JPH0413864A - Method and equipment for high penetration deposition - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To produce a high-density structure by evaporating a material by an electric discharge in a chamber on one side of the object of a porous material and evacuating the chamber on the other side to high vacuum, thereby penetrating and adhering the material described above deep into the clearances of the porous material.

CONSTITUTION: The porous body 20 consisting of metals, etc., is arranged via a clamper 21 between the vacuum chamber 10 and chamber 27 communicating with each other. The inside of the vacuum chamber 10 is evacuated to about 10^-2 to 10^-3Torr by a vacuum pump 11 and gaseous N₂, etc., are introduced into the chamber. The electric discharge is generated between a pair of electrodes 14 consisting of Ti, etc., to evaporate the same. The inside of the chamber 27 is evacuated to the high vacuum of about 10^-5 to 10^-6Torr by a vacuum pup 26 simultaneously therewith. The vapor and gases described above are deeply penetrated into the clearances of the porous body 20 under the force gradient arising from the difference pressure formed within the porous body 20 and are adhered and packed as TiN, etc., therein. As a result, the high-density structure is formed.

COPYRIGHT: (C)1992,JPO

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

［発明の分野］ 本発明は、全体にわたって、または部分的に多孔質な物
１４：の隙間に祠（以下において、”ｍａｔｅｒｉａｌ
　”をこのように訳す）を付着するための方法と装置、
このような祠の１：１着を利用しての高密度構造体を製
造するための方法、この方法を実施するだめの装置、お
よびパイプ、または同（矛な部材におＣ）る割れ目、裂
（ブ目、または孔隙を填めるための方法および装置に関
する。 ［発明の背景］ −にに掌示した係争中の出願と特許は、低温度１テＪ着
方法およびこれを実施するための装置に関するもので、
この方法では、付着されるＩ］は、ＩＪＩＩ気された空
間において電（折開にて相対的に大きい電流かつ低電圧
にてアークを発生さＵ゛ることによってそれ等電極から
物質（以下において、”５ｕｂｓｔａｎｃｅ”をこのよ
うに訳す）を蒸気化させることによって生成され得る。 この蒸気化された物質は、次いで、表面に付着されるか
、或は、排気されたチャンバ内にて残存する他の元素ま
たは物質と反応するか、或は、仙の一個または複数個の
電極からの物質と反応して、化合物、例えば、セラミッ
クを生成し、基材（ｓｕｂｓＬｒａＬｅ）に付着され得
る。 しかしながら、付着される充填材が、多孔質体に有意に
深く浸透し得るか、或は、好適な場合には、多孔質体の
孔隙または隙間を充填することが好ましい。 深いＦ）間に材を付着することが有利である特異なケー
スは、パイプに割れ目、孔（ｍａｃｒｏｐｏｒｅｓ）、
隆孔構造等が見つかった場合に、それ等を填めることで
ある。　もちろん、以前の出願および特許において開示
されたアーク蒸着法より、さらに以前でさえ、基（イ内
部のかなり深くまで、（Ａを付着するための企てがあっ
た。例えは、この目的のために、化学的蒸着法、或は、
非電気的または化学メツキ法の利用や、さらに、電着法
さえ利用する企画をもなされてきた。 全般的に、これらの技術は、部分的に失敗しているが、
その理由は、付着物が、付着される相の１１１翰源にき
わめて近い領域に急速に形成して、その材がさらに浸透
するのを妨げるからである。なお、はとんどの従来法で
は、多孔質体または多孔質構造体の孔隙なほぼ完全之こ
充填することは不可能で、この理由から、満足でないこ
とが認められている。 ［発明の目的］ 本発明の主たる目的は、材が、従来法の欠点無しくこ多
孔質構造体の比較的深いところまで付着されて、高密度
物品の製造までも可能とする深浸透付着法をＩＭ　ｌｌ
することである。 本発明の他の目的は、ｌｚＪ着手段（ｄｅｐｏｓｔｉｏ
ｎ　ａｐｐｔ：ｏａｃｈ）を利用して高密度相な作る改
善方法を提供することである。 本発明の更に他の目的は、一つが上記パイプの割れ目、
孔、ｊ、たは隙間をシールする改善方法を提供すること
である。 本発明の目的は、また、金属マトリックス材を作る改善
方法を提供することでもある。 更に、本発明の他の目的、本発明の方法を実施するだめ
の改善装置を提供することである。′［発明の概要］ 上述の目的およびその他は、以下の説明から明らかにさ
れるとともに、本発明の方法によって達成される、すな
わち、この方法は、準気圧（５ｕｂａヒｍｏｓｐｈｅｒ
ｙ）第１チヤンバとＬｌ（気圧第２チャンバ間に配置さ
れた多孔質体にがかる力勾配を適用し、これにより、第
１チヤンバにおいて生成される材が第２チヤンバ方向に
多孔質体内[Field of the Invention] The present invention provides a method for forming a porous material (hereinafter referred to as "material") in the interstices of a wholly or partially porous material (14).
method and apparatus for attaching
A method for manufacturing a high-density structure using a 1:1 structure of such a shrine, an apparatus for carrying out this method, and a crack in a pipe or the same material, BACKGROUND OF THE INVENTION The pending applications and patents filed herein describe a method and apparatus for filling cracks or pores. Regarding equipment,
In this method, the deposited I is removed from the electrodes by generating an arc at a relatively large current and low voltage in an aerated space. This vaporized material can then be deposited on a surface or left in an evacuated chamber. or react with substances from one or more electrodes to form a compound, e.g. a ceramic, which can be deposited on a substrate. It is preferred that the filler material is capable of penetrating significantly deeply into the porous body or, in suitable cases, filling the pores or interstices of the porous body. A special case where it is advantageous is when pipes have cracks, macropores,
If a ridge structure is found, it is to be filled in. Of course, even before the arc evaporation methods disclosed in earlier applications and patents, there have been attempts to deposit groups (A) quite deep within the interior of (A). , chemical vapor deposition, or
Plans have been made to use non-electroplating or chemical plating methods, and even electrodeposition methods. Overall, these techniques have been partially unsuccessful;
The reason is that deposits form rapidly in areas very close to the source of the deposited phase, preventing further penetration of the material. It has been recognized that most conventional methods are unable to almost completely fill the pores of a porous body or structure and are unsatisfactory for this reason. [Object of the Invention] The main object of the present invention is to provide a deep penetration adhesion method in which materials can be deposited relatively deep into porous structures without the disadvantages of conventional methods, making it possible to manufacture even high-density articles. Im ll
It is to be. Another object of the present invention is to provide lzJ deposition means.
An object of the present invention is to provide an improved method of making a dense phase using a method of manufacturing a high-density phase. Still another object of the present invention is that one of the above-mentioned cracks in the pipe;
It is an object of the present invention to provide an improved method of sealing holes, holes, or gaps. It is also an object of the invention to provide an improved method of making metal matrix materials. Yet another object of the invention is to provide an improved apparatus for carrying out the method of the invention. [Summary of the Invention] The above-mentioned objects and others will become apparent from the following description and are achieved by the method of the present invention, that is, the method
y) Applying a force gradient on the porous body located between the first chamber and the Ll (atmospheric pressure second chamber), which causes the material produced in the first chamber to move into the porous body in the direction of the second chamber.

【こ浸透するのを誘導するもので、第１チヤ
ンバにおける祠は、アーク蒸着によって発生させること
が好ましい。 特に、本発明者は、多孔質体を両チャンバ間に配置し、
そして両チャンバ間に力１目つる差圧によって該多孔質
体内へ追いやられる祠の部分としてｆ」着されるべき物
質の蒸気を発生させるアーク放電を起こさせるの（こ十
分な減圧にまで、第１チヤンバを１〕ｒ気しながら、生
成物内に高密度構造を生成させ得るものである。 本発明之こよる高密度構造を生成するための方法は、（
ａ）　　多孔質材の物体を２つのチャンバ間に配置し；
（ｂ）」−記載チャンバの一つを、放電による蒸気発生
を維持するのに適した準気圧に排気し；（ｃ）　　それ
に含まれる物質を蒸気化するために、上記チＡ・ンバの
上記−つにおいて放電を行い；（ｄ）　　上記−チャン
バと比較して低準気圧かつ高真空に、上記曲のチャンバ
をＩＪｒ気し、これによって上記物質を上記物体内に浸
透し、そしてその隙間内に、付着される材として付着さ
せる； の諸段階からなフている。 上記物質は、係争中の出願および特許に述べたように、
−チャンバ、すなわち、第１チヤンバにおける一電極か
ら、上述の電極と対向電極との間でアークを、例えは、
これ等電極を互いに接触および離間すべく移動させ°る
ことここよって、蒸気化され得る。この場合、電極間に
印加される電圧は、例えは、２０−１５０　Ｖで、４０
−１５０Ａのアク電流が発生ずる。 本発明の特徴として、第１チヤンバは、約ｔｏ　”　−
１０”　Ｌｏｒｒの圧力に、第２チヤンバは１０−’　
−１０−’　ｔｏｒｒに維持される。 意外なことに、これ等条件下では、第１チヤンバＬこて
蒸気化される祠は、多孔質体内にて付着して、その孔を
ほぼ完全に充填するようで、この結果、特に、高密度の
製品が得られる。 この多孔質体は、金属マトリックスであって良く、これ
は金属フィラメン！・または不織布を形成する繊維によ
って形成され得る。しかしながら、この相のｃｏｍｐａ
ｃｔｉｏｎの前または後に、本発明者の係争中の出願Ｓ
ａｒ、　Ｎｏ、０７／−２０８、８８６号に記載された
方法によって、製造される種類の物体の隙間を充填する
のが特に１７ましい。この祠は、順に本発明のアーク蒸
着法を利用することによって形成され得るもので、これ
により合成１Ｍ脂フオームの開孔または網状構造の壁が
被覆され、この場合、被覆された製品が熱分解されてオ
ーブンワークのままに置かれるが、これは、−に述した
よう（こ物体を横ＬＪＪる差圧の適用にｊ、って充填さ
れ得る。 充填されるべき孔隙を有する一つが上記パイプ体の内部
に第１チヤンバを、そしてこの一つが上記パイプなその
壁の外側で取り巻くり］周体およびその一つが上記パイ
プの両端を閉じる他の手段とともに、第２チヤンバを限
定することは可能である。この場合、第１チヤンバは、
一つが上記パイプ内にて限定される。 実際、この近接は、一つが上記パイプ壁で発見される隙
間を詰めるために、これ等隙間内に、セラミックを含む
材の（；１着に利用され得る。 他の多孔質体または基材も、等しい利点でもって用いら
れ得る。例えは、所要ならば、多孔質体は、織物または
不ｍ　ｍ　ｌｉｔ　ＩＮ構造体も、或は破壊されない合
成ＩＭ脂）Ａ−１１でも、或は布として用いられ得る。 本発明の方法を実施するための装置は、その特徴として
、 上述の物体の対向する両側にて２つのチャンバを限定す
る手段と； 上記チャシバの一つを、放電による蒸気生成を維持する
のに適した準気圧にＩＪト気する手段と；それに含まれ
る物質を蒸気化するために、上記両チャンバの上記−つ
において放電を行うための手段と；および 上記チャンバと比較して低い準気圧でかつ高真空ンご、
−に起曲のチャンバをＩＪＩ’気し、これによって」ニ
記物質を−に記物体内に浸透させ、そしてその隙間内に
、ｆ：１着される材として付着させる手段と； からなっている。 付着されるこの祠は、画電極の一つから蒸気化する金属
と同じ金属であっても良い。また、その電極から蒸気化
する物質として、電極の成分シこ相当する化合物または
合金であっても良い。 本発明による他のシステノ、においては、１−１着され
る＋Ａは、チャンバに導入される成分の、電極から蒸気
化された物質との反応によって第１チヤンバ内にてそこ
に形成される。 Ｈ置は、被加工物を二個のチャンバ間に配置するための
、かつ各チャンバを所要のレベルに排気するために各ポ
ンプの対応するチャンバとのフランジ接合のために、フ
ランジ接合された部分を備えている。 本発明により、電極ロッドを、填められるべき一つが上
記パイプを通して延ばし得るが、かくして、本発明者の
早期の特許ｔこ述べた通りの広領域被覆法は、便利に適
用され得る。 ［好ましい実施態様の詳細な説明コ 本発明についての以上および他の目的、特徴および利点
は、添（；１図面を参照して以下の説明から容易に明ら
かになるであろう。 第１図において、真空チャンバ１０は、フランジ継手１
２を介して連結された真空ポンプ１１によって１０〜２
１０−３Ｌｏｒｒまで減圧される。真空チャンバ１０内
では、支持体１３によって一刻の電極＋４が支持される
が、その内の１つは、付着されるべき材中に存在すべき
物質からなっている。 画電極は、本発明者の早＋＋ｎの出願おＪ、び特許にお
いて述へたＪ、うに、機構１５または１６によって往復
移動できるようになっているが、それはチャンバ１０内
に１１［］キされる圧力下にある空間】７において当該
物質を蒸気化させるために、それ等電極間におけるアー
クの発生を容易にするためである。画電極は、電圧源１
日に接続されており、かくして、２０−１５０　Ｖの電
圧で、例えは、４〇−１５０Ａのアーク放電電流が発生
し得る。 チャンバＩＯは、窒素［１９に連結されているが、これ
は、蒸発性物質と化合して、多孔質体２０に化合物また
は合金が付着浸透可能ないかなるガス成分の給瀞であっ
ても良い。 多孔質体２０としては、金属母体でも、金属、合成（Ｍ
脂、または天然繊維フィラメンＩ・の不織繊維品、或は
メツキガラス製品でも良いが、これ等は、空間１７内に
配置された把持体２１によ〕て把持されている。把持体
２１は、フランジ継手２２および継手２３を経て、一つ
が上記パイプ２４に、さらに、一つが上記パイプ２５を
経て真空ポンプ２Ｇに通じている。このポンプは、例え
は、１０−’　−１０−’　Ｌｏｒｒの準気圧を得るに
適したものである。 かくして、多孔質体２０の片側にある空間１７は、画電
極の１つの物質の蒸気を発生ずるの之こ有効なアーク放
電をｉ＋を持するのに十分に低いが、多孔質体の反対側
のチャンバ２７の圧力よりは高い準気圧に置かれている
。 発生される蒸気およびこれの反応によって発生されるい
かなる化合物も、多孔質体にかかる差圧から生じる力勾
配の下に多孔質体に浸透し、しかも驚くべきことに、こ
のようにして１′−Ｊ着される祠によって多孔質体の隙
間の充填されることが認められた。 １例として、本発明者の出願（Ｓａｒ、　Ｎｏ、０７／
２０８，８８６号）に従って、例えば、ニッケルの金属
マトリックスを作り、第１図の装置を用いて、その隙間
は、例えば、画電極の成分であるチタンと、チャンバ１
０の空間１７に導入した窒素とから生成する窒化チタン
で充填され得る。かくして、セラミックで充填されたニ
ッケル金属マトリックスが得られる。 両Ｎ極の一つがタングステンまたはシリコンからなる場
合、例えは、他の電極は、欧化珪素が金属マトリックス
中に形成付着するように、炭素電極とし得る。 もちろん、本発明者は、金属マトリックスの代わりに、
フオーム、例えば、Ｓｅｒ、　Ｎｏ、０７／２０８，８
８６に従って、金属マトリックスを作るのに用いた種類
のフオームを用い、それ等の隙間を金属、金属合金また
は金属化合物でほぼ充填１ノ得る。 ［実施例］ 密度が約１ｂ／ｆＬ’、厚さが１／１６　ｉｎ、８０孔
／ｉｎの可撓性網状エステル、ポリウレタンフォームを
、１０−’　Ｌｏｒｒの真空チャンバ内にて、ニッケル
電極間にアークを発生さＵｏて低温度アーク蒸着を行う
ことによって、金属マトリックスを構成するのに適した
ニッケルの有孔（ｏｐｅｎｗｏｒｋ　）構造体が作られ
た。印加電圧は４０Ｖ、アーク電流は７５Ａで、蒸着は
基材が十分な厚さに付着されるまで行われた。 約５０　ｇ／ｌ’ｔ、”の率で二・ンケルを被覆された
金属被覆ポリウレタンフォームを、電気炉中にて空気の
存在で３５０”Ｃで２分間熱分解にかＣｌ、ポリウレタ
ン構造を完全に除去した。ついで、この基材を真空炉に
て、９５０−１２ＳＯ’Ｃ１好ましくは、約１１００°
Ｃで、５−６０分、好ましくは、約１５分間焼結処理し
た。このニッケル構造体の孔隙率は、９５髪以下であっ
た。 このようにして作られた、それぞれがｌ　ｉｎの全厚さ
を有する物体を形成する基材からなるスタックを、第１
図の装置を用い、窒化チタンで含浸した。この装置では
、チタンからなる電極を用い、それ等の間にアーク放電
を行った。印加電圧は５０Ｖで、アーク電流は約７５　
Ａであった。チャンバ１７の真空度は１Ｏ−３ｔｏｔｒ
に、チャンバ２７の真空度は１０−’　ｔｏｒｒにＩＩ
Ｉ持した。 窒素をチャンバ１７に導入し、窒化チタンを上述の基材
スタックの隙間にそれに加わる差圧下に１１′着させた
。 この多孔質体を２０−３０分後に重量測定して、多孔貿
体の孔隙が窒化チタンでほぼ完全シこ充填され、密な構
造１４：になっていることが認められた。 第２図に、本発明の原理を多孔質パイプ３０の孔隙な充
填するのに、とのように適用するかについて図解した。 パイプの孔隙なセラミック材、例えは、窒化クロムまた
は窒化チタンで充填を行う必要のある時、このパイプの
孔隙なその中に、意図的に置いておくことができる。孔
隙は、またパイプの形成またはその使用において発生さ
れる割れ目であっても良く、この割れ目は、クロム、チ
タン、ニッケルまたはそれ等の合金、或はセラミックで
充填可能である。 両ブレート３１および３２間に、パイプ３０がフランジ
結合によって、さらに、外チャンバ３４を限定する外円
は部材３３が取り付けられている。外チャンバ３４１．
ｔ、フランジ結合にて真空ポンプ３６に接続吸引され、
１０−’−１Ｏ−６ｔａｒに減圧されている。 パイプ３０の内側に形成されたチャンバ３８は、それに
フランジ接続されたパイプ３７を経て別の真空ポンプ３
６に接続されている。 電極３９がパイプ３０内の中央を走るようにパイプ３７
内でスパイダ４０によって取・り付けられている。 電極３９へ近づいたり、それから遠ざかったりが可能な
幻向電極４１がプレート３２に取り付けられており、そ
れ等の間にアークが発生される。電Ｆｉ！４１を移動さ
せるための機構４２がプレート３２に取りけりられてい
る。 の原理に従って動作する。両チャンバ３日と３４との間
の差圧によってパイプ３０の壁を経ての駆動力が発生ず
るが、それは、各チャンバがそれぞれのポンプによって
得られる真空度の差のためである。アークが発生ずる時
、電極３９に沿っての放電が起こり、この電極から、例
えは、ニッケルまたはクロムの蒸気化が起こり、この材
がパイプ壁の隙間、孔、穴または微孔を浸透し得る。付
着される材の浸透は、パイプ壁の十分な厚さに達し、そ
して何着された材によって、パイプ壁の割れ目や孔が充
填[This is to induce this penetration, and the shrine in the first chamber is preferably generated by arc evaporation. In particular, the inventor places a porous body between both chambers,
Then, the pressure difference between the two chambers causes an arc discharge that generates a vapor of the material to be deposited as part of the shrine that is driven into the porous body (until the pressure is sufficiently reduced). A dense structure can be produced in the product while one chamber is heated to 1]r.The method for producing a dense structure according to the present invention is as follows: (
a) placing an object of porous material between two chambers;
(b) - evacuating one of the chambers to a subatmospheric pressure suitable to sustain vapor generation by the electrical discharge; (d) aerating said chamber to a low subatmospheric pressure and high vacuum compared to said chamber, thereby penetrating said substance into said body and into the interstices thereof; It consists of the steps of: attaching it as a material to be attached; The above substances, as stated in the pending applications and patents,
- an arc from one electrode in the chamber, i.e. the first chamber, between said electrode and the counter electrode, e.g.
By moving these electrodes into contact with and away from each other, vaporization can occur. In this case, the voltage applied between the electrodes is, for example, 20-150 V, 40
An active current of -150A is generated. As a feature of the invention, the first chamber is approximately to ” −
At a pressure of 10" Lorr, the second chamber is 10-'
-10-' torr. Surprisingly, under these conditions, the first chamber L trowel vaporized particles appear to adhere within the porous body and almost completely fill the pores, resulting in particularly high A dense product is obtained. This porous body may be a metal matrix, which is a metal filament! -or may be formed by fibers forming a non-woven fabric. However, this phase compa
Before or after ction, the inventor's pending application S
It is particularly preferred to fill the interstices of objects of the type produced by the method described in No. 07/-208, 886. This shrine may in turn be formed by utilizing the arc evaporation process of the present invention, whereby the walls of the apertures or networks of synthetic 1M resin foam are coated, in which case the coated product is pyrolyzed. and left in the oven work, which can then be filled by application of a differential pressure across the body (LJJ) as described above. It is possible to define a second chamber with a circumferential body and other means of closing both ends of the pipe, one of which surrounds the first chamber inside the body and one of which surrounds the walls of the pipe. In this case, the first chamber is
One is defined within the pipe. In fact, this proximity can be exploited to fill the gaps found in the pipe wall, by placing ceramic-containing materials in these gaps. Other porous bodies or substrates may also be used. For example, if required, the porous body can also be used as a woven or non-woven structure, or as an indestructible synthetic IM resin) A-11, or as a fabric. It can be done. The apparatus for carrying out the method of the invention is characterized in that: means for defining two chambers on opposite sides of the above-mentioned body; means for aerating the IJ to a suitable subatmospheric pressure; means for producing an electrical discharge in said one of said chambers to vaporize the substance contained therein; and at a low subatmospheric pressure compared to said chambers; And high-vacuum mushrooms,
- a means for causing the chamber to be injected into the body, thereby causing the substance mentioned above to penetrate into the body, and depositing the substance in the gap as a material to be deposited; There is. This deposited metal may be the same metal that vaporizes from one of the picture electrodes. Further, the substance vaporized from the electrode may be a compound or alloy corresponding to the components of the electrode. In another system according to the invention, the +A deposited 1-1 is formed therein in the first chamber by reaction of the components introduced into the chamber with the material vaporized from the electrodes. The H position is a flanged part for locating the workpiece between two chambers and for flanging with the corresponding chamber of each pump to evacuate each chamber to the required level. It is equipped with According to the invention, the electrode rods to be inserted can be extended through the pipe, so that the wide area coating method as described in the inventor's earlier patents can be conveniently applied. [DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS These and other objects, features and advantages of the present invention will become readily apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. In FIG. , the vacuum chamber 10 has a flange joint 1
10 to 2 by a vacuum pump 11 connected via 2
The pressure is reduced to 10 −3 Lorr. In the vacuum chamber 10, supports 13 support a single electrode +4, one of which consists of the substance that is to be present in the material to be deposited. The picture electrode is capable of reciprocating movement by mechanism 15 or 16, as described in the inventor's early application and patent. This is to facilitate the generation of an arc between the electrodes in order to vaporize the substance in the space under pressure [7]. The picture electrode is connected to voltage source 1
Thus, at a voltage of 20-150 V, an arc discharge current of, for example, 40-150 A can be generated. Chamber IO is connected to nitrogen [19, but this may be a supply of any gaseous component capable of combining with the vaporizable material to deposit and infiltrate the porous body 20 with compounds or alloys. The porous body 20 may be a metal matrix, a metal, a synthetic material (M
It may be a non-woven fiber product made of oil or natural fiber filament I, or a plated glass product, which is gripped by a gripper 21 arranged in the space 17. One of the gripping bodies 21 communicates with the pipe 24 through a flange joint 22 and a joint 23, and one communicates with the vacuum pump 2G through the pipe 25. This pump is suitable for obtaining subatmospheric pressures of, for example, 10-'-10-'Lorr. Thus, the space 17 on one side of the porous body 20 is low enough to have an effective arc discharge i+ for generating vapor of one substance of the picture electrode, but on the opposite side of the porous body It is placed at a subatmospheric pressure higher than the pressure in the chamber 27 of. The vapor generated and any compounds generated by its reaction penetrate the porous body under the force gradient resulting from the differential pressure across the porous body and, surprisingly, in this way 1'- It was observed that the gaps in the porous body were filled by the deposited shrine. As an example, the inventor's application (Sar, No. 07/
208,886), a metal matrix of, for example, nickel is made, and using the apparatus of FIG.
It can be filled with titanium nitride generated from nitrogen introduced into the space 17 of 0. A ceramic-filled nickel metal matrix is thus obtained. If one of the north poles is made of tungsten or silicon, the other electrode may be a carbon electrode, for example, so that the silicon oxide is formed and deposited in the metal matrix. Of course, the inventor has proposed that instead of a metal matrix,
Form, e.g. Ser, No, 07/208,8
86, using foams of the type used to make the metal matrix, the interstices thereof are substantially filled with metal, metal alloy or metal compound. EXAMPLE A flexible reticulated ester, polyurethane foam having a density of approximately 1 b/fL', a thickness of 1/16 in, and 80 holes/in was deposited between nickel electrodes in a 10-' Lorr vacuum chamber. A nickel openwork structure suitable for constructing a metal matrix was created by low temperature arc deposition using an electric arc. The applied voltage was 40 V, the arc current was 75 A, and the deposition was carried out until a sufficient thickness of the substrate was deposited. The metal-coated polyurethane foam coated with NiCl at a rate of about 50 g/l't was pyrolyzed for 2 minutes at 350 C in the presence of air in an electric furnace to completely destroy the polyurethane structure. It was removed. Next, this base material is heated in a vacuum furnace at 950-12SO'C1, preferably at about 1100°.
C. for 5-60 minutes, preferably about 15 minutes. The porosity of this nickel structure was 95 or less. The stack of substrates thus produced, each forming an object having a total thickness of l in, is
It was impregnated with titanium nitride using the apparatus shown in the figure. In this device, electrodes made of titanium were used, and arc discharge was performed between them. The applied voltage is 50V and the arc current is about 75V.
It was A. The degree of vacuum in the chamber 17 is 1O-3 totr.
The vacuum level of the chamber 27 is 10-' torr II.
I had it. Nitrogen was introduced into chamber 17 and titanium nitride was deposited 11' into the gap of the substrate stack described above under differential pressure applied thereto. The weight of this porous body was measured after 20 to 30 minutes, and it was found that the pores of the porous body were almost completely filled with titanium nitride, forming a dense structure. FIG. 2 illustrates the application of the principles of the present invention to filling the pores of a porous pipe 30. When it is necessary to fill the pores of a pipe with a ceramic material, for example chromium nitride or titanium nitride, it can be intentionally placed in the pores of the pipe. Pores may also be cracks generated in the formation of the pipe or in its use, which cracks can be filled with chromium, titanium, nickel or alloys thereof, or with ceramics. Between the two plates 31 and 32, a pipe 30 is attached by means of a flange connection, and also an outer circle member 33 defining an outer chamber 34. Outer chamber 341.
t, connected to the vacuum pump 36 by flange connection and suctioned,
The pressure is reduced to 10-'-1O-6 tar. A chamber 38 formed inside the pipe 30 is connected to another vacuum pump 3 via a pipe 37 flanged thereto.
6. Pipe 37 such that electrode 39 runs through the center of pipe 30
It is attached by a spider 40 inside. A phantom electrode 41 is attached to the plate 32 which can be moved toward or away from the electrode 39, between which an arc is generated. Electric Fi! A mechanism 42 for moving 41 is mounted on the plate 32. It operates according to the principle of The differential pressure between chambers 34 and 34 creates a driving force through the walls of pipe 30, due to the difference in vacuum provided by each chamber by its respective pump. When an arc occurs, a discharge occurs along the electrode 39, from which vaporization of, for example, nickel or chromium takes place, which material can penetrate gaps, pores, holes or pores in the pipe wall. . The penetration of the deposited material reaches a sufficient thickness of the pipe wall, and the deposited material fills the cracks and holes in the pipe wall.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、多孔質体を充填するための本発明の方法を実
施するための装置の、部分横断面を伴う側面図；および
第２図は、本発明の方法によってパイプの孔隙を充填す
るための装置の同様な側面図である。1 is a side view with partial cross section of an apparatus for carrying out the method of the invention for filling porous bodies; and FIG. 2 is a side view with partial cross section for filling the pores of a pipe by the method of the invention. FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １）（ａ）多孔質材の物体を二つのチャンバ間に配置し
； （ｂ）上記両チャンバの一つを、放電による蒸気発生を
維持するのに適した準気圧に排気し；（ｃ）それに含ま
れる物質（ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）を蒸気化するために、
上記両チャンバの上記一つにおいて放電を行い； （ｄ）上記両チャンバの上記一つと比較して低準気圧か
つ高真空に、上記他のチャンバを排気し、これによって
上記物質を上記物体内に蒸気として浸透し、そしてその
隙間内に、付着される材（ｍａｔｅｒｉａｌ）として付
着させる； の諸段階からなることを特徴とする高密度構造体の製造
法。 ２）上記両チャンバの上記一つに配置された電極から上
記物質を、上記電極を用いてアークを発生させることに
よって蒸気化させることを特徴とする請求の範囲第１項
に記載の方法。 ３）上記両電極間に２０−１５０Ｖの電圧を印加して、
電流が約４０−１５０Ａのアークを発生させることを特
徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。 ４）上記両チャンバの上記一つにおける準気圧がほぼ１
０＾−＾２−１０＾−＾３ｔｏｒｒであり、上記他のチ
ャンバの準気圧がほぼ１０＾−＾５−１０＾−＾６ｔｏ
ｒｒであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の
方法。 ５）上記物体がパイプであり、そして上記両チャンバの
上記一つが上記パイプ内に形成され、そして上記他のチ
ャンバが上記パイプの外側に形成されたことを特徴とす
る請求の範囲第２項に記載の方法。 ６）上記の付着される材が上記物質（ｓｕｂｓｔａｎｃ
ｅ）との反応によって生成されるセラミックであること
を特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。 ７）上記セラミックが、上記物質との反応用リアクタン
トを、該物質の蒸気が生成される時に、上記両チャンバ
の上記一つに導入することによって、生成されることを
特徴とする請求の範囲第６項に記載の方法。 ８）上記セラミックが、上記物質と、上記アークを発生
するための対向電極からの元素との反応によつて生成さ
れることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の方法。 ９）上記物体が、上記の付着される材で充填された金属
マトリックスであることを特徴とする請求の範囲第２項
に記載の方法。 １０）上記物体が、その隙間を上記の付着される材で充
填された繊椎体であることを特徴とする請求の範囲第２
項に記載の方法。 １１）上記繊椎体が織物であることを特徴とする請求の
範囲第１０項に記載の方法。 １２）上記物体が、その隙間を上記の付着される材で充
填されたフォームであることを特徴とする請求の範囲第
２項に記載の方法。 １３）（ａ）パイプを、該パイプ内に形成された内チャ
ンバと、該パイプを囲周する外チャンバとの間に配置し
；（ｂ）上記内チャンバを、放電による蒸気発生を維持
するのに適した準気圧に排気し； （ｃ）それに含まれる物質を蒸気化するために、上記内
チャンバ内にて放電を行い； （ｄ）上記外チャンバを、上記内チャンバと比較して低
準気圧かつ高真空に排気し、これによって上記物質を上
記パイプ内に浸透させ、そしてその隙間に、付着される
材として充填する； の諸段階からなることを特徴とするパイプの穴を充填す
る方法。 １４）上記の付着される材がセラミックまたは金属であ
ることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の方法。 １５）物体の隙間を、付着される材で充填するための装
置において、 上記物体の対向する両側にて二つのチャンバを限定する
手段と； 上記両チャンバの一つを、放電による蒸気生成を維持す
るのに適した準気圧に排気する手段と； それに含まれる物質を蒸気化するために、上記両チャン
バの上記一つにおいて放電を行うための手段と；および 上記両チャンバの上記一つと比較して低準気圧かつ高真
空に、上記他のチャンバを排気し、これによって上記物
質を上記物体内に浸透し、そしてその隙間内に、付着さ
れる材として付着させる手段と； からなることを特徴とする装置。 １６）上記両チャンバの上記一つに放電を行うための上
記手段が、上記材（ｍａｔｅｒｉａｌ）からなる電極と
、その対向電極との間にてアークを発生させるための手
段を備えたことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載
の装置。 １７）上記対向電極が、上記物質と反応し、かつ上記の
付着される材としてセラミックを形成するための材（ｍ
ａｔｅｒｉａｌ）からなることを特徴とする請求の範囲
第１６項に記載の装置。 １８）上記両チャンバの上記一つが、上記物質（ｓｕｂ
−ｓｔａｎｃｅ）と反応して上記の付着される材として
セラミックを形成するためのガスを導入するための手段
を備えたことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の
装置。 １９）上記両チャンバの上記一つをを排気するための手
段が該チャンバにおいて１０＾−＾２−１０＾−＾３ｔ
ｏｒｒの真空を発生するのに適した真空ポンプであり、
そして上記両チャンバの他のチャンバを排気するための
上記手段が、該チャンバの１０＾−＾５−１０＾−＾６
ｔｏｒｒの真空を発生するのに適した真空ポンプである
ことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の装置。 ２０）上記物体がパイプであり、上記両チャンバの上記
一つが上記パイプ内に形成され、上記他のチャンバが上
記パイプを囲周し、上記電極が上記パイプ内にて長軸方
向に延びていることを特徴とする請求の範囲第１６項に
記載の装置。[Claims] 1) (a) An object of porous material is placed between two chambers; (b) One of the chambers is brought to a subatmospheric pressure suitable for maintaining vapor generation by electric discharge. (c) to vaporize the substances contained therein;
(d) evacuating said other chamber to a lower subatmospheric pressure and higher vacuum compared to said one of said chambers, thereby causing said substance to enter said object; A method for manufacturing a dense structure, characterized in that it consists of the following steps: infiltrating as a vapor and depositing in the interstices as a material to be deposited. 2) A method according to claim 1, characterized in that the substance is vaporized from an electrode located in the one of the chambers by generating an arc using the electrode. 3) Applying a voltage of 20-150V between the above two electrodes,
3. A method as claimed in claim 2, characterized in that the current generates an arc of about 40-150 A. 4) The subatmospheric pressure in one of the two chambers is approximately 1.
0^-^2-10^-^3 torr, and the quasi-pressure of the other chambers above is approximately 10^-^5-10^-^6 torr.
The method according to claim 2, characterized in that rr. 5) Claim 2, characterized in that said object is a pipe, and said one of said chambers is formed within said pipe, and said other chamber is formed outside said pipe. Method described. 6) The material to be attached is the substance (substance).
3. Process according to claim 2, characterized in that the ceramic is produced by reaction with e). 7) The ceramic is produced by introducing a reactant for reaction with the substance into the one of the chambers when the vapor of the substance is produced. The method described in Section 6. 8) A method according to claim 6, characterized in that said ceramic is produced by reaction of said substance with elements from a counter electrode for generating said arc. 9) A method according to claim 2, characterized in that said object is a metal matrix filled with said material to be deposited. 10) Claim 2, wherein the object is a vertebral body whose gap is filled with the material to be attached.
The method described in section. 11) The method according to claim 10, characterized in that the vertebral bodies are fabrics. 12) A method according to claim 2, characterized in that the object is a foam whose gaps are filled with the material to be applied. 13) (a) disposing a pipe between an inner chamber formed within the pipe and an outer chamber surrounding the pipe; (b) disposing the inner chamber to maintain steam generation by electrical discharge; (c) evacuation of said inner chamber to a subatmospheric pressure suitable for A method for filling a hole in a pipe, comprising the steps of evacuation to high pressure and high vacuum, thereby allowing the substance to penetrate into the pipe, and filling the gap as a material to be adhered. . 14) A method according to claim 13, characterized in that the material deposited is ceramic or metal. 15) In an apparatus for filling a gap in an object with a material to be deposited, means for defining two chambers on opposite sides of said object; one of said chambers maintaining vapor production by electric discharge; means for evacuating to a subatmospheric pressure suitable for evacuating; means for producing an electric discharge in said one of said chambers in order to vaporize the substance contained therein; means for evacuating said other chamber to a low subatmospheric pressure and a high vacuum, thereby causing said substance to penetrate into said object and to be deposited within said gap as a deposited material; A device that does this. 16) The means for causing discharge in the one of the chambers includes means for generating an arc between an electrode made of the material and an opposing electrode thereof. 16. The apparatus according to claim 15. 17) The counter electrode contains a material (m) that reacts with the substance and forms a ceramic as the deposited material.
17. The device according to claim 16, characterized in that it consists of: 18) The one of the two chambers contains the substance (sub).
17. Apparatus according to claim 16, characterized in that it comprises means for introducing a gas for reacting with the deposited material (-stance) to form a ceramic as said deposited material. 19) Means for evacuating said one of said chambers is 10^-^2-10^-^3t in said chamber.
It is a vacuum pump suitable for generating a vacuum of orr,
and the means for evacuating the other chamber of the two chambers is 10^-^5-10^-^6 of the chamber.
17. Apparatus according to claim 16, characterized in that it is a vacuum pump suitable for generating a vacuum of torr. 20) The object is a pipe, the one of the chambers is formed within the pipe, the other chamber surrounds the pipe, and the electrode extends longitudinally within the pipe. 17. Apparatus according to claim 16, characterized in that: