PT92857A

PT92857A - Processo para a modificacao de corpos compositos de ceramica por um tratamento ulterior

Info

Publication number: PT92857A
Application number: PT92857A
Authority: PT
Inventors: William Bavard Johnson; Robert Anthony Rapp; Terry Dennis Claar
Original assignee: Lanxide Technology Co Ltd
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1990-07-31
Also published as: DE69005316T2; JP2911939B2; CA2007600A1; NO900146L; JPH02275762A; ZA90217B; TW247899B; AU627817B2; DE69005316D1; NO900146D0; EP0378503B1; EP0378503A1; US5004714A; PH26251A; CN1045387A; IL92393A0; FI900201A0; ATE98945T1; IE900114L; NZ232046A

Description

LAHXIDE TECHIOLQGY COMPAIY, LP "PROCESSO PARA A MODIFICAÇÃO DE CORPOS COMPOSITOS DE CERMICA POR UM TRATAMENTO ULTERIOR"

Campo da Invenção A presente invenção dis respeito, de uma maneira geral, a um novo processo para a fabricação de um corpo compósito, tal como um corpo compósito de ZrB2 - ZrC - Zr, incluindo a utilização de uma técnica de pós-tratamento, e aos produtos novos fabricados por esse processo. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um processo de modificação de um corpo compósito que compreende um ou mais compostos contendo boro (por exemplo, um boreto ou um boreto e um carboneto) que tenha sido fabricado pela infiltração reactiva de um metal original fundido num leito ou massa que compreende carboneto de boro e, optativamente, um ou mais materiais de enchimento inertes, para formar o corpo.

Fundamento da Invenção

Tem havido nos anos recentes um interesse crescente pela utilização das cerâmicas em aplicações estruturais nas quais historicamente eram usados os metais. 0 ímpeto para este interesse tem sido a superioridade relativa das cerâmicas, quando comparadas com os metais, no - 2 -

que respeita a certas propriedades, tais como a resistência à corrosão, a dureza, a resistência ao desgaste, o módulo de elasticidade e as potencialidades refractárias.

Contudo, uma limitação muito importante para a utilização das cerâmicas para esses fins ê a possibilidade de realização e o custo de produção das estruturas cerâmicas desejadas. Por exemplo, a produção de corpos cerâmicos de boreto pelos processos de prensagem a quente, de sinteri-zação com reacção e de prensagem a quente com reacção é bem conhecida. Embora se tenha obtido um êxito limitado na produção de corpos cerâmicos de boreto de acordo com os processos atrás discutidos, há ainda uma necessidade de um processo mais eficiente e económico para preparar materiais densos contendo boreto.

Além disso, uma segunda limitação muito importante na utilização de cerâmicas para aplicações estruturais é que as cerâmicas geralmente apresentam uma falta de deformabilidade (isto ê, tolerância aos danos ou resistência à fractura). Essa falta de resistência à fractura tende a ter como consequência a falha súbita, facilmente induzida e catastrófica das cerâmicas, em aplicações que implicam tensões de tracçao bastante moderadas. Esta falta de resistência à fractura tende a ser particularmente usual nos corpos cerâmicos monolíticos de boreto.

Uma abordagem para solucionar o problema atrás referido foi a tentativa de utilizar as cerâmicas em combinação com metais, por exemplo, nos chamados "cermets" ou compósitos com matriz de metal. 0 objectivo desta abordagem conhecida consiste em obter uma combinação das melho- - 3 - res propriedades da cerâmica (por exemplo a dureza e/ou a rijeza) e as melhores propriedades do metal (por exemplo a ductilidade). Embora tenha havido algum êxito genérico m área dos "cermets" na produção de compostos de boreto, continua a subsistir a necessidade de processos mais eficientes e económicos para preparar materiais contendo boreto.

Discussão dos pedidos de patente relacionados

Muitos dos problemas atrás tratados associados com a produção de materiais contendo boreto foram considerados no pedido de patente de invenção norte-americana copendente is 073 533, depositado nos nomes de Danny R. White, Michael Ií. Aghajanian e T. Dennis Claar, em 15 de Julho de 1987, e intitulado "Process for Preparing Self--Supporting Bodies and Products Made Thereby".

