyfikacji uzyskanych właściwości ceramicznej kształtki kompozytowej np. zmniejszenie jej porowatości.

Kształtki kompozytowe zawierające Jeden lub kilka związków zawierających bor /np. borek lub borek 1 wąglik/ sę otrzm°ywane przez reakt^nę infiltrację ciekłego metalu rodzimego w złoże lub masę zawierającą węglik czteroboru 1 ewentualnie Jeden lub kilka wypełniaczy obojętnych. Istotna przy tym Jest modyfikacja właściwości kształtki kompozytowej ZBC /uzyskanej przez reaktywną infil.t^^cję rodzimego cyrkonu w masę zawierającą węglik czteroboru/.

Istnieje coraz większe za interesowanie użyciem ceramiki w zaslosowaniach konstrukcyjnych będęcych domenę imaU. Powodem tego za i^ni^fsee sowa nia jest względna w. stosunku do mean, wyższość ceramiki pod niektórymi względami takimi jak odporność na korozję, twardość, odporność na zużycie, moduł sprężystości czy ogniotrwałoeć.

Głównym ograniczenemm w użyciu ceramiki do tych celów Jest wykonalność i koszt wytworzenia Zędanej struktury ceramicznej. I tak na przykład znane 3ę sposoby wytwarzania ceramicznych kształtek borkowych przez prasowanie na goręco, spiekanie reaktywne 1 reaktywne praso wenie na goręco. Jakkolwiek uzyskano pewne ograniczone sukcesy w wytwarzaniu ceramicznych kształtek borkowych stosując wyżej wspomniane sposoby, to Jednak istnieje ciągłe zapotrzebowanie ne bardziej skuteczny i ekonomiczny eposób przygotowywania gęstych materiałów zawierających borki.

Drugim poważnym ograniczeniem w użyciu ceramiki do zastosowań konstrukcyjnych jest to, że ceramika z reguły wykazuje brak cięgliwości /tzn. tolerancji na uszkodzenie lub odporności na łamanne/. Ten brak cięgliwości objawia się gwałtownym, łatwo powodowanym uszkodzeniem ceramiki w zastosowaniach, w których występuję raczej umarkowane naprężenia cięgnęce i Jest szczególnie powszechnym w ceramicznych kształtkach borkowych mono i tycznych.

Usiłowano pokonać wyżej przedstawiony problem stosujęc ceramikę w kombinacci z me^^am np. jako cermaty lub komposty z osnowę metalową. Celem tego znanego sposobu Jest uzyskanie kombbnacci najlepszych właściwości ceramiki /np. twardości i/lub sztywnoścć/ z najlepszymi właściwościami me^lu /np. cięgliwoścc/. Jakkolwiek uzyskano pewne ogólne sukcesy na polu wytwarzania cermetowych zwięzków borkowych, to jednak istnieje nadal zapotrzebowanie na bardziej skuteczne i ekonomiczne sposoby przygotowywania gęstych maaeriałów z zawartośclę borków. Wiele z wyżej przedstawionych zagadnień zwięzanych z wytwarzaniem maeriałów zawierających borki zostało ujawnionych w zgłoszeniu patenoowym USA nr 073 533, dokonanym w dniu 15 lipca 1987 r.

W zgłoszeniu 073 533 użyto poniższych określeń, które odnoszę się również 1 do niniejszego zgłoszenia.

Pojęcie mtial rodzimy· odnosi się do tego metalu /np. cyrkonu/, który Jest prekursorem produktu reakcji utleniania polikrystalicznego, to znaczy rodzimego borku metalu lub innego rodzimego zwięzku borometalowego i obejmuje ten metal w postaci czystej lub względnie czystej, w postaci metalu dostępnego handlowo a zawieraj ącego zanieczyszczenia i/uub składniki stopujące 1 w postaci stopu, w którym ten metalowy prekursor jest głównym składnikiem. Jeżeli wspomina się o okreśoonym metalu /np. cyrkonie/ Jako o metalu rodzmnym, to należy to rozumieć zgodnie z wyżej podanę definicją o He nie wynika to inaczej z kontekstu.

