发明名称 复合陶瓷物品及其制法
摘要 一种有填料包埋其中之自撑式陶瓷复合构物之制法,包括将可透性填料质块浸入以多晶材,该多晶材料包含经由 母金属(如铝)氧化所得之氧化反应产物,及非必要地含有 母金属之未氧化成分。结构物之形成法系将 母金属放置毗邻可透性填料,加热该总成而熔化母金属,并提供与合宜气相氧化剂接触之亲 母属熔融体。在特定温度区域内且非必要地佐以一种或多种掺补剂 母金属内盛上,熔融 母金属将通过事先形成之氧化反应产物迁移而与氧化剂接触,致使氧化反应产物生长,因而包埋邻接的填料且提供复合结构物。
申请公布号 TW167522 申请公布日期 1991.09.01
申请号 TW075102201 申请日期 1986.05.17
申请人 蓝克塞德工业技术公司 发明人 安得鲁W.伍格哈特;哈利R.史威克;马克S.纽科克
分类号 C04B35/58 主分类号 C04B35/58
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿松山区南京东路三段二四八号七楼;蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼之三
主权项 工一种制造一适合用作或制作成一商业物件之自撑式陶瓷复合物构造之方按,包含:(1)经由将包括铝、矽、钦、锡、错和铃所组成之族中的至少一金属的母金属氧化成多晶材料所得之陶瓷基体,包含:(i)该母金属与气相氧化剂之氧化反应产物,及非要地;(ii)一种或多种金属成份:及(2)一种或多种由该基体所包埋之填料;该方法包含如下各步骤:(a)将该母金属放置毗邻可透性填料质块,并令该母金属与该填料彼此相对取向,使得该氧化反应产物之生成方向将朝且进入该填料质块;及(b)将该母金属加热至高于其熔点但低于该氧化物反应产物熔点之温度以形成熔融母金属本体,并令该熔融母金属与该氧化剂在该温反应而生成该氧化反应产物:于该温,保持至少部分该氧化反应产物与该熔融金属本体及该氧化剂接触并在其间延伸:抽拉熔融金属通过氧化反应产物,朝向氧化剂及朝向并与邻接之填料质块接触,因而氧化反应产物持续在填料质块内,在氧化剂与事先形成之氧化反应产物中间界面生成;并持续该反应经历一段时间足够将至少部分填料包埋在该多晶材内。2.根据申请专利范围第1项之方法,包括该母金属掺补以至少一种掺补剂。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中该旁补剂系挥自一由撰,锌,矽,错,踢,铅,硼,钠,锂,钙,磷,钗及稀土金属所组之族中的至少一材料。4.根据申请专利范围第1项之方法,包括该母金属掺补以至少两种掺桶剂之组合。5.根据申请专利范围第4项之方法,其中该掺补剂包含镁及锌中一者或二者来源,加上矽,铅,锡,铐,钠,锂,钙,硼,磷,铉及稀土金属中之一者或多者来源。6.根据申请专利范围第5项之方法,其中该母金属包含铝,及该掺补剂包含镁源及矽源。7.根据申请专利范围第2项之方法,其中至少一种掺补剂合金化入母金属内。8.根据申请专利范围第2项之方法,其中至少一种掺补剂呈一层掺补剂施于该母金属表面上,并包括生成氧化反应产物至安质摺过所施用掺补剂层之深度。9.根据申请专利范围第2项之方法,包括将至少一种掺补剂掺补入该填料之至少一部份。10.根据申请专利范园第9项之方法,包括将至少一种第二掺补剂与该母金属形成合金或施于该母金属之表面上,或二者皆施行。11.根据申请专利范围第10项之方法,其中该渗补剂包含镁及锌中一者或二者来源,加上矽,铅,锡,铐,钠,锂,钙,硼,磷,铉及一种或多种稀土金属及其混合物中之一者或多者来源。12.根据申请专利范围第1或3项之方法,其中该氧化剂系择自一由含氧气体,含氦气体,卤素,硫,磷,砷,碳,硼,晒,缔,H2/H20混合物,甲烷,乙烷,丙烷,乙炔,乙烯,丙烯,及CO/CO2混合物,或其化合物或混合物所组之族中的至少一材料。13.根据申请专利范园第2项之方法,其中该氧化剂系择自一由含氧气体,含氦气体,卤素,硫,磷,砷,碳,硼,晒,缔,H2/H20混合物,甲烷,乙烷,丙烷,乙炔,乙烯,丙烯,及CO/CO2混合物,或其化合物或混合物所组之族中的至少一材料。14.根据申请专利范围第10项之方法,其中该氧化剂包括大气压下之空气。15.根据申请专利范围第2项之方法,其中该母金属包括铝,该气相氧化剂包括空气,该氧化反应产物包括位一铝氧,及该掺补剩系择自一由镁,锌,矽,铝,锡,铝,钠,锂,钙,硼,磷,乾及一种},瑞稀土金属及其混合物所组之族中凶至少一材料。16.根据申请专利范围第1或3项之方法,其中该母金属为铝,该气相氧化剂为含氦气体,及该氧化反应产物为氦化铝。