Resumindo a descrição do pedido de patente de invenção norte-americana 12 073 533, os corpos cerâmicos auto-suportados são produzidos utilizando um processo de infiltração do metal original e reacção (isto é, uma infiltração reactiva) na presença de um carboneto de boro. Em particular, metal original fundido infiltra e reage com um leito ou massa de carboneto de boro, podendo o leito ser constituído inteiramente por carboneto de boro, resultando daí um corpo auto-suportado que compreende um ou mais compostos do metal original contendo boro, incluindo os compostos um boreto do metal original ou um carboneto de boro e do metal original, ou ambas as coisas, podendo tipicamente também incluir um carboneto do metal original. Descreve-se igualmente que a massa de carboneto de boro que deve ser infiltrada pode também conter um ou mais materiais de enchimento inertes misturados com o carboneto de boro. Por conseguinte, combinando um material de enchimento inerte, o resultado será um corpo compósito com uma matriz produzido pela infiltração reactiva do metal original, compreendendo a referida matriz pelo menos um composto contendo boro e podendo a matriz incluir também um carboneto do metal original, embebendo a matriz o material de enchimento inerte. Faz-se ainda notar que o corpo compósito final em qualquer das formas de realização atrás referidas (isto é, com ou sem material de enchimento) pode incluir um metal residual como pelo menos um constituinte metálico do metal original inicial.

De um modo geral, no processo apresentado no pedido de patente de invenção norte-americana N2 073 533» coloca-se uma massa que compreende carboneto de boro junto de ou em contacto com um corpo de metal ou de liga de metal fundido, que é fundido num ambiente substancialmente inerte, numa gama particular de temperaturas. 0 metal fundido infiltra-se na massa de carboneto de boro e reage com o carboneto de boro para formar pelo menos um produto da reacção. 0 carboneto de boro ê redutível, pelo menos parcialmente, pelo metal original fundido, formando assim o composto do metal original contendo boro (por exemplo um boreto do metal original e/ou um composto de boro nas condições de temperatura do processo). Tipicamente, produz-se também um carboneto do metal original e, em certos casos, produz-se um carboneto - 5 - do metal original e de boro. Pelo menos uma porção do produto da reacção é mantida em contacto com o metal, sendo arras tado ou transportado metal fundido no sentido do carboneto de boro que não reagiu, por uma acção de torcida ou acção capilar. Este metal transportado forma metal original adicional, boreto, carboneto e/ou carboneto de boro, continuando a formação ou desenvolvimento de um corpo cerâmico até terem sido consumidos ou o metal original ou o carboneto de boro, ou atê que se altere a temperatura da reacção, saindo da referida gama de temperaturas da reacção. A estrutura resultante compreende um boreto do metal original e/ou um composto do metal original e de boro e/ou um carboneto do metal original e/ou um metal (que, como se descreve no pedido de patente de invenção norte-americana IP 073 533» se pretende que inclua ligas e compostos intermetálicos), e/ou espaços vazios e/ou quaisquer combinações dos mesmos. Além disso, as várias fases podem estar ou não interligadas em uma ou mais dimensões por todo o corpo. As fracções do volume finais dos compostos contendo boro (isto é, boreto e compostos de boro), compostos contendo carbono e fases metálicas, e o grau de interligação, podem ser controlados fazendo variar uma ou mais condições, tais como a densidade inicial do corpo de carboneto de boro, as quantidades relativas de carboneto de boro e de metal original, as ligas do metal original, a diluição do carboneto de boro do material de enchimento, a temperatura e o tempo. De preferencia, a conversão do carboneto de boro em boreto do metal original, em composto ou compostos de boro e do metal original e em carboneto do metal original e pelo menos de 50% e, mais pre- - 6 - ferivelmente, de pelo menos cerca de 90%. 0 ambiente ou atmosfera típicos que foram utilizados no pedido de patente de invenção norte-americana EQ 073 533 foi uma atmosfera relativamente inerte ou não reactiva nas condições do processo. Em particular, foi descrito que seriam atmosferas apropriadas para o processo o gás árgon ou um vácuo, por exemplo. Além disso, descreveu--se que, quando se utilizou zircénio como metal original, o compósito resultante compreendia diboreto de zircônio, carboneto de zircônio e zircônio metálico residual. Descre-veu-se igualmente que, quando se utilizou alumínio como metal original no processo, o resultado foi um carboneto de boro e alumínio, como Al^B^gCg, A1B12C2 e/ou AlB^C^, ficando como remanescente metal original de alumínio e outros constituintes do metal original não oxidados e que não reagiram. Outros metais originais que são apresentados como sendo apropriados para utilizar nas condições do processamento incluem o silício, o titânio, o háfnio, o lantânio, o ferro, o cálcio, o vanádio, o niôbio, o magnésio e o berílio. 0 pedido de patente de invenção norte-americana copendente E2 137 044 (de aqui em diante designado por "pedido de patente '044”), depositado em nome de Terry Dennis Claar, Steven Michael Mason, Kevin Peter Pochopien e Danny Ray White, em 23 de Dezembro de 1987, e intitulado "Process for Preparing Self-Supporting Badies and Products Made QJJaereby", é uma continuação em parte do pedido de patente '533· 0 pedido de patente *044 descreve que em alguns casos pode ser desejável adicionar um material dador de carbono