Rodzimy borek metalu* i rodzimy związek borometalowy oznaczają produkt reakcji zawierający bor uzyskany w wyniku reakcji pomiędzy węglikeem czteroboru a rodzmnym metalem 1 obejmuję związek dwuskładnikowy boru z metalem rodzimym, a także związki tΓÓJ8krddniłowθ 1 wieloskładnikowe.

Rodzimy węglik metalu. oznacza produkt reakcji zawierający węgiel uzyskany w wyniku reakcji wąglika czteroboru z rodzimymi metalem.

Zgodnie z wymienionym zgłoszonym kompozytowe kształtki ceramiczne są wytwarzana przez wykorzys tanie infiltracji rodzimego metalu oraz procesu reakcji /tzn. infiltracji reaktywnej w obecności węglika czteroboru, przy czym złoże lub masa węglika czteroboru jest infiltrowana przez stopiony rodzimy, a złożem możo być wyłącznie wąglik czteroboru, w wyniku czego uzyskuje się erronośng kształtkę zawierającą Jeden lub kilka związków boru z metalem Γoyziαyi, ^na które to związki ekłe^ją elę borki ^metalu ro^ee^ lub borowęgliki metalu rodzimego lub

158 308

Jedne 1 drugie, a z reguły także 1 węgliki mtalu rodzimego. Ujawniono także, że infiltrowana masa węglika czteroboru może również zawierać Jeden lub kilka wypełniaczy obojętnych wymieszanych z węgli^em czteroboru. Odpowiednio wprowadzajęc obojętny wypełniacz uzyskuje sⁱę ^k ształtkę kompozytowe z osnowę w^^wirzonę przez reaktywną infiltrację rodzimego metalu, któro to osnowa zawiera co najmniej Jeden zwięzek zawierający bor, może ponadto zawierać wąglik metalu rodzimego i osadzony w niej obojętny wypełniacz. Zwraca alę ponadto uwago, że stanowiąca ostateczny produkt kształtka kompozytowa w każdym z wyżej przedstawionych rozwiązań /tzn. z wypełniaczem lub bez wyppPiecza/ może zawierać szczętkowy metal przynajmniej Jako jeden z Mef^:^ic^nych składników pierwotnego mtalu rodzimego. Mówiąc ogólnie, w sposobie ujawnionym w wyżej wymienionym zgłoszeniu, masa zawierająca węglik czteroboru Jest umieszczona w sąsiedztwie lub w zetknięciu z roztopionym metalem lub stopem metalu, które sę roztopione w βι^^3(ογ2ο obojętnej w okreśionyi zakresie temperatur. Roztopiony metal infiltruje w masę węglik czteroboru i reaguje z tym węglikiem, tworzęc co najmniej Jeden produkt reakcji. WęgUk czteroboru może być co najmniej częściowo zredukowany przez roztopiony metal rodzimy tworzęc zwięzek boru zawierający metal rodzimy /np. borek metalu ridzimego i./Pb zwięzek borowy, w warunkach cieplnych prowadzonego procesu/. Z reguły wytwarzany Jest także węglik metalu rodzimego, a w niektórych przypadkach borowęglik metalu rodzimego. Co najmniej część produktu jest utrzymywana w styku z metalem a roztopiony meeBl Jest ciągnięty lub transportowany w kierunku nitprzθteggowanago węglika czteroboru na drodze zasysania lub poprzez zjawisko włoskowetości· Przetransponowany metal tworzy dodatkowy metal rodzimy, borki, węggiki i/lub borowęąliki a tworzenie lub wzrost kształtki ceramicznej trwa et do zużycia metalu Γodzimago lub wąglika czio^O^u względnie do momenu, w którym temperatura reakcji przekroczy zakres tąm^er^tur odpowiedni dla procesu. Uzyskana struktura zawiera Jeden lub kilka botków mtalu rodzimego, borowy zwięzek metalu rodzimego, węglik metalu rodzimego, Mtial /któym mogę być również stopy i zwięzki ilędzymitoticzne/ 1 pustki oraz ich dowolne kombinacje. Ponadto powyższe poszczególne fezy mogę być lub nie być wzajemnie połęczone w Jednym lub kilku wymiarach całej kształtki. Ostateczny udział objętościowy zwięzków zawierających bot /tzn. borków i zwięzków boru/, zwlęzków zawierających węgiel oraz fez ietβlicznyJh, a także stopień wzajemnych połęczeń mogę być sterowane przez zmianę Jednego Pb kilku czynników takich Jak piJzątkowa gęstość masy węglika czt^^oru, względne udziały wąglika czteroboru 1 rodzimego mealu, stopy rodzimego nasycenie węglika czteroboru wypełniaczem, temperatura i czas.

