RU1838278C - Способ получени самонесущего керамического материала - Google Patents

Способ получени самонесущего керамического материала

Info

Publication number
RU1838278C
RU1838278C SU874202943A SU4202943A RU1838278C RU 1838278 C RU1838278 C RU 1838278C SU 874202943 A SU874202943 A SU 874202943A SU 4202943 A SU4202943 A SU 4202943A RU 1838278 C RU1838278 C RU 1838278C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zone
metal
filler
base metal
region
Prior art date
Application number
SU874202943A
Other languages
English (en)
Inventor
Дж.Лужич Стэнли
Р.Звикер Гарри
Original Assignee
Ланксид Текнолоджи Компани ЛП
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ланксид Текнолоджи Компани ЛП filed Critical Ланксид Текнолоджи Компани ЛП
Application granted granted Critical
Publication of RU1838278C publication Critical patent/RU1838278C/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/74Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing shaped metallic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/65Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
    • C04B35/652Directional oxidation or solidification, e.g. Lanxide process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/12Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on oxides

Description

Изобретение относитс  к новым само- Несущим керамическим, структурам (телам) tf методам их получени  путем окислени  расплавленного основного металла с целью формировани  поликристаллического материала , имеющего первую и концевую зоны, Доставл ющие единое целое, причем последн   зона имеет более мелкозернистую Структуру, чем перва .
Изобретение основано на открытии, что условие, которое  вл етс  очевидно нежелательным , замедлени  или задержки под- расплавленного металла в зону Окислени  на поверхности раздела образо- Давшегос  поликристаллического материа- /ia и окислител , может быть использовано
дл  образовани  двухзонного по«: кристаллического материала при условии, что соответствующее количество окисл емого основного металла поддерживаетс  в зоне реакции окислени .
Таким образом, в соответствии с одним аспектом изобретени  предложен способ получени , самонесущей керамической конструкции , содержащей поликрпсталличе- ский материал, например а-А(20з, и состо щей из первой ,:эны и концевой зоны. составл ющих единое целое, но отличающихс  по составу или микростр турз, или по тому и другому. Способ заключаетс  в следующем. Основной металл нагревают до температуры вышз точки.плавлени -, но миЈ-№&
:го
о 3
i -Ч
ijfy
tJteh Ь
же точки плавлени  продукта окислени  дл  образовани  ванны жидкого металла. При этой температуре масса расплавленного основного металла вступает в реакцию с окислителем , образу  продукт окислени , и в начальной стадии, по крайней мере, часть продукта окислени  поддерживаетс  в контакте с массой жидкого металла и окислите- лем дл  постепенного переноса расплавленного основного металла из массы через продукт реакции окислени  к окислителю .
Таким образом, продукт реакции окислени  продолжает образовыватьс  на поверхности окисла раздела между окислителем и предварительно полученным про/ .у к ,ч,1 окислени , вследсчьне чего постепенно Формируетс  более перва  зона продукта реакции окислени , первоначально содержаща  взаимосв занный основной металл. Вышеуказанный пе; ренос расплавленного основного металла замедл етс  или прерываетс , и с этого момента реакци  продолжаетс  при вышеуказанной температуре в течение, времени, достаточного дл  переноса взаимосв занного основного металла из первой зоны на поверхностть дл  образовани  продукта реакции окислени  на поверхности как концевой зоны.
Другие признаки изобретени  обеспечивают протекание реакции, по меньшей мере, до тех пор, пока не истощитс  ванна расплавленного основного металла.
Еще один признак изобретени  заключаетс  в образовании, по крайней мере, части первой зоны на первой стадии реакции. Затем реакци  прерываетс  дл  промежуточной стадии, на которой материал первой зоны может отдел тьс  от основного металла и/или должен, когда это требуетс . После промежуточной стадии начинаетс  втора  стади , на которой формируетс  концева  зона.
Другой признак изобретени  заключаетс  в таком расположении массы наполни- тел  и одного или обоих металла и конечного поликристаллического материала относительно друг друга, чтобы рост поликристаллического материала проходил в направлении наполнител и внутри его. В этом случае, по крайней мере, часть наполнител  поглощаетс  поликристаллическим материалом так, что образуетс  керамическа  структура в виде керамического композита .
В соответствии с предлагаемым изобретением получают самонесущую керамическую конструкцию, содержащую поликриеталлический материал, например,
сг-А120з и имеющую первую зону и концевую зону, составл ющую единое целое с первой зоной. Концева  зона отличаетс  от первой зоны по составу или микроструктуре , или тем и другим.
Одной из особенностей изобретени   вл етс , что концева  зона содержит наружную пленку, а перва  зона содержит подложку, на которой находитс  концева 
зона, котора  может иметь более мелкую структуру, чем перва  зона.