17.根据申请专利范围第1项之方法,其中该母金属包括铝,该气相氧化剂包括含氮气体,及该氧化反应鹿物包括氦化锯。18.根据申请专利范围第1项之方法,其中该母金属包括铝,该气相氧化剂包括含氮气体,及该氧化反应产物包括氦化纹。19.根据申请专利范围第1项之方法,其中该母金属包括锡,该氧化剂包括含氧气体,及该氧化反应产物包括锡氧化物。20.根据申请专利范围第1项之方法,其中该氧化反应产物系掸自一由氧化物,氮化物,碳化物,硼化物,或氧氦化物所组之族中的至少一材料。21.根据申请专利范围第1项之方法,其中该温度为约850-1450℃,并进一步包括以至少一种爆补剂掺补该母金属。22.根据申请专利范围第21项之方法,其中该气相氧化剂为包括空气,及该氧化反应产物为仗三铝氧。23.根据申请专利范围第1项之方法,其中该填料为,或氧化时变成,就在该温之该氧化剂而言,安质为热力学安定之至少一材料。24.根据申请专利范围第1项之方法,其中该填料包含择自如下组中金属之一种或多种单一金属氧化物:铝,刨,钴,搁,锭,捞,彭,钒,牡,铀,钗及错。25.根据申请专利范围第1项之方法,其中该填料包括二元,-元或高级金属氧化物。26.根据申请专利范围第25项之方法,其中该金属氧化物包括二元氧化物铝酸镁尖晶石。27.根据申请专利范围第1项之方法,其中该填料包含碳纤维及碳粒子中之一者或二者。28.根据申请专利范围第1项之方法,其中该母金属包括铝,该气相氧化剂包括含氧气体,及该氧化反应产物包括氧化铝。29.根据申请专利范围第1项之方法,其中该母金属包括矽,该气相氧化剂包括含碳化合物气体,及该氧化反应产物包括碳化矽。30.根据申请专利范围第1项之方法,其中该母金属包括矽,该气相氧化剂包括含氦气体,及该氧化反应产物包括氦化矽。31.根据申请专利范围第1项之方法,其中该填料包含择自下组之至少一材料:一种或多种氧化铝,碳化矽,矽铝氧氦化物,氧化错,硼化错,氦化效,纹酸钡,氦化硼,氮化矽,铁一铬一铝合金,及铝,及其混合物。32.根据申请专利范围第3I项之方法,包括以至少一种掺补剂縿补该母金属。33.根据申请专利范围第1.15.17.18.19.20.21或22项方法,其中该填料包含择自下组之至少一材料:中空体,猷粒,粉末,缣维,颉.球,泡沫,镝械,板,集料,线,杆,棒,小板,丸,管,耐火纤维布,小管,或其混合物。34.根据申请专利范围第1项之方法,其中该填料包含碳化矽,温度范围之低跟为约850℃。35.根据申请专利范围第31项之方法,其中该填料包含耐火纤维布或碳纤维。36.根据申请专利范围第2项之方法,其中该母金属包括铝,及该多晶材料复包括一尖晶石之一起始面,形成为该母金属,该掺补剂及该氧化剂之氧化反应产物。37.一种适合用作或制作成一商业物件之自撑式陶瓷复合物,包含陶瓷基体及填料掺入该基体内;该基体包含主要为单一相之多晶氧化反应产物及金属通道或余隙或亡者;该基体特征为在氧化反应产物微晶粒界限之晶格误差,比较具有平面金属通道或平面余撷,或二者垃在该等邻近微晶间之该等邻近氧化反应产物微晶间之晶格误差为小。38.根据申请专利范围第37项之自撑式陶瓷复合物,其中实质所有粒界之角误差小于约5度。39.一种适合用作或制作成一商业物件之自撑式陶瓷复合物,包含陶瓷基体及填料掺入该基体内:该基体包含主要为单一相之多晶氧化反应产物,系在低于该氧化反应产物熔点温度下氧化熔融金属母质所形成之交联微晶:该复合物含有小部分体积比金属母质或余隙或二者:并在微晶与未氧化金属间,或微晶与余隙间,或二者具有主要为安质弧形之界面界限。40.一种适合用作或制作成一商业物件之自撑式陶瓷复合物,包括有填料掺混其中之陶瓷基体,其中该基体系以气相氧化剂浪化熔融母金属品质时形成者,且主要包含多晶氨化反应产物及非必要地一种或多种金属成分或余隙或二者:该基体特征为主要为单一相,交联陶瓷基体骨架结构;其中该陶瓷骨架结构之粒界未存在有其它相。41.一种适合用作或制作成一商业物件之自铛式陶瓷复合物,包含填料掺混其中之陶瓷基体;该陶瓷基体主要包含单相,多晶,交僻,无机,非金属,骨架结构物,其特征为粒界不含任何其它相,且含有金属,或余隙或二者其乃交联或隔离或二者,分散过该骨架结构物。42.一种适合用作或制作成一商业物件之自撑式陶瓷复合物,包含填料掺混其中之陶瓷基体;该陶瓷基体主要包含单相,多晶,交联,无机,非金属,骨架结构物,且含有金属,或余阳或二者其乃交联或隔离或二者,分散过该骨架结构物,并在该骨架结构物内展现粒离破碎性质。43.根据申请专利范围第37.38,39,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物;包括至少%体积比金属。