PT85451B

PT85451B - Processo para a producao de um corpo ceramico auto-suportado e corpo ceramico assim obtido

Info

Publication number: PT85451B
Application number: PT85451A
Authority: PT
Inventors: Marc Stevens Newkirk; Andrew Willard Urguhart; Harry R Zwicker
Original assignee: Lanxide Technology Co Ltd
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1987-07-29
Publication date: 1990-06-29
Also published as: PL155243B1; AU595913B2; FI873078A; DE3775492D1; IL83094A0; PH25041A; CN87105586A; HU202168B; SU1676457A3; CA1294992C; GR3004021T3; EP0256963A2; FI873078A0; DK165502B; DD284670A5; NO872854D0; EP0256963B1; IE60169B1; FI84809C; EP0256963A3

Description

A presente invcnçSo refere-se genericamente a um proces. so para modificar um componente metálico de um corpo cêramico auto-suportado, e ao produto modificado, liais especificamente, a presente invenção refere-se aos campos cêramicos auto-supor tados formados como produto da reacção de oxidação de um metal original e tendo um componente interligado contendo um metal, modificado numa fase, pós-moldação, A presente invenção refere-se também aos processos para a produção de tais corpos cêramicos.

Descrição de pedidos de patente em propriedade comum e da técnica anterior

A matéria do presente pedido de patente está relacionado com os Pedidos de Patente dos Estados Unidos, de propriedade comum, N2 818,943» depositado em 1? de Janeiro de 1986, o qual é uma adição do N2 776,964 depositado em 17 de Setembro de 1985, 0 qual é uma adição do N2 705.787 depositado em 26 de Fe vereiro de 1985, que é uma adição do Pedido dos Estados Unidos, N2 591,392 depositado em 16 de Março de 1984, todos em nome de Marc S, Newkirk et al, e intitulados Materiais Cêramicos Novos e Processos para o seu. fabrico. Estes pedidos de patente descrevem 0 processo para a produção de corpos cêramicos auto, -suportados, desenvolvidos como produto da reacçao de oxidação a partir de um precursor do metal original. 0 metal origi nal fundido reage com um oxidante na fase de vapor, para formar um produto da reacção de oxidação, migrando u metal atra2 /

vés do produto da oxidação no sentido do oxidante, desenvolvendo assim continuamente um corpo cêramico policristalino, que pode ser produzido tendo um componente metálico interli. gado. 0 processo pode ser acentuado utilizando-se um contaminante como elemento de liga, por exemplo no caso de um metal original de alumínio oxidado no ar. Este processo foi melhorado pelo uso de contaminantes externos aplicados na superfície do metal precursor, como se descreve no Pedido de Patente dos Estados Unidos, de propriedade comum e também pen dente, N2 822,999» depositado em 27 de Janeiro de 1986, que é uma adição do Nõ 776.965 depositado em 17 de Setembro de 1985» que é uma adição do N2 747.788 depositado em 25 de Junho de 1985» que é uma adição do lis 632,636 depositado em 20 de Julho de 1984» todos em nome de Marc S, Newkirk et al e intitulados Processos para a produção de Materiais Cêramicos com auto-suportados,

A matéria do presente pedido de patente também está rela cionado com a dos Pedidos de Patentes dos Estados Unidos, de propriedade comum e também pendentes h^T2 819.397» depositado em 17 de Janeiro de 1986, que é uma adição do 1T2 697.876 depositado em 4 de Fevereiro de 1985, ambos em nome de Marc S, Newkirk et al, e intitulados Produtos Cêramicos Compositos e Processos para 0 seu fabrico. Estes pedidos de patente descrevem um novo método para a produção de corpos compósitos cêramicos auto-suportados, pelo desenvolvimento de um produto da reacção da oxidação a partir de um metal original para 0 interior de uma massa permeável material de enchimento, infil trando-se assim 0 material de enchimento com uma matriz cêra mica.

Corpos compósitos compreendem um boreto metálico, um com ponente metálico e, optativamente, um material de enchimento inerte estão descritos no Pedido de Patente dos Estados Unidos, de propriedade comum e também pendente, 1T2 837,448 depositado em 7 de Março de 1986, em nome de Marc S, Mewkirk et al e intitulado Processo para a preparação de Corpos auto-suportados e Produtos preparados pelo mesmo. Segundo a presente invenção, metal original fundido infiltra-se na massa de uma fonte de boro, que pode estar misturada com um material de enchimento inerte, e reage com a fonte de boro formando assim um boreto

..

; » do metal original. As condições são controladas de modo a produzir um corpo compósito contendo percentagens, em volu me variáveis de cêramica e do metal.

A descrição completa de todos os Pedidos de Patentes an teriores, de Propriedade Comum, é aqui ©xpressamente incorpora da por referência.

Comum a todos esses Pedidos de Patente de propriedade comum, é a descrição das formas de realização do corpo cêramico compre endendc u; produto da reação de oxidação interligado em uma ou mais dimensões (usualmente, em três dimensões) e um ou mais constituintes ou componentes metálicos. 0 volume de metal, que tipicamente inclui constituintes não oxidados do metal original e/ou metal reduzido proveniente de um oxidante material de enchimento, dependerá de factores tais como á temperatura a que se forma o produto da reacção de oxidação, do tempo em q.ue se permite que a reacção de oxidação prossiga, a composição do ma terial original, a presença de materiais contaminantes, a pre. sença de constituintes reduzidos de quaisquer materiais oxidan tes ou de enchimento, etc» Embora alguns dos componentes metálicos possam estar isolados ou encerrados, é frequente o caso de uma percentagem volumétrica substancial do material esteja interligada e acessível a partir de uma superfície exterior do corpo cêramico. Verificou-se que, para estes corpos cêrami cos que este componente ou constituinte interligado contendo metal pode ir desde mais ou menos 1 até mais ou menos 40 por cento, em volume, e és vezes mais, por exemplo no caso de um boreto compósito»

Em muitas aplicações de corpos cêramicos tendo componente interligado que contem metal, o componente metálico contribui para e pode melhorar as propriedades do corpo cêramico. Em. especial, o componente contendo metal, devido à sua maior duo tibilidade, pode contribuir para a rigidez ou resistência à rotura do corpo cêramico, Ba mesma forma o constituinte metáli, co pode ser útil proporcionando um grau controlado da condutividade eléctrica do corpo cêramico,

Porém, também se observou que para determinadas aplicações, o componente interligado contendo metal pode não proporcionar as características óptimas para o uso pretendido e, em alguns casos, po'ie mesmo diminuir a eficácia do corpo cêramico, Por exemplo, quando o metal básico utilizado para a produção de um corpo cêramico de alumínio for primariamente alumínio e o metal interconectado resultante for substancialmente alumínio ou uma ou várias ligas de alumínio, constatou-se que, muito embora o corpo cêramico, funcionando em condições normais possa apresen tar uma boa resistência à rotura ou ao desgaste, pode degradar -se quer pela sujeição a temperaturas acima do ponto de fusão relativamente baixo do alumínio, de aproximadamente 66O°C, quer pela sujeição a ambientes ácidos aquosos ou alcalinos, que eliminam o constituinte alumínio por corrosão, Verificou-se que quando o material interoonectado é assim degradado, certas características do corpo cêramico, tais como resistên cia à rotura, a solidez ou a resistência ao desgaste, são afec, tadas adversamente. Ba mesma forma, em outros usos do produto de tais corpos cêranicos, observou-se que o constituinte inter ligado contendo metal pode não proporcionar as características óptimas para o uso pretendido, por exemplo a condutividade elée. trica, a microdureza, etc.

Sabe-se que o fio de grafite pode ser impregnado com uma matriz metálica a fim de melhorar certas características do fio, apresentando a Patente dos Pstados Unidos 3.770,483, con cedida a Pepper et al um tal processo pai'a a impregnação do fio de grafite oor. uma matriz de alumínio ou de magnésio, A fim dc conseguir a molhabilidade apropriada cio fio de grafite com o desejado metal, o fio é primeiro impregnado por um outro metal. 0 fio impregnado e depois posto em contacto com. um banho fundido do metal desejado de impregnação o qual retira por lixiviação o infiltrado metálico, formando dessa maneira um fio reforçado pela matriz do metal desejado. Usta patente é no en tanto específica do fio de grafite e não avança qualquer suges tão de que um corpo eêramico policristalino tendo material interligado residual possa ser modificado numa operação posterior à formação.

Sumário da invenção

Resumindo, a presente invenção proporciona um processo de substituição de uma quantidade significativa de um componente interligado metálico, que se incorpora no corpo cêramico duran te sua formação, por um segundo metal ou metal estranho, numa fase após a formação, 0 metal estranho é escolhido de maneira a modificar as propriedades do corpo cêramico formado original mente para a sua utilização pretendida. De acordo com o proces, so segundo a presente invenção, forma-se ccrpo oâramico pela reacção de oxidação de um precursor do metal original com. um oxidante, como se descreve atrás com referência aos Pedidos de Patente de Propriedade Comum, 0 corpo cêramico tem um consti tuinte ou componente interligado contendo um metal, que está distribuído por pelo menos uma parte do corpo cerâmico, em uma ou mais dimensões e, além disso, é pelo menos parcialmente aberto ou acessível a partir de pelo menos uma superfície ex terna do corpo, 0 corpo cerâmico é posto em contacto, nessa superfície com uma quantidade de um metal estranho proveniente de uma fonte extrínseca com composição diferente da do consti tuinte ou componente metálico interligado e que pode estar in ter-difundido com o constituinte metálico interconectado, | Verifica-se a interdifusão dos dois metais (isto é, difusão para fora do constituinte contendo metal originalmente no corpo cerâmico e difusão para dentro, do metal estranho). Preferivelmente, um ou ambos os componentes metálicos estão fundidos, para facilitar a interdifusão de metal, 0 volume do metal estranho, a área do contacto com o metal estranho, as gamas de temperaturas e o intervalo de tempo era que se deixa o corpo cerâmico em contacto com o metal estranho, serão escolhidos de maneira a permitir o grau desejado de interdifu são dos dois metais, Uma parte significativa do componente contendo metal, originalmente no corpo cerâmico, e, pelo menos parcialmente, deslocada por um ou mais constituintes do metal estranho, o qual então fica integrado com o corpo cerâmico. 0 teor de metal no corpo cerâmico , por conseguinte, determina, das das suas propriedades, tornam-se assim alteradas, corpo cerâmico auto-suportado segundo a presente inven ção compreende um produto da reacção oxidação policristalino, que tem (a) cristalitos do produto da reacção interligados, formados pela oxidação de uri metal original fundido com um

nelo / oxidante, e (b) nm componente interligado contendo metal, menos parcialmente aberto do lado da superfície ou superfícies do corpo cerâmico. Pelo menos uma parte deste componente meta lico é deslocada com uma quantidade de um metal estranho de composição diferente (isto é, nos ingredientes e/ou nas propor çães} da constituição do componente metálico interligado formado originalmente, modificando assim uma ou mais características do corpo cerâmico produzido originalmente a partir da reacção de oxidação entre o metal e o oxidante.

Tal como são utilizados na presente memória descritiva e nas reivindicações anexas, os termos seguintes definem-se da seguinte maneira:

Cerâmica não deve ser tomado indevidamente como limitando-se a um corpo cerâmico no sentido tradicional, ou seja, no sentido em que esse corpo é inteiramente constitui, do por materiais não metálicos e inorgânicos, mas sim referindo-se a um corpo que á predominantemente cerâmico relativamente tanto à composição como às dominantes caraoterísticas dominantes, embora o corpo contenha quantidades mínimas ou substanciais de um ou mais constituintes metálicos (interligados e isolados) derivados do metal original ou produzidos a partir do oxidante, do contaminante cu eterna ter ial de enchimento, mais tipi, camente dentro de uma gama de cerca de 1 a 4o$, em volume, podendo no entanto incluir ainda mais metal.

Produto da reacção de oxidação significa genericamente um ou mais metais em qualquer estado oxidado, em que o metal tenha cedido electrões a um outro elemento, composto ou combinação do mesmo ou compartilhe electrões com os mesmos. Por conseguinte, um produto da reacção da oxidação,

segundo esta definição, inclui o produto da reacção de um ou mais metais com um oxidante tais como os que aqui se descreveram.

Oxidante” significa um ou mais aceitadores de electrães adequados ou partilhadores de electrões, e pode ser um sólido, um líquido ou um gás (vapor), ou qualquer com. binação dos mesmos (por exemplo, um sólido e um gás) nas con dições do processo.

Metal, quando usado nos termos metal ori ginal e metal estranho pretende-se que se refira a metais relativamente puros, aos metais existentes no comércio com impurezas e ou elementos de liga, e ligas ou compostos inter metálicos dos metais. Quando se faz referência a um metal es. pecífico, o metal identificado deverá ser interpretado tendo esta definição em mente, a menos que seja indicado o contrário pelo contexto. Por exemplo, quando alumínio for o metal ori- . ginal, o alumínio pode ser metal relativamente puro (por exem pio, alumínio que se encontra no comércio com a pureza de 99,7% ), oti alumínio 1100 tendo como impurezas nominalmente cerca de 1% em peso, de silício mais ferro, ou ligas de alu mínio tais como, por exemplo, a 5052.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A fig. 1 é uma vista esquemática de um corpo cerâmico do tipo tratado de acordo com o processo segundo a presente invenção,

A fig, 2 é uma vista esquemática que representa uma forma de realização do processo segundo a presente invenção,

A fig, 3a é uma microfotografia óptica ampliada 1000 vezes, do corpo cerâmico produzido na experiência Ι'- e utilizado no / ’β exemplo 1, antes de modificação do seu componente metálico.

A fig. 3'o á uma radiografia tratada por computador, ampli, ada 1000 vezes, da figura 3a, tendo-se utilizado a Espectrome.

tria Dispersiva da Energia para iluminar o metal de alumínio presente,

A fig, 3c á uma microfotografia óptica ampliada 1000 vezes, do corpo cerâmico produzido na experiência 1 e utilizado no exemplo 1, depois da modificação do seu componente metálico, de acordo com o exemplo 1.

A fig. 3d é um radiografia tratada por computador, ampli ada 1000 vezes, da fig. 3c, tendo-se utilizado a Espectrometria Dispersiva da Energia para iluminar o metal níquel presente.

A fig, 4a e uma microfotografia óptica, ampliada 1000 vezes, do corpo cerâmico produzido na experiência 3 θ utilizado no exemplo 3, antes da modificação do seu componente metálico, .

A fig. 4b é uma radiografia tratada por computador, ampliada 1000 vezes, da fig. 4a, tendo-se utilizado a Espectro, metria Dispersiva da Energia para iluminar o metal alumínio presente.

A fig. 4c á uma microfotografia óptica, ampliada 1000 vezes, do corpo cerâmico produzido na experiência 3 e utilizado no Exemplo 3, depois da modificação do seu componente metálico, de acordo com o exemplo 3»

A fig. 4d e uma radiografia tratada por computador, ampli. ad_a 1000 vezes da figura 4c, tendo sido utilizada a Espectrometria Dispersiva da Energia para iluminar o metal cobre presente.

Λ

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO Ξ FORPUS ΏΞ REALIZAÇÃO PREFERIDAS

De acordo com o processo segundo a presente invenção, um corpo cerâmico auto-suportado, tendo um componente metálico interligado, pelo menos parcialmente aberto ou acessível numa superfície ou superfícies externas, á posto em contacto com um metal estranho, provocando um gradiente de concentração. Tipicamente, o corpo cerâmico e o metal estranho são aquecidos atá uma temperatura acima do ponto de fusão do metal interligado no corpo cerâmico ou do metal estranho, ou de ambos, Veri fica-se a interdifusão entre o componente metálico e o metal estranho ocorre visto que há um gradiente de concentração. Uma quantidade significativa ou substancial do componente contendo um metal e deslocada pelo metal estranho o qual se torna integrado no corpo cerâmico final, modificando ou alterando assim as propriedades do corpo cerâmico. Embora a invenção se descreva a seguir com especial referência ao alumínio como me tal original, deve entender-se que são aplicáveis outros metais originais, como por exemplo silício, titânio, estanho, zireónio ou hàfnio.

Com referência à fig, 1, proporciona-se primeiro um cor po cerâmico (10) auto-suportado, formado, por exemplo, de acordo com qualquer dos Pedidos de Patente de Propriedade Comum, atrás referidos. Por conseguinte, proporciona-se um metal original, por exemplo alumínio, que pode ser contaminado (como se explica adiante com mais pormenor) como o precursor para o produto da reacção de oxidação. Funde-se o metal original , numa gama de temperaturas apropriada, num ambiente

oxidante ou. adjacente ao mesmo, A esta temperatura ou dentro desta gama de temperaturas, o metal fundido reage com o oxidante para formar um produto da reacção de oxidação policris talino, Pelo menos uma parte do produto da reacção de oxidação é mantida em contacto com e entre o metal fundido e o oxidante, para transportar metal fundido através do produto da reacção de oxidação e para o contacto com o oxidante de maneira tal qu.e o produto da reacção de oxidação continue a formar-se na interface entre o oxidante e .0 produto da reacção de oxidação anteriormente formado. Continua-se a reacção durante um período suficiente para formar 0 corpo cerâmico policristalino constituído essencialmente pelo produto da reacção de oxidação (12) e um componente ou constituinte metálico interligado (14) disperso ou distribuído por uma parte ou substancialmente por todo 0 material policristalino Este componente metálico, for mado in sito durante a formação do produto da reacção de oxida, ção policristalino é, pelo menos parcialmente, aberto ou acessível a partir de pelo menos uma superfície, como pelas super fícies (15) do corpo cerâmico. Deve entender-se que 0 material policristalino pode apresentar algum metal isolado e também vazios ou porosidade (não representadas), que podem ter substituído uma certa parte do componente metálico interligado, mas as percentagens, em volume, do metal (interligado e isola, do) e dos vazios depende amplamente de condições tais como a temperatura, 0 tempo, os contaminantes e 0 tipo do metal original, corpo cerâmico é subsequentemente posto em contacto, numa ou em mais de uma das suas superfícies (15), cora um se, gundo metal estranho (16) proveniente de uma fonte externa,

í * e pode estar contido num vaso ou cadinho (18) adequados, de modo que ocorrerá a interdifusão (ver fig,’2), Deve entender -se que a interdifusão entre o componente metálico formado in situ durante o formar do produto da reacção de oxidação policristalinooe o metal proveniente de uma fonte extrínseca pode ser sólido-sólido, sólido-líquido, líquido-sólido ou lí quido-líquido, referindo-se estes termos ao estado do metal estranho e do constituinte metálico do corpo cerâmico inicial, respectivamente» 0 caso líquido-líquido é normalmente preferi do porque um tal sistema conduz a um produto final alterado henefioamente num intervalo de tempo unais curto. Mesmo no caso da interdifusão sólido-sólido pode verificar-se o transporte em fase líquida se a temperatura da interdifusão for superior ao ponto de fusão mínimo dos metais combinados, como no caso de um sistema eutético. 0 metal estranho, que pode ser um metal relativamente puro, uma liga ou um composto intermetálico, é escolhido de modo a alterar a composição do componente inter ligado contendo metal, modificando assim as propriedades do produto cerâmico final. Tipicamente, as propriedades modifica das incluem, por exemplo, a resistência à rotura, a dureza, a resistência ao desgaste, a condutividade eléctrica, a condu tividade térmica ou estabilidade química (isto é, a resistência à corrosão ou oxidação, etc,), A aplicação específica a que se destina o corpo cerâmico determina quais as propriedades que devem ser modificadas ou optimizadas através da escolha de um metal estranho particular, segundo metal ou metal estranho escolhido dependerá em grande parte das características finais pretendidas e tam bém de certos outros factores tais como a temperatura, o tem po, a miscibilidade, etc,, como adiante se explica com mais

ί * pormenor, Os metais estranhos adequados para substituir o metal interligado (incluindo ligas e compostos intermetálicos) podem incluir, por exemplo, o níquel, a prata, o ferro, o titânio, o cobre, o urânio, o crómio, o cobalto, o vanádio, o silício, o molib dénio, o tugstónio, o germânio, o estanho, o magnésio, o ítrio, o zircónio, o hàfnio, o nióbio, o molibdénio, o manganês, a platina, o paládio, o ouro, o zinco, o alumínio e o chumbo, e as suas ligas ou compostos intermetálicos, incluindo os aços inoxidáveis, aços carbono e as ligas para fins especi.

| ais, Inconel®, Hatello^ ’-aspalloy® Monel® e Stellite®.