Другим признаком изобретени   вл етс  то, что по меньшей мере, одна из первой и концевой зон содержит наполнитель, на-.
5 пример, кажда  из первой и концевой зон может содержать наполнитель, и в этом слу- чае, обычно перва  зона может содержать первый наполнитель, а концева  зона может содержать второй наполнитель, кото0 рый отличаетс  от первого наполнител .
Услови , при которых образуетс  концева  зона, наступают, когда подача расплавленного основного металла через поликристаллический материал ослабевает
5 до (ил и ниже) определенногоуров , который можно назвать уровнем изменени  роста, или полностью прекращаетс .
Уровень изменени  роста достигаетс , когда прекращаетс  подача расплавленного
0 основного металла в эту зону в результате прерывани  пути движени  металла из ванны жидкого металла в данную зону, или вследствие истощени  или удалени  массы жидкого металла. Дальнейший рост поли5 кристаллического материала (если он имеет место) происходит при более низком энергетическом состо нии. Таким образом,продукт окислени  имеет тенденцию формироватьс  как более плотный, более
0 мелкозернистый поликристаллический материал , в котором пути движени  расплавленного основ ного металла к поверхности раздела с окислителем имеют меньшую площадь поперечного сечени , чем в первой
5 зоне. Уменьшенна  площадь поперечного сечени  путем движени  металла позвол ет переносить металл более слабыми капилл рными силами.
Концева  зона имеет четкую границу
0 раздела с первой зоной, поэтому изменени , которые  вл ютс  причиной перехода от формировани  первой зоны к формированию поликристаллического материала концевой зоны, происход т довольно резко.
5в некоторых случа х истощение подачи может быть следствием создани  определенной термической области. Например, во врем  первой стадии процесса, когда перва  зона достигнет заданного размера, а подача расплавленного основного металла
: от жидкой ванны к первой зоне непрерывно i продолжаетс , температуру в печи можно j понизить ниже температуры реакции, мож- i но даже вообще отключить печь, и дать ос- |тыть основному металлу и ; поликристаллическому материалу в первой зоне. | Застывшую массу основного металла
затем отдел ют от поликристаллического
материала первой зоны и после этого ука занный материал вновь нагревают до рабо- чей температуры в присутствии окислител . Взаимосв занный основной металл, содер- ащийс  в первой зоне, отделенной от ис- : ходного металла, будет взаимодействовать с окислителем, образу  концевую зону.
Провод  процесс таким образом (пер- I ва  стади , промежуточна  стади  и втора  стади ), можно избежать необходимости точно рассчитывать; какое количество основного металла должно быть в начале процесса , чтобы обеспечить ослабление или прекращение подачи расплавленного ме- |талла на определенной стадии роста поли- I кристаллического материала. Далее такой |стадийный способ работы дает возмож- ность проводить резание, шлифовку, межэтническую обработку или другие виды обработки поликристаллического материала первой зоны дл  придани  нужных раз- меров и форм перед второй стадией дл  образовани  концевой зоны. На выбранные учаскти поверхности по- ликристаллического материала первой зоны произвольной формы и размеров можно наносить ингибиторы, которые будут преп т- ствовать образованию концевой зоны в тех местах, где они нанос тс . Следовательно, |ингибиторы, такие как слой алебастра или Портландцемента и т.п., можно наносить в требуемой модели на полмкристаллический материал первой зоны, дл  того, чтобы регу- лировать форму концевой зоны. В против- :ном случае концева  зона может быть образована практически на всей поверхно- :Сти поликристаллического материала пер- ;вой зоны.
Материал первой зоны, или часть его |можно отделить от основного металла реза- ;нием, шлифовкой, распиливанием, растре- :скиванием или каким-либо другим аналогичным способом. Отделенному материалу первой зоны можно придавать любую требуемую форму или геометрию перед на- чалом второй стадии процесса.
Пример 1. Цилиндрическа  заготовка, алюминиевого сплава 380.1, содержаща , iMac.%: 3,8 Си; Fe 0,10 Mg; 0,41 Mn; 0,029 Wl; 8,41 S и 2,28 Zn, фирмы Belmont Metals, диаметром 25,4 мм и высотой 22,2 мм была
помещена в слой окиси алюмини  (Алунд марка EI, размер частиц 90 меш. фирмы Norton Co), так, что верхний торец заготовки был на одном уровне с поверхностью сло , 5 Сплав нагревали до температуры 1100°С в течение 48 ч на воздухе.
Увеличение веса образца при окислении составило 158%.
Хот  был образован продукт окис- 0 лени  поликристаллического материала ( а-А120з), после разрезани  конечного продукта и его полировки на поверхности разреза не было обнаружено образовани  сло  ..концевой зоны на материале первой
5 зоны.
