FI91722B - Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi - Google Patents
Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI91722B FI91722B FI894929A FI894929A FI91722B FI 91722 B FI91722 B FI 91722B FI 894929 A FI894929 A FI 894929A FI 894929 A FI894929 A FI 894929A FI 91722 B FI91722 B FI 91722B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- filler
- metal
- matrix
- infiltration
- preform
- Prior art date
Links
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 198
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 198
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 181
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 162
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims abstract description 92
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 87
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 51
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 39
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 73
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 68
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 32
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 20
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 abstract description 25
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 82
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 57
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 56
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 239000003961 penetration enhancing agent Substances 0.000 description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 33
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 30
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 26
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 20
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 10
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 8
- -1 e.g. Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012754 barrier agent Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 5
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000006263 metalation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
- C04B41/515—Other specific metals
- C04B41/5155—Aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/88—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00905—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms
- C04B2111/00913—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms as ceramic preforms for the fabrication of metal matrix comp, e.g. cermets
- C04B2111/00931—Coated or infiltrated preforms, e.g. with molten metal
Description
91722
Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi 5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää metallimatriisi-komposiitin valmistamiseksi spontaanin tunkeutumisproses-sin avulla. Menetelmässä tunkeutumisen edistäjä ja/tai tunkeutumisen edistäjän edeltäjä sijoitetaan ainakin osittain matriisimetallin ja täyteaineen (tai esimuotin) vä-10 liin ainakin osalle niiden välistä rajapintaa, johon täyteaineeseen (tai esimuottiin) sulan matriisimetallin tulee tunkeutua. Lisäksi tunkeutumisatmosfääri on ainakin prosessin jossakin vaiheessa yhteydessä täyteaineeseen ja/tai matriisimetalliin.
15
Metallimatriisin ja lujittavan tai vahvistavan faasin, kuten keraamisia hiukkasia, kuitukiteitä, kuituja tai vastaavia käsittävät komposiittituotteet näyttävät lupaavilta moniin eriin sovellutuksiin, koska niissä yhdistyvät osa 20 lujittavan faasin jäykkyydestä ja kulutuskestävyydestä metallimatriisin muovattavuuteen ja sitkeyteen. Yleensä metallimatriisikomposiitilla luodaan parannuksia sellaisissa ominaisuuksissa, kuten lujuus, jäykkyys, hankausku-lutuksen kestävyys ja lujuuden pysyminen korkeammissa läm-25 pötiloissa, verrattuna matriisimetalliin sen monoliitti-. sessa muodossa, mutta määrä, johon saakka määrättyä omi naisuutta voidaan parantaa, riippuu suuresti kyseessä olevista ainesosista, niiden tilavuus- tai painosuhteista sekä siitä, miten niitä käsitellään komposiittia muodos-30 tettaessa. Eräissä tapauksissa komposiitti voi myös olla kevyempää kuin matriisimetalli sellaisenaan. Alumiinimat-• riisikomposiitit, jotka on vahvistettu keräämillä, kuten esimerkiksi piikarbidilla hiukkasten, hiutaleiden tai kui-tukiteiden muodossa, ovat kiinnostavia johtuen niiden alu-35 miiniin verrattuna suuremmasta jäykkyydestä, kulutuksen kestävyydestä ja korkean lämpötilan lujuudesta.
2 91722
Alumiinimatriisikomposiittien valmistamiseksi on kuvattu erilaisia metallurgisia menetelmiä, mukaanlukien menetelmiä, jotka perustuvat jauhemetallurgiatekniikoihin ja sulan metallin tunkeutumistekniikoihin, joissa käytetään 5 hyväksi painevalua, tyhjövalua, sekoittamista, ja notkis-timia. Jauhemetallurgiatekniikoiden avulla jauheen muodossa oleva metalli ja jauheen, kuitukiteiden, leikattujen kuitujen, jne. muodossa oleva lujittava aine sekoitetaan ja sitten joko kylmäpuristetaan ja sintrataan, tai kuuma-10 puristetaan. Tällä menetelmällä tuotetun piikarbidilla lujitetun alumiinimatriisikomposiitin suurimman keraamin tilavuusosan on ilmoitettu olevan noin 25 tilavuusprosenttia kuitukiteiden tapauksessa ja noin 40 tilavuusprosenttia hiukkasten tapauksessa.
15
Metallimatriisikomposiittien tuottaminen jauhemetallurgi-sia tekniikoita käyttävin tavanomaisin menetelmin asettaa eräitä rajoituksia aikaansaatavien tuotteiden ominaisuuksille. Komposiitissa olevan keraamifaasin tilavuusosa on 20 tyypillisesti rajoittunut, hiukkasten tapauksessa noin 40 prosenttiin. Samaten asettaa puristustoiminta rajan käytännössä saavutettavalle koolle. Ainoastaan suhteellisen yksinkertaiset tuotteen muodot ovat mahdollisia ilman jälkeenpäin tapahtuvaa käsittelyä (esim. muotoilua tai 25 koneistusta) tai ottamatta käyttöön monimutkaisia puris-' timia. Sintrauksen aikana voi myös esiintyä epätasaista kutistumista, samoin kuin mikrostruktuurin epätasaisuutta, johtuen kiintoaineisiin eriytymisestä ja hiukkasten kasvusta.
30 .. US-patentissa 3,970,136 kuvataan menetelmä metallimatrii- sikomposiitin muodostamiseksi, johon sisältyy kuitumuotoi-nen lujite, esim. piikarbidi- tai alumiinikuitukiteitä, joilla on ennalta määrätty kuitujen suuntaus. Komposiitti 35 tehdään sijoittamalla samassa tasossa olevien kuitujen samansuuntaisia mattoja tai huopia muottiin yhdessä sulan matriisimetallin, esim. alumiinin lähteen kanssa ainakin 3 91722 joidenkin mattojen välissä, ja kohdistamalla painetta, niin että sula metalli pakotetaan tunkeutumaan mattoihin ja ympäröimään suunnatut kuidut. Mattojen pinon päälle voidaan valaa sulaa metallia, jolloin sitä paineen avulla pakote-5 taan virtaamaan mattojen väliin. Komposiitissa olevien lujittavien kuitujen jopa 50 % tilavuuspitoisuuksia on ilmoitettu.
Edellä olevaan tunkeutumismenetelmään liittyy paineen 10 aiheuttamien virtausprosessien yllätyksellisiä vaihteluja. ts. mahdollisia epäsäännöllisyyksiä matriisin muodostumisessa, huokoisuutta, jne, kun otetaan huomioon että se riippuu ulkoisesta paineesta sulan matriisimetallin pakottamiseksi kuitupitoisten mattojen läpi. Ominaisuuksien 15 epätasaisuus on mahdollinen vaikka sulaa metallia johdettaisiin useammasta kohdasta kuitupitoiseen järjestelyyn. Vastaavasti on järjestettävä monimutkaiset matto/lähde-järjestelyt ja virtausreitit soveltuvan ja tasaisen tunkeutumisen aikaansaamiseksi kuitumattojen pinoon. Edellä 20 mainittu painetunkeutumismenetelmä mahdollistaa myös ainoastaan suhteellisen pienen lujitusaineen ja matriisiti-lavuuden suhteen, johtuen suureen mattotilavuuteen kiinteästi liittyvästä tunkeutumisen vaikeudesta. Lisäksi muoteissa on oltava sulaa metallia paineen alaisena, joka 25 nostaa menetelmän kustannuksia. Lopuksi edellä mainittu : menetelmä, joka rajoittuu ojennuksessa oleviin hiukkasiin tai kuituihin tunkeutumiseen, ei sovellu alumiinimatrii-sikomposiittien muodostamiseen, jotka on lujitettu satunnaisesti suuntautuvista hiukkasista, kuitukiteistä tai 30 kuiduista koostuvilla aineilla.
Alumiinimatriisi-alumiinioksiditäytteisten komposiittien valmistuksessa alumiini ei helposti kostuta alumiinioksidia, jolloin on vaikeata muodostaa yhtenäinen tuote. Tähän 35 ongelmaan on ehdotettu erilaisia ratkaisuja. Eräs sellainen lähestyminen on alumiinin päällystäminen metallilla (esim. nikkelillä tai wolfrämillä), joka sitten kuumapuristetaan 4 91722 yhdessä alumiinin kanssa. Toisessa tekniikassa alumiini seostetaan litiumin kanssa, ja alumiinioksidi voidaan päällystää piidioksidilla. Näillä komposiiteilla kuitenkin ominaisuudet vaihtelevat, tai päällystykset voivat heiken-5 tää täytettä, tai matriisi sisältää litiumia, joka voi vaikuttaa matriisin ominaisuuksiin.
US-patentilla 4,232,091 voitetaan eräitä alan vaikeuksia, joita kohdataan valmistettaessa alumiinimatriisi-alu-10 miinioksiditäytteisiä komposiitteja. Tässä patentissa ku-vataan 75 - 375 kg/cm paineen kohdistamista pakottamaan sula alumiini (tai sula alumiiniseos) alumiinioksidia olevaan kuitu- tai kuitukidemattoon, joka on esilämmitetty alueelle 700 - 1050°C. Alumiinioksidin suurin suhde 15 metalliin tuloksena olevassa kiinteässä valukappaleessa oli 0,25:1. Koska tässä menetelmässä ollaan riippuvaisia ulkopuolisesta paineesta tunkeutumisen aikaansaamiseksi, sitä vaivaavat monet samat puutteet kuin US-patenttia 3,970,136.
20 EP-hakemuksessa 115,742 kuvataan alumiini-alumiinioksidi-komposiittien valmistamista, jotka ovat erityisen käyttökelpoisia elektrolyyttikennokomponentteina, ja joissa esi-muotin alumiinioksidimatriisin ontelot täytetään 25 alumiinilla, ja tätä varten käytetään erilaisia tekniikoita alumiinioksidin kostuttamiseksi koko esimuotissa. Alumiinioksidi kostutetaan esimerkiksi titaani-, zirkonium-, hafnium tai niobi-diboridia olevalla kostutusaineella tai metallilla, ts. litiumilla, magnesiumilla, kalsiumilla, 30 titaanilla, kromilla, raudalla, koboltilla, nikkelillä, zirkoniumilla tai hafniumilla. Kostutuksen edistämiseksi käytetään inerttiä atmosfääriä, kuten argonia. Tässä julkaisussa esitetään myös paineen kohdistaminen sulan alumiinin saamiseksi tunkeutumaan päällystämättömään mat-35 riisiin. Tässä suhteessa tunkeutuminen aikaansaadaan saattamalla huokoset ensin tyhjöön ja kohdistamalla sitten sulaan alumiiniini painetta inertissä atmosfäärissä, esim.
5 91722 argonissa. Vaihtoehtoisesti esimuottiin voidaan tunkeutua höyryfaasissa olevalla alumiinipäällystyksellä pintojen kostuttamiseksi ennen onteloiden täyttämistä tunkeutuvalla sulalla alumiinilla. Jotta varmistettaisiin alumiinin 5 pysyminen esimuotin huokosissa vaaditaan lämpökäsittelyä, esim lämpötilassa 1400 - 1800°C, joko argonissa tai tyhjössä. Muutoin joko paineen alaisena tunkeutuneen aineen altistuminen kaasulle, tai tunkeutumispaineen poistaminen, aiheuttaa alumiinin häviämisen kappaleesta.
10
Kostutusaineiden käyttäminen alumiinioksidikomponentin tunkeutumisen aikaansaamiseksi sulaa metallia sisältävään elektrolyyttikennoon on esitetty myös EP-hakemuksessa 94353. Tässä julkaisussa kuvataa alumiinin tuottamista 15 elektrolyysillä kennossa, jossa virranjohdinkatodi on kennon vaippana tai alustana. Tämän alustan suojaamiseksi sulalta kryoliitilta levitetään alumiinioksidialustalle ohut päällystys kostutusaineen ja liukenemisen estävän aineen seoksella ennen kennon käynnistämistä tai kun se on 20 upotettuna elektrolyysiprosessin tuottamaan sulaan alumiiniin. Kuvattuja kostutusaineita ovat titaani, zirkonium, hafnium, pii, magnesium, vanadiini, kromi, niobi tai kalsium, ja titaani esitetään edullisimmaksi aineeksi. Boorin, hiilen ja typen yhdisteiden selitetään olevan 25 hyödyllisiä estettäessä kostutusaineiden liukenemista sulaan alumiiniin. Tässä julkaisussa ei kuitenkaan ehdoteta metallimatriisikomposiittien tuottamista, eikä siinä eh-dotetaa sellaisten komposiittien muodostamista esimerkiksi typpiatmosfäärissä.
30
Paineen ja kostutusaineiden käytön lisäksi on kuvattu tyhjön kohdistamisen edistävän sulan alumiinin tunkeutumista huokoiseen keraamikappaleeseen. Esimerkiksi US-pa-tentissa 3,718,441 raportoidaan keraamiseen kappaleeseen 35 (esim. boorikarbidi, alumiinioksidi ja berylliumoksidi) tunkeutumista joko sulalla alumiinilla, berylliumilla, magnesiumilla, titaanilla, vanadiinilla, nikkelillä tai 6 91722 •6 · —2 kromilla, tyhjössä joka on alle 10 torr. Välillä 10 ...
10-6 torr oleva tyhjö johti keraamin heikkoon kostuttami-seen sulalla metallilla, niin ettei metalli virrannut vapaasti keraamin ontelotiloihin. Kostuttamisen sanotaan 5 kuitenkin parantuneen, kun tyhjö pienennettiin alle 10-6 torr.
Myös US-patentissa 3,864,154 esitetään tyhjön käyttämistä tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tässä patentissa selite-10 tään kylmäpuristetun A1B12-kappaleen asettamista kylmäpuristetun alumiini jauheen pedille. Sen jälkeen sijoitettiin lisää alumiinia AIB12-jauhekappaleen päälle. Sulatusastia, jossa AlBi2-kappale oli "kerrostettuna" alumiinijauheker-rosten väliin, sijoitettiin tyhjöuuniin. Uuniin järjestet-15 tiin noin 10”5 torr oleva tyhjö kaasun poistumista varten. Lämpötilaa nostettiin sen jälkeen 1100°C:een, jossa se pidettiin 3 tuntia. Näissä oloissa sula alumiini tunkeutui A1B12-kappaleeseen.
20 US-patentissa 3,364,976 selitetään suunnitelmaa itsestään kehittyvän tyhjön aikaansaamista kappaleeseen, sulan metallin kappaleeseen tunkeutumisen lisäämiseksi. Erityisesti selitetään, että kappale, esim. grafiittimuotti, teräs-muotti tai huokoinen tulenkestävä aine, kokonaan upotetaan 25 sulaan metalliin. Muotin tapauksessa metallin kanssa ' reagoivan kaasun kanssa täytetty muottiontelo on yhteydessä ulkopuolella sijaitsevaan sulaan metalliin muotissa olevan ainakin yhden aukon kautta. Kun muotti upotetaan sulaan, tapahtuu ontelon täyttyminen itsestään kehittyvän tyhjön 30 syntyessä ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin : reaktion johdosta. Tyhjö on erityisesti tulosta metallin kiinteän oksidimuodon syntymisestä. Siten tässä julkaiussa esitetään, että on oleellista aikaansaada ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin välinen reaktio. Muotin käyttä-35 minen tyhjön luomiseksi ei kuitenkaan välttämättä ole toivottavaa, johtuen muotin käyttöön liittyvistä välittömistä rajoituksista. Muotit on ensin koneistettava määrät- 7 91722 tyyn muotoon; sitten loppukäsiteltävä, koneistettava hyväksyttävän valupinnan tuottamiseksi muottiin; sitten koottava ennen niiden käyttämistä; sitten purettava niiden käytön jälkeen valukappaleen poistamiseksi niistä; ja sen 5 jälkeen muotti on jälleen saatettava käyttökuntoon, mikä mitä todennäköisimmin merkitsisi muotin pintojen uudelleen käsittelyä tai muotin poistamista, ellei se enää ole käyttöön hyväksyttävä. Muotin koneistaminen monimutkaiseen muotoon saattaa olla erittäin kallista ja aikaavievää. 10 Lisäksi muodostuneen kappaleen poistaminen monimutkaisen muotoisesta muotista saattaa olla vaikeata (ts. monimutkaisen muotoiset valukappaleet saattavat mennä rikki niitä muotista poistettaessa). Lisäksi, vaikka julkaisussa ehdotetaan, että huokoinen tulenkestävä aine voitaisiin 15 suoraan upottaa sulaan metalliin tarvitsematta käyttää muottia, niin tulenkestävän aineen olisi oltava yhtenäinen kappale, koska ei ole olemassa mahdollisuutta aikaansaada tunkeutumista irralliseen tai erotettuun huokoiseen aineeseen ilman säiliönä olevaa muottia (ts. uskotaan yleisesti, 20 että hiukkasmainen aine tyypillisesti dissosioituisi tai valuisi hajalleen sitä sulaan metalliin sijoitettaessa). Lisäksi, jos haluttaisiin aikaansaada tunkeutuminen hiuk-kasmaiseen aineeseen tai löyhästi muodostettuun esimuot-tiin, olisi ryhdyttävä varotoimiin, niin ettei tunkeutuva 25 metalli syrjäyttäisi osaa hiukkasaineesta tai esimuotista, mikä johtaisi epähomogeeniseen mikrostruktuuriin.
Vastaavasti on kauan ollut olemassa tarve saada yksinkertainen ja luotettava menetelmä muotoiltujen metallimatrii-30 si-komposiittien tuottamiseksi, joka ei perustu paineen : tai tyhjön käyttämiseen (joko ulkoisesti kohdistettuna tai • sisäisesti kehitettynä), tai vahingollisten kostutusainei- den käyttämiseen metallimatriisin luomiseksi toiseen aineeseen, kuten keraamiseen aineeseen. Lisäksi on pitkään 35 ollut tarve minimoida lopullisten koneistustoimenpiteiden määrää, joita tarvitaan metallimatriisi-komposiittikappa-leen aikaansaamiseksi. Esillä oleva keksintö tyydyttää nämä 8 91722 tarpeet aikaansaamalla spontaanin tunkeutumismekanismin sulan matriisimetallin (kuten alumiinin) tunkeutumisen aikaansaamiseksi keraamiseen tai keräämillä päällystettyyn täyteaineeseen, joka voidaan muotoilla esimuotiksi, tun-5 keutumisatmosfäärin (esim. typen) läsnäollessa normaalissa ilmanpaineessa, jolloin tunkeutumisen edistäjää on läsnä ainakin jossakin prosessin vaiheessa.
Tämän hakemuksen sisältö liittyy useaan rinnakkaiseen ha-10 kemukseen. Erityisesti nämä muut rinnakkaiset hakemukset kuvaavat uusia menetelmiä metallimatriisikomposiittiainei-den tuottamiseksi (niihin viitataan jäljempänä eräissä tapauksissa nimellä "rinnakkais -metallimatriisihakemukset") .
15 Uutta menetelmää metallimatriisikomposiittiaineen tuottamiseksi kuvataan US-hakemuksessamme 049 171, jonka nimityksenä on "Metallimatriisikomposiitteja", ja joka nyt on hyväksytty USAissa. Mainitun keksinnön mukaisesti metallimatriisikomposiitti tuotetaan tunkeuttamalla lä-20 pääsevään täyteaineeseen (esim. keräämiä tai keräämillä päällystettyä ainetta) sulaa alumiinia, joka sisältää ainakin 1 painoprosentin magnesiumia ja edullisesti ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia. Tunkeutuminen tapahtuu spontaanisti käyttämättä ulkoista painetta tai tyhjöä.
25 Sulan metalliseoksen syöttö saatetaan koskettamaan täyte-ainemassaa lämpötilassa, joka on ainakin noin 675°C, kun läsnä on kaasua, joka käsittää noin 10 - 100 tilavuus prosenttia, edullisesti ainakin noin 50 tilavuusprosenttia typpeä, jolloin loput, mikäli sitä on, on ei-hapettavaa 30 kaasua, esim. argonia. Näissä oloissa sula alumiiniseos tunkeutuu keraamimassaan normaalissa ilmakehän paineessa muodostaen alumiini- (tai alumiiniseos-) matriisikompo-siitin. Kun haluttu määrä täyteainetta on sulan alumiiniseoksen läpitunkemaa, lasketaan lämpötilaa seoksen kiin-35 teyttämiseksi, jolloin muodostuu kiinteä metallimat-riisirakenne, joka sulkee sisäänsä lujittavan täyteai- 9 91722 neen. Tavallisesti, ja edullisesti, syötetty sula seos riittää aikaansaamaan tunkeutumisen etenemisen oleellisesti täyteainemassan rajoille. Hakemuksen 049,171 mukaisesti tuotettujen alumiinimatriisikomposiittien täyteaineen 5 määrä voi olla erittäin suuri. Tässä mielessä voidaan saavuttaa täyteaineen ja seoksen tilavuussuhteita jotka ovat suurempia kuin 1:1.
Edellä mainitun hakemuksen 049,171 mukaisissa proses-10 sioloissa alumiininitridiä voi muodostua epäjatkuvana faasina, joka on jakautunut koko alumiinimatriisiin. Nitridin määrä alumiinimatriisissa voi vaihdella sellaisten tekijöiden, kuten lämpötilan, seoksen koostumuksen, kaasun koostumuksen ja täyteaineen mukaisesti. Siten 15 voidaan yhtä tai useampaa sellaista järjestelmän tekijää säätämällä räätälöidä määrättyjä komposiitin ominaisuuksia. Joitakin loppukäyttösovellutuksia varten voi kuitenkin olla toivottavaa, että komposiitti sisältää vähän tai oleellisesti ei lainkaan alumiininitridiä.
20
On havaittu, että korkeammat lämpötilat edistävät tunkeutumista, mutta johtavat siihen, että menetelmässä herkemmin muodostuu nitridiä. Hakemuksen 049,171 mukaisessa keksinnössä sallitaan tunkeutumiskinetiikan ja nitridin muodos-25 tumisen välisen tasapainon valitseminen.
Esimerkki sopivista estovälineistä käytettäviksi metalli-matriisikomposiittien muodostamisen yhteydessä on selitetty US-hakemuksessa 141,642, jonka nimityksenä on "Menetelmä 30 metallimatriisikomposiittien valmistamiseksi estoainetta ·: käyttäen". Tämän keksinnön menetelmän mukaisesti estovä- linettä (esim. hiukkasmaista titaanidiboridia tai grafiit-tiainetta, kuten joustavaa grafiittinauhatuotetta, jota Union Carbide myy tuotenimellä Grafoil (R) ) sijoitetaan 35 täyteaineen määrätyllä rajapinnalle ja matriisiseos tunkeutuu estovälineen määrittelemään rajapintaan saakka. Estovälinettä käytetään estämään, torjumaan tai lopetta- 91 722 10 maan sulan seoksen tunkeutuminen, jolloin aikaansaadaan verkon, tai lähes verkon muotoja tuloksena olevassa metallimatriisikomposiitissa. Vastaavasti muodostetuilla metallimatriisi-komposiittikappaleilla on ulkomuoto, joka 5 oleellisesti vastaa estovälineen sisämuotoa.
US-patenttihakemuksen 049,171 mukaista menetelmää parannettiin rinnakkaisella US-patenttihakemuksella 168,284, jonka nimityksenä on "Metallimatriisikomposiitteja ja 10 tekniikoita niiden valmistamiseksi”. Mainitussa hakemuksessa esitettyjen menetelmien mukaisesti matriisimetal-liseos on läsnä metallin ensimmäisenä lähteenä ja mat-riisimetallin varastolähteenä, joka on yhteydessä sulan metallin ensimmäiseen lähteeseen, esimerkiksi painovoimai-15 sen virtauksen välityksellä. Erityisesti, mainitussa hakemuksessa esitetyissä oloissa, sulan matriisiseoksen lähde alkaa tunkeutua täyteainemassaan normaalissa ilmakehän paineessa ja aloittaa siten metallimatriisikomposii-tin muodostuksen. Sulan matriisimetallin ensimmäinen lähde 20 kulutetaan sen tunkeutuessa täyteainemassaan, ja haluttaessa sitä voidaan lisätä, edullisesti jatkuvalla tavalla, sulan matriisimetallin varastolähteestä spontaanin tunkeutumisen jatkuessa. Kun toivottu määrä läpäisevää täyteainetta on sulan matriisiseoksen läpitunkemaa, lasketaan 25 lämpötilaa seoksen kiinteyttämiseksi, jolloin muodostuu kiinteä metallimatriisistruktuuri, joka ympäröi lujittavaa täyteainetta. On ymmärrettävä, että metallivarastolähteen käyttäminen on ainoastaan mainitussa patenttihakemuksessa kuvatun keksinnön eräs suoritusmuoto, eikä varastolähteen 30 suoritusmuodon yhdistäminen jokaiseen siinä esitettyyn keksinnön vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon ole välttämätöntä, joista eräät voisivat myös olla hyödyllisiä käytettynä esillä olevan keksinnön yhteydessä.