Numa forma de realização preferida, tal como a representa nas figs, 1 e 2, o corpo cerâmico (10) e imerso ou submerso numa massa de metal estranho fundido (16) contido num cadinho (18), Quando se desejar o corpo cerâmico pode ser parcialmente imerso na massa de metal estranho fundido de modo a limitar a profundidade do deslocamento do metal no interior do corpo cerâmico, especialmente para limitar esse deslocamento apenas auma superfície ou S sua vizinhança.Por exemplo, se se pretender incorporar um metal estranho num corpo cerâmico, para melhorar sua resistência à corrosão, ou a sua dureza, pode-se tornar necessário ou desejável modificar a superfície ou as superfícies apenas. 0 volume do metal estranho (16) é tipicamente maior que o volume do componente interligado contendo metal acessível, formado originalmente no corpo cerâmico (10), Desta maneira, pode conseguir-se mais facilmente o deslocamento máximo ou óptimo do componente contendo metal com o metal estranho, Isto é, é benéfico ter uma quantidade suficiente de metal estranho de modo que, uma vez atingido o equilíbrio, a concentração total do componente original contendo metal seja substancialmente menor que a do metal estranho, conseguindo assim uma substituição mais completa do componente metálico original com metal estranho, 0 volume de metal estranho á ti picamente 5 a 50 vezes maior que o volume maior que o volume do componente metálico interligado ou, pelo menos, que a por ção de metal interligado que deve ser deslocada, mas pode ser maior, Esta diferença de volumes depende de factores tais como a percentagem de deslocamento desejada e a profundidade de des. locamento desejada dentro do corpo cerâmico. Por exemplo, para um corpo cerâmico de alfa-alumina formado por oxidação ao ar do metal original do alumínio e tendo uma quantidade substanci, al do componente contendo alumínio a substituir por níquel, se rá preferido tendo pelo menos 20 vezes, em volume, mais metal estranho de níquel, para deslocar cerca de 95%, em volume do componente interligado contendo alumínio original, melhorando assim as caracteristicas de rigidez e de resistência à corrosão do corpo cerâmico final, Quando se desejar pode usar-se uma proporção menor do metal estranho no processo, quando se desejar substituir menos componente original contendo metal, ou seja, para deixar intencionalmente no corpo cerâmico uma quantidade proporção significativa do componente original contendo metal. Este resultado seria aconselhável, por exemplo, quando se formam ligas entre o metal estranho e o componente ligas metálico original,/que teriam propriedades diferentes tanto das do componente original como das do metal estranho, ou superiores a elas.

Um outro factor na determinação do deslocamento em conjun ção com as relações de volumes, é a solubilidade ou miscibilidade do metal estranho com o componente contendo metal. Assim,

a interdifusão ,e o deslocamento de nm metal para o outro aurnen tam quando a solubilidade ou a miscibilidade aumentarem, grau de interdifusão pode ser controlado pela duração do intervalo de tempo em que o corpo cerâmico permanece em contacto com o metal estranho. 0 tempo de contacto pode ser re. lativamente curto, para as formas de realização nas quais o des. locamento deva ocorrer apenas na ou próximo da superfície do corpo cerâmico. Isto é, o componente contendo metal na superfí cie ou nas superfícies do corpo cerâmico seria deslocado com metal estcanho, deixando assim o restante ou o interior do corpo cerâmico substancialmente inalterado.

A temperatura, bem como o tempo, são escoLhidos para oon trolar a profundidade de interdifusão e a velocidade com que a interdifusão se verifica. Por exemplo, a temperatura pode ser mantida abaixo do ponto de fusão de um ou de ambos os me tais para proporcionar a interdifusão sólido-sólido ou a inter difusão sólido-líquido, ambas as quais são usualmente mais len tas do que a interdifusão líquido-líquido. Temperaturas mais baixas serão utilizadas quando o deslocamento deva verificar na ou próximo da superfície do corpo cerâmico em vez de em todo o corpo. Além disso, a temperatura pode ser escolhida para va riar (diminuir ou aumentar) a viscosidade e/ou a miscibilidade dos metais, fazendo assim variar a velocidade da interdifusão, A temperatura pode também ser usada para favorecer a presença de ligas ou compostos intermetálicos particulares no produto final.

Assim, a temperatura e o tempo durante o qual se procejs sa o sistema podem depender de um certo número de factores, tais como a composição do componente contendo o metal no corpo cerâmico segundo tal como é originalmente formado, a composição

do metal estranho, o grau de interdifusão que se deseja e a profundidade de deslocamento pretendido no corpo cerâmico. Preferivelmente, na maioria dos casos a temperatura utilizada deve ser superior ao ponto da fusão de pelo menos um dos metais e, mais preferivelmente na maioria dos casos superior ao de am bos os metais. Aléra disso, pode-se escolher uma temperatura mais eleyada por forma aumentar a velocidade a que se verifica a interdifusão, Forma de realização em que se forma um cerâmico de alfa-alumina a partir do metal original de alumínio e ar, ficando assim um componente contendo metal alumínio, e se utiliza níquel como metal estranho, a gama de temperaturas pre ferida para interdifusão líquido-líquido é à volta dos 1650°C, que é igual ou ligeiramente superior ao ponto de fusão de níquel, bem como do alumínio e de quaisquer compostos intermetá licos resultantes formados no processo. Também, quando a rela ção êntrs o si-volumes de níquel e o componente contendo metal for cerca de 20:1, pode substituir-se cerca de 95% do componente contendo metal por níquel em cerca de 55 a 75 horas ou menos, dado urna amostra de aproximadamente 2,54- a 3»175 mm (0,100-0,125 polegadas) de espessura e tendo metal interligado, Mas compreender-se-á que estas relações de volumes e condições de tempos e temperaturas são apenas ilustrativas, e que as con dições do processo podem ser modificadas. A interdifusão sólido-líquido pode ser conduzida a uma temperatura inferior ao ponto de fusão do níquel, mas superior ao ponto de fusão do alu mínio, mas a velocidade de interdifusão mais baixa. Além disso, o processo pode ainda ser conduzido a temperatura elevada, porém inferior ao ponto de fusão do alumínio para a interdifusão sólido-sólido, o que pode ser desejável para deslocamento para f ' apenas uma profundidade superficial bastante limitada do corpo cerâmico.

Quando se desejar, o sistema do corpo cerâmico e/ou do corpo de metal estranho pode ser agitado ou vibrado para pro. mover a mistura e assim melhorando o processo de interdifusão, Em particular, pode aplicar-se energia ultrassónica ao cadinho ou recipiente que contém o corpo cerâmico e o metal estranho, para desse modo aumentar a velocidade a que se desenvolve a interdifusSo, Como alternativa, o cadinho ou o corpo cerâmico poderão ser sacudidos mecanicamente ou agitados durante todo o processo ou parte dele.

Na forma de realização preferida utilizando a interdifu são líquido-líquido, o corpo cerâmico é retirado do cadinho que o contém, enquanto o metal estranho está ainda fundido. Deixa-se escorrer o metal em excesso das superfícies do corpo cerâmico. Constatou-se que a acção de molhamento e/ou capilar umectante é em geral bastante para reter o componente contendo metal modificado, dentro do corpo cerâmico. As superfícies do corpo cerâmico podem ser acabadas ou limpas por meio de rectificação, maquinagem, jacto de areia, ataque por meio de produtos químicos, ou similares, ou deixadas assim como estão.

Como atrás se explicou, o corpo cerâmico é produzido a partir de um metal original adequado, cie acordo com os proces. sos descritos nos Pedidos de Patente com Propriedade Comum, Na forma de realização preferida da presente invenção, produz, -se um corpo compósito utilizando uma massa de material de enchimento colocada adjacente e em contacto com uma superfície do metal original e prossegue-se o processo até que a reacção de oxidação se tenha infiltrado no leito do material de enchi.

r

mento até aos seus limites,

meio de barreira adequado. A massa de material de enchimento, que tem de preferência a forma de um pré-molde, é suficientemente porosa ou permeável para deixar que o oxidante, no caso de um, oxidante em fase gasosa, passe pelos poros do material de enchimento e entre em contacto com o metal, e para compensar o desenvolvimento do produto da reacção de oxi dação no interior do material de enchimento. Como alternativa, o oxidante pode estar contido no interior do material de enchimento ou compreender o material de enchimento. 0 material de enchimento pode incluir qualquer material adequado, tal como materiais em partículas, pós, plaquetas, corpos ocos, esferas, fibras, fios emaranhados, etc,, que tipicamente são materiais cerâmicos. Pode usar-se ura material de enchimento metálica por exemplo partículas ou fibras metálicas, se esti, ver protegido por um revestimento contra a interdifusão com o metal estranho, ou se se desejar também modificar as características do material de enchimento por interdifusão com o metal estranho. Além disso, o leito de material de enchimento pode incluir uma rede formada por barras, placas ou arames de reforço. Tipicamente, nestas estruturas cerâmicas policris talinas, incluindo os corpos compósitos cerâmicos, os cristã, litos do produto da reacção de oxidação estão interligados e o componente contendo metal está, pelo menos em parte, inter ligado e é acessível a partir de uma superfície externa do cor po cerâmico.

Como se descreve nos Pedidos de Patente com Propriedade Coraum, materiais contaminantss utilizados em conjunção com o metal original podem, em certos casos, influenciar favoravel mente o processo da reacção de oxidação, em especial nos sis19 temas que utilizam alumínio eow metal original, A função ou funções de um material contaninante podes depender ds um certo número de factores diferentes do material contaminante própria mente dito. Esses factores incluem, por exemplo, a combinação particular dos contaminantes, quando ss usam dois ou mais deles o uso de um contaminante aplicado extern emente em combinação com um contaminante que forme liga com o metal original, a con centração do ou dos contaminantes, o ambiente oxidante, e as condições do processo, ou os contaminantes utilizados em conjunção com o metal original : (1) podem ser proporcionados como elementos de liga do metal original de alumínio, (2) podem ser aplicados a pelo menos uma parte da superfície do metal original, ou (3) podem ser aplicados cu ser incorporados numa parte, ou em todo o material de enchimento ou pré-molde, ou pode utilizar-se qualquer combinação de duas ou mais das técnicas (1), (2) e (3). Por exemplo, um contaminante usado como elemento de liga pode ser utilizado só ou era combinação com um segundo contaminante aplicado externamente. No caso da técnica (3), na qual um ou mais contaminantes adicionais são aplicados ao mate, rial de enchimento, a aplicação pode fazer-se de qualquer maneira adequada, como se descreve nos Pedidos ds Patente em Propriedade Comum.

Os contaminantes utilizáveis com um material original de alumínio, especialmente com o ar como oxidante, incluem c magnésio, o zinco e o silício, tanto sós como combinados entre si ou a outros contaminantes, como adiante se descreve. Estes metais, ou uma fonte apropriada dos metais podem, entrar em li gas do metal original á base de alumínio, em concentrações, / !

para cada um deles entre cerca de 0,1 e 10;'. em peso, com base no peso total do metal contaminado resultante. Estes materiais contaminantes ou uma fonte apropriada dos mesmos(por exemplo, MgO, ZnO ou S1O2) podem também ser utilizados exteriormente ao metal original. Assim, pode obter-se uma estrutura cerâmica de alumina para uma liga de silício e alumínio como metal bási. co, utilizando ar como oxidante, UgO como contaminante superfi ciai numa quantidade maior que cerca de 0,0008 grama por grama do metal original a oxidar e maior que 0,003 grama por centíme, J tro quadrado do metal original a que é aplicado 0 MgO,

Outros exemplos dos materiais contaminantes eficazes com metais originais de alumínio, ozcidados com ar, incluem. 0 sódio, 0 germânío, 0 estanho, 0 chumbo, 0 lítio, 0 cálcio, 0 boro, 0 fósforo,e o ítrio, os quais podem ser utilizados individualmen te ou em combinação com um ou mais outros contaminantes, confor me 0 oxidante e as condições do processo. Elementos das terras raras, tais como 0 cério, 0 lantano, 0 praseodímio, 0 neodímio e 0 samário, são também utilizáveis cono contaminantes e, mais uma vez aqui, especialmente quando utilizados em combinação com outros contaminantes. Todos os materiais contaminantes, como se descreve nos Pedidos de Patente em Propriedade Comum, são eficazes para promover o desenvolvimento do produto da reacção de oxidação policristalino, para os sistemas com metal original à base de alumínio.

Pode utilizar-se um oxidante sólido, líquido ou em fase de vapor (gás), ou uma combinação desses oxidantes, como atrás se observou. Por exemplo, os oxidantes típicos incluem, sem li mitação, 0 oxigénio, 0 azoto, umhalogéneo, 0 enxofre, 0 fósfo21 /

ί ’ ro, ο arsério, ο carbono, ο boro,ο selénio, ο telúrio e conpos, tos ou combinações dos mesmos, por exemplo, sílica (como fonte de oxigénio), metano, etano, propano, acetileno, etileno ou propileno (como fonte do carbono), e misturas tais como ar, Kp/H^OeCDCO2, sendo as duas últimas ( ou sejam, H_o/lí₉0 e C0/00_o) utilizáveis para reduzir a actividade do oxigénio do meio ambiente.