(isto ê, tua composto contendo carbono) ao leito ou massa de carboneto de boro que deve ser infiltrado pelo metal original fundido. Espeeificamente, descreveu-se que o material dador de carbono pode ser susceptível de reagir com o metal original para formar uma fase de carboneto do metal original que pode modificar as propriedades mecânicas resultantes do corpo compósito, relativamente a um corpo compósito que foi produzido sem a utilização de um material dador de carbono. Por conseguinte, descreveu-se que as concentrações dos reagentes e as condições do processo podem ser alteradas ou controladas para produzir um corpo contendo percentagens, em volume, variáveis de compostos de cerâmica, de metal e/ou porosidade. Por exemplo, adicionando um material dador de carbono (por exemplo pó de grafite ou negro de fumo) à massa de carboneto de boro, pode ajustar-se a relação entre o boreto de metal original e o carboneto do metal original.

Em particular, se se utilizar zircônio como metal original, poderia reduzir-se a relação ZrB2/ZrC (isto é, poderia pro-duzir-se mais ZrC, devido à adição de um material dador de carbono na massa de carboneto de boro). 0 pedido de patente '044 descreve também o uso de um molde de grafite que contém um número apropriado de furos de passagem com dimensão, forma e localização particulares que funcionam como meio de ventilação para permitir a remoção de, por exemplo, qualquer gás que possa estar retido no pré-molde ou no material de enchimento à medida que a frente da infiltração reactiva do metal original infiltra o pré-molde. lum outro pedido de patente de invenção rela- cionado, especifieamente o pedido de patente de invenção norte-americana copendente 12 137 382 (de aqui em diante designado por **pedido de patente '382") depositado em nome de Terry Dennis Glaar e Gerhard Hans Schiroky, em 23 de Dezembro de 1987 e intitulado MA Method of Modifying Cera-mic Composite Bodies By a Carburization Process and Articles Made Th.ereby'’, são descritas outras técnicas de modificação. Especifieamente, o pedido de patente *382 descreve que um corpo compósito de cerâmica fabricado de acordo com os ensinamentos do pedido de patente *533 pode ser modificado expondo o compósito a espécies gasosos carburizantes. Tais espécies gasosas carburizantes podem ser produzidas, por exemplo, embebendo o corpo compósito num leito grafítico e fazendo reagir pelo menos uma porção do leito grafítico com humidade ou oxigénio num forno com atmosfera controlada. Io entanto, a atmosfera do forno deve compreender tipicamente, principalmente, um gás não reactivo, tal como árgon. Ião ê claro se as impurezas presentes no árgon gasoso fornecem o Og necessário para formar as espécies carburizantes, ou se o árgon gasoso serve simplesmente de veículo contendo impurezas geradas por qualquer tipo de volatilização de componentes no leito grafítico ou no corpo compósito. Além disso, pode introduzir-se uma espécie gasosa carburizante directa- * mente no interior de um forno com atmosfera controlada durante o aquecimento do corpo compósito.