35 Metallin varastolähdettä voi olla sellaisena määränä, että se aikaansaa riittävän metallimäärän tunkeutumisen ennalta määrätyssä määrin läpäisevään täyteaineeseen. Vaihtoehto!- 11 91722 sesti voi valinnainen estoväline olla kosketuksessa täyteaineen läpäisevään massaan ainakin sen toisella puolella rajapinnan määrittelemiseksi.
5
Lisäksi, vaikka syötetyn sulan matriisiseoksen määrän tulisi olla riittävä sallimaan spontaanin tunkeutumisen eteneminen ainakin oleellisesti täyteaineen läpäisevän massan rajapintoihin (ts. estopintoihin) saakka, varasto-10 lähteessä olevan seoksen määrä voisi ylittää sellaisen riittävän määrän niin, että on olemassa riittävä määrä seosta tunkeutumisen loppuun saattamiseksi, ja sen lisäksi ylimääräinen sula metalliseos voisi jäädä ja kiinnittyä metallimatriisikomposiittikappaleeseen. Kun siten läsnä on 15 ylimäärä sulaa seosta, tuloksena oleva kappale on kompleksinen komposiittikappale (esim. makrokomposiitti), jossa metallimatriisin läpitunkema keraamikappale suoraan sitoutuu varastolähteeseen jäävään ylimääräiseen metalliin.
20
Jokainen edellä selitetyistä rinnakkais-metallimatriisiha-kemuksista kuvaa menetelmiä metallimatriisikomposiitti-kappaleiden tuottamiseksi sekä uusia metallimatriisikom-posiittikappaleita, joita niillä tuotetaan.
25
Keksinnön mukaiselle menetelmälle metallimatriisikompo-siittikappaleen valmistamiseksi on tunnusomaista se, että matriisimetallin lähteen vierelle asetetaan oleellisesti reagoimatonta keraamista tai keraamisella päällysteellä 30 varustettua täyteainetta, että matriisimetallin lähteen ja täyteaineen väliin ainakin osalle niiden välistä rajapin-.. taa levitetään tunkeutumisen edistäjää ja/tai tunkeutumi sen edistäjän edeltäjää, ja että matriisimetallin sulamispisteen yläpuolella olevassa lämpötilassa, matriisimetal-35 Iin spontaanin tunkeutumisen sallivan tai sitä edistävän tunkeutumisatmosfäärin, joka on ainakin osan tunkeutu- 12 91722 misajasta kosketuksessa matriisimetalliin ja/tai täyteaineeseen, läsnäollessa sula matriisimetalli saatetaan spontaanisti tunkeutumaan ainakin osaan täyteainetta.
5
Edullisessa suoritusmuodossa tunkeutumisen edistäjän edeltäjää järjestetään matriisimetallia olevan kiinteän valanteen ja täyteaineen tai esimuotin läpäisevän massan väliseen rajapintaan. Tunkeutumisen edistäjän edeltäjä voi 10 olla yhteydessä tunkeutumisatmosfääriin esimerkiksi täyteaineen tai esimuotin huokoisuuden johdosta, joka sallii tunkeutumisatmosfäärin virrata sen läpi. Tunkeutumisen edistäjän edeltäjää voidaan irrallisena levittää (esim. hiukkasmaisena tai kiinteänä aineena) joko kiinteän mat-15 riisimetallivalanteen ja/tai täyteaineen tai esimuotin pinnalle. Tunkeutumisen edistäjän edeltäjää voidaan myös muodostaa lietesekoitukseksi, jota voitaisiin levittää millä tahansa sopivalla tavalla (esim. maalaamalla tai suihkuttamalla) joko kiinteän matriisimetallivalanteen 20 ja/tai täyteaineen tai esimuotin pinnalle.
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa voidaan tunkeutumisen edistäjää järjestää kiinteän matriisimetallivalanteen ja täyteaineen tai esimuotin läpäisevän massan rajapinnal-25 le. Tunkeutumisen edistäjää voidaan irrallisena levittää ·· (esim. hiukkasmaisena tai kiinteänä aineena) joko kiinteän matriisimetallivalanteen ja/tai täyteaineen tai esimuotin pinnalle. Tunkeutumisen edistäjää voidaan myös muodostaa lietesekoitukseksi, jota voitaisiin levittää millä tahansa 30 sopivalla tavalla (esim. maalaamalla tai suihkuttamalla) joko kiinteän matriisimetallivalanteen ja/tai täyteaineen ·· tai esimuotin pinnalle.
Lisäksi tunkeutumisen edistäjää ja/tai tunkeutumisen 35 edistäjän edeltäjää voidaan levittää ainoastaan (sopivin välinein) ainakin täyteaineen tai esimuotin läpäisevän massan pinnan osalle, johon tunkeutumisen tulee tapahtua.
13 91722
Sen jälkeen sula matriisimetalli saatetaan koskettamaan täyteaineen tai esimuotin pintaa, johon tunkeutumisen tulee tapahtua, niin että ainakin osa sulasta matriisime-5 tallista koskettaa tunkeutumisen edistäjää ja/tai tunkeutumisen edistäjän edeltäjää. Lisäksi ainakin prosessin jossakin vaiheessa tunkeutumisatmosfääri on yhteydessä matriisimetalliin ja/tai täyteaineeseen tai esimuottiin. Lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeu-10 tumisen edistäjän tulisi sijaita ainakin matriisimetallin ja täyteaineen tai esimuotin välisen rajapinnan osassa.
Huomattakoon, että tämä hakemus käsittelee pääasiassa alumiinimatriisimetalleja, jotka jossain metallimatriisi-15 komposiittikappaleen muodostumisen aikana ovat kosketuksessa magnesiumiin, joka toimii tunkeutumisen edistäjän edeltäjänä, tunkeutumisatmosfäärinä toimivan typen läsnäollessa. Siten alumiini/magnesium/typpi-järjestelmän matriisimetalli/tunkeutumisen edistä jän edeltäjä/tunkeutu-20 misatmosfääri-järjestelmällä esiintyy spontaania tunkeutumista. Monet muut matriisimetalli/tunkeutumisen edistäjän edeltäjä/tunkeutumisatmosfääri-järjestelmät voivat kuitenkin käyttäytyä samantapaisesti kuin alumiini/magnesium/-typpi-järjestelmä. Samantapaista spontaania tunkeutumis-25 käyttäytymistä on havaittu alumiini/strontium/typpi-järjestelmässä; alumiini/sinkki/happi-järjestelmässä; sekä alumiini/kalsium/typpi-järjestelmässä. Vastaavasti, vaikka tässä hakemuksessa käsitellään ainoastaan tässä viitattuja järjestelmiä, on ymmärrettävä, että muut metallimatrii-30 si/tunkeutumisen edistäjän edeltäjä/tunkeutumisatmosfääri -järjestelmät voivat käyttäytyä samantapaisesti.
Matriisimetallin käsittäessä alumiiniseosta saatetaan alumiiniseos kosketukseen esimuottiin, joka käsittää 35 täyteainetta (esim. alumiinioksidia tai piikarbidia) tai täyteaineen irtonaista massaa, jolloin mainitun täyteaineen tai esimuotin pinnalle on levitetty magnesiumia.
14 91722
Samaten, jos prosessi alkaa matriisimetallivalanteella, niin magnesium voitaisiin levittää kiinteän matriisimetal-lil pinnalle. Lisäksi edullisessa suoritusmuodossa alumiiniseos ja/tai täyteaine tai esimuotti asetetaan typ-5 piatmosfääriin ainakin prosessin osan aikana. Esimuotissa esiintyy spontaania tunkeutumista, ja spontaanin tunkeutumisen ja metallimatriisin muodostumisen laajuus tai nopeus vaihtelevat annetun prosessiolojen järjestelyn mukaisesti, johon sisältyy esimerkiksi järjestelmään 10 (esim. alumiiniseoksen pinnalle tai täyteaineen tai esi-muotin pinnalle) tuotetun magnesiumin pitoisuus, täyteaineen tai esimuotin hiukkasten koko ja/tai koostumus, typen pitoisuus tunkeutumisatmosfäärissä, aika jona tunkeutumisen annetaan esiintyä, ja/tai lämpötila, jossa tunkeutu-15 minen esiintyy. Spontaania tunkeutumista esiintyy tyypillisesti niin suuressa määrin, että se riittää oleellisen täydellisesti ympäröimään esimuotin tai täyteaineen.
Määritelmiä 20 "Alumiini" merkitsee ja sisältää tässä käytettynä oleellisesti puhtaan metallin (esim. suhteellisen puhtaan, kaupallisesti saatavan seostamattoman alumiinin) tai metallin ja metalliseosten muita laatuja, kuten kaupallisesti .. 25 saatavat metallit, joissa on epäpuhtauksia ja/tai jotka sallivat siinä olevan sellaisia ainesosia, kuten rautaa, piitä, kuparia, magnesiuma, mangaania, kromia, sinkkiä, jne. Tämän määritelmän tarkoituksiin oleva alumiiniseos on seos tai metallien muodostama yhdiste, jossa alumiini on 30 pääainesosana.
"Ei-hapettavan kaasun loppuosa" merkitsee tässä käytettynä sitä, että tunkeutumisatmosfäärin muodostavan primääri-kaasun lisänä oleva mikä tahansa kaasu on joko inerttiä 35 kaasua tai pelkistävää kaasua, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa prosessin olosuhteissa. Kaikkien kaasussa (kaasuissa) epäpuhtautena mahdollisesti läsnä • « i 15 91 722 olevien hapettavien kaasujen määrän tulisi olla riittämätön matriisimetallin hapettamiseen missään oleellisessa määrin prosessin olosuhteissa.
5 "Estoaine" tai "estoväline" merkitsee tässä käytettynä mitä tahansa soveltuvaa välinettä, joka vuorovaikuttaa, estää, torjuu tai lopettaa sulan matriisimetallin kulkeutumisen, siirtymisen tai vastaavan, täyteainemassan tai esimuotin rajapinnan taakse, jolloin mainittu estoväline määrittelee 10 sellaisen rajapinnan. Sopivia estovälineitä voivat olla mitkä tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa ylläpitävät jonkinasteisen eheyden eivätkä ole oleellisesti haihtuvia (ts. estoaine ei haihdu niin paljon, että siitä tulisi 15 estoaineena hyödytön).
Lisäksi sopivat "estovälineet" sisältävät aineita, joita kulkeutuva sula matriisimetalli käytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tämän tyyppisellä 20 estoaineella näyttää olevan oleellisen vähän tai ei lainkaan yhtymispyrkimystä sulaan matriisimetalliin, ja estoväline estää tai torjuu siirtymisen täyteainemassan tai esimuotin määritellyn rajapinnan yli. Estoaine vähentää mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan 25 tarvita, ja määrittelee ainakin osan tuloksena olevan metallimatriisi-komposiittituotteen pinnasta. Estoaine voi määrätyissä tapauksissa olla läpäisevää tai huokoista, tai se voidaan saattaa läpäiseväksi esimerkiksi poraamalla reikiä estoaineeseen tai lävistämällä se, niin että kaasu 30 pääsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
• I
"Jäännökset" tai "matriisimetallin jäännökset" viittaa tässä käytettynä alkuperäisen matriisimetallirungon mahdolliseen osaan, joka jää jäljelle ja joka ei ole kulunut 35 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostuksen aikana, ja tyypillisesti, jos sen annetaan jäähtyä, pysyy ainakin osittaisessa kosketuksessa muodostettuun metallimatriisi- 16 91722 komposiittikappaleeseen. Tulisi ymmärtää, että jäännökset voivat myös sisältää toista tai vierasta ainetta.