Se bem que possam ser utilizados quaisquer oxidantes adequados, as formas de realização específicas da presente in vengão são adiante descritas com referência ao uso de oxidantes em fase de vapor. Se se utilizar un oxidante gasoso ou em fase de vapor, por exemplo ar como 0 oxidante em fase de vapor, em conjunção com um. material de enchimento, 0 material de enchimento é permeável ao oxidante em fase de vapor, de maneira que, por exposição do leito do material de enchimento ao oxidante, 0 oxidante em fase de vapor atravessa os poros do leito de material de enchimento até chegar ao contacto com metal original fundido, nele existente, O temo oxidante em fase de vapor significa um material vaporizado ou normalmente gasoso que proporciona uma atmosfera oxidante. Por exem pio, oxigénio ou misturas gasosas contendo oxigénio (incluindo o ar) são os oxidantes em fase de vapor preferidos, por exemplo no caso de ser alumínio 0 metal origiral, sendo usualmente preferido por ar razões óbvias de economia.

fica um oxidante como contendo ou incluindo um gás cu vapor, particular, o

se trata de um. oxidante no qual gás ou vapor identificado

jredominante ou pelo menos significativo no metal original, nas ções existentes no ambiente embora 0 principal constituinte dc ar seja 0 azoto, c teor de oxigénio existente no ar é o único oxidante para o metal original pelo facto de o oxigénio ser um oxidante significativamente mais forte que o azoto. Portanto, o ar cai na definição de um oxidante gasoso contendo oxigénio mas não na definição de um oxidante gasoso contendo azoto. Um exemplo de um oxidante gasoso contendo azoto, segundo a nossa definição aqui e nas reivindicações, é o gás de formação o que contém azoto acerca ie 96 por cento, em volume, e cerca de 4 por cento, em volume, de hidrogénio.

Quando se utiliza um oxidante sólido, ele está geralmen te disperso por todo o leito do material de enchimento ou por uma porção do loito adjacente ao metal original, sob forma de materiais em partículas misturadas com o material de enchimento ou talvez como revestimento das partículas do material de enchi mento. Pode utilizar-se qualquer oxidante sólido adequado, incluindo elementos tais como o boro ou o carbono, ou compostos redutíveis, tais como dióxido de silício ou certos boretos de · mais baixa estabilidade termodinâmica do que os boretos o pro duto da reacção com o metal original. Por exemplo, quando se usa boro ou um boreto redutível como oxidante sólido para um metal original de alumínio, o produto da reacção de oxidação resultante é boreto de alumínio.

Sm certos casos, a reacção de oxidação pode progredir tão rapidamente com um oxidante sólido que o produto da reacção de oxidação tende a fundir devido à natureza exotérmica do processo. Ssta ocorrência pode degradar a uniformidade microes. trutural do corpo cerâmico. Esta reacção exótérmica rápida pode ser evitada misturando na composição materiais de enchi23 mento relativamente inertes, que apresentem baixa reactividade. Tais materiais de enchimento absorvem o calor da reacção para minimizar qualquer efeito térmico acelerado.» Um exemplo de um tal material de enchimento inerte adequado é um material idên tico ao produto da reacção de oxidação pretendida.

Se se utilizar um oxidante líquido, todo o leito de mate, rial de enchimento ou uma porção do mesmo adejacente ao metal fundido é impregnado com o oxidante. 0 material de enchimento pode, por exemplo, ser revestido ou embebido, por imersão no oxidante de modo a o impregnar. Quando se refere um oxidante lí quido, significa isso que se trata de um líquido nas condições da reacção de oxidação, podendo assim, um oxidante líquido ter um precursor sólido, tal como um sal, que funde nas condições da reacção da oxidação. Gomo alternativa, o oxidante líquido pode ser um precursor líquido, por exemplo uma solução de um material, que é usada para impregnar uma parte ou todo o mate, rial de enchimento e que funde ou se decompõe nas condições da reacção de oxidação, para proporcionar um elemento oxidante apropriado. Exemplos de oxidantes líquidos como aqui se definem incluem os vidros com baixo ponto de fusão.

Pode usar-se um dispositivo de barreira em conjunção com o material de enchimento ou com o pré-molde para inibir o ores, ou desenvolvimento _f cimento/do produto da reacção de oxidação para alem da barreira, quando se utilizam oxidantes em fase de vapor, na formação do corpo cerâmico. Os dispositivos de barreira apropriados podem ser quaisquer materiais, compostos, elementos, composições e similares, que^ nas condições do processo segundo a presente in venção, mantenham uma certa integridade, não sejam voláteis e, preferivelmente, sejam permeáveis ao oxidante em fase de vapor, mas tendo a capacidade de localmente impedir, corromper, inter

romper, interferir com, evitar ou de outro análogo prejudicar o desenvolvimento contínuo do produto da reacção de oxidação. São dispositivos de barreira apropriados para utilizar com me tal original de alumínio entre outros o sulfato de cálcio (ges. so de Paris), o silicato de cálcio ou o cimento Portland, e as misturas dos mesmos, os quais tipicamente são aplicados como uma pasta fluida na superfície do material de enchimento, Estes dispositivos de barreira podem também incluir um material combustível ou volátil apropriado, que é eliminado quando do aque cimento, ou um material que se decompõe pelo calor para aumen tar a porosidade e a permeabilidade do dispositivo de barreira. 0 dispositivo de barreira pode ainda incluir um material refira, etário em partículas adequado para reduzir qualquer possível contracção ou fissuração que, caso contrário, poderão verificar -se durante o processo, É particularmente desejável um tal material em partícula® substancialmente com o mesmo coeficiente de dilatação que o leito do material de enchimento do pré-molde. Por exemplo, se o pré-molde tiver alumina e a cerâmica resultante tiver alumina, o dispositivo de barreira pode ser misturado com o material em partículas com alumina, desejavelmente com uma granulometria de cerca de 20-1,000, mesh, podendo no entanto ser ainda mais fino. Outros dispositivos de barreira apropriados incluem corpos cerâmicos refractários, ou invólucros metálicos abertos em pelo menos uma extremidade, para permitir que o oxidante em fase de vapor atravesse os poros do leito e entre em contacto com o metal original fundido.

Os exemplis que seguem ilustram a prática de certos aspec tos da presente invenção.

Prepararam-se corpos cerâmicos que compreendem alfaalumina e alumínio interligado para cada um dos cinco exemplos seguintes, oxidando, em ar, a liga de alumínio 5052 como o me tal original (nominalmente contendo 2,5 por cento, em peso, de magnésio e cerca de 1$, em peso, de outras espécies) pelo processo atrás descrito. Aplicou-se externamente como contami, nante dióxido de silício (granulometria inferior a 140) à face superior de cada lingote de metal e oolooou-se cada lingote num leito de grãos refractários de alumina (Alundum Ξ1, granulometria 90, da NORTON 00,), de maneira tal que a superfície de desenvolvimento ficou alinhada com a superfície do leito e directamente exposta ao ar. As condições do proeesso, para cada operação, estão indicadas no Quadro 1 seguinte.

Análise dos raios X, com elaboração de mapas por computador, utilizando a Espectrometria Dispersiva de Energia (EDS), para ilustrar a distribuição elementar das fases no interior dos corpos cerâmicos resultantes, confirmou a presença de alu mínio metálico, A interligabilidade do alumínio foi demonstra, da por medições da condutividade eléctrica, A mesma técnica de raio X EDS foi utilizada nos corpos cerâmicos do ensaio1(Exemplo 1) e do ensaio 3 (Exemplo 3), subsequente à modificação do componente metálico de cada um, Nas fig. 3a-d e 4a-d, respectivamente estão representadas as microfotografias e os mapas obtidos por computador resultantes dessas análises.

QUADRO 1

Ensaio.	Dimensões dos Lingotes	Contami. nante Externo	Tempera tura dê ajustamento	Tempo à tem peratura de ajustamento
1	2 barras 8-¹/2x2í’x xV2 21,6cmx x5,08cmx xl,27eni	lg	1125°0 Subida durante 5 horas Descida durante 5 horas	72 horas
2	8 barras 9”x2”x XV2 22,86cmx x5,O8cmx xl,27cm	lg	1125°0 Subida durante 5 horas Descida durante 20 horas	17 dias
3	8 barras 2”x9x xl/2 5,08x x22,86x xl,27cm mais 2 placas 8”x9x xl/4 20,32x x22,86x x0,64cm	12g	1125°C Subida durante 10 horas Descida durante 15 horas	154 horas
4	1 barra 2”x9”x xl/2” 5,O8x x22,86x xl,27cm	4,9g	1050°C Subida durante 6 horas Descida durante 20 horas	192 horas
5	3 barras 9x8”x xl/2 22,86x x20,32x xl,27cm	lg	1125°C Subida durante 10 horas Descida durante 30 horas	168 horas

ί

Exemplo 1

Colocou-se um bloco de níquel, pesando 20,06 gramas, no topo de um corpo cerâmico produzido no ensaio 1, que pesava 7,63 gramas e medindo 4,29x1,11x0,48 cm (1-11/16 polegadas x x 7/16 polegada x 3Δ6 polegada) de espessura. Envolveu-se depois este conjunto de níquel e de cerâmica foi depois envol vido em folha de níquel (espessura de 0,127 ami ), Aqueceu-se o mesmo a 1200°C durante 69 h 30 m numa atmosfera de gás árgon fluindo com um caudal de 25 centímetros cúbicos /minuto, 0 cor po cerâmico resultante tinha um componente interligado conten do metal, compreendendo fases Ni-Al com aproximadamente 33,0 a 48,3 %, em peso, de Ni, 51,2 a 66,4%, em peso de Al e vestígios de Si, como foi indicado por análise de raios Σ por Espectrometria Dispersiva de Energia (SDS), A figura 3a á uma microfotografia óptica, com ampliação de 1,000 x do produto cerâmico do ensaio 1, e a figura 3b á ' d mapa contrastado obti do por computador, por EDS deste produto, para mostrar o componente metálico de alumínio,

A fig. 3c á uma micro fotografia optica, com a ampliação de 1000 vezes, do produto final deste exemplo 1, apos modifica ção e utilizou-se a abtenção de mapas contrastados por computador, pela EDS deste produto, para ilustrar a distribuição de níquel na fig, 3d, Estes mapas ilustram claramente a modifi cação do componente metálico original, por deslocamento de pelo menos uma parte do alumínio pelo níquel.

/

Exemplo 2

Repetiu-se o procedimento do exemplo 1, utilizando um bloco cerâmico proveniente do ensaio 2, pesando 6,36 gramas e um bloco de níquel pesando 15,9 gramas, mas a uma tempera tura de 1.525°C durante 66,5 horas, 0 componente metálico interligado no produto final foi analisado por análise de raios X, por EDS, verificando-se conter aproximadamente 94,5%, em peso, de níquel e 5,5%, em peso,de alumínio,

Exemplo 3

Colocou-se um corpo cerâmico proveniente do ensaio 3, pesando 2,70 gramas (medindo 2,38 x 0,95 x 0,32 cm (15/16 polegada x 3/8 polegada x 1/8 polegada)) num cadinho de cerâ mica e cobriu-se com 39,90 gramas de granalha em cobre (pureza, 99,9 %), Ha fig. 4a está representada uma microfotogM fia com a ampliação de 1,000 vezes do produto do ensaio 3, estando este mesmo produto representado na fig. 4b a que é um mapa contrastado obtido por computador, por EDS, com a ampliação de 1.000 vezes, para revelar o metal de alumínio presente. Colocou-se um bloco de 4,90 gramas de alumina no topo da grana lha, para impedir que o corpo flutuasse. Aqueceu-se o conjunto durante 24 horas a 1.250°C, numa atmosfera de árgon fluindo com o caudal de 5-10 centímetros cúbicos/minuto, 0 teor médio de cobre no constituinte metálico interligado do produto cerâ mico final era de cerca de 41,2 por cento, em peso, e, para o alumínio cerca de 57,8 por cento, em peso, eendo o restante vestígios de silício e magnésio, A fig, 4c é uma microfotogra fia óptica, com a ampliação de 1,000 vezes, do produto modificado, enquanto a fig, 4d ilustra a distribuição do cobre tal como foi determinada por mapas de raios X por EBS contrastadas por computador.

Exemplo. 4

Coiocou-se uma amostra com 1,92 gramas (medindo 2,06 x x 0,79 x 0,32 cm (13/16 polegada x 5À6 polegada x 1/8 polegada)), do corpo cerâmico proveniente do ensaio num recipiente de aço 1018 com uma tampa, pesando o conjunto 19,53 gramas, e aqueceu—se num cadinho de cerâmica a 1350 0 durante 48h 15^» Os constituintes metálicos do produto cerâmico final incluíam apenas cerca de 66,1 por cento, em peso, de alumínio e quanti dades significativas de ferro e manganês provenientes do aço 1018, demonstrando que o componente do metal original fora parcialmente deslocado pelo metal estranho.

Exemplo 5

Colocou-se um corpo cerâmico proveniente do ensaio 5, medindo 1,57 x 0,16 x 0,95 cm (1/2 polegada x 1/16 polegada x x 3/8 polegada) num cadihho de cerâmica e cobriu-se com 125 gramas da granalha de prata purificada (S-166, da FISHER SCIENTIFTC 00,), uma barra transversal cimentada nas bordas do cadinho impediu que a amostra flutuasse. Aqueceu-se o conjunto a 1.000°C no ar, durante 16 horas,,Na análise, o compo, nente metálico do produto final continha cerca de 97 por cento, em peso, de prata e cerca de 3 por cento, em peso de alumínio.

Claims

1, - Processo para a produção de um corpo cerâmico auto-suportado com um componente contendo metal modificado, caracterizado por compreender as fases de:

a) proporcionar um corpo cerâmico auto-suportado compreendendo (i) um produto d_a reacção de oxidação policristalino, formado por oxidação de um precursor de um metal original fundido com um oxidante, e (ii) um componente contendo metal interligado, pelo menos parcialmente acessível a partir de uma ou mais superfícies do referido corpo cerâmico;

b) pôr a referida superfície ou superfícies do referido corpo cerâmico em contacto com uma certa quantidade de metal estranho diferente do referido componente metálico interligado, a Uma temperatura e durante um intervalo de tempo suficientes para permitir a interdifusão, pelo que pelo menos uma porção do referido componente contendo metal é, pelo menos parcialmente, deslocada pelo referido metal estranho; e

c) recolher o corpo cerâmico tendo.um componente contendo metal modificado.

2, - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o metal original ser escolhido no grupo constituído por alumínio, silício, titânio, estanho, zircónio e hâfnio.

3, - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado. por o metal original ser alumínio e o componente contendo metal incluir alumínio.

4. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado por o metal estranho compreender pelo menos um constituinte que é escolhido no grupo constituído por níquel, ferro, prata, titânio, vanâdio, cobre, urânio, cobalto, crómio, molibdênio,silício, tungsténio, germânio, estanho, magnésio, ítrio, zircónio, hâfnio, nióbio, manganês, platina, paládio, ouro, zinco, alumínio, chumbo e ligas, compostos intermetãlicos ou combinações dos mesmos.

5. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o metal estranho ser escolhido no grupo constituído por níquel, cobre, ferro e prata.

6. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado por o volume do metal estranho ser pelo menos cinco vezes superior ao volume do componente contendo metal a deslocar.

7. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações .1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado por o componente contendo metal interligado constituir entre cerca de 1 e cerca de 40 por cento, em volume, do corpo cerâmico, antes de este último ser posto em contacto com o metal estranho.

8. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado além disso por incluir a agitação do referido corpo cerâmico e/ou do - referido metal estranho durante a referida fase.de contacto.

9. - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a referida agitação ser uma vibração ultrassónica.

10.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações

1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 ou 9, caracterizado.por a referida temperatura durante a mencionada etapa de contacto ser superior ao ponto de fusão do referido metal estranho,, ou do referido componente contendo metal, ou as suas combinações.

11. - Processo de acordo com uma qualquerdas reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado por o corpo.cerâmico auto-suportado compreender ainda um material de enchimento infiltrado pelo referido produto da reacção de oxidação policristalino.

12. - Processo de acordo com.a reivindicação 11, caracterizado por incluir a fase adicional de moldaçao do referido corpo de enchimento formando um pré-molde.

13. - Processo para a produção de um corpo cerâmico auto-suportado por oxidação de um metal original, que inclui as fases de: (a) aquecer o referido metal original na presença de um oxidan. te em fase de vapor para formar um corpo de metal original fundido e fazer reagir o referido metal original fundido com.o referido oxidante, à referida temperatura para formar um produto da reacção de oxidação,.sendo esse produto posto em contacto com o referido corpo de metal fundido e estendendo-se entre o mesmo e o referido oxidante, (b) manter a temperatura para conservar o metal fundido e transportar progressivamente o metal fundido através do produto da reacção de oxidação no sentido do oxidante, de modo que o produto da reacção da oxidação continue a formar-se na interface entre o oxidante e o produto da reacção de oxidação formado previa mente, e (c) continuar a referida reacção durante um intervalo de tempo suficiente para produzir o referido corpo cerâmico compreendendo o produto da referida reacção de oxidação e um componente contendo metal interligado,.estando esse componente pelo menos parcialmente interligado e sendo pelo menos parcialmente acessível a partir de uma superfície externa do corpo cerâmico, caracterizado por compreender:

(a) fazer contactar a referida superfície externa do referido corpo cerâmico com um metal estranho diferente do referido metal original, de modo a criar um gradiente de concentração entre os referidos dois metais;

(b) dar um tempo suficiente para a interdifusão dos referidos dois metais, de modo que uma parte do referido componente interligado contendo metal seja pelo menos parcialmente deslocada do referido corpo cerâmico pelo referido metal estranho; e (c) recolher o referido corpo cerâmico.

14.- Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o metal original ser escolhido.no grupo constituído por alumínio, silício, titânio, estanho, zircónio e hâfnio.

15. - Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado . por o metal original.ser alumínio e o componente contendo metal incluir alumínio.

16. - Processo de.acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o metal estranho compreender pelo menos um constituinte que ê escolhido no grupo constituído por níquel, ferro, prata, titânio, vanâdio, cobre, urânio, cobalto, crómio, molibdénio, silício, tungsténio, germânio, estanho., magnésio, ítrio, zircónio, hâfnio, nióbio, manganês, platina, paládio, ouro, zinco, alumínio, chumbo e ligas, compostos intermetâlicos ou combinações dos mesmos.

17. - Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o metal estranho ser escolhido no grupo constituído por níquel, cobre, ferro e prata ou suas ligas, e compostos intermetâ-

/..

licos dos mesmos.

18. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 13, 14, 15, 16 ou 17, caracterizado por o volume do metal estranho ser pelo menos cinco vezes superior ao volume do componente contendo o metal a deslocar.

19. - Processo de-acordo com uma qualquer das reivindicações. 13, 14, 15, 16 ou 17, caracterizado por o componente interligado. contendo metal constituir entre cerca de 1 e cerca de 40 por cento, em volume, do corpo cerâmico antes de este último entrar em contacto com o metal estranho.

20. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 13, 14, 15, 16 ou 17, caracterizado por incluir além disso a agitação do referido corpo cerâmico e/ou do referido metal estranho durante a referida fase de contacto.

21. - Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a referida agitação ser uma vibração ultrassónica.

22. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 13, 14, 15, 16 ou 17, caracterizado por a referida temperatura durante a referida fase do contacto ser superior ao ponto de fusão do referido metal estranho ou do referido componente contendo metal, ou as suas combinações.

23. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado por o corpo cerâmico auto-suportado compreender ainda um material de enchimento infiltrado pelo referido produto da reacção de oxidação policristalino.

24. - Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por incluir a fase adicional de moldar o referido material de enchimento formando um pré-molde.

/ f

25. - Corpo cerâmico auto-suportado, caracterizado por compreender (a) um produto da reacção de oxidação policristalino, formado por oxidação de um precursor de metal fundido com um oxidante, e (b) um componente interligado contendo metal, pelo menos parcialmente aberto para uma ou mais superfícies do referido corpo cerâmico e sendo pelo menos uma parte do mesmo derivada de uma fon te extrínseca por interdifusão, que se verifica pós-operativamente à formação do referido produto da reacção de oxidação policristali no, entre um primeiro metal formado in situ durante a formação do referido produto da reacção de oxidação policristalino e um segundo metal proveniente da referida fonte extrínseca, de modo que se. modificam uma ou mais propriedades do referido corpo cerâmico em relação ao formado pela referida oxidação.

26. - Corpo cerâmico de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por a percentagem, em volume, do componente interligado contendo metal ser de cerca de 1-40%.

27. - Corpo cerâmico auto-suportado, caracterizado por·compreender (a) alfa-alumina como produto da reacção de oxidação policristalino, formado por oxidação do precursor de metal alumínio fundido com um oxidante em fase.de vapor, e (b) cerca de 1-40 por cento, em volume, do componente interligado contendo metal pelo menos parcialmente aberto para uma ou mais superfícies do referido corpo cerâmico e sendo pelo menos uma parte do mesmo derivada de uma fonte extrínseca por interdifusão, que se verifica põs-operativamente à formação do referido produto da reacção de oxidação policristalino, entre um primeiro metal formado in situ durante a formação do referido produto da reacção de oxidação policristalino e um segundo metal proveniente da referida fonte extrínseca, de ? .

modo que se modificam uma ou mais propriedades do referido corpo cerâmico, em relação ao formado pela referida oxidação.