Пример 2. Цилиндрическа  заготовка из алюминиевого сплава, содержаща , мас.%: 10 Si и 3 Mg, диаметром 25,4 мм и высотой 22,2 мм была помещена в слой оки0 си алюмини  (Алунд марка EI, размер частиц 90 меш), так, что верхний торец заготовки был на одном уровне с поверхностью сло . Сплав нагревали до температуры 1200°С в течение 48 ч на воздухе.
5 Увеличение веса образца при окислении составило 141%.
Хот  поликристаллический продукт окислени  (а -А120з) образовалс  после разрезани  образца и его полировки, на по
0 верхности разреза не было обнаружено верхнего сло  образовани  концевой зоны на материале первой зоны. Отсутствие плотного поверхностного сло .
Пример 3. Цилиндрическа  заготовка
5 из промышленного сплава 712, дополнительно легированного 10% Si (получили алюминиевый сплав,- содержащий, мас.%: 10,3 Si; 0,5 Fe; 0,25 Си; 0,1 Mn; 0,6 Mg; 0,4-0,6 Cr; 5-6,5 Zn, 0,15-0,25% Ni была
0 помещена в слой окиси алюмини  (марки EI, размер части 90 меш) так, что верхний торе.-, заготовки был на одном уровне с поеерхис стью сло . Сплав нагревали до температуры 1200°С в течение 48 ч на воздухе. Увеличе5 ние веса образца при окислении составило свыше 177%.
Хот  поликристаллический продукт, окислени  ( а-А120з) был образован, после разрезани  образца и его полировки на по0 верхности разреза не было обнаружено верхнего сло .
Пример 4. Цилиндрическа  заготовка из промышленного стзва алюмини  марке 712 (тот же сплав, что и в примере 3, не
5 содержание кремни  0,3%), диаг- этром 25/1 мм и высотой 22,2 мм была помещена в слой окиси алюмини  (Алунд марка EI, размер частиц 90 меш) так, что верхн   кругла  поверхность заготовки была на одном уровне
с поверхностью сло . Сплав нагревали до температуры 1200°С в течение 48 ч на воздухе .
Увеличение веса образца при окислении составило свыше 80%.
После разрезани  конечного продукта и его механической полировки на поверхности разреза был обнаружен плотный слой концевой зоны на материале первой зоны.
Пример 5. Цилиндрическа  заготовка из промышленного злюминиевого сплава 5052(0,1% Си, 0,4% Fe, 2,2-2,8 Mg, 0,10 Mn, 0,25% Si, 0,1% Zn, 0,15-0,35 Cr).диаметром 25,4 мм и высотой 2.2,2 мм было помещена в слой окиси алюмини  (Алунд марка EI, размер частиц 90 меш)так, что верхн   кругла  поверхность заготовки была на одном уровне с поверхностью сло . Сплав нагревали до температуры 1200°С в течение 48 ч на воздухе .
Увеличение веса образца при окислении составило более 44%,
После разрезани  конечного продукта и его полировки на поверхности разреза был обнаружен плотный слой концевой зоны,
П р и м е р 6. Цилиндрическа  заготовка из промышленного сплава алюмини  марки 6061 (алюминиевый сплав, содержащий. мас.%: 0,15 Си; 0,8 Fe; 0,8-1 Mg; 0,15 Mn; 0,4-0,6% Si; 0,15% Zn и 0,16-0,35% Cr) диаметром 25,4 мм и высотой 22,2 мм была помещена в слой окиси алюмини  (Алунд марка Е, размер частиц 90 меш) так, что верхн   кругла  поверхность заготовки была на одном уровне с поверхностью сло . Сплав нагревали до температуры 1200°С в течение 48 ч на воздухе.
Увеличение веса заготовки при окислении составило более 23%.
После разрезани  конечного продукта и его полировки на поверхности разреза был обнаружен плотный слой концевой зоны на слое первой зоны.
Пример 7. Дл  определени  вли ни  времени выдержки на образование сло  концевой зоны семь образцов длиной 228,6 мм, шириной 50,8 мм и высотой 11,7 мм (образцы 1-7) из промышленного сплава алюмини  5052 были помещены отдельно в слой окиси алюмини  (Алунд марка EI, размер частиц 90 меш), так что плоскость размером 228,6x50,8 мм была на одном уровне с поверхностью сло . На открытую поверх- ность семи образцов была равномерно раз- мещена присадка посредством разбрызгивани  окиси кремни  в количестве один грамм. Образцы нагревали до температуры 1125°С в воздухе с различным временем выдержки.