Zgodnie ze zgłoszeniem USA nr 073 533 odpowiednie otoczenie lub atmosfero w warunkach procesu musi wykazywać względnę obojętność lub słebę reaktywność. Ujawniono, że właściwę atmosferę możne uzyskać stosując argon lub próżnię. UJeA-niono również, że w przypadku użycia cyrkonu Jako metalu rodzimego, uzyskany kompozyt zawierał dwuborek cyrkonu, węglik cyrkonu i azczętkowo cyrkon w postaci ietet.iczneJ. Ujawniono także, że przy użyciu aluminium jeko metalu rodzmego uzyskano bonwęgiki glinowa takie Jaki AlgB^gCg, Al ^2 i/lub Al Bg₄ C₄ z pozostawieniem epainpm jako metalu rodzmego 1 innych ilθprzeaαggowaiyJh ^ο^Ο^Ρ^^οΗ składników mtalu rodzimego. inna metale rodzime, które ujawniono Jako odpowiednie do zastosowanie w procesie, to: krzem, tytan, hafn, lantan, żelazo, wapń, waned, niob, magnez i beryl. Zeobiarwiwaio również, że przy zastosowaniu meealicznogo cyrkonu Jako metalu rodzimego, uzyskane kompony!^ ZrBg-ZrC-Zr przynajmniej w części niepożądany stopień porowatości. Tak stało się nI^^:zl^^<dr^^i ustalenie przyczyn tej porowatości 1 znalezienie środków zaradczych.

Zadaniem wynalazku jest przezwyciężanie wyżej ^^(^^i^nnanych niedostatków znanych sposobów.

Wynalazek przedstawia sposób zmnnc^J szenia stopnia porowatości kształtek kompozytowych, orzy czym mże to być osięgnięto przy wykorzystaniu co najmniej jednaj z dwóch różnych metod stosowanych rozdzielnie lub łącznia. W pierwszej mendzie, z przepuszczalną masę węgHka czteroomu przed poddaniem jej infiltracji reaktywnej metelem ridzimym miesza się co najmniej Jeden z niżej wymienionych związków: węglik tantalu, węglik cyrkonu i/uub dwuborek cyrkonu. Drugo metoda wykorzystuje specjalną postać cyrkonu na metal rodzimy calem wytworzenia kompozytowej kształtki ZBC. Zmniejszając stopień porowatości np. w kompozytowej

158 303 kształtce ZBC można zmniejszyć a nawet ewentualnie całkowicie wyeliminować obróbkę mechaniczną wymaganą dla usunięcia niepożądanej porowatości.

Zgodnie z piewezym rozwiązaniem wynalazku, co najmniej Jeden ze zwięzków: węglik tantalu /TaC/, węglik cyrkonu /ZrC/ i/lub dwuborek cyrkonu /ZrBg/ są mieszane z węglikeem czteroboru B^C celam utworzenia przapiszczalnej misy poddawanej później reaktywnej infiltracji. Wyżej wspomniane dodatki mogę być wprowadzane w ilości wynoszącej około 5 - 50% wagowych. Surowce po wymieszaniu sę prasowane na sucho celem otrzymania kształtki.

Zgodnie z drugim rozwlęzanlom wynalazku zamiast metalu rodzimego zawierającego około 1000 - 2000 ppm cyny, można użyć Jako metalu rodzmego gąbczastego cyrkonu zawierejącego mniej niż 1000, a korzystniej mniej niz 500 ppm wagowo cyny jajko czynnika ^minującego zanieczyszczenia. Stosując którąkolwiek z wyżej ujawnionych metod można utworzyć kształtkę kompozytową o zmniejszonej porowatości.

Z masą węglika czteroboru B^C mogą być mieszane także inne dodatki stosowane rozdzielnie lub w kombinacjach w celu modyfikacji właściwości uzyskiwanej kształtki komppoytowee.