"Täyteaine" on keraaminen tai keraamisella päällysteellä 5 varustettu aine, joka muodostuu joko yksittäisestä aineksesta tai ainesseoksesta, jotka oleellisesti eivät reagoi matriisimetallin kanssa ja/tai joilla on rajoitetu liu-kenevuus matriisimetalliin, ja jotka voivat olla yksi- tai useampifaasisia. Täyteaineita voidaan järjestää lukuisissa 10 eri muodoissa, kuten jauheina, liuskoina, hiutaleina, mikropalloina, kuitukiteinä, kuplina, jne, ja ne voivat olla joko tiiviitä tai huokoisia. Keraaminen täyteaine on esim. alumiinioksidia tai piikarbidia kuituina, leikattuina kuituina, hiukkasina, kuitukiteinä, kuplina, kuulina, 15 kuitumattöinä, tai vastaavina, ja keraamisella päällys teellä varustettu täyteaine muodostuu esim. hiilikuiduista, jotka on päällystetty alumiinioksidilla tai piikarbi-dilla hiilen suojaamiseksi esim. sulan perusmetalli-alumiinin syövyttävältä vaikutukselta.
20 "Tunkeutumisatmosfääri" tässä käytettynä tarkoittaa sitä atmosfääriä, joka on läsnä ja joka vuorovaikuttaa matriisimetallin ja/tai esimuotin (tai täyteaineen) ja/tai tunkeutumisen edistäjän edeltäjän ja/tai tunkeutumisen 25 edistäjän kanssa ja sallii tai edistää matriisimetallin - spontaanin tunkeutumisen esiintymisen.
"Tunkeutumisen edistäjä" merkitsee tässä käytettynä ainetta, joka edistää tai avustaa matriisimetallin spontaania 30 tunkeutumista täyteaineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumisen edistäjä voidaan muodostaa esimerkiksi tunkeutumisen edistäjän edeltäjän reaktiolla tunkeutumisatmosfäärin kanssa 1) kaasun ja/tai 2) tunkeutumisen edistäjän edeltäjän ja tunkeutumisatmosfäärin reaktiotuotteen ja/tai 3) 35 tunkeutumisen edistäjän edeltäjän ja täyteaineen tai esimuotin reaktiotuotteen muodostamiseksi. Lisäksi tunkeutumisen edistäjää voidaan syöttää suoraan ainakin yhteen 17 91722 seuraavista: esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin, ja/tai tunkeutumisatmosfääriin; ja se voi toimia oleellisesti samalla tavalla kuin tunkeutumisen edistäjä, joka on muodostunut tunkeutumisen edistäjän edeltäjän ja jonkin 5 toisen aineen reaktiona. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen edistäjän tulisi sijaita ainakin osassa täyteainetta tai esimuottia tai niiden pinnalla spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi* 10 "Tunkeutumisen edistäjän edeltäjä" merkitsee tässä käytet tynä ainetta, joka yhdessä matriisimetallin, esimuotin ja/tai tunkeutumisatmosfäärin kanssa käytettynä muodostaa tunkeutumisen edistäjän, joka aiheuttaa tai avustaa mat-riisimetallin spontaania tunkeutumista täyteaineeseen tai 15 esimuottiin. Haluamatta sitoutua mihinkään määrättyyn teoriaan tai selitykseen, vaikuttaa siltä, että tunkeutumisen edistäjän edeltäjää pitäisi pystyä asettamaan, sen pitäisi sijaita tai sitä pitäisi voida kuljettaa sellaiseen kohtaan, joka sallii tunkeutumisen edistäjän edeltäjän olla 20 vuorovaikutuksessa tunkeutumisatmosfäärin kanssa ja/tai esimuotin tai täyteaineen ja/tai metallin kanssa. Eräissä matriisimetalli/tunkeutumisen edistäjän edeltäjä/tunkeu-tumisatmosfääri-järjestelmissä on esimerkiksi toivottavaa, että tunkeutumisen edistäjän edeltäjä höyrystyy siinä . 25 lämpötilassa jossa matriisimetalli sulaa, tämän lämpötilan lähellä, tai eräissä tapauksissa jopa jonkinverran tämän lämpötilan yläpuolella. Sellainen höyrystyminen saattaa johtaa: 1) tunkeutumisen edistäjän edeltäjän reaktioon tunkeutumisatmosfäärin kanssa sellaisen kaasun muodosta-30 miseksi, joka edistää täyteaineen tai esimuotin kostutta-.. mistä matriisimetallilla; ja/tai 2) tunkeutumisen edistä jän edeltäjän reaktioon tunkeutumisatmosfäärin kanssa sellaisen kiinteän aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan tunkeutumisen edistäjän muodostamiseksi ainakin 35 täyteaineen tai esimuotin osassa, joka edistää kostuttamista; ja/tai 3) sellaiseen tunkeutumisen edistäjän edeltäjän reaktioon täyteaineessa tai esimuotissa, joka muo- « · 18 91 722 dostaa kiinteän aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan tunkeutumisen edistäjän ainakin täyteaineen tai esimuotin osassa, joka edistää kostuttamista.
5 "Matriisimetalli" tai "matriisimetalliseos” merkitsevät tässä käytettynä sitä metallia, jota käytetään metallimat-riisikomposiitin muodostamiseksi (esim. ennen tunkeutumista) ja/tai sitä metallia, joka sekoittuu täyteaineeseen metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi 10 (esim. tunkeutumisen jälkeen). Kun matriisimetalliksi nimetään määrätty metalli, on ymmärrettävä, että sellainen matriisimetalli sisältää tämän metallin oleellisesti puhtaana metallina, kaupallisesti saatavana metallina, jossa on epäpuhtauksia ja/tai seosaineita, metallien muodostaman 15 yhdisteenä tai seoksena, jossa tämä metalli on pääasiallisena osana.
"Matriisimetalli/tunkeutumisen edistäjän edeltäjä/tunkeu-tumisatmosfääri-järjestelmä" eli "spontaani järjestelmä" 20 viittaa tässä käytettynä siihen aineiden yhdistelmään, jolla esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin ja täyteaineeseen. On ymmärrettävä, että kun esimerkin mat-riisimetallin, tunkeutumisen edistäjän edeltäjän ja tun-keutumisatmosfäärin välissä esiintyy merkki "/", sitä .. 25 käytetään merkitsemään järjestelmää tai aineiden yhdistel mää, jolla määrätyllä tavalla yhdisteltynä esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin tai täyteaineeseen.
"Metallimatriisikomposiitti" eli "MMC" merkitsee tässä 30 käytetynä ainetta, joka käsittää kaksi- tai kolmiulottei-. sesti liittyneen seoksen tai matriisimetallin, joka pitää * sisällään esimuottia tai täyteainetta. Matriisimetalli voi sisältää erilaisia seosalkuaineita, joilla aikaansaadaan erityisesti toivotut mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuu-35 det tuloksena olevassa komposiitissa.
I, 19 91722
Matriisimetallista "poikkeava" metalli merkitsee metallia, joka ei sisällä pääasiallisena ainesosana samaa metallia kuin matriisimetalli (jos esimerkiksi matriisimetallin pääasiallisena osana on alumiini, niin "poikkeavan" metal-5 Iin pääasiallisena osana voisi olla esimerkiksi nikkeli).
"Ei-reaktiivinen astia matriisimetallia varten" merkitsee mitä tahansa astiaa, joka voi sisältää täyteainetta (tai esimuotin) ja/tai sulaa matriisimetallia prosessin olois-10 sa, ja joka ei reagoi matriisin ja/tai tunkeutumisatmos-fäärin ja/tai tunkeutumisen edistäjän edeltäjän ja/tai täyteaineen tai esimuotin kanssa sellaisella tavalla, joka oleellisesti huonontaisi spontaania tunkeutumismekanis-mia.
15 "Esimuotti" tai "läpäisevä esimuotti" merkitse tässä käytettynä sellaista huokoista täytemassaa tai täyte-ainemassaa, joka valmistetaan ainakin yhdellä rajapinnalla, joka oleellisesti määrittelee tunkeutuvalle mat-20 riisimetallille rajapinnan, kuten massaa, joka riittävän hyvin pitää ehjän muotonsa ja tuorelujuuden, niin että se aikaansaa mittapysyvyyden ennen kuin matriisimetalli tunkeutuu siihen. Massan tulisi olla riittävän huokoista, niin että se sallii matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen , 25 siihen. Tyypillisesti esimuotti käsittää sidotun ryhmän tai täyteaineen järjestelyn, joko homogeenisen tai epähomogeenisen, ja se voi käsittää mitä tahansa soveltuvaa ainetta (esim. keraamisia ja/tai metallihiukkasia, jauheita, kuituja, kuitukiteitä, jne, sekä mitä tahansa näiden 30 yhdistelmää). Esimuotti voi olla joko erillisenä tai kokoonpanona.
"Varastolähde" tai varasto merkitsee tässä käytettynä erillista matriisimetallin kappaletta, joka on sijoitettu 35 täyteainemassan tai esimuotin suhteen niin, että kun metalli sulaa, se voi virrata korvaamaan, tai eräissä tapauksissa alunperin aikaansaamaan ja sen jälkeen täyden- 20 91722 tämään sitä matriisimetallin osaa, segmenttiä tai lähdettä, joka koskettaa täyteainetta tai esimuottia.
"Spontaani tunkeutuminen" merkitsee tässä käytettynä mat-5 riisimetallin tunkeutumista läpäisevään täyteainemassan tai esimuottiin, joka tapahtuu vaatimatta paineen tai tyhjön käyttämistä (ei ulkoisesti kohdistettua eikä sisäisesti kehitettyä).
10 Seuraava kuvio on järjestetty keksinnön ymmärtämisen tueksi, mutta sitä ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnön suoja-alaa. Kuviossa on käytetty mahdollisuuksien mukaan samoja viitenumeroita osoittamaan samanlaisia osia, jolloin: 15
Kuvio 1 on kaaviollinen näkymä sivulta päin poikkileikkauksena, jossa esitetään keraamisen täyteaineen ja alumiiniseoksen välissä oleva kerros magnesiumkierteitä, jolloin koko yhdistelmä on 20 tulenkestävässä astiassa, niin että sitä käsi tellään esimerkin 1 menetelmien mukaisesti.
Esillä oleva keksintö liittyy metallimatriisi-komposiit-tikappaleen muodostamiseen antamalla sulan matriisimetal-.. 25 Iin spontaanisti tunkeutua täyteaineen tai esimuotin * irtonaiseen massaan. Erityisesti tunkeutumisen edistäjä ja/tai tunkeutumisen edistäjän edeltäjä voidaan levittää matriisimetallin ja täyteaineen tai esimuotin rajapinnalle ennen spontaanin tunkeutumisen tapahtumista, tai sitä 30 voidaan levittää oleellisesti jatkuvasti kun sula mat-riisimetalli koskettaa täyteainetta tai esimuottia. Lopuk- t * si, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeutumisen edistäjän tulisi sijaita ainakin matriisimetallin ja täyteaineen tai esimuotin välisen rajapinnan osassa ja/tai 35 ainakin täyteaineen tai esimuotin osassa.
t *1 21 91722
Erityisesti tunkeutumisen edistäjän edeltäjä voidaan ainakin osaksi saattaa reagoimaan tunkeutumisatmosfäärin kanssa, niin että tunkeutumisen edistäjää voi muodostua ainakin täyteaineen tai esimuotin osassa ennen tai oleel-5 lisesti jatkuvasti kun sula matriisimetalli koskettaa täyteainetta tai esimuottia (esim. jos tunkeutumisen edistäjän edeltäjänä olisi magnesiumia ja tunkeutumisatmosfäärinä typpeä, niin tunkeutumisen edistäjä voisi olla magnesiumnitridiä, joka voisi sijaita ainakin osassa 10 esimuottia tai täyteainetta).
Esimerkkinä matriisimetalli/tunkeutumisen edistäjän edeltä jä/tunkeutumisatmosfääri- järjestelmästä on alumiini/ magnesium/typpi-järjestelmä. Erityisesti voi alumiinimat-15 riisimetalli olla sopivassa tulenkestävässä astiassa, joka prosessioloissa ei reagoi alumiinimatriisimetallin ja/tai täyteaineen tai esimuotin kanssa, kun alumiini sulatetaan. Täyteaine tai esimuotti voi sisältää pinnallaan magnesiumia, ja se voidaan ainakin prosessin jossakin vai-20 heessa altistaa typpiatmosfäärille. Kun sulan alumiinimatriisimetallin annetaan koskettaa magnesiumia pinnallaan sisältävää esimuottia tai täyteainetta, matriisimetalli tunkeutuu spontaanisti täyteaineeseen tai esimuottiin.
25 Lisäksi tunkeutumisen edistäjän edeltäjän syöttämisen sijasta voidaan syöttää tunkeutumisen edistäjää suoraan ainakin joko täyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai mat-riisimetalliin, niiden väliseen rajapintaan.
