NO175484B - Silisiumkarbid - slipemiddel - Google Patents

Abstract

Keramiske partikler som er nyttige som s1ipemiddel i et metallmatr iselag er beskrevet. Partiklene er belagt med ett oksidlag og et dobbelt metall-lag. Fortrinnsvis består partiklene av silisiumkarbid; oksidlaget er aluminiumoksid og det dobbelte metall-laget er en nikkel-bor legering over rent nikkel.

Description

Oppfinnelsen angår slipende keramiske partikler av det slag som er angitt i den innledende del av patentkrav 1.

Bakgrunn.

Gassturbinmaskiner og andre turbomaskiner har rader av skovler som roterer innen et generelt sylindrisk hylster. Ettersom skovlene roterer, beveger deres tupper seg nært den indre veggoverflaten til hylsteret. For å maksimere arbeidseffektiviteten til maskinen må lekasje av gass eller et annet fluid mellom skovl-tuppene og hylsteret minimaliseres. Som det har vært kjent i en tid kan dette oppnås med skovl- og forseglingssystemer hvor skovltuppene gnis mot et segl knyttet til det indre av hylsteret. Generelt lages skovltuppen hardere og mer slipende enn seglet slik at tuppen skjærer seg inn i seglet i løpet av de delene av arbeidssyklusen til maskinen hvor de er i kontakt med hverandre.

Slipende skovltupper som er spesielt nyttige i høytemperaturområdet til gassturbinmaskiner er beskrevet i US patentskrifter 4.249.913 (Johnson et al) og 4.610.698 (Eaton et al.). Innholdet av begge patentene er her tatt med som referanser. Ifølge oppfinnelsen til Johnson et al dekkes slipende partikler av silisiumkarbid på ca. 200-750 fim gjennomsnittlig diameter med et metalloksid som f.eks. alumina og omsluttes ved pulvermetallteknikker i nikkel- eller koboltbaserte matriselegeringer. Et tett pulvermetall som inneholder opp til ca. 45 vol% av disse keramiske partiklene kan lages, som da er bundet til tuppen av skovlen. Ifølge oppfinnelsen til Eaton et al spres først et enkelt lag av aluminabelagte slipende partikler av silisiumkarbid, som på det har et metall-lag, på overflaten av skovltuppen med mellomrom, og deretter sintres de til overflaten av skovltuppen ved oppvarming til en høy temperatur. Et matrisemateriale påføres deretter partiklene ved plasmaspraying. Ifølge Eaton avsettes metall-laget på partiklene ved hjelp av en elektroløs nikkel-pletteringsprosess.

Ikke for å motstå fordelene beskrevet i disse to patentene kreves videre forbedringer for å framstille slipende lag som benyttes på skovler som opererer i avanserte turbomaskiner. Et område hvor forbedringer søkes angår framgangsmåter for å øke bindingsstyrken mellom de slipende partiklene og skovltuppen. Når det slipende laget framstilles i samsvar med oppfinnelsen til Eaton, behøves spesielt en høy bindingsstyrke under påføringen av det plasmasprayede matriselaget.

Oppfinnelsen.

De ovennevnte formål oppnås med slipende partikler som angitt i den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de tilhørende uselvstendige krav.

Denne oppfinnelsen angår belagte keramiske partikler som er nyttige som slipende dispersoider i metallmatriser. Spesielt angår den belagte keramiske partikler av silisiumkarbid som er spesielt egnet for bruk i et slipende lag av metallmatrise på tuppoverflaten til en turbinskovl av superlegering som kjøres ved driftstemperaturer i området fra 815°C til 1100°C. Ifølge oppfinnelsen karakteriseres de keramiske partiklene ved et flerlagsbelegg; hvor det første laget er motstandsdyktig mot diffusjon eller oppløsning med keramen ved temperaturer opp til minst den maksimale driftstemperaturen til superlegeringen, og hindrer en eventuell reaksjon mellom keramen og matrisematerialet det er spredd i. Det første laget hindrer også en eventuell reaksjon mellom keramen og superlegeringen. Det andre laget har en smeltetemperatur over den maksimale driftstemperaturen til superlegeringen og er motstandsdyktig mot oppløsning eller diffusjon med det første laget ved temperaturer opp til minst den maksimale driftstemperaturen. Det andre laget er også forenelig med matrisematerialet og superlegeringen; dvs. at ingen uønskede faser dannes hvis det andre laget diffunderer med matrisen eller med superlegeringen. Det tredje laget er også forenelig med matrisematerialet og superlegeringen og har en smeltetemperatur som er lavere enn smeltetemperaturen til det andre laget og lavere enn minst 1095°C. Det tredje laget er i stand til betydelig diffusjon inn i superlegeringen ved temperaturer under 1095°C. Hvis det tredje laget smelter, vil det fukte det andre laget.

De foretrukne keramiske partiklene i denne oppfinnelsen er silisiumkarbid og de foretrukne lagene er som følger: første lag, aluminiumoksid; andre lag, nikkel; tredje lag, en nikkel-bor-legering. Derfor sees det at de foretrukne keramiske partiklene er silisiumkarbid med et belegg av oksid (aluminiumoksid) og et dobbelt metall-lag (nikkel-bor på nikkel).

Framgangsmåten hvor et slipende lag på en turbinskovltupp av en superlegering framstilles ved bruk av de oksid- og metallbelagte partiklene i denne oppfinnelsen er som følger: kleb et enkelt lag av de keramiske partiklene i avstand fra hverandre på tuppoverflaten til skovlen; varm opp skovlen for slik å bevirke diffusjon av nikkel-bor-belegget på hver partikkel på skovloverflaten, hvormed en sinterbinding av høy styrke dannes mellom hver partikkel og skovlen; avsett matrisemateriale på tuppoverflaten og over partiklene som er sintret på dette ved en plasmaspray-prosess; press matriselaget varmisostatisk for å lukke eventuelle hulrom; og behandle overflaten til matrisen slik at de keramiske partiklene rager fram over matrise-overflaten. Det slipende laget framstilt på denne måten er i stand til å kjøres ved temperaturer opp til minst 1100°C, og har svært gode slipende karakteirstikker.

Det foregående og andre trekk og fordeler til oppfinnelsen vil bli mer synlig ut fra den følgende beskrivelsen av foretrukne utførelsesformer og ledsagende figurer.

Kort beskrivelse av figurene.

Fig.l viser i tverrsnitt den radielt ytre delen til en typisk gassturbinskovl som har et slipende lag i samsvar med oppfinnelsen;

fig.2 viser i tverrsnitt de belagte keramiske partiklene som er nyttige i oppfinnelsen;

fig.3 viser det slipende laget etter påføring av en metallmatrise; og

fig.4 presenterer resultatene fra sintringsevalueringene til belagte silisiumkarbidpartikler.

Foretrukket utførelsesform.

Oppfinnelsen er beskrevet med referanse til framstillingen av et slipende lag på en skovltupp til en gassturbinmaskin, som gnir mot keramiske eller metalliske luftpakninger og opererer ved maksimale driftstemperaturer på ca. 1100°C. De som kjenner faget vil gjenkjenne at oppfinnelsen kan være nyttig i andre liknende anvendelser med gniing.

Ved å referere til fig. 1 vil det slipende laget 10 på tuppoverflaten 11 til en gassturbinskovl 14 inneholde belagte keramiske partikler 18 i en matrise 16. Skovlen 14 kan lages av en nikkelbasert superlegering slik som de som er beskrevet i US patentskrift 4.209.348.

Det slipende laget 10 er gjenstand for stor belastning i løpet av kjøringen av maskinen, og derfor er det viktig at laget 10 har en spesiell form og egenskaper slik at det utfører sin funksjon. Spesielt må bindestyrken mellom partiklene 18 og tuppoverflaten 11 være høy slik at partiklene ikke løsner fra overflaten lii løpet av framstillingen av det slipende laget 10, eller i løpet av kjøringen av maskinen.

Det slipende laget 10 laget i samsvar med oppfinnelsen er karakterisert ved et enkelt lag av tett lagte keramiske partikler 18 omgitt av matrisemateriale 16 generelt i samsvar med laget vist i det nevnte patentet til Eaton. Matrisematerialet 16 har en tykkelse W som helst utgjør 50-90 % av den totale tykkelsen T til partiklene 18. Som et resultat rager en del av hver partikkel 18 fram i rommet og over matrisen 16. For å få de beste driftskarakteristikker må den ueksponerte delen av partiklene 18 være omgitt med matrisemateriale 16, og partiklene 18 må ligge tett sammen. På skovltuppen er hver slipende partikkel 18 sinterbundet til skovltuppen 11 før pålegning av matrisematerialet 16 og hoveddelen (fortrinnsvis minst 80-90 %) av partiklenes overflateareal (eksklusive det overflatearealet eksponert over matrisen 16) er heller omgitt med matrisematerialet 16 enn å være i kontakt med andre partikler 18. Slik at alle partiklene 18 er sikkert festet tilskovltuppen 11. Partiklene 18 er også generelt jevnt og tett fordelt på skovltuppen 11. Tettheter på 30-130 partikler pr. cm<2 >av tuppoverflaten 11 er foretrukket, mens ca. 75 partikler pr. cm<2> er mest foretrukket.

Varmpressede og knuste silisiumkarbidpartikler som har en nominell størrelse på 200-750 jum er funnet å være spesielt nyttige i utøvelsen av oppfinnelsen, selv om andre størrelser i området 25-1250 jtm også kan være nyttige. Andre keramer med god styrke ved høye temperaturer slik som silisiumnitrid, SiAlON (silisium-aluminium-oksygen-nitrogen) og aluminiumoksid kan også benyttes. Hvis temperaturene hvor det slipende laget benyttes er lave, kan også keramer slik som kubisk eller rombeformet bornitrid være nyttige. Keramen må ha gode slipekarakteristikker likegyldig om den forventede bruken er ved høye eller lave temperaturer.

Hver av de keramiske partiklene 18 er belagt med et flerlags belegg som vist i fig.2. Det første laget 30 er et keramisk (fortrinnsvis metalloksid) belegg som er stabilt ved høye temperaturer; dette belegget hindrer partiklene 18 fra å løse seg opp eller diffundere med legeringen til skovltuppen 11 i løpet av den høye sintrings-(bindings-) operasjonen. Det hindrer også partiklene fra å reagere med skovltuppen 11 og matrisemateriale 16 i løpet av levetiden til det slipende laget 10. Et aluminiumoksid-belegg er fortrinnsvis benyttet som oksidlaget på silisiumkarbid-partiklene på grunn av at slike partikler lett løser seg opp i nikkelbaserte legeringer ved høye temperaturer. Se det nevnte Johnson et al-patentet. Andre stabile oksidbelegg kan også benyttes. Hvis de keramiske partiklene 18 er ureaktive i forhold til skovl- eller matriselegeringen ved høye temperaturer, behøver ikke oksidbelegget 30 å være nødvendig. Når aluminium-oksid benyttes bør det være av 5-25 fim tykkelse. Som vist i fig.2 bør belegget 30 hovedsakelig innkapsle silisiumpartiklene 18 for på beste måte å hindre oppløsning og/eller diffusjon av partiklene 18 i matrisen 16 eller med skovltuppen 11.

Det andre og tredje laget 31 og 32 respektive, består av et dobbelt metallbelegg. Det andre laget 31 har en smeltetemperatur som overskrider den maksimale driftstemperaturen til det slipende laget 10. Det andre laget 31 er også motstandsdyktig mot diffusjon eller oppløsning med oksidlaget 30 ved temperaturer opp til minst den maksimale driftstemperaturen. Det andre laget 31 er i stand til å diffundere med skovl-legeringen og matrisematerialet 16, og ingen uønskede faser oppstår når en slik diffusjon finner sted. Det foretrukne andre laget 31 består av rent nikkel, 2-8 fim tykt og påføres ved kjemisk eller fysikalsk gassavsetning, elektrolytiske eller elektroløse pletteringsteknikker. Rent nikkel smelter ved en temperatur på ca. 1455°C. Overgangsmetaller slik som kobolt eller krom, og høytsmeltende edle metaller slik som platina kan også benyttes som laget 31, likeså legeringer som inneholder nikkel, kobolt, krom, platina etc. Smeltetemperaturen til laget 31 bør helst være ca. 1260°C. Det andre laget 31 innkapsler hovedsaklig det første (oksid-) laget 30.

Det tredje laget 32 er det viktigste laget til den belagte keramen med hensyn til dannelsen av sinterbindingen av høy styrke mellom partiklene 18 og skovltuppen 11. Det tredje laget 32 er i stand til betegnende diffusjon på tuppoverflaten 11 til skovlen 14 i løpet av en høytemperatur-sintringsoperasjon. Laget 32 er forenelig med det

andre laget 31, og med skovl- og matriselegeringen, dvs. det danner ikke noen faser eller forbindelser som vil degradere deres egenskaper. Det tredje laget 32 er valgt fra

gruppen som består av overgangsmetaller, høytsmeltende edlemetaller eller legeringer av disse, som inneholder et smeltepunktsnedsettende middel slik som bor eller silisium. Det smeltepunktsnedsettende midlet er tilstede i en tilstrekkelig mengde, slik at det tredje laget 32 smelter ved en temperatur som er minst 150°C lavere enn smeltetemperaturen til det andre laget 31. Det tredje laget bør ha en smeltetemperatur lavere enn 1095°C. Basismetallet (eller basis-legeringen) til det tredje laget er fortrinnsvis det samme som metallet (eller legeringen) som består av det andre laget. Derfor, hvis det andre laget er nikkel, vil det tredje laget være nikkel pluss et smeltepunktsnedsettende middel. Hvis det tredje laget er en nikkel-bor-legering bør det være 2-8 ( im tykt, inneholde 1-5 vekt% bor og påført ved hjelp av elektroløs plettering. Den mest foretrukne sammensetningen består av 3,5 % bor; en slik legering har en smeltetemperatur på ca. 1080°C. Som det vises av fig.2 innkapsler hovedsaklig det tredje laget 32 det andre laget 31.

Det dobbelte nikkel-bor/nikkel metall-laget er en spesielt ønsket dobbelt metall-lag kombinasjon. Hvis nikkel-bor-laget 32 smelter i løpet av framstillingen av det slipende laget 10, vil det heller væte overflaten til nikkel-laget 31 enn å perle opp nikkel-laget 31. Når det smeltede nikkel-bor-laget 32 størkner vil sinterbindingen mellom partiklene 18 og skovltuppen 11 omdannes.

For å oppnå optimale slipekarakteristikker avsettes de belagte keramiske partiklene 18 på skovltuppoverflaten 11 tett inntil hverandre. En tetthet på ca. 75 partikler pr. cm<2> er ønskelig. Den foretrukne utførelsen for avsetning av partiklene 18 på tuppoverflaten 11 er diskutert i nærmere detalj i US patentsøknad nr. 842,591 til Vontell et al, som er tatt med som referanse. For i begynnelsen å feste partiklene 18 til skovltuppoverflaten 11 (dvs. før sintringsoperasjonen), belegges overflaten 11 med klebende harpiks. Nikkelflak kan være til stede i harpiksen, som diskutert i US patentsøknad 887,509 til Pike.

Etter at partiklene 18 er plassert på skovltuppen 11, varmes tuppen opp til en temperatur tilstrekkelig til å flyktiggjøre harpiksen og å bevirke at Ni-B-laget 32 på partiklene 18 diffunderer på tuppoverflaten lii områder hvor det er punktkontakt. Som et resultat av diffusjonen som finner sted, dannes en sinterbinding 19 mellom partiklene 18 og tuppoverflaten 11. De foretrukne sintringsforholdene ligger i området for smeltetemperaturen til Ni-B-laget, dvs. 1065-1095°C i opptil 8 timer i en ikke-oksiderende atmosfære. Fortrinnsvis utføres sintringen ved en temperatur like under smeltetemperaturen til Ni-B (1080°C).

Før sintring festes hver partikkel 18 sikkert til tuppoverflaten 11 som et resultat av diffusjonen av Ni-B på tuppoverflaten. Denne bindingen sørger for at få, hvis noen, av partiklene 18 fordrives fra overflaten 11 i løpet av et påfølgende matrise-påføringstrinn, som beskrevet nedenfor. Den sørger også for at det slipende laget 10 har de nødvendige slipekarakteristikkene i løpet av kjøringen av maskinen.

Påføringen av matrisematerialet 16 utføres fortrinnsvis ved vakuum-plasma-buespraying, selv om vanlig plasmaspraying, fysikalsk gassavsetning og elektroplettering også kan benyttes. Matrisematerialet 16 påføres i en tykkelse W som vist i fig.3. En nikkelbasert superlegering av typen generelt beskrevet i patentet til Johnson et al kan benyttes som matrise, likeså andre legeringer med gode høy-temperaturkarakteristikker (oksidasjons-og korrosjonsmotstand, varm hardhet etc).

En høy styrkebinding mellom de slipende partiklene 18 og skovltuppen 11 er spesielt viktig når matrisen 16 påføres ved den foretrukne vakuum-plasmaspraying, hvor matrisepulverpartikler varmes opp ved en høy temperatur, i en høy hastighet av plasmastrøm og drevet fram på tuppoverflaten 11 ved høye hastigheter. Det er beregnet at hastigheten til de oppvarmede pulver-partiklene ligger i området 200-500 m/s; hastigheten til plasmastrømmen er tenkt å være minst 2 ganger hastigheten til partiklene. Sinterbindingen dannet idet Ni-B-laget 32 på hver partikkel 18 diffunderer på tuppoverflaten 11 er av tilstrekkelig høy styrke, slik at bare noen få av de belagte partiklene 18, hvis noen, faller av tuppoverflaten lii løpet av sprayingsoperasjonen. Hvis bindingen ikke hadde tilstrekkelig styrke, ville en utstrakt mengde av partiklene bli fordrevet fra tuppoverflaten 11 ettersom matriselaget 16 påføres. Ni-B-belegget 32 diffunderer ikke bare på tuppoverflaten 11, men det diffunderer også inn i det andre metall-laget 31 på hver partikkel 18, som videre forsterker bindingen mellom partiklene 18 og skovltuppen 11.

En tilleggsfordel som skyldes bruken av de belagte partiklene i denne oppfinnelsen, og spesielt bruken av det dobbelte Ni-B/Ni-laget, vises tydelig i løpet av de innledende trinnene til vakuum-plasmaspray-prosessen. Ved påføringen av matrisematerialet ved denne prosessen, må skovltuppoverflaten 11 først renses. Hvis overflaten 11 ikke renses, vil bindingsstyrken mellom matrisematerialet 16 og tuppen 11 bli uakseptabelt lav. Motsatt overføringsbuerensing (reverse transfer are = RT A) er den foretrukne framgangsmåten for rensing av tuppoverflaten 11. I løpet av RTA-rensingen spruterenses tuppoverflaten 11 ved at en høytemperatur elektrisk bue frambrakt mellom overflaten 11 og elektroden i plasmaspraykanonen. Temperaturen til buen kan være høy nok til å få noe av Ni-B-laget på de slipende partiklene til å smelte, hvormed det smeltede Ni-B fukter det mellomliggende Ni-laget istedet for å perle opp og renne av partiklene 18. Hvis det smeltede Ni-B-laget rant av partiklene 18 vil de trolig falle av skovltuppen 11 ettersom RTA-rensingen fortsetter. Når aluminabelagte silisiumkarbidpartikler kun dekkes med et Ni-B metall-lag og Ni-B-laget smelter i løpet av RTA-rensingen, vil det smeltede metallet perle opp på aluminalaget og partiklene fordrives lett fra skovltuppoverflaten.

Selv om det sprayede laget av matrisemateriale 16 vil ha en teoretisk tetthet på ca. 95 %, kan det inneholde noe porøsitet eller hulrom som kan redusere de mekaniske egenskapene til hele det slipende laget 10. For å fjerne slike hulrom er skovlen gjenstand for en varmisostatisk pressings- (hot isostatic pressing = HIP) framgangsmåte etter påføring av matrisematerialet 16. HIP-behandlingen forsterker også bindingen mellom matrisen 16, partiklene 18 og skovltuppen 11. For matrisematerialet av nikkelbasert superlegering beskrevet i patentet til Johnson er det tilstrekkelig med en HIP-temperatur på ca. 1100C og et gasstrykk på ca. 140 MPa i 2 timer. Andre varmpressingsparametre kan benyttes for å styrke matrisematerialet

16 og oppnå den ønskede tetthet og binding.

Deretter maskinbehandles overflaten til det slipende laget 10 for å framstille en jevn, relativt ensartet overflate. Til slutt kontaktes overflaten til det slipende laget 10 med et kjemisk etsemiddel eller en annen substans som vil angripe og fjerne noe av matrisematerialet 16, noe som bevirker at en del av hver av partiklene 18 rager fram i rommet. F.eks. kan elektrokjemisk maskinbehandling benyttes, som beskrevet i US patentskrift 4.522.692 til Joslin. Dette trinnet reduserer matrisetykkelsen til en dimensjon W, som utgjør 50-90 % av partikkeldimensjonen T, og resulterer i et slipende lag 10 som har formen som skjematisk er vist i fig.l.

Nøkkelaspektet til oppfinnelsen ligger i det at det dobbelte nikkel-bor/nikkel-laget gir en sinterbinding av høy styrke mellom de slipende partiklene 18 og overflaten til skovltuppen 11 før påføringen av matrisematerialet 16. Etter at matrisematerialet 16 påføres, holdes partiklene 18 til tuppoverflaten 11 også med matrisen 16. Den høye bindingsstyrken oppnådd med partiklene i oppfinnelsen vises tydelig fra det følgende eksemplet. Varmpressede og knuste silisiumkarbidpartikler, nominelt ca. 300 /xm i diameter ble belagt med et 12 xim lag av aluminiumoksid, i samsvar med patentet til Johnson som det er referert til ovenfor. Deretter ble partiklene delt i tre grupper. Den første gruppen ble belagt med 5 /im av elektroløs Ni-B; den andre gruppen ble belagt med 8 /xm av elektroløs Ni-B; den tredje gruppen ble belagt med 5 /xm av rent nikkel og deretter 5 /xm elektroløs Ni-B. Sintringskarakteristikkene til hver gruppe av belagte silisiumkarbidpartikler i forhold til nikkelbaserte forsøksprøver av superlegering ble deretter evaluert.

I denne sintringsevalueringen ble de belagte partiklene avsatt på overflaten til forsøksprøvene som var belagt med et tynt lag av klebende harpiks (polystyren) i en lawiskositetsbærer som også inneholdt nikkelflak. Partiklene ble sintret på overflaten til forsøksprøvene ved 1065°C i tre timer.

Prøveoverflaten ble deretter renset ved vanlig RTA-behandling i et vakuum plasmaspraykammer. En 60 sekunders RTA-rensing ved 3 kW er standardsyklusen. Tabell 3 og fig.4 viser at bruken av det dobbelte Ni-B/Ni metall-laget resulterer i en sintringsbinding med betydelig høyere styrke enn hvert av de ett-lags nikkel-bor beleggsystemene: Etter den 60 sekunder lange RTA standardsyklusen var ca. 99 % av de Ni-B/Ni-belagte partiklene fremdeles bundet til prøveoverflaten, mens bare ca. 60 % av partiklene belagt med 5 jum Ni-B var bundet og 20 % av partiklene belagt med de 8 /xm Ni-B var bundet til overflaten. Etter 120 sekunder med RTA-rensing er overlegenheten til det dobbelte Ni-B/Ni belegget enda mer tydelig.

I en annen sintringsevaluering ble tre grupper av belagte silisiumkarbidpartikler igjen evaluert. Den første gruppen ble belagt med 5 /xm med elektroløst avsatt rent nikkel; den andre gruppen belagt med 5 itm av elektroløst avsatt Ni-B; den tredje gruppen belagt med 5 /xm hver av Ni-B over Ni. De belagte partiklene ble deretter sintret på nikkelbaserte forsøksprøver av superlegering ved temperaturer mellom 1065°C og 1095°C. Etter sintringen ble en 25 grams forskjøvet belastning påført de individuelle partiklene og prosentdelen av partikler som fremdeles var bundet til prøveoverflaten etter testing (relativt til antall bundet til overflaten før testen) bestemt. Tabell 2 viser at den sinterbindingen med høyest styrke ble oppnådd med de dobbelte Ni-B/Ni metallbelagte partiklene, sintret ved 1080°C i 2 timer. Den viser også den ekstreme følsomheten til de andre to beleggsystemene overfor små variasjoner i sintringstemperaturer: Da sintringstemperaturen var på 1095°C var bare ca. 2 % av partiklene som var belagt med de Ni- eller Ni-B-belagte systemene bundet etter forskjøvet-belastning-testing. Med oppfinnelsens dobbelte lag var 51 % av partiklene fremdeles bundet.

Claims (7)

1. Slipende partikler omfattende keramiske partikler forsynt med metall-lag, særlig for å etablere et slipende belegg omfattende de keramiske partiklene i en metallmatrise på overflata av en gjenstand, karakterisert ved at partiklene har en størrelse i området fra 25 til 1250 iim og et dobbelt metallbelegg som omfatter et første metall-lag som hovedsakelig innkapsler hver partikkel, og et andre metallag som hovedsakelig innkapsler det første laget, hvor det andre metallaget er i stand til betydelig diffusjon inn i eksempelvis nikkel- og koboltbaserte superlegeringer når det varmes opp til nær dets smeltetemperatur, uten dannelse av ødeleggende faser ved diffundering inn i superlegeringene, og hvor det andre metallaget fukter det første metallaget når det andre metallaget er smeltet.

2. Partikler ifølge i krav 1, karakterisert ved at keramen består av silisiumkarbid, silisiumnitrid og SiAlON; det første metallaget omfatter overgangsmetaller, høytsmeltende edle metaller og legeringer av disse; og det andre metallaget omfatter overgangsmetaller og edle metaller samt legeringer av disse som inneholder et smeltepunktsnedsettende middel i en tilstrekkelig mengde slik at det andre metallaget smelter ved en temperatur på minst 150°C lavere enn smeltetemperaturen for det første metallaget.

3. Partikler ifølge krav 2, karakterisert ved at keramen er silisiumkarbid, det første metallaget er nikkel og det andre metallaget er en nikkel-bor-legering som inneholder mellom 1 og 5 vekt% bor.

4. Partikler ifølge krav 3, karakterisert ved at et lag av aluminiumoksid er anbrakt mellom silisiumkarbid- og nikkel-laget.

5. Partikler ifølge krav 4, karakterisert ved at det andre metallaget har en smeltetemperatur som er lavere enn 1100°C og er bestandig mot diffusjon eller oppløsing i oksidlaget ved temperaturer opp til 1100°C.

6. Partikler ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det første metallaget har en smeltetemperatur på minst 1315°C.

7. Partikler ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at partiklene har et 5-25 /xm tykt lag av aluminiumoksid, et 2-8 /xm tykt lag av nikkel over aluminiumoksidbelegget og et 2-8 /xm tykt lag av nikkel-bor over nikkelbelegget, hvor nikkel-bor-belegget inneholder 1-5 vekt % bor.