Z e>₄C przed poddaniem tego materiału infiltracji reaktywnej mogą być szczególnie kombinowane takie dodatki Jak VC, NbC, WC, W2B5 1 MO285 w ilościach około 5 - 50% wagowo. Dodatki te. tak jak i om^j^ione poprzednio /tzn. TaC, ZrC 1 ZrBg/ mogą wywierać wpływ na takie właściwości Jak twardość, moduł sprężystości, gęstość i granulacja, □ est zrozumiałym, że Jakkolwiek wyżej podane dodatki zostały określone ich czystymi wzorami chemicznymi, to dopuszczalne są pewne poziomy lub wielkości zanieczyszczeń tak długo Jak zanieczyszczenia te nie przyczyniają się do powstawania niepożądanych produktów ubocznych w gotowym ιθιθιΙοΙι.

Zwraca się również uwagę, że Jakkolwiek szczególny nacisk położono na modyfikacJę właściwości kształtki kompozytowej ZBC /tzn. uzyskiwanej przez reaktywną infilteację cyrkonu w masę zawierającą węglik czteroboru/, to sposoby tu ujawnione mogą być przydatne i dla szeregu innych metali rodzimych.

Wynalazek zostanie dokładniej wyjaśniony na przykładato iuusroowanych rysunkiem na którym fig.l przedstawia schemtyczπii widziany z boku przekrój poprzeczny pokazujący zmodyfikowaną kształtkę 2 z B4C stykającą się z wlewką metalu rodzimego 3, którym Jest cyrkon 1 lliesyjydną wraz z tą wlewką w naczyniu żaroodpornym 1, a fig.2 Jest widzianym z boku schematycznym przekrojem pokazującym kształtkę 2 z B4C stykającą się z motelem rodz^ym 3, którym Jest cyrkcn gąbczasty i llliszjydną wraz z nim w naczyniu żaroodpornym 1.

Niniejsze rozwiązanie dotyczy sposobu mod^ka^i mechanicznych właściwości kształtki kompozytowej wytworzonej przez reaktywną infilteβcJę mt^lu rodzimego w masę zawierającą węglik cytiΓoidru. Łącząc na przykład z masą wąglika cztero^to co najmniej Jeden z dodatków można zmienić właściwości mechaniczne takie Jak twardość, moduł sprężystości, gęstość, porowatość i granulację.

Kształtka wąglika jztiroidrl może być przygotowana dowolnym ze znanych sposobów formowania kształtek ceramicznych, a w tym przez prasowanie Jednoosiowe, prasowanie lzostetyczne, odlewanie, odlewania siyymeetacyfne, odlewanie spustowe, wtryskiwania, zwijanie w przypadku materiałów włóknistych itd. Ponadto ujawniono, że wstępnego złączenie materiałów tworzących kształtkę można dokonać przed reaktywnę iniiltaacJę przez lekkie spiekanie lub zużycie różnych organicznych 1 nieorganicznych lepiszczy nie przyczyniających się do powstawania w gotowym materiale niepożądanych produkt ów ubocznych. Odkryto, że przez koebbi^^i^Ję z węglikeem czteroboru co najmniej jednego materiału z poniżaj podanej grupy materiałów /tzn. dodatków/ można zmodyfikować właściwości uzyskiwanej kształtki kompooyfowoi . Dodatki takie Jak TaC,

ZrC, ZrBg, VC, MbC, WIC, WgBg i/uub MogCg nogą być kombinowane z węglikeem czter-oboru 1 tak kształowi^! lub formowane by uzyskiwać kształtkę o wystarczaJłcej integralności kształtu i wytrzymałości na mokro, umldżiwiaJącą przemieszczanie ciekłego menelu 1 wykazującą porowatość wynoszącą korzystniu pomiędzy ffinnej więcej 5 e 90, a korzystniej pomiędzy 25 a 75% objętościowym, Ujawniono ponadto, że z kształtką węglika cztei^oboru mogą być łączone również inne materiały takie Jak węglik krzemu, dwuborek tytanu, tlenek gltoowy 1 dodekaborek glinu. Materiały te mogą także stanowić wypełniacze o ile nła wpływają niekorzystnie na wynikowe właściwości »θchθnij.zni kształtki kompozytowej lub ne przetwarzanie tej kształtki.

158 308

Używając zestawu pokazanego na fig.l stwierdzono, że m^żna zmniejszyć stopień porowatości kształtki kompozytowej /tzn. uzyskać kształtkę o większej gęstości/.

I tak, mieszajęc około 5 - 5O% Wagowych TaC lub ZrC lub ZrB? wykazujęcych czystość co najmniej 99% z masę zawierająca węglik czteroboru 1 odpowiedni materiał więżęcy taki Jak lepiszcza organiczne lub nieorganiczne, a następnie formujęc kształtkę i wreszcie reaktywnie infiltrując roztopiony cyrkon w tę kształtkę uzyskuje się kształtkę kompozytowę ZBC o porowatości mniejszej od tej, którę wykazuje kształtka kompozytowa ZBC, w której nie użyto wyżej wspor^r^nanych wypełniaczy.

Poniżej przedstawiono przykłady pierwszego rozwiązania wynalazku celem zllusrrowania różnych aspektów dodania TaC, lub ZrC lub ZrB? do masy węglika czteroboru przed Jego reaktylnym infilorownniam metalem rodzimym, którym Jest cyrkon.

Przykład I. Wykonano tabletkę węglika czteroboru o średnicy 25 mm 1 grubości 9,5 mm, mieszajęc około 85% Wagowych B^C /grys 1000/, z około 5% wagowymi lepiszcza organicznego oraz około 10% wagowymi TaC. Mieszaninę umieszczono w stalowej formie 1 prasowano na sucho przy ciśnieniu około 140 atm. Oak to pokazano na fig.l tabletka 2 została umieszczona w spodniej części grafi^Nego naczynia żaroodpornego 1 i zetknięta z wlewkę cyrkonowę stanowięcę rodzimy 2. Grafloowe naczynie żaroodporne zostało wraz ze swoję zawartośclę umieszczone w atmosferowym piecu oporowym. Atmosferę w piecu stanowił argon. Na poczętku odpompowano piec w temperaturze pokojowej do ciśnienie 1 x 10 tor, a następnie ponownie napełniono argonem. Ponownie piec Wpompowano do ciśnienia około 1 x 10 tor, e następnie w czasie otroło 30 mnut ^podgrzano od temperatur^y otoczenia W temppratu^ około ^25O°C. NastępóLe podniesiono temperaturę pieca o^d o^ko^ło 25O°C do oltoło ⁴⁵⁰°C z sz^ybkościę ¹⁰0°C ⁿa godzinę.

Piec napełniono argonem pozostawiajęc Jego stały dopływ z szybkościę około 0,5 litra na minutę przy ciśnieniu około 0,14 atm. W czasie dwóch godzin podniesiono temperaturę pieca do około l⁹⁵0°^C, ^po czym ^przez dwie ^godzin^y utrzym^ano t^ę temperaturę. ^Nast^ępnie pⁱec s^dzoiw przez około pięć godzin. Po ostudzeniu pieca wyjęto ukszttłrowaie kompozyty ZBC. Otrzymane kształtki kompozytowe ZBC poddano badaniom i stwierdzono, ze stopień porowatości dolnej czwartej części tej kształtki /tzn. tej części kształtki, która prczątkooo była najbardziej oddalona od wlewki metalu/ został zmniejszony w stosunku do stopnia porowatości kształtek ZBC wytworzonych takim samym sposobem /tzn. że wszystkie kolejne etapy procesu były identyczne/ za wyjętym zawartości TaC w tabletce. Innymi słowy, kształtki kompozytowe ZBC wytworzone bez wprowadzania TaC do tabletki z reguły wykazuję znaczny stopień porowatości w powierzchni granicznej 4 pomiędzy spodnię powierzchnię tabletki 2 a naczyniem żaroodpornym 1. Stosujęc sposób według niniejszego wynalazku, można zasadniczo w pełni wyeliminować tę porowatość.

Przykład II. Wyżej opisanę procedurę dokładnie powtórzono z tę Jednak różnicę, że do tabletki wąglika cztθroborowego dodawano nie TaC ale ZrC 1 ZrBg. Zarówno ZrC Jak 1 ZrBg były indywidualnie dodawane w ilaści około 10% wagowych do masy węglika czteroboru tworzęcej tabletkę. Po przeprowadzeniu całego procesu tak Jak to opisano w przykładzie 1 stwierdzono, że zasadniczo całkowicie wyθlyminowaio porowatość uzyskanych kompozytowych kształ' tek ZBC.

Przykład III. W celu całkowitego wyeliminowania porowatości występujęcej na powierzchni granicznej pomiędzy tabletkę węglika czteroboru a graM^wym naczyniem żaroodpornym zastosowano Jako rodzimy cyrkon w postaci innej niż stosowano w poprzednich przykładach. Niespodziewanie stwierdzono, że zastosowanie stopu cyrkonowego może być szkodliwe dla uzyskiwanych kształtek kompozytowych ZBC, ponieważ stop ten zawiera około 0,1 do 0,1% wagowych cyny /tzn. 1000 do 2000 ppm wagowo cyny/. Odkryto, że obecność cyny w takich ilościach Jest nie poZędana, ponieważ Jak eię wy^^Je podczas reaktywnego infiltrwMania tabletki B⁴C przez stβnooląct metal rodzimy stop cyrkonowy, strefa metalu na froncie strefy infiltracji zostaje wzbogacona w cynę. To strefa lub warstwa metalu bogatego w cynę gromadzi się na lub przy powierzchni granicznej istniejącej pomiędzy spodem tabletki B^C a grafi^nym naczyniem żaroodpornym /tzn. na lub przy powierzchni granicznej 4 na fig.l/. Wydaje się, że warstwa cyny rlparrwyMuJθ, co powoduje powstanie porowatości kompozytowej kształtki ZBC. Problem ten możne rozwięzeć używa Jęc Jako metalu rodzimego cyrkon gąbczasty zawierający ^rłiiej niż 1000,

150 300 a korzystnie mniej niż 500 ppm wagowo cyny* Tak więc stosujęc Jako metal rodzimy cyrkon gąbczasty, zawierający około 220 ppm cyny, wyeliminowano zasadniczo całkowicie problem porowatości wytwarzanej przy powierzchni granicznej 4· Można dzięki temu uniknęć dodatkowych kosztów szlifowania czy też obróbki kształtki.

Przykład IV. Pi^^ggoow^j^r^o tabletkę z węglika czteroboru tak Jak w przykładach 1 - III z tym, że tabletka składała się w 95% wagowych z węglika czteroboru a w 5% wagowych z lepiszcza organicznego.

□ak pokazano na iig.2, tabletka z węglika czteroboru 2 została umieszczona w dolnej części żaroodpornego naczynia grafioowego 1, w etyku z cyrkonem stanowiącym metal rodzimy 3. Grafioowe nat^;^^ni.e żaroodporne wraz ze swoję zaoartrócię zostało umieszczone w atmosfe^Nym piecu oprrroyα, Atmosferę stanowił argon. Na początku odpompowano w temperaturze otoczenia piec aż do ciśnienia około 1 x 10 tor, a następnie napełniono argonem. Teraz piec ponownie _2 odpompowano aż do uzyskania ciśnienia 2 x 10 tor, a następnie w czasie 30 minut podniesiono temperaturę o^d temperatury otoczenia a^ż do ottoło ²50°C. Nast^ępni.e z sz^ybkościę 1OO⁰C na ^godzinę ^podniesiono temperaturę ^pieca o^d olcota ²⁵O°^C do ottoło ⁴⁵°°C · ^ponownia na^pełniono piec argonem, który teraz dopływał w sposób cięgły z szybkościę około 0,5 litra na minutę i przy ciśnieniu około 0,14 atm. W czasie poned dwóch godzin podniesiono temperaturę pieca do o^ko^ło 1⁹5^ο°^ ^po czym utrzymywano piec w tej temperaturze przez dwie ^dzin^ a nas^pnie w czasie około pięciu godzin piec ochłodzono. Po ostygnięciu pieca wyjęto zeó utworzone kompozytowe kształtki ZBC. Zbadano otrzyrnanę kształtkę kompozytową ZBC i stwierdzono, że stopień jej porowatości został zmniejszony w stosunku do stopnia porowatości kompozytów ZBC wytwarzanych w identyczny sposób, ale z zastosowaniem stopu cyrkonowego Jako metalu rodzimego. Innymi słowy, kompozytowe kształtki ZBC wytworzone przy użyciu stopu cyrkonowego z reguły wykazuję znaczny stopień porowatości przy powierzchni granicznej pomiędzy tabletkę 2 a żaroodpornym naczyniem 1 przy powierzchni granicznej oznaczonej Jako 4. Porowatość tę zasadniczo całkowicie wyelmmi-nowano używajęc Jako metalu rodzyyegr cyrkonu gębczastego o względnie małej zawartości cyny.

158 308

Fig. I

Fig. 2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowa

   1· Sposób wytwarzanie ceramicznej kształtki komppzytowej , znamienny tym, że nagrzewa się rodzimy metal w zasadniczo obojętnej atmosferze do temperatury wyższej od temperatury Jego topienia, celem stworzenia masy roztopionego metalu rodzimego 1 zetknięcia tej masy z masę zawierającą węglik czteroboru 1 co najmniej Jeden dodatek wybrany z grupy składajęcej się z węglika tantalu, węglika cyrkonu i dwuborku cyrkonu, utrzymuje się tę temperaturę przez czas pozwalający na infiltrację roztopionego mtalu rodzimego we wspomnianą masę i przereagowanie roztopionego mtaiu rodzimego z węglikiem czteroboru, celem utwir^enia co najmniej Jednego związku zawierającego bor 1 kontynuuje się infiltrację reaktywną przez czas wystarczający na wytworzenie kształtki zawierającej co najmniej Jeden związek mtalu rodzimego zawierający bor.
2. 2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że stosuje się co najmniej jeden dodatek w ilości 5 - 50% waaowych, we wspomnianej masie zawierającej węglik czteiOboru.
3. 3. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że stosuje się co najmniej Jeden dodatek w ilości około 10% wagowych we wspominanej masie zawie rającej węglik czteroboru.
4. 4. Sposób wytwarzania ceramicznej kształtki k^mpozyoNej, znamienny tym, że nagrzewa się cyrkon gąbczasty, Jako meeal rodzimy w zasadniczo obojętnej etK)sf^;orze do temperatury wyższej od temperatury jego topienia, celem stworzenia masy roztopionego metalu rodzimego i zetknięcia tejże masy z ma6ą zawierającą węglik czteroboru, utrzymuje się tę temperaturę przez czas wystarczający na infiltrację roztopionego metalu rodzimego we wspomnianą masę 1 na reakcję roztopionego mtalu rodzimego z węglikiem czteroboru celem utworzenia co najmniej Jednego związku zawierającego bor oraz kontynuuje się reaktywną infiltrację przez czas wystarczający do wytworzenia kształtki zawierającej co najmniej Jeden związek metalu rodzimego zawierający bor.
5. 5. Sposób według zastrz.4, znamienny tym, że stosuje się meal rodzimy w postaci cyrkonu gąbczastego zawierającego mniej niż około 1000 ppm wagowo cyny.
6. 6. Sposób według zastrz.4, znamienny tym, że stosuje się mtal rodzimy w postaci cyrkonu gąbczastego zawierającego rannej niż około 500 ppm wagowo cyny.
7. 7. Sposób według zastrz.4, znamienny tyta, że stosuje się meal rodzimy w postaci cyrkonu gąbczastego zawierającego około 200 ppm wagowo cyny.
8. 8. Sposób wytwarzania ceramicznej kształtki ^i^pozyoMae, znamienny tym, że nagrzewa rodzimy w postaci cyrkonu gąbczastego zawierającego mniej niż około 1000 ppm wagowo cyny w zasadniczo obojętnej atmosferze do temperatury wyższej od temperatury Jago topienia, calem stworzenia masy roztopionego metalu rodzimego i zetknięcia tejże masy z masą zawierającą węglik czteroboru i co najmniej Jeden dodatek wybrany z grupy składającej sią z węglika tantalu, węglika cyrkonu 1 dwuborku cyrkonu, które to dodatki są zawarte w ilościach około 5 - 50% wagowych, utrzymuje się tę temperaturę przez czas wystarczający na infiltrację roztopionego miulu rodzimego we wspomnianą masę i na reakcję roztopionego metalu rodzimego z węglikeem cytcΓzbzru, celem utworzenia co najmniej Jednego związku zawierającego bor oraz kontynuuje się reaktywną infiltrację przez czas wystarczający do wytworzenia kształtki zawiera JąceJ co najmniej Jeden związek metalu rodzimego zawierający bor.