30 Niissä oloissa, joita käytetään esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä, alumiini/magnesium/typpi-spon-• taanissa tunkeutumisjärjestelmän tapauksessa täyteaineen tai esimuotin tulisi olla riittävän läpäisevää, jotta typpeä sisältävä kaasu voisi tunkeutua täyteaineeseen tai 35 esimuottiin prosessin jonkin vaiheen aikana ja/tai koskettaa sulaa matriisimetallia. Lisäksi läpäisevässä täyteaineessa tai esimuotissa voi tapahtua sulan matriisimetallin 22 91722 tunkeutumista, joll.oin aiheutuu sulan matriisimetallin spontaani tunkeutuminen typen läpäisemään täyteaineeseen tai esimuottiin, niin että se muodostaa metallimatriisi-komposiittikappaleen ja/tai sattaa typen reagoimaan tun-5 keutumisen edistäjän edeltäjän kanssa tunkeutumisen edistäjän muodostamiseksi täyteaineen tai esimuotin pinnalle, ja/tai ainakin osittain esimuottiessa tai esimuotissa, aiheuttaen näin spontaanin tunkeutumisen. Spontaanin tunkeutumisen määrä tai nopeus ja metallimatriisikomposiitin 10 muodostuminen vaihtelee prosessiolojen annetun yhdistelmän mukaisesti, joita ovat mm. täyteaineen tai esimuotin pinnalle asetetun magnesiumin määrä, esimuotin tai täyteaineen pinnalle tai ainakin osaksi täyteaineeseen tai esimuottiin asetetun tai muodostuneen magnesiumnitridin 15 määrä, muiden seosalkuaineiden (esim. pii, rauta, kupari, mangaani, kromi, sinkki, ja vastaavat) läsnäolo, täyteaineen keskimääräinen koko (esim. hiukkashalkaisija), täyteaineen pintatila ja tyyppi, tunkeutumisatmosfäärin typpipitoisuus, tunkeutumiselle annettu aika ja lämpötila, 20 jossa tunkeutuminen tapahtuu.
Annettaessa vertailun vuoksi esimerkiksi sulan alumiini-matriisimetallin tunkeutumisen tapahtua spontaanisti, voidaan alumiini seostaa ainakin noin 1 painoprosentilla, ja 25 edullisesti ainakin noin 3 painoprosentilla magnesiumia “ (joka toimii tunkeutumisen edistäjän edeltäjänä), seoksen painon perusteella. Muita seosalkuaineita, kuten edellä on selitetty, voidaan myös sisällyttää matriisimetalliin sen määrättyjen ominaisuuksien räätälöimiseksi. (Lisäksi li-30 säseosalkuaineet voivat vaikuttaa matriisin alumiinimetal-lissa tarvittavan magnesiumin määrään, niin että se johtaa spontaaniin tunkeutumiseen täyteaineeseen tai esimuottiin.) Magnesiumin häviämistä spontaanista järjestelmästä, esimerkiksi höyrystymisen vuoksi, ei saisi tapahtua niin 35 suuressa määrin, ettei magnesiumia ole läsnä muodostamaan tunkeutumisen edistäjää. Siten on toivottavaa, että aluksi käytetään riittävää seosalkuaineiden määrää jotta spontaa- 23 91722 ni tunkeutuminen voisi tapahtua höyrystymisen sitä haittaamatta. Magnesiumin läsnäolo joko täyteaineen tai esi-muotin pinnalla ja/tai matriisimetallin pinnalla voi kuitenkin johtaa magnesiumin spontaania tunkeutumista 5 varten vaadittavan määrän pienenemiseen (jota selitetään yksityiskohtaisemmin alempana).
Typpiatmosfäärissä olevan typen määrä vaikuttaa myös metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostumisnopeu-10 teen. Erityisesti jos atmosfäärissä on alle 10 tilavuusprosenttia typpeä, niin spontaania tunkeutumista esiintyy hyvin hitaasti tai hyvin vähän. On havaittu, että on edullista kun atmosfäärissä on ainakin 50 tilavuusprosenttia typpeä, jolloin aikaansaadaan lyhyempiä tunkeutu-15 misaikoja paljon suuremmasta tunkeutumismäärästä johtuen. Tunkeutumisatmosfääri (esim. typpeä sisältävä kaasu) voidaan syöttää suoraan täyteaineseen tai esimuottiin ja/tai matriisimetalliin, tai se voidaan tuottaa aineen hajoamisen tuloksena.
20
Magnesiumin vähimmäismäärä, joka on sijoitettava matriisimetallin ja täyteaineen tai esimuotin rajapinnalle keraamisen täytetyn metallimatriisikomposiitin aikaansaamiseksi, riippuu yhdestä tai useammasta tekijästä, kuten 25 prosessin lämpötilasta, ajasta, muiden seostusalkuaineiden " kuten piin tai sinkin läsnäolosta, täyteaineen luonteesta, atmosfäärin typpisisällöstä, ja typpiatmosfäärin virtaus-määrästä. Voidaan käyttää alempia lämpötiloja tai lyhyempiä kuumennusaikoja täydellisen tunkeutumisen aikaansaamisek-30 si, kun seoksen ja/tai esimuotin magnesiumpitoisuutta nostetaan. Samaten annetulla magnesiumpitoisuudella määrättyjen lisäseostusalkuaineiden, kuten sinkin lisääminen mahdollistaa alempien lämpötilojen käyttämisen.
35 Vertailun vuoksi esimerkiksi matriisimetallin magnesium-pitoisuutta toimivan alueen alapäässä, esim välillä noin 1-3 painoprosenttia, voidaan käyttää yhdessä ainakin 24 91722 jonkin seuraavien kanssa: vähimmäisprosessilämpötilan ylittävä lämpötila, suuri typpipitoisuus, tai yksi tai useampia lisäseostusalkuaineita. Lisäksi, ellei täyteaineeseen tai esimuottiin lisätä lainkaan magnesiumia, 5 pidetään välillä noin 3-5 painoprosenttia magnesiumia sisältäviä seoksia edullisina, johtuen niiden yleisestä käyttökelpoisuudesta laajoilla prosessiolojen alueilla, jolloin ainakin 5 painoprosenttia pidetään edullisena käytettäessä alempia lämpötiloja ja lyhyempiä aikoja. 10 Alumiiniseoksessa voidaan käyttää 10 painoprosentin ylittäviä magnesiumpitoisuuksia tunkeutumiseen vaadittavien lämpötilaolojen muuntelemiseksi. Magnesiumpitoisuutta voidaan pienentää muiden seostusalkuaineiden yhteydessä, mutta nämä alkuaineet palvelevat ainoastaan lisätoiminto-15 ja, ja niitä käytetään edellä mainitun magnesiumin minimimäärän tai sen ylittävän määrän kanssa. Esimerkiksi oleellisesti mitään tunkeutumista ei esiintynyt nimellisesti puhtaalla alumiinilla, jota oli seostettu vain 10 % piillä, 1000°C lämpötilassa, alustaan 39 Crystolon (99 % 20 puhdasta piikarbidia Norton Co:lta), jonka raekoko oli 500 mesh (mesh = seulan aukkojen lukumäärä tuumaa kohti). Magnesiumin läsnäollessa on kuitenkin piin havaittu edistävän tunkeutumisprosessia.
25 Magnesiumin määrä kuitenkin vaihtelee, jos sitä syötetään *· yksinomaan esimuottiin tai täyteaineeseen. On havaittu, että spontaani tunkeutuminen tapahtuu, kun spontaaniin järjestelmään syötetään pienempi painoprosentti magnesiumia, jos ainakin jokin määrä syötetyn magnesiumin koko-30 naismäärästä sijoitetaan esimuottiin tai täyteaineeseen. Saattaa olla toivottavaa, että magnesiumia järjestetään ‘ pienempi määrä, jotta vältettäisiin ei-toivottujen metal- liyhdisteiden syntyminen metallimatriisi-komposiittikap-paleeseen.
Esimuotin ollessa piikarbidia on havaittu, että matriisime-talli tunkeutuu spontaanisti esimuottiin, kun esimuotti 35 25 91722 saatetaan kosketukseen alumiinimatriisimetallin kanssa, esimuotin sisältäessä ainakin 1 painoprosenttia magnesiumia ja oleellisesti puhtaan typpiatmosfäärin läsnäollessa. Alumiinioksidi-esimuotin tapauksessa hyväksyttä-5 vän spontaanin tunkeutumisen saavuttamiseksi vaadittu magnesiumin määrä on hieman suurempi. Erityisesti on havaittu, että kun samantapainen alumiinimatriisimetalli saatetaan koskettamaan alumiinioksidi-esimuottia, likimain samassa lämpötilassa kuin alumiini joka tunkeutui 10 piikarbidi-esimuottiin, ja saman typpiatmosfäärin läsnäollessa, niin saatetaan tarvita ainakin noin 3 painoprosenttia magnesiumia samanlaisen spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kuin se joka saavutettiin juuri edellä kuvatun piikarbidi-esimuotin yhteydessä. Syöttämäl-15 lä spontaaniin järjestelmään tunkeutumisen edistäjän edeltäjää ja/tai tunkeutumisen edistäjää seoksen pinnalle ja/tai esimuotin tai täyteaineen pinnalle ennen kuin matriisimetallin annetaan tunkeutua täyteaineeseen tai esimuottiin, voidaan kuitenkin spontaanin tunkeutumisen 20 aikaansaamiseksi vaadittavan magnesiumin määrää vähentää. Jos magnesiumia levitettäisiin matriisimetallin pinnalle, saattaa olla edullista, että mainittu pinta olisi se pinta, joka on lähimpänä tai edullisesti kosketuksessa täyteaineen läpäisevään massaan tai päinvastoin.
25
Lisäksi on mahdollista, että pinnalle levittämisen, seos-tamisen ja magnesiumin sijoittamisen ainakin esimuotin osaan, joitakin yhdistelmiä voitaisiin käyttää. Sellaiset yhdistelmät tunkeutumisen edistäjän (edistäjien) ja/tai 30 tunkeutumisen edistäjän edeltäjän (edeltäjien) levittämisessä saattaisivat johtaa alumiinimatriisimetallin esi-• muottiin tunkeutumisen edistämiseen vaadittavan magnesi umin kokonaispainoprosenttimäärän pienenemiseen, samoinkuin alempien lämpötilojen saavuttamiseen, joissa 35 tunkeutumista voi esiintyä. Lisäksi magnesiumin läsnäolosta johtuva metallien epätoivottujen keskinäisten yhdisteiden muodostuminen voitaisiin myös minimoida.
26 91722
Yhden tai useamman lisäseosalkuaineen käyttäminen ja ympäröivän kaasun typpipitoisuus vaikuttavat myös mat-riisimetallin nitrautumiseen annetussa lämpötilassa. Esimerkiksi voidaan seokseen sisällyttää tai seoksen pinnalle 5 levittää sellaisia lisäseosalkuaineita kuin sinkkiä tai rautaa tunkeutumislämpötilan alentamiseksi ja siten muodostuvan nitridin määrän pienentämiseksi, kun taas kaasussa olevan typen pitoisuuden lisäämistä voitaisiin käyttää nitridin muodostumisen edistämiseen.