Uma vez introduzida a espécie gasosa carburizante no forno com atmosfera controlada, o conjunto de montagem deve ser concebido de modo tal que permita que a espécie carburizante seja susceptível de contactar com pelo - 9 - menos uma porção da superfície do corpo compósito enterrado no p6 de grafite acondicionado solto· Crê-se que o carbono na espécie carburizante, ou o carbono proveniente do leito grafítico, se dissolverá na fase interligada de carboneto de zircônio, que pode então transportar o carbono dissolvido substancialmente para todo o corpo compósito, se se desejar, por um processo de difusão pelos vazios· Além disso, o pedido de patente *382 descreve que, controlando o tempo, a exposição do corpo compósito â espécie carburizante e/ou a temperatura a que se verifica o processo de carburização, pode formar-se uma zona earburizada ou camada earburizada na superfície do corpo compósito. Um tal processo pode ter como resultado uma superfície dura, resistente ao desgaste envolvendo um núcleo de material compósito com um maior teor de metal e uma maior resistência à fraetúra.

Assim, se se tiver formado um corpo compósito com uma fase residual de metal original numa quantidade compreendida entre cerca de 5 e 30%, em volume, um tal corpo compósito pode ser modificado por um tratamento pós- carburização para dar origem a cerca de 0 a cerca de 2%, em volume, tipicamente entre cerca de 1/2 e cerca de 2%, em volume, de metal original que permanece no corpo compósito.

As descrições de todos os pedidos de patente de invenção norte-americana da presente requerente atrás referidas são aqui expressamente incorporadas por referência. - 10

Sumário da Invenção A presente invenção foi desenvolvida tendo em vista o que precede e para vencer as deficiêneias da técnica anterior. A presente invenção proporciona um processo para a modificação das propriedades resultantes de um corpo compósito formado. Mais particularmente, pode modificar-se um corpo compósito formado, como aqui se discute mais adiante, pondo o corpo formado em contacto com um segundo material que contêm pelo menos um metal que é reactivo com o metal residual e/ou fases cerâmicas no corpo formado /por exemplo o segundo material pode ser constituído principalmente pelo metal reactivo (por exemplo um metal reactivo em pó) ou apenas uma parte do segundo material contêm pelo menos um componente reactivo7. Assim, pode pôr-se o corpo formado em contacto com um leito ou um material em pó contendo um segundo metal. Mediante esse contacto, metal original residual no corpo compósito formado e/ou pelo menos uma das fases no corpo formado podem reagir com o segundo metal contido no segundo material (isto é o corpo de material em pó) modificando desse modo as propriedades do corpo compósito. Por exemplo, o metal alumínio ou o metal silício podem funcionar como segundo metal e podem ser proporcionados sob a forma de pó. Esse pó, quando posto em contacto com o corpo compósito cerâmico formado na presença de, por exemplo, uma atmosfera inerte, daria como resultado uma reacção do segundo metal com o corpo compósito cerâmico formado (por exemplo uma reacção entre o alumínio ou o si- - 11 - licio metálicos com pelo menos uma das fases cerâmicas no corpo formado e/ou uma reacção com metal original residual no corpo formado· 0 grau de conversão ou de reacção poderia ser controlado em qualquer medida desejada. Por exemplo, a reacção poderia ser limitada a uma área superficial ou poderia estender-se para além da superfície de um corpo compósito cerâmico.

Além disso, a fonte de segundo metal pode ser qualquer fonte ou material dador que proporcione, nas condições e às temperaturas do processo, pelo menos algum segundo metal para reacção com pelo menos um componente do corpo formado.

Todos os tratamentos atrás descritos são tipicamente efectuados depois de se ter formado um corpo compósito pelo processo descrito nos pedidos de patente de invenção copendentes atrás referidos.

Mais especificamente, depois de produzido um corpo compósito de acordo, por exemplo, com o pedido de patente de invenção norte-americana is 073 533, pode, por exem pio, embeber-se o compósito num material em pó (por exemplo alumina, uma mistura de alumina e silício ou uma mistura de alumina e sílica, etc.). De preferencia, o pó deve contactar fisicamente com pelo menos uma superfície do corpo compósito formado, estando quer o corpo compósito formado, quer o material em pó, contidos, por exemplo, num cadinho de grafite ou de alumina. Aquece-se todo o conjunto numa atmosfera inerte ou substancialmente não reactiva (por exemplo de árgon) até uma temperatura que permita a reacção do - 12 -

í ·» material em pô (isto é, o segundo metal) e o corpo compósito formado. A reacção pode localizar-se mima superfície do corpo compósito ou pode estender-se para o interior do corpo compósito numa extensão pré-determinada.

Tais técnicas de pós-tratamento sao vantajosas porque um corpo compósito modificado por tais tratamentos pode ser mais resistente â oxidação (isto ê, pelo menos a sua parte que foi modificada pelos processos de pós-tratamento referidos pode ser mais resistente à oxidação em relação a uma porção não tratada do corpo).

Este pedido de patente de invenção refere-se principalmente a corpos compósitos de ZrBg-ZrC-Zr, de aqui em diante por vezes denominados corpos compósitos "ZBC'’.

Porém, deve entender-se que, embora se tenha posto uma ênfase específica nos compostos ZBC, são aplicáveis fases de fabricação semelhantes a, por exemplo, corpos compósitos com metal original de titãnio e háfnio.

Breve descrição dos desenhos

J

As figuras dos desenhos anexos representam: A fig. 1, uma vista esquemática em alçado em corte transversal que mostra um corpo compósito ZBC (3) embebido num leito de pô de grafite (2) e contido no interior de um vaso refractário (l) que deve ser processado segundo a presente invenção; e A fig. 2, uma microfotografia com a ampliação de 400 X de um corte formado de acordo com o Exemplo 1. - 13 -

Descrição pormenorizada das formas de realização preferidas A presente invenção baseia-se na descoberta de que as propriedades de um corpo compósito de cerâmica, em particular um corpo compósito de cerâmica fabricado por infiltração reactiva de um metal original de zircónio, de háfnio ou de titânio no interior de uma massa de carboneto de boro, podem ser modificadas por um tratamento pôs-proces-

- L sarnento. Um tal tratamento após processamento pode alterar a microestrutura e, portanto, as propriedades mecânicas resultantes de uma parte ou substancialmente de todo o corpo compósito ZBC.

Um corpo compósito ZBC produzido de acordo com qualquer dos pedidos de patente de invenção atrás referidos, por exemplo o pedido de patente de invenção norte--amerieana ffs 073 533, pode ser modificado expondo o compósito a um segundo material que contém pelo menos um segundo metal que é reactivo com o metal residual e/ou as fases cerâmicas no corpo formado. Tal reacção, em certas circunstâncias, pode ser caracterizada como uma reacção de difusão.

Por exemplo, poderia induzir-se uma reacção embebendo um corpo compósito ZBC num leito de grafite e fazendo reagir pelo menos uma porção do leito de grafite, de qualquer modo, com pelo menos uma parte do corpo ZBC formado.