Образцы были исследованы и там, где были обнаружены слои концевой зоны, они были измерены. Результаты исследований и измерений приведены в таблице, в которой
слои концевой зоны обозначены просто как плотные слои.
Значени  толщины уплотненных поверхностных слоев концевой зоны, приведенных выше в таблице, были получены
0 измерением микрофотографий как рассто ние между концами противоположных стрелок, обозначающих плотный поверхностный слой на этих фотографи х. Очевидно , это результат стойкости кремни  и
5 окислению при услови х реакции в сочетании с увелиением концентрации кремни  в расплавленном основном металле, когда подача расплавленного основного металла уменьшаетс  в первую зону поликристалли0 ческого материала.
Концентраци  -кремни , который не окислилс  до заметной степени при используемых услови х, очевидно, стала достаточно большой, сделать остаток
5 расплавленного основани  металла стойким к окислению прежде, чем энергетические услови  (как указано выше) станут достаточно низкими, чтобы вызвать образование аналогичной концевой зоны. Хот  за0  вители не намерены ограничиватьс  указанной теорией, о.днако, она призвана дать удовлетворительный ответ на полученные результаты. Итак, дл  того, чтобы получить концевую зону, поток рас5 плавленного основного мателла, достаточно уменьшенного дл  обеспечени  понижени  энергетических условий дл  образовани  концевой зоны, должен содержать достаточное количество окисл емого
0 расплавленного основани  металла дл  взаимодействи  с окислителем с целью образовани  поликристаллического материала концевой зоны. Соответственно, использование в основном металла или в сочетании
5 с ним достаточного количества компонентов основного металла, которые не окисл ютс  в услови х реакции, может служить дл  предотвращени  образовани  концевой зоны даже, если другие услови  способствуют
0 такому образованию, например, уменьшение потока расплавленного основного металла в первую зону.
Пример 8. Эксперимент был проведен дл  того, чтобы определить можно ли
5 после образовани  концевой зоны на отдалении от ванны расплавленного основного металла использовать часть первой зоны, прилегающего к ванне жидкого металла, дл  образовани  его собственной концевой зоны . Два образца промышленного алюмини вого сплава марки 5052 имели размеры ЕЮ,8 мм х 228,6 мм х 12,7 мм. В центре поверхности каждого образца размером 5Ю,8 мм х 2286 мм - находилась окись кремни  весом 0,3 грамма. Окись кремни  нано- с или на пр моугольный участок площадью 4 9. см , расположенный в центре образца и а рассто нии от его кромок.
Поверхности, легированные окисью кремни , были оставлены открытыми, в то в рем  как прутки были помещены в слой о киси алюмини  марки Алунд EI и с размером частиц 90 грит (фирмы Norton Co). Конечную систему нагревали на первой стадии реакции до 1175°С на воздухе и выдерживали в течение 120 ч, В результате получали толстое, похожее на булку тело из поликриС аллического материала, состо щее из ма- т(фиала основы первой зоны толстой пленки или структуры материала концевой зс ны. При исследовании материала после охлаждени  при нормальной температуре ло обнаружено большое количество ос- вного металла алюмини , оставшегос  после испытани  на стороне первой зоны, удаленной от концевой зоны.
Была вырезана пр моугольна  заготов- из поликристаллического материала пер- й зоны из части, прилегающей к ос новному металлу алюминию, причем заготовку отшлифовали и поставили на торец в лодочку из окиси алюмини . На второй стади  реакции этот образец помещали в труб- ча--ую печь на 24 ч при температуре 1175°С в г оток воздуха.
После извлечени  из печи и охлаждени  вы резали образец из того торца, который не контактировал с лодочкой из окиси алюми- нил, разрушали и сфотографировали. Кон- цева  зона обладает плотной, очень мелкозернистой структурой в сравнении с первой зоной, котора  существеншно обеднена алюминием.
Пример 8 показывает, что одна зона пер вой зоны может иметь подвод основного металла достаточно измененный, дл  образовани  концевой зоны, в то врем  как друга  зона первой зоны, в значительной степени изолированна  от ванны расплав- лен ного металла, может быть использована (после отделени  от ванны расплавленного металла) дл  образовани  ее собственного, т.е. другой концевой зоны.
Пример 8 также показывает подготовленную и осуществленную реакцию, в которой перва  зона поликристаллического материала образуетс  на первой стадии реакции , и реакци  прерываетс  на промежу- стадии, на которой материал первой зонь;, или точнее, определенна  часть мате
риала первой зоны после охлаждени  керамической конструкции до нормальной температуры отдел етс  от исходного основного металла. На промежуточной ста- 5 дии зачищают плоские поверхности заготовки . После зтого на второй стадии реакции концева  зона образуетс  на отделенной и зачищенной части материала первой зоны. Тот факт, что концева  зона была
10 образована первой стадии реакции на удаленных участках из материала первой зоны, от которой сформированный образец был отделен дл  второй стадии реакции, просто отражает услови , полученные в этом част15 ном примере. Совсем не об зательно, что материал концевой зоны будет образовыватьс  на первой стадии реакции.
Как было объ снено выше, керамическое тело получают из подход щего основ20 ного металла, благодар  процессам, изложенным в совместно рассматриваемых патентных за вках. В одном из наиболее удачных вариантов осуществлени  этого изобретени  композит получают с исполь25 зованием наполнительного материала, помещенного на поверхность основного металла, и процесс продолжаетс  до тех пор, пока в результате окислени  слой наполнител  не будет впитан до определенно30 го предела, который может быть обеспечен подход щим ингибитором.
Наполнитель, который лучше изготавливать в виде брикетов, достаточно пористый или проницаемый дл  того, чтобы дать воз5 можность окислителю в случае газообразного окислител , проникнуть до металла и . вмещать растущий продукт окислени . Или окислитель может быть помещен в наполнитель . Наполнитель может состо ть измакро0 частиц, порошков, чешуек, полых частиц, сферических частиц, нитей, усов и т.д., которые обычно  вл ютс  керамическими материалами . Металлический наполнитель может быть использован или в виде частиц
5 или нитей металла, защищенных покрытием от взаимной диффузии с инородным металлом или в том случае, если необходимо заменить свойства наполнител  путем взаимной диффузии с инородным металлом,
0 далее слой наполнител  может быть армирован прутками, пластинами или проволокой , Обычно в этих поликристаллических конструкци х, содержащих керамические композиты, кристаллиты продуктов окис5 лени  взаимосв заны, и металлический компонент, хот  бы частично св зан и имеет.выход на внешнюю поверхность керамического тела.
Присадочные i.iavx; риалы, используемые вместе с г ;НСБНЫМ металле;-:, могут в опреде
ленных случа х благопри тно вли ть на процесс окислени , особенно в системах, где в качестве основного металла используют алюминий. Функци  или функции присадочного материала зависит от р да факторов больше, чем от самого присадочного материала. Это такие факторы, как например , частичное соедиение присадок при использовании двух или нескольких присадок , применение поверхностных присадок, комбинации со сплавом присадки и основного металла, концентрации присадки (присадок ), окислительна  среда и услови  процесса.. .
Присадка или присадки, используемые вместе с основным металлом, могут примен тьс  в качестве легирующего компонента в основном металле алюмини , могут быть помещены по меньшей мере, части поверхности основного металла, могут быть расположены на поверхности или внутри чети или всего наполнител . Но может использоватьс  и комбинаци  из двух или более способов . Например, сегированна  присадка может использоватьс  отдельно или вместе с присадкой, помещенной на поверхности. Метод, где дополнительную присадку или присадки используют в наполнителе, может быть применен в любом способе, как объ снено в патентных описани х.
Присадками, полезными дл  алюмини  как основного металла особенно, если окислителем  вл етс  воздух,  вл ютс  магний, цинк и кремний. Они используютс  отдельно и в сочетании друг с другом или другими присадками, как описано ниже. Эти металлы или их соединени  могут быть добавлены как легирующие компоненты в исходный металл на основе алюмини , и концентраци  каждого из них составл ет 0,1-10% от общего веса конечного металла. Эти присадочные металлы или их соединени  (например , MgO, ZnO или ЗЮа) могут быть также использованы на поверхности основного металла. Так, керамическую конструкцию из окиси алюмини  можно получить из сплава алюмини  с кремнием как основного металла с использованием в качестве окислител  воздуха, примен   MgO как поверхностную присадку в количестве около 0,0008 г на грамм основного металла или„около 0,003 г на квадратный сантиметр поверхности основного металла,
Другими примерами присадочных материалов , вли ющих на окисление алюминий содержащего основного металла на воздухе ,  вл ютс  натрий, германий, олово, свинец , литий, кальций, бор, фосфор, иттрий, которые могут быть использованы раздельно или в сочетании с другими присадками в
зависимости от окислител  и условий процесса . Редкоземельные элементы, такие как церий, лантан, празеодим, леодим, самарий , то же пригодны в качестве присадок,
особенно, когда используетс  сочетание с другими присадками. Как показано, в патен- тных описани х, все присадочные материалы эффективно способствуют росту поликристаллического продукта реакции
окислени  из алюминий содержащих основных металлов. Как отмечалось выше, можно использовать твердые, жидкие или парообразные (газообразные) окислители или их сочетани , например, типичные окислители
содержат кислород, азот, галогены, серу, фосфор, мышь к, углерод, бор, селен, теллур и их соединени  или комбинации, например , кремнезем (как источник кислорода), метан, этан, пропан, ацетилен,
этилен, пропилен (как источник углерода) и смеси, такие как воздух, На/НаО и СО/СОа. Две последние (т.е. На/НаО и СО/СОа) повышают активность кислорода в окислительной среде.
Несмотр  на то, что использовать можно разные окислители, примеры осуществлени  изобретени  описываютс  с предпочтительным использованием парообразных окислителей, Если газообразный
или парообразный окислитель, например, парообразный окислитель воздух, используют совместно с наполнителем, то последний должен быть проницаем дл  окислител  с тем, чтобы при выдержке сло  наполнител 
в парообразном окислителе последний мог проникать через этот слой и контактировать в нем с расплавленным основным металлом. Например, кислород или газова  смесь, содержаща  кислород (включа  воздух), лучший парообразный окислитель в случае, если основной металл - алюминий, а воздух более предпочтителен из соображений экономии . Когда окислитель определ ют, как содержащий отдельный газ или пар, имеетс  в виду окислитель, в котором определ емый газ или пар - единственный, доминирующий или, хот  бы значительный окислитель основного металла при услови х , существующих в окислительной атмосфере . Например, хот  основной компонент воздуха - азот, кислород, содержащийс  в воздухе - единственный окислитель основного металла, так как он значительно более сильный окислитель, нежели азот. Поэтому
воздух как окислитель определ ют, как кислородсодержащий , а не азотсодержащий газ.
Примером окислител  азотсодержащий газ, используемого в формуле изобретени ,  вл етс  формующий газ, который содерkwr около 96 об.% азота и около 4 об.% водорода.
| Когда используют твердый окислитель, то он обычно распределен во всем слое наполнител  или его части, прилегающей к основному металлу, в форме частиц, перемешанных с наполнителем, или как покрытие на частицах наполнител . Можно спользовать любые твердые окислители, одержащие такие элементы, как бор или глерод, или соединени , способные вос- танавливатьс , например, диоксид крем- и , или некоторые бориды, имеющие более Низкое значение термодинамического рав- Рювеси , чем бориды основного металла. Например, когда в качестве твердого окислител  используют бор или способный восстанавливатьс  борид, конечный продукт с кислител  - борид алюмини . : В некоторых случах окисление твердым с-кислителем может протекать так быстро, ч|то продукт окислени  расплавл етс  бла- фдар  экзотермическому характеру про- Цесса. Это может нарушить однородность Макроструктуры керамического тела. Этой быстрой экзотермической реакции можно избежать, добавив относительно инертные наполнители, которые обладают низкой ре- а ционной способностью. Такие наполнителе поглощают образующеес  в результате , свод  к минимуму вли ние быстро выдел ющегос  тепла. Примером такого ийертного наполнител  может служить тот ж|е наполнитель, Который предназначен дл  продукта окислени .
: Если используют жидкий окислитель, то в$сь слой наполнител  или его часть, приле- га|юща  к основному металлу пропитывают окислителем. Например, наполнитель дл  пропитывани  могут смочить, опустив в ок- сл|итель. Что касаетс  жидких окислителей, тс| одни из них могут быть жидкими при услови х окислени , а в исходном состо - HIJIH - твердыми. Например, соль, котора  расплавл етс  при услови х окислени . Но жидкий окислитель может быть жидким и в
исходном состо нии, например, раствор вещества , который используют дл  пропитывани  всего иг. 1 части наполнител  и который расплавл етс  или разлагаетс  при
5 услови х процесса окислени  и обеспечивает необходимуи:, дл  процесса часть окислител . Примерами жидких окислителей, как определено здесь, могут служить лег оплав- кие стекла.
0

Claims (4)

1. Способ получени  самонесущего керамического материала, включающий нагрев металла в реакционной газовой среде
5 и выдержку при температуре, более высокой , чем точка плавлени  металла, но более низкой, чем точка плавлени  продукта его взаимодействи  с газовой средой, и охлаждение , отличающийс  тем, что, с целью
0 получени  материала зонального строени  с мелкокристаллической структурой поверхностной зоны, после выдержки прерывают поток металла в продукт его взаимодействи  с газообразной средой либо путем пре5 кращени  или ослаблени  потока при поддержании температуры, либо путем охлаждени  системы до температуры, меньшей точки плавлени  металла, отделени  полученного продукта от массы металла с
0 последующим нагревом отделенного продукта и повторной выдержки в тех же услови х,
2. Способ по п.1, отличающийс  тем, что дополнительно используют инертный в услови х проведени  процесса напол- 5 нитель, который размещают до первого нагрева на поверхности металла и/или перед повторным нагревом - на поверхности самосв занного материала.
3. Способ по п.2, отличающийс  0 тем, что на обеих стади х используют наполнитель разного состава.
4. Способ по п.1,отличающийс  тем,что в качестве газообразно, среды используют воздух, в качестве металла - ле.ги- 5 рованный алюминий, а температурный интервал процесса лежит в пределах 850-1450°С.
SU874202943A 1986-09-16 1987-07-20 Способ получени самонесущего керамического материала RU1838278C (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/908,117 US4837232A (en) 1986-09-16 1986-09-16 Dense skin ceramic structure and method of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1838278C true RU1838278C (ru) 1993-08-30

Family

ID=25425214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874202943A RU1838278C (ru) 1986-09-16 1987-07-20 Способ получени самонесущего керамического материала

Country Status (27)

Country Link
US (1) US4837232A (ru)
EP (1) EP0261057B1 (ru)
JP (1) JP2505211B2 (ru)
KR (2) KR950005503B1 (ru)
CN (1) CN87106040A (ru)
AT (1) ATE86236T1 (ru)
AU (1) AU591325B2 (ru)
BG (1) BG50936A3 (ru)
BR (1) BR8704185A (ru)
CA (1) CA1315076C (ru)
CZ (1) CZ277740B6 (ru)
DE (1) DE3784420T2 (ru)
DK (1) DK166410B1 (ru)
FI (1) FI84811C (ru)
HU (1) HU202800B (ru)
IE (1) IE61214B1 (ru)
IL (1) IL83409A (ru)
IN (1) IN167563B (ru)
MX (2) MX167178B (ru)
NZ (1) NZ221312A (ru)
PH (1) PH24999A (ru)
PL (1) PL156546B1 (ru)
PT (1) PT85619B (ru)
RU (1) RU1838278C (ru)
TR (1) TR23685A (ru)
YU (2) YU160887A (ru)
ZA (1) ZA875716B (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5266537A (en) * 1986-09-16 1993-11-30 Lanxide Technology Company, Lp Method for producing self-supporting ceramic bodies with graded properties
US5185302A (en) * 1986-09-16 1993-02-09 Lanxide Technology Company, Lp Dense skin ceramic structure and method of making the same
US5268340A (en) * 1986-09-16 1993-12-07 Lanxide Technology Company, Lp Method for producing composite ceramic structures
US5164347A (en) * 1986-09-16 1992-11-17 Lanxide Technology Company, Lp Method for producing self-supporting ceramic bodies with graded properties
US4828008A (en) * 1987-05-13 1989-05-09 Lanxide Technology Company, Lp Metal matrix composites
US5040588A (en) * 1988-11-10 1991-08-20 Lanxide Technology Company, Lp Methods for forming macrocomposite bodies and macrocomposite bodies produced thereby
US5221558A (en) * 1990-01-12 1993-06-22 Lanxide Technology Company, Lp Method of making ceramic composite bodies
DE69201052T2 (de) * 1991-01-11 1995-05-11 Lanxide Technology Co Ltd Entfernung von metall aus verbundkörpern, und erhaltene produkte.
US5350003A (en) * 1993-07-09 1994-09-27 Lanxide Technology Company, Lp Removing metal from composite bodies and resulting products
CN110670171B (zh) * 2019-10-14 2022-03-29 齐齐哈尔大学 一种致密硅酸钇陶瓷纤维的制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2741822A (en) * 1951-01-29 1956-04-17 Carborundum Co Preparation of refractory products
US3255027A (en) * 1962-09-07 1966-06-07 Du Pont Refractory product and process
US3298842A (en) * 1963-03-22 1967-01-17 Du Pont Process for preparing hollow refractory particles
US3296002A (en) * 1963-07-11 1967-01-03 Du Pont Refractory shapes
US3262763A (en) * 1964-02-19 1966-07-26 Du Pont High temperature-resistant materials of aluminum, boron, nitrogen, and silicon and preparation thereof
US3419404A (en) * 1964-06-26 1968-12-31 Minnesota Mining & Mfg Partially nitrided aluminum refractory material
US3473987A (en) * 1965-07-13 1969-10-21 Du Pont Method of making thin-walled refractory structures
US3421863A (en) * 1966-03-04 1969-01-14 Texas Instruments Inc Cermet material and method of making same
US3437468A (en) * 1966-05-06 1969-04-08 Du Pont Alumina-spinel composite material
US3789096A (en) * 1967-06-01 1974-01-29 Kaman Sciences Corp Method of impregnating porous refractory bodies with inorganic chromium compound
US3473938A (en) * 1968-04-05 1969-10-21 Du Pont Process for making high strength refractory structures
US3538231A (en) * 1969-03-25 1970-11-03 Intern Materials Oxidation resistant high temperature structures
US3868267A (en) * 1972-11-09 1975-02-25 Us Army Method of making gradient ceramic-metal material
US3864154A (en) * 1972-11-09 1975-02-04 Us Army Ceramic-metal systems by infiltration
US3973977A (en) * 1973-11-01 1976-08-10 Corning Glass Works Making spinel and aluminum-base metal cermet
DE3002413A1 (de) * 1980-01-24 1981-07-30 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt N,n-dialkyl-o-(pyrazol-5-yl)-carbaminsaeureester, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als insektizide
NZ211405A (en) * 1984-03-16 1988-03-30 Lanxide Corp Producing ceramic structures by oxidising liquid phase parent metal with vapour phase oxidising environment; certain structures
NZ212704A (en) * 1984-07-20 1989-01-06 Lanxide Corp Producing self-supporting ceramic structure
US4851375A (en) * 1985-02-04 1989-07-25 Lanxide Technology Company, Lp Methods of making composite ceramic articles having embedded filler
US4828785A (en) * 1986-01-27 1989-05-09 Lanxide Technology Company, Lp Inverse shape replication method of making ceramic composite articles
DE3617554A1 (de) * 1986-05-24 1987-11-26 Bayer Ag 5-oxy(thio)-pyrazol-derivate

Also Published As

Publication number Publication date
IL83409A0 (en) 1988-01-31
PH24999A (en) 1990-12-26
ZA875716B (en) 1988-02-11
MX167178B (es) 1993-03-09
KR950002338B1 (ko) 1995-03-16
IL83409A (en) 1993-02-21
NZ221312A (en) 1990-07-26
CN87106040A (zh) 1988-04-27
IE872096L (en) 1988-03-16
CS656687A3 (en) 1992-12-16
MX9207660A (es) 1994-06-30
KR950005503B1 (ko) 1995-05-24
PL156546B1 (pl) 1992-03-31
AU591325B2 (en) 1989-11-30
FI873618A (fi) 1988-03-17
HU202800B (en) 1991-04-29
AU7727587A (en) 1988-03-24
DE3784420T2 (de) 1993-07-29
IE61214B1 (en) 1994-10-19
FI84811C (fi) 1992-01-27
FI84811B (fi) 1991-10-15
TR23685A (tr) 1990-06-11
JPS6374955A (ja) 1988-04-05
PT85619B (pt) 1993-09-30
PL267679A1 (en) 1988-07-21
FI873618A0 (fi) 1987-08-21
KR880003871A (ko) 1988-06-01
EP0261057A2 (en) 1988-03-23
US4837232A (en) 1989-06-06
PT85619A (pt) 1988-10-14
JP2505211B2 (ja) 1996-06-05
CZ277740B6 (en) 1993-04-14
DK405287A (da) 1988-03-17
EP0261057A3 (en) 1990-02-07
BG50936A3 (en) 1992-12-15
DE3784420D1 (de) 1993-04-08
DK166410B1 (da) 1993-05-17
HUT46620A (en) 1988-11-28
YU197088A (en) 1990-04-30
BR8704185A (pt) 1988-04-12
EP0261057B1 (en) 1993-03-03
CA1315076C (en) 1993-03-30
ATE86236T1 (de) 1993-03-15
IN167563B (ru) 1990-11-17
YU160887A (en) 1988-12-31
DK405287D0 (da) 1987-08-04
KR880003868A (ko) 1988-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI83952B (fi) Foerfarande foer framstaellning av sjaelvbaerande keramiska struktur.
FI84809B (fi) Keramiska stycken med en modifierad metallinnehaollande komponent och foerfaranden foer tillverkning av dessa.
RU1794074C (ru) Способ получени композиционного издели
RU1838278C (ru) Способ получени самонесущего керамического материала
RU1828462C (ru) Способ получени издели из керамического композиционного материала
RU2036215C1 (ru) Способ получения абразивного материала
HU198429B (en) Process for producing shaped pieces of ceramics with self carryiong stucture
DK169618B1 (da) Fremgangsmåde til fremstilling af et selvbærende keramisk produkt med et andet polykrystallinsk keramisk materiale inkorporeret i mindst en del af porøsiteten
EP0812931A1 (en) Vapor deposition material
RU2015133C1 (ru) Способ изготовления самонесущего керамического изделия с внутренней полостью
RU2038338C1 (ru) Способ получения композиционного изделия
US5024794A (en) Self-supporting ceramic structures and methods of making the same
US5262203A (en) Methods of producing ceramic and ceramic composite bodies
RU1807915C (ru) Способ получени композиционного керамического материала
US5185302A (en) Dense skin ceramic structure and method of making the same
JPH0436112B2 (ru)