44.根据申请专利范围第37,38,39,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该复合物包括一种多种金属分散遍及其中且主要呈交联配置。45.根据申请专利范围第37,38,39,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该复合物包括一种多种金属呈无质未交联夹杂物分散湄及其中。46.根据申请专利范围第37,38,39,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该复合物包括至少1泌体积比余隙分散遍及其中或主要呈交联配置或呈实质未交联夹杂物。47.根据申请专利范围第37,38,39,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该金属母质包括铝及该氧化反应产物包括一铝氧。48.根据申请专利范围第37,39,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该金属母质包括铝及该氧化反应产物包括氦化铝。49.根据申请专利范围第37,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该金属母质包括铝及该氧化反应产物包括氦化拭。50.根据申请专利范围第37,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该金属母质包括矽及该氧化反应产物包括碳化矽。51.根据申请专利范围第37,40,4I或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该氧化反应产物系择自一由氧化物,氦化物,碳化物,硼化物及氧氦化物所组之族中的至少一材料。52.根据申请专利范围第37,40,41或42项:之自撑式陶瓷复合物,其中该氧化反应产物系择自一由氧化铝,碳化矽,氧氦化铝,硼化错,氦化钦,氦化矽,氦化错,硼化钦,硼化矽,碳化钴,硼化铃,碳化纹,氧化锡,氦化铝,及硼化铝所组之族中的至少一材料。53.根据申请专利范围第37,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该金属母赁包括错及该氧化反应产物包括氦化错。54.根据申请专利范围第37,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该金属母质包括锡及该氧化 反应产物包括氧化锡。55.根据申请专利范围第37,40,41或42项之自撑式陶瓷复合物,其中该金属母质为矽及该氧化 反应产物为氦化矽。56.一种细密,整合之自撑式陶瓷复合物,基于复合物总体基,包含约5%至98%体积比一种或多种填料材含在陶瓷基体内:该基体基于其总重,包含约60%至99%重量比交联氧化铝及约1%至40%重量比含铝金属成分;及该基体具有铝酸镁尖晶石起始面,作该基体小于30%重量比。57.根据申请专利范围第56项之自撑式陶瓷复合物,其中该填料系择宙下组中的至少一材料:中空体,敞粒,粉末,纤维,预,球,泡沫,锢械,板,集料,线,杆,棒,小板,丸,管,耐火纤维布,小簪,或其混合物。58.一种致螫,整合之自撑式陶瓷复合物,基于复合物总体积,包含钧5苑至98站体积比一种或多种填料材含在陶瓷基体内;该基体基于其总重,包含钧60%至99%金属比交联氦化铝及约1%至40%金属比含铝金属成分。59.根据申请专利范围第58项之自撑式陶瓷复合物,其中该填料系择自下组中的至少材料:中空体,猷粒,粉末,纤维,须;球,泡沫,铜绒,板,集料,线,杆,棒,小板,丸,管,耐火纤维布,小管,或其混合物。60.一种适用作或制作成商业物件之自撑式陶瓷复合物,包含:(a)一种单相,三维交联陶瓷基体;(b)一种或多种金属成分,及非必要地,余隙分散及/或延伸通过该基体;及(c)一种或多种填料包埋在该基体内,其中该陶瓷基体为氦化物。61.一种适合用作或制作成商业物件之自撑式陶瓷蜇合物,包含:(a)一种单相,三维交联陶瓷基体:(b)一种或多种金属成分,及非必要地,余隙分散及/或延伸通过该基体;及(c)一种或多种填料包埋在该基体内,其中该陶瓷基体为择自包含氦化铝,氦化错,氦化纹,及氦化矽之该组。62.根据申请专利范围第60或61项之自撑式陶瓷复合物,其中该填料包含由以下所组成之族中的至少一者:中空体,微粒,粉末,纤维,须,球,泡沫,钢械,板,集料,线,杆,棒,小板,丸,管,耐火纤维布,小管,或其混合物。
地址 美国