Uuma forma de realização preferida, um corpo compósito formado, por exemplo um corpo ZBC produzido de acordo com o pedido de patente de invenção norte-americana U2 073 533, pode sofrer uma modificação superficial pondo-se o corpo formado em contacto com o material que contém pelo menos um segundo metal reactivo com pelo menos o metal residual e/ou uma ou várias das fases cerâmicas no corpo formado. lais particularmente, o corpo formado pode ser pelo menos parcialmente enterrado num leito ou em material em pô contendo um segundo metal. Por exemplo, pode proporcionar-se metal de silício sob a forma de um p6 sendo o p6 colocado em contacto com pelo menos uma parte do corpo compósito cerâmico formado, na presença de, por exemplo, uma atmosfera inerte. Quando se submeteu este dispositivo a uma temperatura de reacção elevada, verificou-se uma reacção entre o metal em p6 e o corpo compósito cerâmico formado. Assim, quando se pôs um corpo ZBC em contacto com um leito de silício na presença de uma atmosfera substancialmente inerte a cerca de 1 300°C, começaram a formar-se revestimentos superficiais constituídos por ZrSig e ZrSiO^ no corpo compósito. Uão pretendendo fiGar ligado a qualquer teoria ou explicação particular, crê-se que o silício pode difundir-se no interior do corpo ZBC e reagir com cada uma ou com as duas fases de ZrC e Zr.

De maneira análoga à formação de um revestimento siliconizado, o corpo formado (por exemplo um corpo ZBC) pode também ser aluminizado embebendo um corpo formado no interior de um leito que compreende A120^, AlgO^-Si e/ou outros leitos contendo Al.

Embora cada uma das conversões atrás descritas possa estender-se para além da área da superfície imediata de um corpo ZBC, descobriu-se que, quando se forma um tal revestimento de superfície, o revestimento feito segundo a presente invenção apresenta uma maior coerência para o cor po formado em relação a revestimentos aplicados externamente (por exemplo por pulverização de plasma, CYD, PVD, etc.).

Tais técnicas de pôs-tratamento são vantajosas porque qualquer parte de um corpo compósito, que tenha sido modificada por tais tratamentos será mais resistente à oxidação, em comparação com uma parte que não tenha sido modificada pelos processos de pôs-tratamento anteriores. Em particular, descobriu-se que um corpo ZBC que tenha sido si-liconizado, como atrás se descreveu (isto é, no qual uma parte do corpo tenha sido convertida em ZrSiO^) tem maior resistência à oxidação em ar húmido a temperaturas elevadas (por exemplo 1 100°C). É possivel modificar ainda mais o corpo ZBC incluindo outro material por exemplo o silício ou a alumina. Especificamente, no caso de um leito de silício, em certas situações pode ser desejável incluir pelo menos algum ger-mânio no leito de silício. 0 germânio pode modificar a parte convertida do ZBC ainda mais, comunicando mesmo mais proprie dades desejáveis à zona convertida.

Além disso, controlando o tempo de exposição do corpo compósito ZBC ao segundo material, por exemplo silício ou alumínio, e/ou a temperatura a que se verifica a reacção ou modificação, a zona ou camada modificadas formadas pelo menos na superfície exterior de um corpo formado pode ser controlada substancialmente de maneira ilimitada (isto é, a composição, a morfologia e/ou a espessura podem todas ser controladas de uma maneira desejada). Assim, o processo de pós-tratamento atrás descrito pode conduzir a - 16 - uma superfície dura, resistente ao desgaste envolvendo um núcleo de compósito ZBC com um maior teor de metal e uma maior resistência à fractura.

Seguem-se exemplos da presente invenção. Estes exemplos destinam-se a ser ilustrativos de vários aspectos de um pôs-tratamento de um corpo compósito, em particular de um corpo compósito ZBC. Contudo, estes exemplos não devem considerar-se como limitativos do escopo da presente invenção.

Exemplo 1

Beste exemplo formou-se um corpo ZBC substancialmente de acordo com os procedimentos apresentados no Exemplo 1 do pedido de patente de invenção norte-americana B2 073 533. 0 corpo ZBC era substancialmente cilíndrico com um diâmetro de cerca de 7,8 mm e um comprimento de cerca de 12,5 mm e pesava cerca de 3,7 g· 0 cilindro de ZBC foi embebido (isto ê envolvido de maneira substancialmente completa) num leito que compreendia ZrSiO^ misturado com cerca de 25%, em peso, de metal silício. 0 ZrSiO^ foi o vendido com a designação comercial EXCELOPAX e o metal silício foi vendido com a designação comercial AEE-325. 0 corpo ZBC envolvido pela mistura de ZrSiO^ e metal silício estava contido numa barquinha de AlgO^ de elevada pureza.

Colocou-se a barquinha de alumina num forno elêctrico com aquecimento por resistência. Evacuou-se e reencheu-se o f&ino duaSs vezss oonárgon. Durante as fases subsequentes de aquecimento, fez-se passar ãrgon seco através do

O forno, com um caudal de 500 cm /minuto. Levou-se o forno a - 17 - uma temperatura de cerca de 1 300°C, com uma velocidade de 200°C por hora. Manteve-se esta temperatura durante cerca de seis horas. Deixou-se o forno arrefecer até à temperatura ambiente, a cerca de 200°C por hora. Retirou-se a barquinha de alumina do forno e inspeccionou-se o cilindro de ZBC. Verificou-se que o cilindro de ZBC tinha sido modificado por este tratamento. Especificamente, o cilindro de ZBC continha um revestimento contendo silício numa sua superfície. A fig. 2 é uma microfotografia com a ampliação de 400 X de uma secção do corpo de ZBC com uma camada modificada formada de acordo com o Exemplo 1. A zona (10) da fig. 2 representa a superfície modificada ou siliconiza-da. As plaquetas (12) de ZrB2 na camada modificada mostram--se substancialmente não afectadas pela modificação ou o tratamento de siliconização, como pode determinar-se por comparação com as plaquetas de ZrB2 (11) na zona não modificada. A camada modificada compreende as fases de ZrSi2 e ZrSiO^, bem como porções menores de Zr02.

Exemplo 2

Este exemplo foi conduzido substancialmente de acordo com o Exemplo 1, com a excepção de que se utilizou um leito que compreende Si02 e metal silício. Especificamente, formou-se primeiro uma barra ZBC substancialmente de acordo com os procedimentos apresentados no Exemplo 1 do pedido de patente de invenção norte-americana 3P 073 533* A barra media cerca de 1,7 cm de comprimento por cerca de 0,6 cm de largura e cerca de 0,3 cm de espessura. A barra ZBC pesava cerca de 1,62 g. Colocou-se a barra ZBC num leito compreendendo cerca de 24 g de Si02 H2 500 e cerca de 8 g de metal silicio de -300 mesh, estando o leito contido numa barquinha de alumina de pureza elevada. A barra ZBC estava substancialmente envolvida pelo material do leito.

Colocou-se a barquinha de alumina contendo a barra ZBC e 0 leito no interior de um forno que foi evacuado e reenchido com árgon duas vezes. Aqueceu-se 0 forno de acordo com o Exemplo 1. Deixou-se arrefecer o forno e retirou-se a barquinha de alumina. Yerificou-se que se tinha modificado uma superfície da barra ZBC. Especificamente, a superfície incluia um revestimento contendo silício resistente à oxidação.

Exemplo 3

Os procedimentos do pôs-tratamento deste exem pio foram análogos aos indicados no Exemplo 1, com a excep-ção de 0 material do leito incluir AlgO^ e metal silício. Especificamente, utilizou-se uma barra de ZBC formada substancia lmente de acordo com 0 procedimento indicado no Exemplo 1 no pedido de patente de invenção norte-americana NS 073 533· A barra media cerca de 2,1 cm de comprimento, cerca de 0,6 cm de largura e cerca de 0,3 de espessura. A barra ZBC pesava cerca de 2,1 g. A barra ZBC estava substancialmente envolvida por um leito de uma barquinha de alumina de pureza elevada. 0 leito compreendia cerca de 30 g de AlgO^ (A17) e cerca de 10 g de metal silício. Colocou-se a barquinha contendo 0 leito e a barra ZBO num forno de aquecimento elêctrico de resistência e evacuou-se e re-encheu-se com árgon duas vezes. Aqueceu-se 0 forno como no

Bxemplo 1

Retirou-se a barquinha de alumina do forno e inspeccionou-se· Verificou-se que uma superfície do corpo ZBC se tinha modificado. Especificamente, a superfície in-cluia um revestimento resistente à oxidação e contendo alumínio .

Exemplo 4

Os procedimentos do pôs-tratamento deste exem pio foram análogos aos indicados no Exemplo 1, com a excep-ção de que se utilizou um leito compreendendo SiC e metal silício, Especificamente, utilizou-se uma barra ZBC formada substancialmente de acordo com os procedimentos indicados no Exemplo 1 no pedido de patente de invenção norte-americana 12 073 333# A barra ZBC media cerca de 3 cm de comprimento por cerca de 0,6 cm de largura e cerca de 3 cm de espessura, A barra pesava cerca de 3 g. Colocou-se a barra ZBC no interior de um cadinho de alumina de pureza elevada contendo um leito substancialmente envolvendo a barra ZBC. 0 leito incluía cerca de 24 g de SiC, vendido com a designação comercial de Exolon, com cerca de 8 g de metal silício. Colocou-se o cadinho de alumina contendo a barra ZBC e o leito num forno eléctrico de resistência. Evacuou-se e re-encheu-se o forno duas vezes com árgon. Aqueceu-se o forno de acordo com o Bxemplo 1.

Retirou-se o cadinho de alumina e inspeccionou-se. Verificou-se que uma superfície da barra ZBC tinha sido modificada. Especificamente, a superfície incluia um revestimento resistente â oxidação e contendo silício.

Exemplo 5

Os procedimentos do pôs-tratamento deste exem pio foram análogos aos indicados no Exemplo 1, com a excep-ção de que se usou· um leito compreendendo metal silício· Utilizou-se uma barra de ZBC substancialmente de acordo com os procedimentos indicados no Exemplo 1 do pedido de patente de invenção norte-americana 12 073 533. Especificamente, a barra ZBC media cerca de 3 cm de comprimento, cerca de 0,6 cm de largura e cerca de 0,3 cm de espessura. A barra ZBC pesava cerca de 3,2 g. Colocou-se a barra ZBC no interior de um leito que envolvia substancialmente a barra de ZBC, estando ambos contidos numa barquinha de alumina de elevada pureza. 0 leito compreendia cerca de 32 g de metal silício. Colocou-se a barquinha de alumina contendo a barra ZBC num forno elêctrico de resistência. Evacuou-se e reencheu-se com árgon duas vezes. Aqueceu-se o forno substancialmente de acordo com o Exemplo 1. Deixou-se arrefecer o forno, retirou-se a barquinha de alumina e inspeccionou-se· Verifi-cou-se que uma superfície da barra ZBC se tinha modificado. Especificamente, a superfície incluía um revestimento resistente à oxidação e contendo silício.

Claims

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R Ε I V IN DICAÇÕES 1.- Processopara a produção de um corpo auto-suportado, caracterizado por compreender as fases de: seleccionar um metal original; aquecer o referido metal original numa atmosfera substancialmente inerte até uma temperatura suficiente para permitir a infiltração de metal original fundido no interior de uma massa que compreende carboneto de boro e para fazer reagir metal original fundido com o referido carboneto de boro para formar pelo menos um composto contendo boro; continuar a referida infiltração reactiva durante um tempo suficiente para produzir o referido corpo auto-suportado que compreende pelo menos um composto do metal original contendo boro; e 22

expor o referido corpo auto-suportado a uma fonte de um segundo metal, fazendo assim reagir pelo menos uma porção do referido corpo auto-suportado com o referido segundo metal para modificar pelo menos uma propriedade do corpo auto-suportado em pelo menos uma sua porção.
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-do por a referida fonte de um segundo metal compreender pelo menos um material escolhido do grupo constituído por um material contendo alumínio e um material contendo silício.
3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, ca-racterizado por o corpo auto-suportado compreender Zr8? , ZrC e Zr.
4..- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-do por compreender ainda a fase de modificar a referida porção do corpo auto-suportado por inclusão de um terceiro metal com o referido segundo metal, Lisboa, 12 de Janeiro de 1990