10
Seoksen ja/tai täyteaineen tai esimuotin ainakin yhdelle pinnalle asetetun magnesiumin pitoisuus pyrkii myös vaikuttamaan tunkeutumisen määrään annetussa lämpötilassa. Vastaavasti eräissä tapauksissa, joissa pieni määrä tai ei 15 lainkaan magnesiumia saa olla kosketuksessa suoraan esi-muottiin tai täyteaineeseen, saattaa olla edullista, että ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia sisällytetään seokseen spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tätä arvoa pienemmät seosmäärät, kuten 1 painoprosentti magnesiumia, 20 saattaa vaatia korkeammat prosessilämpötilat tai lisäseosalkuaineita tunkeutumista varten. Tämän keksinnön spontaanin tunkeutumisprosessin toteuttamiseksi vaadittu lämpötila voi olla alempi: 1) kun yksinomaan seoksen magnesiumpitoisuutta nostetaan, esim. ainakin noin 5 25 painoprosenttiin; ja/tai 2) kun seostavia aineita sekoitetaan täyteaineen läpäisevään massaan; ja/tai 3) kun alumiiniseoksessa on toista alkuainetta, kuten sinkkiä tai rautaa. Lämpötila voi myös vaihdella eri täyteaineilla. Yleensä esiintyy spontaania ja etenevää tunkeutumista 30 prosessilämpötilassa, joka on ainakin noin 675°C, edullisesti prosessilämpötilassa, joka on ainakin noin 750 -1 800°C. Yleensä yli 1200°C olevat lämpötilat eivät näytä edistävän prosessia, ja erityisen käyttökepoiseksi lämpötilaksi on havaittu alue noin 675°C - noin 1200°C. Kuitenkin 35 yleisenä sääntönä spontaanin tunkeutumisen lämpötila on sellainen lämpötila, joka on matriisimetallin sulamispisteen yläpuolella mutta matriisimetallin höyrystymislämpö- 27 91722 tilan alapuolella. Lisäksi spontaanin tunkeutumisen lämpötilan tulisi olla täyteaineen sulamispisteen alapuolella. Edelleen, kun lämpötilaa nostetaan, kasvaa pyrkimys matriisimetallin ja tunkeutumisatmosfäärin välisen reak-5 tiotuotteen muodostamiseen (esim. alumiinimatriisimetal-lin ja typpeä olevan tunkeutumisatmosfäärin tapauksessa saattaa muodostua alumiininitridiä). Sellaiset reaktiotuotteet saattavat olla toivottavia tai ei-toivottuja, riippuen metallimatriisi-komposiittikappaleen aiotusta 10 käytöstä. Lisäksi tyypillisesti käytetään sähkövastuskuu-mennusta tunkeutumislämpötilojen saavuttamiseksi. Keksinnön yhteydessä käytettäväksi hyväksytään kuitenkin mikä tahansa kuumennusväline, joka voi saattaa matriisimetallin sulamaan ja joka ei vaikuta haitallisesti spontaaniin 15 tunkeutumiseen.
Esillä olevassa menetelmässä esimerkiksi täyteaineen tai esimuotin läpäisevä massa saatetaan kosketukseen sulan alumiinin kanssa typpeä sisältävän kaasun ollessa läsnä 20 ainakin jossakin prosessin vaiheessa. Typpeä sisältävää kaasua voidaan syöttää ylläpitämään jatkuva kaasun virtaus kosketukseen ainakin joko täyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai sulaan alumiinimatriisimetalliin. Vaikkei typpeä sisältävän kaasun virtausmäärä ole kriittinen, pidetään 25 edullisena että virtausmäärä on riittävä kompensoimaan : nitridin muodostumisesta seosmatriisissa johtuva mahdol linen typen häviäminen atmosfääristä, sekä estämään tai torjumaan ilman sisään pääseminen, jolla voi olla hapettava vaikutus sulaan metalliin.
30 . Metallimatriisikomposiitin muodostamismenetelmää voidaan soveltaa täyteaineiden laajaan valikoimaan, ja täyteaineiden valinta riippuu sellaisista tekijöistä, kuten mat-riisiseoksesta, prosessin olosuhteista, sulan mat-35 riisiseoksen reaktiivisuudesta täyteaineen kanssa, sekä lopulliselle komposiittituotteelle haetuista ominaisuuksista. Kun matriisimetallina on esimerkiksi alumiini, 28 91722 lukeutuvat sopiviksi täyteaineiksi a) oksidit, esim. alumiinioksidi, b) karbidit, esim* piikarbidi, c) boridit, esim. alumiinidodekaboridi, ja d) nitridit, esim. alu-miininitridi. Mikäli täyteaine pyrkii ragoimaan sulan 5 alumiinimatriisimetallin kanssa, tämä voidaan ottaa huomioon minimoimalla tunkeutumisaika ja -lämpötila tai järjestämällä reagoimaton päällystys täyteaineelle. Täyteaine voi käsittää alustan, kuten hiiltä tai ei-keraamista ainetta, jonka päällä on keraaminen päällystys alustan 10 suojäämiseksi syöpymiseltä tai heikkenemiseltä. Sopivia keraamipäällysteitä ovat mm. oksidit, karbidit, boridit ja nitridit. Esillä olevassa menetelmässä käytettäviksi edullisina pidettyjä keraameja ovat mm. alumiinioksidi ja piikarbidi hiukkasten, hiutaleiden, kuitukiteiden ja kui-15 tujen muodossa. Kuidut voivat olla epäjatkuvia (leikatussa muodossa) tai jatkuvan säikeen muodossa, kuten monisäikeiset langat. Lisäksi täyteaine tai esimuotti voi olla homogeeninen tai epähomogeeninen.
20 On myös havaittu, että määrätyillä täyteaineilla esiintyy suurempaa tunkeutumista suhteessa täyteaineisiin, joilla on samantapainen kemiallinen koostumus. Esimerkiksi US-pa-tentissa 4,713,360 (nimitys "Uusia keraamisia aineita ja menetelmiä niiden valmistamiseksi" ) kuvatulla menetelmällä 25 valmistetuilla murskatuilla alumiinioksidi-kappaleilla on edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallisesti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Lisäksi rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessa 819,397 (nimitys: "Komposiittikeraamisia esineitä ja niiden valmistus-30 menetelmä" ) esitetyllä menetelmällä tehdyillä murskatuilla . alumiinioksidikappaleilla on myös edulliset tunkeutu misominaisuudet verrattuna kaupallisesti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Edellä mainitut patenttijulkaisut esitetään tässä nimenomaisina viittauksina. Näin 35 ollen on havaittu, että täydellinen tunkeutuminen keraamista ainetta olevaan läpäisevään massaan voi tapahtua alemmissa tunkeutumislämpötiloissa ja/tai lyhyemmillä tun- 91 722 29 keutumisajoilla käyttäen puristettuja tai murskattuja kappaleita, jotka on valmistettu edellä mainittujen patenttijulkaisujen mukaisella menetelmällä.
5 Täyteaineen koko ja muoto voi olla mikä tahansa sellainen, joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Siten aine voi olla hiukkasten, kuituki-teiden, hiutaleiden tai kuitujen muodossa, koska täyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan käyttää 10 muitakin muotoja, kuten kuulia, pieniä putkia, pellettejä, tulenkestävää kuitukangasta, ja vastaavia. Lisäksi aineen koko ei rajoita tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saatetaan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi lämpötila tai pidempi aika kuin suuremmilla 15 hiukkasilla. Lisäksi (esimuotiksi muotoillun) täyte-ainemassan tulisi tunkeutumista varten olla läpäisevää (ts. sen tulisi olla sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisat-mosfääriä läpäisevää).
20 Täyteaineen tai esimuotin koko ja muoto voi olla mikä tahansa sellainen, joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Siten aine voi olla hiukkasten, kuitukiteiden, hiutaleiden tai kuitujen muodossa, koska täyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan 25 käyttää muitakin muotoja, kuten kuulia, pieniä putkia, pellettejä, tulenkestävää kuitukangasta, ja vastaavia. Lisäksi aineen koko ei rajoita tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saatetaan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi lämpötila tai pidempi aika 30 kuin suuremmilla hiukkasilla. Lisäksi (mahdollisesti esimuotiksi muotoillun) täyteainemassan tulisi tunkeutumista varten olla läpäisevää, ts. sen tulisi olla sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisatmosfääriä läpäisevää.
35 Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä metallimatrii-si-komposiittikappaleiden mu odos taimi seksi sallii oleellisesti yhtenäisten metallimatriisikomposiittien valmista- 30 91722 inisen, joilla on suuri tilavuusosa täyteainetta ja pieni huokoisuus, koska ne eivät ole riippuvaisia paineen käyttämisestä sulan matriisimetallin puristamiseksi esi-muottiin tai täyteainemassaan. Suurempia täyteaineen ti-5 lavuusosuuksia voidaan aikaansaada käyttämällä alussa täyteainemassaa, jolla on pienempi huokoisuus. Suurempia tilavuusosuuksia voidaan myös aikaansaada silloin, jos täyteainemassa tiivistetään tai tehdään muulla tavalla tiiviimmäksi, edellyttäen ettei massaa muuteta joko täysin 10 tiiviiksi suljetuin kennohuokosin tai täysin tiiviiksi rakenteeksi, mikä estäisi sulan seoksen tunkeutumisen.
On havaittu, että alumiinin tunkeutumista ja matriisin muodostumista varten keraamisen täyteaineen ympärille voi 15 keraamisen täyteaineen kostutus alumiinimatriisimetallil-la olla tärkeä osa tunkeutumismekanismista. Lisäksi alhaisissa prosessilämpötiloissa esiintyy erittäin vähän tai häviävän vähän metallin nitridiksi muuttumista, jonka takia saadaan erittäin vähäinen epäjatkuva alumiininitridin 20 faasi metallimatriisiin jakautuneena. Kun lähestytään lämpötila-alueen yläpäätä, tapahtuu kuitenkin todennäköisemmin metallin nitridiksi muuttumista. Siten voidaan säätää nitridifaasin osuutta metallimatriisissa muuttamalla lämpötilaa, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Ne määrätyt 25 lämpötilat, joissa nitridin muodostuminen tulee merkittä-: vämmäksi, muuttuvat myös sellaisista tekijöistä riippuen, kuten käytetty matriisimetallin seos ja sen määrä suhteessa täyteaineen tai esimuotin määrään, täyteaineen määrä johon tunkeutumisen on tapahduttava, sekä tunkeutumisatmosfäärin 30 typpipitoisuus. Esimerkiksi alumiininitridin muodostumisen määrän uskotaan määrätyssä prosessilämpötilassa kasvavan, kun seoksen kyky täyteaineen kostuttamiseen pienenee ja kun atmosfäärin typpipitoisuus kasvaa.
35 Sen vuoksi on mahdollista räätälöidä metallimatriisin rakennetta komposiitin muodostuksen aikana, niin että voidaan antaa tuloksena olevalle tuotteelle määrätyt 31 91722 ominaisuudet. Annetulla järjestelmällä voidaan prosessin olosuhteet valita nitridin muodostuksen säätämiseksi. Alumiininitridiä sisältävällä komposiittituotteella on eräitä ominaisuuksia, jotka voivat olla edullisia tuotteen 5 suorituskyvylle tai parantaa niitä. Lisäksi alumiiniseoksen spontaanin tunkeutumisen edullinen lämpötila-alue voi vaihdella käytetystä keraamisesta aineesta riippuen. Kun täyteaineena on alumiinioksidia, ei tunkeutumisen lämpötilan tulisi ylittää 1000°C, mikäli halutaan, ettei 10 matriisin muovattavuus oleellisesti pienene merkittävän nitridin muodostumisen johdosta. Lämpötilan 1000°C ylittäviä lämpötiloja voidan kuitenkin käyttää, mikäli halutaan tuottaa komposiitti, jonka matriisilla on heikompi muovattavuus ja suurempi jäykkyys. Piikarbidiin tunkeutumista 15 varten voidaan käyttää korkeampia, noin 1200°C lämpötiloja, koska piikarbidia täyteaineena käytettäessä alumiiniseoksesta syntyy vähemmän nitridejä, kuin alumiinioksideja täyteaineena käytettäessä* 20 Lisäksi on mahdollista käyttää matriisimetallin varasto-lähdettä täyteaineen täydellisen tunkeutumisen varmistamiseksi ja/tai syöttää toista metallia, jolla on erilainen koostumus kuin matriisimetallin ensimmäisellä lähteellä. Eräissä tapauksissa voi erityisesti olla toivottavaa 25 käyttää varastolähteessä matriisimetallia, joka koostumuk-: seitaan poikkeaa matriisimetallin ensimmäisestä lähteestä.
Jos esimerkiksi alumiiniseosta käytetään ensimmäisenä matriisimetallin lähteenä, niin varastolähteen metallina voitaisiin käyttää näennäisesti mitä tahansa toista metal-30 lia tai metalliseosta, joka on sulanut prosessilämpötilas-sa. Sulat metallit ovat usein hyvin sekoittuvia toistensa kanssa, mikä johtaisi varastolähdemetallin sekoittumiseen matriisimetallin ensimmäiseen lähteeseen niin kauan kuin annetaan riittävästi aikaa sekoittumista varten. Käytet-35 täessä ensimmäisen matriisimetallin lähteestä poikkeavan koostumuksen omaavaa varastolähdemetallia, on siten mahdollista räätälöidä metallimatriisin ominaisuuksia eri- 32 91722 laisten toimintavaatimusten täyttämiseksi ja siten räätälöidä metallimatriisikomposiitin ominaisuuksia.
Estovälinettä voidaan myös käyttää esillä olevan keksinnön 5 yhteydessä. Tämän keksinnön yhteydessä käytettävä estovä-line voi erityisesti olla mikä tahansa soveltuva väline, joka vuorovaikuttaa, estää ja lopettaa sulan matriisiseok-sen (esim. alumiiniseos) kulkeutumisen, siirtymisen tai vastaavan täyteaineen määritellyn rajapinnan ohi. Sopivia 10 estovälineitä voivat olla mitkä tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa ylläpitävät jonkinasteisen eheyden eivätkä ole haihtuvia, ja jotka edullisesti ovat prosessissa käytettyä kaasua läpäiseviä, ja jotka samoin pystyvät 15 paikallisesti estämään, pysäyttämään, vuorovaikutteinaan, torjumaan, jne, jatkuvan tunkeutumisen tai minkä tahansa muun liikkeen täyteaineen määritellyn rajapinnan ohi.
Soveltuvat estovälineet sisältävät aineita, joita kulkeu-20 tuva sula matriisimetalli käytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tämän tyyppisellä esto-aineella näyttää olevan oleellisen vähän tai ei lainkaan yhtymispyrkimystä sulaan matriisimetalliin, ja estoväline estää tai torjuu siirtymisen täyteainemassan tai esimuotin 25 määritellyn rajapinnan yli. Estoaine vähentää mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita metal-limatriisikomposiittituotteella. Kuten edellä mainittiin, tulisi estoaineen edullisesti olla läpäisevää tai huokoista, tai se voidaan saattaa läpäiseväksi esimerkiksi 30 poraamalla reikiä estoaineeseen tai lävistämällä se, niin että kaasu pääsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
Soveltuvia estoaineita, jotka ovat erityisen edullisia 35 alumiinimatriisiseoksilla, ovat niitä, jotka sisältävät hiiltä, erityisesti hiilen kiteiset allotrooppiset muodot, jotka tunnetaan grafiittina. Grafiittia ei oleellisesti » · 33 91722 voida kostuttaa kuvatuissa prosessiolosuhteissa sulalla alumiiniseoksella. Erityisen edullinen grafiitti on gra-fiittinauhatuote, jota myydään tuotenimellä Grafoil (R), jonka tavaramerkin haltija on Union Carbide. Tällä gra-5 fiittinauhalla on tiivistäviä ominaisuuksia, jotka estävät sulaa alumiiniseosta kulkeutumasta täyteaineen määritellyn rajapinnan ohi. Tämä grafiittinauha on myös kuumuutta kestävä ja kemiallisesti inertti. Grafoil (R) -grafiitti-aine on taipuisaa, kestävää, mukautuvaa ja joustavaa. Sitä 10 voidaan valmistaa useissa muodoissa sopimaan esto-ainesovellutuksiin. Grafiittiestovälinettä voidaan kuitenkin käyttää lietteenä tai tahnana tai jopa maalikalvona täyteaineen tai esimuotin rajapinnalla tai sen ympärillä. Grafoil (R) -tuotetta pidetään erityisen edullisena, koska 15 se on taipuisan grafiittiarkin muodossa. Käytössä tämä paperin tapainen grafiitti yksinkertaisesti muovaillaan täyteaineen tai esimuotin ympärille.
Muita edullisia estoaineita alumiinimetallimatriisiseok-20 sille typessä ovat siirtymämetalliboridit (esim. ti-taanidiboridi (TiB2)), joita sulat alumiinimetalliseokset eivät tätä ainetta määrätyissä prosessioloissa käytettäessä pysty kostuttamaan. Tämän tyyppisellä estoaineella prosessilämpötilan ei tulisi ylittää noin 875°C, koska 25 muutoin estoaineen vaikutus vähenee, ja itse asiassa ** korkeammassa lämpötilassa esiintyy tunkeutumista estoai- neeseen. Siirtymämetalliboridit ovat tyypillisesti hiuk-kasmuodossa (1 - 30 mikrometriä). Estoaineet voidaan levittää lietteenä tai tahnana edullisesti esimuotiksi 30 muotoillun läpäisevän keraamisen täyteaineen massan rajapinnoille.
Alumiinimetallimatriisiseoksia varten typessä muut käyttökelpoiset estoaineet sisältävät vaikeasti haihtuvia 35 orgaanisia yhdisteitä, jotka levitetään kalvona tai kerroksena täyteaineen tai esimuotin ulkopinnalle. Poltettaessa typessä, erityisesti tämän keksinnön mukaisissa 34 91722 prosessioloissa, orgaaninen yhdiste hajoaa, jättäen jälkeensä hiilinokikalvon. Orgaaninen yhdiste voidaan levittää tavanomaisin keinoin, kuten maalaamalla, suihkuttamalla, upottamalla, jne.
5
Lisäksi voivat hienoksi jauhetut hiukkasmaiset aineet toimia estoaineena, jos hiukkasmaiseen aineeseen tunkeutuminen esiintyy nopeudella, joka on hitaampi kuin tunkeu-tumisnopeus täyteaineeseen.
10
Siten voidaan estoainetta levittää millä tahansa sopivalla tavalla, kuten peittämällä määritelty rajapinta estoväli-neen kerroksella. Sellainen estovälineen kerros voidaan muodostaa maalaamalla, upottamalla, silkkipainatuksella, 15 höyrystämällä, tai levittämällä estovälinettä muilla tavoin neste-, liete- tai tahnamuodossa, tai sputteroimalla höyrystyvää estovälinettä, tai yksinkertaisesti kerrostamalla kiinteän hiukkasmaisen estovälineen kerros, tai levittämällä estovälineen kiinteä ohut arkki tai kalvo 20 määritellylle rajapinnalle. Kun estoväline on paikallaan, spontaani tunkeutuminen päättyy oleellisesti silloin, kun tunkeutuva matriisimetalli saavuttaa määritellyn rajapinnan ja koskettaa estovälinettä.
25 Välittömästi seuraavassa olevat esimerkit sisältävät esillä olevan keksinnön erilaisia demonstraatioita. Näitä esimerkkejä on kuitenkin pidettävä havainnollistavina, eikä niitä pidä ymmärtää keksinnön suoja-alaa rajoittavina, joka määritellään oheisissa patenttivaatimuksissa.
30
Esimerkki 1
Kuvio 1 esittää poikkileikkauksena järjestelyn, jota voidaan käyttää metallimatriisi-komposiittikappaleen muo-35 dostamiseksi. Tarkemmin ottaen täyteainetta 3, joka käsittää 220 grit (seulamitta, grit = noin 75 mikrometriä) piikarbidia, jota tomittaa Norton Co. ja jota myydään i 35 91722 tuotenimella 38 Alundum, asetettiin tulenkestävään astiaan 1. Tulenkestävä astian 1 mitat olivat noin 100 mm x 45 mm x 19 mm, ja se käsitti erittäin puhdasta alumiinioksidia (BTC-AL-99,7 %, Bolt Technical Ceramics, Inc., Conroe, 5 Texas). Magensiumkierteiden kerros 4, jonka paino oli noin 2,7 g, ja jota saatiin yhtiöstä Aesar, Johnson Matheytn divisioona, asetettiin alumiinioksidi-täyteaineen 3 yläpinnalle. Kooltaan noin 50 mm x 25 mm x 12 mm, noin 41,9 g painava matriisimetalliseos 2 asetettiin magnesiumkier-10 teiden kerroksen 4 päälle. Seos 2 oli kaupallisesti saatavaa alumiiniseosta, joka tunnetaan nimellä 1100-alu-miini, joka sisälsi noin 99 painoprosenttia Ai ja pieniä määriä epäpuhtauksia, mukaan lukien Zn, Cu, Fe, Si ja Mn. Tulenkestävä astia 1 ja sen sisältö asetettiin sähkövas- 15 tusputkiuuniin, säädetyllä atmosfäärillä, joka sitten _2 suljettiin ja tyhjennettiin noin 1 x 10 torr tyhjöön, jonka jälkeen siihen palautettiin muokkauskaasua, joka sisältää noin 96 tilavuusprosenttia typpeä ja 4 tilavuusprosenttia vetyä, jota virtasi jatkuvasti määränä noin 0,25 20 1/minuutti. Uunin lämpötila nostettiin sitten noin 875°C lämpötilaan noin 150°C/h nopeudella; pidettiin noin 875°C:ssa 5 tunnin ajan; ja laskettiin sitten huoneenlämpötilaan noin 200°C/h nopeudella. Astia 1 sisältöineen poistettiin uunista, jolloin havaittiin, että seos 2 oli 25 oleellisen täydellisesti tunkeutunut täyteaineeseen 3.
Esimerkki 2
Esimerkin 1 menettely toistettiin, sillä poikkeuksella, 30 että 1,3 g verran Mg-kierroksia 4 sijoitettiin täyteaineen 3 ja matriisimetalliseoksen 2 väliin, matriisimetalliseok-sen 2 painaessa noin 41,1 g. Jälleen esiintyi täyteaineen 3 oleellisen täydellinen tunkeutuminen.
35
Claims (9)
- 91722
- 1. Menetelmä metallimatriisikomposii tin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että matriisimetallin lähteen vierelle asetetaan oleellisesti reagoimatonta keraamista tai keraa- 5 misella päällysteellä varustettua täyteainetta, että matriisimetallin lähteen ja täyteaineen väliin ainakin osalle niiden välistä rajapintaa levitetään tunkeutumisen edistäjää ja/tai tunkeutumisen edistäjän edeltäjää, ja että matriisimetallin sulamispisteen yläpuolella olevassa lämpöti-10 lassa, matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen sallivan tai sitä edistävän tunkeutumisatmosfäärin, joka on ainakin osan tunkeutumisajasta kosketuksessa matriisimetalliin ja/tai täyteaineeseen, läsnäollessa sula matriisimetalli saatetaan spontaanisti tunkeutumaan ainakin osaan täyte-15 ainetta.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa syötetään tunkeutumisen edistäjän edeltäjää ja/tai tunkeutumisen 20 edistäjää matriisimetalliin ja/tai täyteaineeseen ja/tai tunkeutumisatmosfääriin.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyteaine muodostaa esimuotin. 25 : 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että estoaineella muodostetaan täyteaineen rajapinta, jolloin matriisimetalli spontaanisti tunkeutuu estoai-neeseen saakka. 30
- 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila spontaanin tunkeutumisen aikana on korkeampi kuin matriisimetallin sulamispiste, mutta alempi kuin matriisimetallin höyrystymislämpötila ja täyteaineen 35 sulamispiste.
- 6. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matriisimetalli käsittää alumiinia ja täyteai- 91722 ne käsittää ainakin yhtä ainetta, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat oksidit, karbidit, boridit ja nitridit.
- 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että tunkeutumisen edistäjän edeltäjä ja/tai tunkeutumisen edistäjä on irtonaista kiinteää ainetta, joka on levitetty matriisimetallin lähteen ja täyteaineen väliselle rajapinnalle.
- 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matriisimetallin lähde käsittää kiinteän mat-riisimetallia olevan valanteen ja että tunkeutumisen edistäjän edeltäjä ja/tai tunkeutumisen edistäjä levitetään päällysteenä ainakin osalle valannetta. 15
- 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyteaine muodostaa esimuotin, ja että tunkeutumisen edistäjän edeltäjä ja/tai tunkeutumisen edistäjä levitetään päällysteenä ainakin osalle esimuottia. 20
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26937788 | 1988-11-10 | ||
| US07/269,377 US5016703A (en) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI894929A0 FI894929A0 (fi) | 1989-10-17 |
| FI91722B true FI91722B (fi) | 1994-04-29 |
| FI91722C FI91722C (fi) | 1994-08-10 |
Family
ID=23026989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI894929A FI91722C (fi) | 1988-11-10 | 1989-10-17 | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5016703A (fi) |
| EP (1) | EP0368784B1 (fi) |
| JP (1) | JP2905515B2 (fi) |
| KR (1) | KR970008037B1 (fi) |
| CN (1) | CN1065924C (fi) |
| AT (1) | ATE114734T1 (fi) |
| AU (1) | AU623680B2 (fi) |
| BR (1) | BR8905763A (fi) |
| CA (1) | CA2000799C (fi) |
| DE (1) | DE68919651T2 (fi) |
| DK (1) | DK558489A (fi) |
| FI (1) | FI91722C (fi) |
| IE (1) | IE66499B1 (fi) |
| IL (1) | IL91729A (fi) |
| NO (1) | NO176391C (fi) |
| NZ (1) | NZ231084A (fi) |
| PH (1) | PH26035A (fi) |
| PT (1) | PT92260B (fi) |
| TR (1) | TR27100A (fi) |
| ZA (1) | ZA898541B (fi) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5172747A (en) * | 1988-11-10 | 1992-12-22 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
| US5016703A (en) * | 1988-11-10 | 1991-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
| US5249621A (en) * | 1988-11-10 | 1993-10-05 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composite bodies by a spontaneous infiltration process, and products produced therefrom |
| US5503122A (en) * | 1992-09-17 | 1996-04-02 | Golden Technologies Company | Engine components including ceramic-metal composites |
| US5676907A (en) * | 1992-09-17 | 1997-10-14 | Coors Ceramics Company | Method for making near net shape ceramic-metal composites |
| US6338906B1 (en) | 1992-09-17 | 2002-01-15 | Coorstek, Inc. | Metal-infiltrated ceramic seal |
| US6143421A (en) * | 1992-09-17 | 2000-11-07 | Coorstek, Inc. | Electronic components incorporating ceramic-metal composites |
| US5626914A (en) * | 1992-09-17 | 1997-05-06 | Coors Ceramics Company | Ceramic-metal composites |
| US5525374A (en) * | 1992-09-17 | 1996-06-11 | Golden Technologies Company | Method for making ceramic-metal gradient composites |
| US5503213A (en) * | 1994-03-16 | 1996-04-02 | The Dow Chemical Company | Shaped ceramic-metal composites |
| DE19706925C2 (de) * | 1997-02-20 | 2000-05-11 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Herstellen von Keramik-Metall-Verbundkörpern, Keramik-Metall-Verbundkörper und deren Verwendung |
| US6193928B1 (en) | 1997-02-20 | 2001-02-27 | Daimlerchrysler Ag | Process for manufacturing ceramic metal composite bodies, the ceramic metal composite bodies and their use |
| DE19706926C2 (de) | 1997-02-20 | 2002-08-29 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung von Keramik-Metall-Verbundkörpern |
| US6270601B1 (en) | 1998-11-02 | 2001-08-07 | Coorstek, Inc. | Method for producing filled vias in electronic components |
| US6599466B1 (en) | 2002-01-16 | 2003-07-29 | Adma Products, Inc. | Manufacture of lightweight metal matrix composites with controlled structure |
| US20040238794A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-02 | Karandikar Prashant G. | Microwave processing of composite bodies made by an infiltration route |
| US7833922B2 (en) * | 2009-01-08 | 2010-11-16 | Battelle Energy Alliance, Llc | Method of forming aluminum oxynitride material and bodies formed by such methods |
| CN102717052A (zh) * | 2011-03-31 | 2012-10-10 | 比亚迪股份有限公司 | 一种陶瓷金属复合制品及其制备方法 |
| ITTO20130531A1 (it) | 2013-06-27 | 2013-09-26 | Torino Politecnico | Metodo per la fabbricazione di compositi a matrice di alluminio tramite infiltrazione senza pressione |
| RU2614357C2 (ru) * | 2015-07-24 | 2017-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ футеровки катодного устройства электролизера для получения первичного алюминия (варианты) |
Family Cites Families (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2951771A (en) * | 1956-11-05 | 1960-09-06 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method for continuously fabricating an impervious metal coated fibrous glass sheet |
| US3031340A (en) * | 1957-08-12 | 1962-04-24 | Peter R Girardot | Composite ceramic-metal bodies and methods for the preparation thereof |
| US3149409A (en) * | 1959-12-01 | 1964-09-22 | Daimler Benz Ag | Method of producing an engine piston with a heat insulating layer |
| US3364976A (en) * | 1965-03-05 | 1968-01-23 | Dow Chemical Co | Method of casting employing self-generated vacuum |
| US3396777A (en) * | 1966-06-01 | 1968-08-13 | Dow Chemical Co | Process for impregnating porous solids |
| US3547180A (en) * | 1968-08-26 | 1970-12-15 | Aluminum Co Of America | Production of reinforced composites |
| US3608170A (en) * | 1969-04-14 | 1971-09-28 | Abex Corp | Metal impregnated composite casting method |
| JPS5013205B1 (fi) * | 1969-11-08 | 1975-05-17 | ||
| US3718441A (en) * | 1970-11-18 | 1973-02-27 | Us Army | Method for forming metal-filled ceramics of near theoretical density |
| CA953128A (en) * | 1971-01-06 | 1974-08-20 | British Railways Board | Methods of producing a metal and carbon fibre composite |
| US3970136A (en) * | 1971-03-05 | 1976-07-20 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Method of manufacturing composite materials |
| US3864154A (en) * | 1972-11-09 | 1975-02-04 | Us Army | Ceramic-metal systems by infiltration |
| US3868267A (en) * | 1972-11-09 | 1975-02-25 | Us Army | Method of making gradient ceramic-metal material |
| JPS49107308A (fi) * | 1973-02-13 | 1974-10-11 | ||
| US4082864A (en) * | 1974-06-17 | 1978-04-04 | Fiber Materials, Inc. | Reinforced metal matrix composite |
| DE2819076C2 (de) * | 1978-04-29 | 1982-02-25 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verfahren zum Herstellen eines metallischen Mehschicht-Verbundwerkstoffes |
| GB1595280A (en) * | 1978-05-26 | 1981-08-12 | Hepworth & Grandage Ltd | Composite materials and methods for their production |
| CA1139233A (en) * | 1979-06-22 | 1983-01-11 | Ryuichi Uchida | Moving coil type stereophonic pickup cartridge |
| JPS602149B2 (ja) * | 1980-07-30 | 1985-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 複合材料の製造方法 |
| JPS57210140A (en) * | 1981-06-18 | 1982-12-23 | Honda Motor Co Ltd | Fiber reinfoced piston for internal combustion engine |
| US4476916A (en) * | 1981-07-27 | 1984-10-16 | Nusbaum Henry J | Method of casting metal matrix composite in ceramic shell mold |
| US4404262A (en) * | 1981-08-03 | 1983-09-13 | International Harvester Co. | Composite metallic and refractory article and method of manufacturing the article |
| US4376803A (en) * | 1981-08-26 | 1983-03-15 | The Aerospace Corporation | Carbon-reinforced metal-matrix composites |
| US4456577A (en) * | 1981-09-25 | 1984-06-26 | Osaka Diamond Industrial Company, Ltd. | Methods for producing composite rotary dresser |
| US4491558A (en) * | 1981-11-05 | 1985-01-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Austenitic manganese steel-containing composite article |
| US4473103A (en) * | 1982-01-29 | 1984-09-25 | International Telephone And Telegraph Corporation | Continuous production of metal alloy composites |
| JPS58144441A (ja) * | 1982-02-23 | 1983-08-27 | Nippon Denso Co Ltd | 炭素繊維強化金属複合材料の製造方法 |
| DE3375409D1 (en) * | 1982-05-10 | 1988-02-25 | Eltech Systems Corp | Aluminum wettable materials |
| JPS5950149A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-23 | Toyota Motor Corp | 繊維強化金属複合材料 |
| US4600481A (en) * | 1982-12-30 | 1986-07-15 | Eltech Systems Corporation | Aluminum production cell components |
| US4430207A (en) * | 1983-05-17 | 1984-02-07 | Phillips Petroleum Company | Demetallization of hydrocarbon containing feed streams |
| JPS59215982A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-05 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 回転式流体ポンプ用ロータ及びその製造方法 |
| JPS60177102A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Mazda Motor Corp | 鉄系焼結合金への鉛含浸方法 |
| GB2156718B (en) * | 1984-04-05 | 1987-06-24 | Rolls Royce | A method of increasing the wettability of a surface by a molten metal |
| GB8411074D0 (en) * | 1984-05-01 | 1984-06-06 | Ae Plc | Reinforced pistons |
| JPS6169448A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-10 | 工業技術院長 | 炭素繊維強化金属とその製造法 |
| US4587177A (en) * | 1985-04-04 | 1986-05-06 | Imperial Clevite Inc. | Cast metal composite article |
| US4673435A (en) * | 1985-05-21 | 1987-06-16 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Alumina composite body and method for its manufacture |
| US4630665A (en) * | 1985-08-26 | 1986-12-23 | Aluminum Company Of America | Bonding aluminum to refractory materials |
| CA1335044C (en) * | 1986-01-31 | 1995-04-04 | Masahiro Kubo | Composite material including alumina-silica short fiber reinforcing material and aluminum alloy matrix metal with moderate copper and magnesium contents |
| US4718941A (en) * | 1986-06-17 | 1988-01-12 | The Regents Of The University Of California | Infiltration processing of boron carbide-, boron-, and boride-reactive metal cermets |
| US4657065A (en) * | 1986-07-10 | 1987-04-14 | Amax Inc. | Composite materials having a matrix of magnesium or magnesium alloy reinforced with discontinuous silicon carbide particles |
| US4713111A (en) * | 1986-08-08 | 1987-12-15 | Amax Inc. | Production of aluminum-SiC composite using sodium tetrasborate as an addition agent |
| US4753690A (en) * | 1986-08-13 | 1988-06-28 | Amax Inc. | Method for producing composite material having an aluminum alloy matrix with a silicon carbide reinforcement |
| US4662429A (en) * | 1986-08-13 | 1987-05-05 | Amax Inc. | Composite material having matrix of aluminum or aluminum alloy with dispersed fibrous or particulate reinforcement |
| US4828008A (en) * | 1987-05-13 | 1989-05-09 | Lanxide Technology Company, Lp | Metal matrix composites |
| US4871008A (en) * | 1988-01-11 | 1989-10-03 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of making metal matrix composites |
| EP0340957B1 (en) * | 1988-04-30 | 1994-03-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing metal base composite material under promotion of matrix metal infiltration by fine pieces of third material |
| US4932099A (en) * | 1988-10-17 | 1990-06-12 | Chrysler Corporation | Method of producing reinforced composite materials |
| CA2000770C (en) * | 1988-10-17 | 2000-06-27 | John M. Corwin | Method of producing reinforced composite materials |
| US5172747A (en) * | 1988-11-10 | 1992-12-22 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
| US5016703A (en) * | 1988-11-10 | 1991-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration technique |
-
1988
- 1988-11-10 US US07/269,377 patent/US5016703A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-21 IL IL9172989A patent/IL91729A/en not_active IP Right Cessation
- 1989-09-22 AU AU41651/89A patent/AU623680B2/en not_active Ceased
- 1989-09-28 EP EP89630167A patent/EP0368784B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-28 DE DE68919651T patent/DE68919651T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-28 AT AT89630167T patent/ATE114734T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-09-30 KR KR1019890014116A patent/KR970008037B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-10-04 IE IE317589A patent/IE66499B1/en not_active IP Right Cessation
- 1989-10-05 NO NO893981A patent/NO176391C/no unknown
- 1989-10-13 CA CA002000799A patent/CA2000799C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-17 FI FI894929A patent/FI91722C/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-10-19 NZ NZ231084A patent/NZ231084A/xx unknown
- 1989-10-21 CN CN89108078A patent/CN1065924C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-07 PH PH39477A patent/PH26035A/en unknown
- 1989-11-09 TR TR00754/89A patent/TR27100A/xx unknown
- 1989-11-09 DK DK558489A patent/DK558489A/da not_active Application Discontinuation
- 1989-11-09 ZA ZA898541A patent/ZA898541B/xx unknown
- 1989-11-09 PT PT92260A patent/PT92260B/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-11-10 BR BR898905763A patent/BR8905763A/pt not_active Application Discontinuation
- 1989-11-10 JP JP1291363A patent/JP2905515B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-21 US US07/994,243 patent/US5311919A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-05-16 US US08/243,662 patent/US5456306A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI89014C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit | |
| FI91831C (fi) | Menetelmä kolmiulotteisesti yhteenliittyneen rinnakkaismatriisin sisältävän metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi | |
| FI91608C (fi) | Menetelmä ainakin kahden kappaleen yhteenliittämiseksi | |
| FI91496B (fi) | Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita | |
| FI91722B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI89015C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit | |
| FI91723B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi suunnatulla kiinteytyksellä | |
| FI91492B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91494C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti | |
| FI91490B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin muodostamiseksi | |
| FI91609C (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91495B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sulasta matriisimetallista ja oleellisesti ei-reaktiivisesta täyteaineesta | |
| FI91833B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmällä aikaansaatava metallimatriisikomposiittikappale | |
| FI91491B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi uppovalumenetelmää käyttäen | |
| FI91493B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi | |
| FI91832B (fi) | Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP |