RU1828463C - Способ изготовлени композиционного материала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к получению керамических и композиционных изделий. Сущность изобретени : заготовку из алюмини , содержащую по крайней мере одну добавку из группы: Mg, SI, Zn, Li, нагревают в окислительной газообразной среде до температуры выше точки плавлени  алюмини , но ниже точки плавлени  оксида алюмини  и выдерживают дл  постепенного продвижени  границы в сторону газообразного окислител  и образовани  массивного тела. При этом алюминий дополнительно легируют по крайней мере одним элементом из групп: I - В; (IV-VI) - В и VII. Причем возможно непосредственное контактирование заготовки с окислительной средой, возможно также размещение между заготовкой и средой, размещение наполнител , инертного к AlzOs. в виде дисперсного сло  или сформованного брикета. В этом случае рост продукта реакции окислени  идет в межзеренное пространство наполнител . Легирование провод т либо введением добавки в алюминий заготовки или массу наполнител , либо нанесением добавки по крайней мере на одну поверхность заготовки. Получают изделие с мелкозернистой структурой. 2 з,п.ф-лы, 1 табл., 3 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к способу изготовлени  самонесущих керамических тел, образованных в качестве продукта реакции окислени  основного металла алюмини  и окислител  в паровой фазе, содержащего кислород, и имеющих улучшенную микроструктуру , получаемую благодар  добавке одного или более модификаторов переходных металлов.

На фиг.1 показан микроснимок с увеличением 400Х микроструктуры немодифицированного продукта реакции окислени , изготовленного в примере 1, примен   сплав основного металла, содержащий 5 мас.% кремни  и 3 мас.% магни  в качестве

легирующих добавок и воздух в качестве окислител  в паровой фазе; на фиг.2 - микроснимок с увеличением 400Х улучшенной микроструктуры, полученной при применении 5 мас.% Си в качестве модификатора в сочетании с сплавом основного металла, примен емого в примере на фиг.1: на фиг.З - микроснимок при увеличении 400Х улучшенной микроструктуры, полученный при применении 2 мас.% NI в качестве модификатора в сочетании с сплавом основного металла , использованного в примере на фиг.1. В соответствии с насто щим изобретением основной металл алюмини , который легируют (как пбдробнее объ снено далее),

00

к

00

ь, о ы

представл ет собой исходное вещество дл  продукте реакции окислени , формуют в слиток, сутунку, пруток, пластину и т.п. и помещают в реакционную установку с инертным слоем, тигель или другой жаропрочный контейнер. Использование модификатора процесса в сочетании с основным металлом осуществл ет улучшение микроструктуры полученного продукта реакции окислени  по сравнению с микроструктурой , такого же продукта реакции окислени , полученного в соответствии с немодифицированным , таким же способом. Модификатор содержит один или более металлов или их исходных веществ, предпочтительно переходного металла. Предпочтительные переходные металлы включают металлы группы I - В, IV - В, V - В, VI - В. VII - В и VIII периодической таблицы элементов.

Керамическое тело, полученное реакцией окислени  расплавленного основного металла алюмини  кислородом отличаетс  тем, что содержит также один или более металлических компонентов и/или имеет пористость. Улучшение микроструктуры состоит в изменении геометрического расположени  микроструктурных характеристик, как, например, размер канала дл  металла, интервал между каналами дл  металла, размер пор и интервал между ними и т.д. Это геометрическое расположение в отдельной микроструктурной характеристике может определ тьс  количественно обычными способами количественного металлографического анализа, как описано далее в примере .

Например, найдено, что добавки в диапазоне 0,1-10 мас.% одного или более переходных металлов или их исходных веществ, например, меди, никел , вольфрама , ниоби , циркони , железа, хрома, титана и кобальта к основному металлу алюмини  осуществл ют улучшение в микроструктуре полученного керамического тела из окиси алюмини  по сравнению с микроструктурой керамического тела, изготовленного без применени  модификатора.

Например, желательно примен ть медь в качестве модификатора процесса вследствие возможности приобретени  меди на рынке, котора  содержит сплавы алюмини . Соответствующее количество меди обычно в диапазоне 0,25-10 мас.% от основного металла алюмини . Сплав основного металла алюмини  и модификатор из меди нагревают ниже температуры плавлени  требуемого продукта реакции окислени  (окись алюмини ), но выше температуры плавлени  сплава алюминий-медь (как описано в вышеупом нутых совместно рассматриваемых за вках). Когда исходный расплавленный алюминий контактирует с окислителем в соответствующем температурном диапазоне, образуетс  слой продукта реакции окислени , который проницаем дл  расплавленного металла. В определенных случа х, когда магний примен ют в качестве добавки дл  основного металла алюмини  (более подробно описано далее), может об0 разеватьс  начальный слой из шпинели алюмината магни , который будет предшествовать образованию продукта реакции окислени  из окиси алюмини . В любом случае расплав передаетс  через образовав5 шийс  продукт реакции окислени  к окислителю. По мере контактировани  расплава с окислителем компонент сплава, представл ющий алюминий, по меньшей мере, частично окисл етс , таким образом

0 постепенно образу  более толстый слой продукта реакции окислени . Металл модификатора , также  вл ющийс  компонентом расплава, подобным образом передаетс  в образованный продукт реакции окислени .

5 Однако металл медного модификатора, например, медь не удал етс  из расплава посредством окислени , поскольку свободна  энерги  образовани  ее окисла менее отрицательна , чем энерги  образовани 

0 окиси алюмини . Таким образом, относительна  концентраци  модификатора может увеличиватьс  по мере окислени  алюмини  и извлечени  из расплава. Окисление металла алюмини  продолжаетс  в течение пери5 ода времени, достаточного дл  образовани  требуемого количества продукта реакции окислени . При наличии добавки модификатора найдено, что полученна  керамика имеет улучшенную микроструктуру.

0 в том случае, когда требуемое количество металла модификатора нанос т, как при нанесении сло , или оно контактирует с одной или более поверхност ми основного ме- талла алюмини , и основной металл

5 вступает в реакцию с воздухом, как окислителем в паровой фазе, соответствующие металлы - модификаторы, например, кобальт, цирконий, никель, вольфрам, титан, ниобий, железо, медь или хром предпочтительно в

0 виде порошка или частиц диспергируютс  над или контактируют с одной или более поверхност ми основного металла.

При изготовлении керамического продукта в соответствии с насто щим изобрете5 нием модификатором может служить и, например, никель. Следовательно, соответствующее количество порошка никел , обычно в диапазоне 0,5-10 мас.% от основного металла алюмини , диспергируют над поверхностью роста тела основного металла алюмини . По мере контактировани  исходного вещества расплава алюмини  с никелем некоторое количество металла никел  соедин етс  с расплавом алюмини . Затем расплав передаетс  в продукт реакции окислени  из окиси алюмини . Полученный продукт реакции окислени  показывает улучшенную микроструктуру.

В том случае, когда продухт представл ет собой керамический композит, изготовленный выращиванием продукта реакции окислени  в массе материала наполнител  или в проницаемом брикете, размещенным смежно с основным металлом алюмини , металл модификатора может легироватьс  основным металлом или может обеспечиватьс  смешиванием с материалом наполнител  или материалом брикета, либо наноситьс  в виде сло  на одну или более поверхностей тех же материалов. Если желательно улучшить всю микроструктуру керамического тела, то следует прин ть меры дл  обеспечени  контактировани  по меньшей мере части смешанного модификатора с телом основного металла. Например, если требуемый композитный продукт содержит керамическую матрицу из окиси алюмини , изготовленную окислением в паровой фазе основного металла алюмини , пропитывающего слой из частиц карбида кремни , кото рые можно предварительно формовать в виде прессовки, порошков или частиц модификаторов , например, титана, железа, нике- л , меди, хрома и т.д., то можно осуществл ть их смешивание с материалом наполнител  из карбида кремни . Например , желательно примен ть никель в качестве модификатора дл  улучшени  микроструктуры керамического тела. Следовательно , соответствующее количество металла смешиваетс  с материалом наполнител  из карбида кремни . Соответствующее количество металла в виде частиц составл ет примерно от 0,1 до 10 г никел  на 100 г основного металла алюмини .

По мере заделывани  образованного продукта реакции окислени  из окиси алюмини  в частицы карбида кремни  и передачи через них расплавленного алюмини , расплав алюмини  контактирует и раствор ет смешанный металл никел . Количество модификатора таким образом соедин етс  с расплавом основного металла.

В некоторых случа х часть модификатора , котора  не соединилась с расплавом основного металла, но включена в ту часть массы наполнител  или брикета, котора  пропитываетс  продуктом реакции окислени , может присутствовать в композитном теле в виде изолированных включений модификатора . Металл модификатора может также наноситьс  лишь на одун или более поверхностей массы наполнител  или формованного брикета. Например, порошок ни- кел  может наноситьс  в виде сло  на поверхность основы из карбида кремни  или брикета. По мере контакта расплава исходного вещества из алюмини  с этой поверхностью -некоторое количество никел 

0 соедин етс  с ней. Нанесение модификатора на одну или более наружных поверхностей массы наполнител  или брикета в соответствии с насто щим изобретением приводит к получению композитного тела.

5 имеющего наружный слой, содержащий керамику с улучшенной микроструктурой.

При практическом воплощении насто щего изобретени , где металл модификатора подаетс  снаружи к основному металлу,

0 модификатор может выполн тьс  в виде смеси или соединени , которое будет вступать в реакцию с расплавленным металлом, и/или диссоциируетс  в услови х процесса дл  освобождени  металла модификатора,

5 который затем соедин етс  с основным металлом . Таким соединением может быть окись металла, которое восстанавливаетс  или вступает в реакцию с основным метал- лом дл  освобождени  металла модифика0 тора. Например, если желательно получить керамическое композитное тело, содержащее керамическую матрицу из оксида алюмини , изготовленную окислением основного металла алюмини  и заделанных

5 Частиц материала наполнител  из окиси алюмини , окись требуемого металла модификатора , например, никел , железа или хрома может смешиватьс  с заделанным материалом из окиси алюмини  или нано0 ситьс  на верхнюю поверхность основного металла из алюмини . Например, хром может примен тьс  в качестве модификатора посредством смешивани  окиси хрома с заделанным материалом. При контакте рас5 плавленного алюмини  с окисью хрома расплавленный алюминий восстанавливает окись хрома и освобождает хром. Количество освобожденного металла хрома затем соедин етс  с расплавленным алюминием,

0 как упоминалось выше..

Выгод примен ть одну или более добавок в дополнение к модификатору. Однако следует отметить, что при применении добавки в дополнение к металлу модификато5 ра, наличие каждой добавки может вли ть на работу и/или характеристику другой. Таким образом, при практическом воплощении насто щего изобретени , где примен етс  добавка, относительные кон- центрации металла модификатора и добавки , необходимые дл  получени  требуемого результата от каждого из них, могут измен тьс . Следовательно, следует рассмотреть вли ние всех металлов, присутствующих в отдельном особом случае при разработке системы.

Дополнительные примеры материалов добавок дл  основного металла из алюмини  включают натрий, германий, оволо, свинец , литий, кальций, бор, фосфор и иттрий, которые могут примен тьс  отдельно или в комбинации с одной или более других добавок в зависимости от окислител , характера и количества присутствующего металла модификатора и условий процесса. Редкоземельные элементы, как, например, церий, лаптан, празеодим, неодим и самарий также  вл ютс  полезными добавками и особенно при использовании в комбинации с другими добавками.

Все материалы добавок, как по сн лось в совместно рассматриваемых патентных за вках, эффективны при обеспечении роста поликристаллического продукта реакции окислени  дл  систем основных металлов йа основе алюмини . „

Дл  замедлени  роста или развити  продукта реакции окислени  могут использоватьс  барьерные средства. Подход щими барьерными средствами может быть любой материал, соединение, элемент, состав или т.п.. который в услови х процесса согласно этому изобретению сохран ет некоторую целостность, нелетучий, и предпочтительно  вл етс  проницаемым дл  окислител  в паровой фазе, сохран   в то же врем  способность локального замедлени , стабилизировани , останова, предотвращени , исключени  и т.п. .продолжающегос  роста продукта реакции окислени . Соответствующие барьеры включают сульфат кальци  (парижска  штукатурка), силикат кальци , портланд-цемент и их комбинации, которые обычно нанос тс  в виде суспензии или пасты на поверхность материала наполнител  или брикета. Эти барьерные средства также могут включать соответствующий горючий или летучий материал, который уничтожаетс  при нагреве, или материал, который распадаетс  при нагреве, дл  увеличени  пористости и проницаемости барьерных средств. Кроме того, барьерные средства могут включать подход щие порошкообразные частицы дл  уменьшени  любой возможности усадки или растрескивани , которое s противном случае может возникнуть во врем  процесса. Така  порошкообразна  частица, имеюща , в сущности , тот же коэффициент расширени , как и

частицы сло  наполнител  или брикета,  вл ютс  особенно желательными.

Например, если брикет содержит окись алюмини  и полученна  керамика содержит

окись алюмини , то барьерное средство может смешиватьс  с порошкообразными частицами окиси алюмини , желательно имеющими размер примерно 20-1000 меш, Другие подход щие барьеры включают жароупорную керамику или металлические оболочки, которые открыты, по меньшей мере , на одном конце дл  обеспечени  проникновени  окислител  в паровой фазе в слой и контактировани  с расплавленным основным металлом. В определенных случа х можно подавать источник металла модификатора посредством барьерных средств. Например , составы определенных нержавеющих сталей при вступлении в реакцию в определенных услови х процесса окислени , как при повышенной температуре в кислородсодержащей атмосфере, образуют окислы их компонентов, например, окись железа , окись никел  или окись хрома в зависимости от состава нержавеющей стали. Таким образом, в некоторых случа х найдено, что барьерное средство, например, оболочка из нержавеющей стали, обеспечивает соответствующий источник металла модификатора

при контакте с расплавом основного металла. Это может осуществить улучшение микроструктуры по периферии керамического тела. П р и м е р. В соответствии с насто щим изобретением несколько модификаторов

процесса отдельно добавл ли к двум различным отдельным алюминиевым сплавам, один, содержащий 3 мас.% Si/З мас.% Мд, и другой, содержащий 5 мас.% Si/З мас.% Мд. Эти материалы примен ли дл  изготовлени  керамических конструкций окислением в паровой фазе расплава основного металла, как раскрыто в упом нутых совместно рассматриваемых за вках на патент. Кроме того, дл  сравнени  керамические конструкции выращивали при аналогичных услови х , примен   сплавы 3 Si/3 Mg и 5 SI/3 Mg без добавки модификатора процесса.

Стержни из модифицированного сплава и два контрольных стержн  с размерами 4

-)

v дюйма х 2 дюйма х 1/2 дюйма (114,3 мм х

50,8 мм х 12,7 мм) поместили в отдельные слои частиц окиси алюмини  (марки Алунд EI фирмы Нортон, с размером частиц 90 меш), которые содержались в жароупорных емкост х, так что одна поверхность

стержн  (размером 4 - дюйма х 2 дюйма,

т.е. 114,3 мм х 50,8 мм) заделана заподлицо со слоем и открыта в атмосферу. Тонкий

слой материала добавки из ЗЮг с размером - 140 меш равномерно диспергировали на открытой поверхности каждого стержн  (примерно 0,01-0,04 г 5102/см2). Каждый из этих образцов поместили в печь и нагревали до 1250°С в течение свыше 5 ч. Печь поддерживали при температуре 1250°С в течение 20 ч и охлаждали до температуры окружающей среды в течение свыше 5 ч. Каждый образец вынимали и извлекали полученные керамические тела.

Поперечные сечени  подготовили от каждого керамического тела и сделали микроснимки каждой микроструктуры при одинаковом увеличении. Микроструктура керамических материалов; изготовленных с применением модификатора процесса, показала улучшение микроструктуры по сравнению с контрольными образцами. Улучшение определ ли количественным анализом, использу  среднелинейный метод точек пересечени . В том методе средний размер заданного компонента в микроструктуре представлен средней длиной точек пересечени  этого компонента с р дом произвольных линий, наложенных на микроснимок, полученный при посто нном увеличении. В насто щем случае компонент микроструктуры, выбранный дл  измерени , представл л проходы через продукт ре- акции окислени , как представлено на микроснимке участками неокисленного металла или участками пустот. Результаты этих измерений приведены в нижеследующей таблице.

Так как небольшие величины средней длины отрезков  вл ютс  показател ми уменьшени  размера в микроструктуре, то результаты в таблице  сно показывают, что размер каналов в продукте реакции окислени  уменьшилс , причем в некоторых случа х достаточно значительно благодар  присутствию модификатора.

Эти результаты также представлены на фигурах. Фиг.1 показывает микроструктуру керамического продукта при увеличении 400Х, полученную в результате немодифи- цировзнного окислени  другого контрольного образца в таблице. Фиг.2 и 3 показывают улучшенные микроструктуры, также увеличенные в 400 раз и полученные в результате применени  меди.{5,6 мас.%) и никел  (2 мас.%) как модификаторов дл  процесса окислени  в соединении с тем же алюминиевым сплавом.

Данные по механическим свойствам также показывают эффекты модификатора. Например, было обнаружено, что керамический продукт реакции окислени  сплава, содержащего 3 мас.% никел  и 5 мас.% кремни , имеет макротвердость 73 по шкале А. Роквелла. Материалы, приготовленные с применением 2 мас.% и 4 мас.% никелевого модификатора, показали увеличенную макротвердость 78 и 82 по той же шкале твердости .

Пример 2. Дл  определени  результата выращивани  материала, предусмотренного насто щим изобретением, в двухмерный тканый материал из подвод щего наполнител  с целью получени  в результате композиционного материала из насто щего изобретени , были проведены эксперименты с плетеной тканью из глиноземистого керамического волокна (Дюпон Ко, ГР алюмина). Исходный металл, используемый дл  этого примера, состоит из промышленного сплава алюмини  (номер 5052), содержащего 2,5% магни  одновременное приблизительно 1% (в целом) других разновидностей , таких как Fe, Cr, SI и Си. Были приготовлены доа образца каждый размером два дюйма (50.8 мм) на дев ть дюймов (228,6 мм), на пол-дюйма (12,7 мм) и помещены один на другой с образованием стержн  из исходного металла размером двух дюймов на дев ть дюймов на один дюйм. Верхн   поверхность стержн  была покрыта слоем, содержащим 2-5 г легирующей присадки из двуокиси кремни , смешанной с св зующим из поливинилового спирта и во- ды. Стержень поместили в горизонтальном положении поверх сло  тугоплавкого зерна из оксида алюмини  95%-ной степени чистоты (Ei Алундум) размером 90 меш и был закрыт с четырех сторон, оставл   открытой верхнюю поверхность. На эту поверхность поместили шесть слоев глиноземистой ткани , кажда  приблизительным размером три дюйма (76 мм) на дес ть дюймов (254 мм), и они свободно удерживались на своем месте с помощью кусков огнеупорного кирпича, расположенных по кра м ткани.

Эта совокупность была помещена в печь, идентичную описанной в примере 11, и была нагрета в воздухе до 1125°С в течение периода времени 180 ч. Фотоснимок поперечного сечени  образующегос  композиционного материала, содержащего ке1- рамическое волокно, демонстрирует тканевый наполнитель, заключенный внутри керамической матрицы (основы), состо щей частично из взаимосв занной матрицы из альфа-оксида алюмини  и неокисленного металла. Подобные тканесодержащие композиты были получены и с другими материалами , в том числе с тканью из диоксида циркони  и ткань ю на основе карбида кремни , Если сцепление на границе раздела

между керамическим волокном и матрицей  вл етс  не очень прочным, и исходный металл и окислитель на самом деле не разъедают волокна, то такие композиты могут потенциально обладать очень высокой прочностью в двух направлени х, придаваемой тканью, и/или увеличением ударной в зкости композиционного материала, придаваемой механизмами трещино-преломле- ни  и излома при извлечении волокна.

Пример 3. Была получена подпрес- совка, содержаща  силиконокарбидное волокно (NicalonR), превращенное в самонесущее тело. Подпрессовку затем привели в контакт с телом из исходного материала , содержащего в весовых процентах приблизительно 7,5-8.5% Si: 0,7-1,0% Fe; 3,0-4,0% Си; 0,5% Мп; 0,2-0,3% Мд;0,5% Ni; 2,7-3,5% Zn; 0,35 Sn и остальное - алюминий, с целью образовани  наслоени . Это наслоением затем частично заглубили в опорное средство, состо щее из (90 грит) и приблизительно 10ТЮ2. наход щихс  в огнеупорной лодочке. Опорное средство использовали дл  размещени  в нем тела из исходного металла, в то врем , пока металл находилс  в расплавленном состо нии. Огнеупорную лодочку, в которой находилось наслоение, поместили в печь и нагревали до приблизительно 1000°С в течение приблизительно 6-и часового периода времени , выдержали при температуре пор дка 1000°С в течение приблизительно 75 ч и после этого охладили до комнатной температуры . В печи находилась воздушна  атмосфера . После охлаждени  до комнатной температуры наслоение было разобрано дл  подтверждени  того, что исходный металл вступил в реакцию с атмосферой с образованием керамического композитного тела, содержащего подпрессовку, залитую матрицей из продукта реакции окислени , содержащего АЬОз и некоторое количество остаточного сплава алюмини . Готовое тело из керамического композиционного материала повторило форму исходной подпрес- совки.

Пример 4. Была получена прессовка из TiBa. Эту прессовку затем привели в контакт с телом исходного металла, содержащего по весу приблизительно 2% Li; 1% Si и остальное - алюминий, который затем был покрыт тонким слоем (- 325 меш) порошка никел  в качестве легирующего материала, с целью получени  наслоени . Это наслоение затем частично погрузили в опорное средство, состо щее из B/iC-наслоени , заключенного в огнеупорной лодочке. Опорное средство было использовано дл  размещени  в нем исходного металла, в то

врем , пока металл находилс  в расплавленном состо нии. Огнеупорную лодочку с заключенным в ней наслоением поместили в печь и нагревали до приблизительно температуры 1000°С в течение приблизительно 6,7-и часового периода, поддерживали при температуре приблизительно 1000°С в течение приблизительно 5 ч и затем охладили до комнатной температуры.

0 В печи находилась атмосфера из азота. После охлаждени  до комнатной температуры наслоение разобрали дл  обнаружени  того, что исходный металл прореагировал с атмосферой дл  получени  керамического

5 композитного тела, содержащего подпрессовку , заполненную матрицей из продукта реакции окислени , содержащего AIN и некоторое количество остаточного сплава AI. Конечное керамическое композитное тело

0 повторило форму исходной подпрессовки.

Пример 5. Была получена подпрес- совка, содержаща  приблизительно 95% AIN и 5% Si3N, превращенна  в самонесущее тело. Подпрессовку затем привели в

5 контакт с телом из исходного металла, содержащим по весу приблизительно 3% Sr; 1 % Si; 3% Fe и остальное - алюминий, которое было покрыто тонким слоем порошка Fe в качестве легирующего материала (присгд0 ки)дл  получени  наслоени . Это наслоением было затем частично погружено в опорное средство, состо щее из наслоени  , заключенного в огнеупорной лодочке. Опорное средство использовали дл  разме5 щени  в нем исходного металла, в то врем , пока металл находилс  в расплавленном состо нии . Огнеупорную лодочку, в которой находилось наслоение, поместили в печь и нагревали до температуры приблизительно

0 1500°С в течение приблизительно 7-и часового периода- времени, выдерживали при температуре приблизительно 1050°С в течение приблизительно 15 ч и после этого охладили до комнатной температуры. В печи

5 находилась азотна  атмосфера. После охлаждени  до комнатной температуры наслоение разобрали дл  обнаружени  того, что исходный металл вступил в реакцию с атмосферой дл  получени  керамического

0 композитного тела, содержащего подпрессовку , заполненную матрицей из продукта реакции окислени , содержащего AIN в некоторое остаточное количество сплава AI. Готовое керамическое композитное изде5  ие повторило форму исходной подпрессовки .

Пример 6. Была получена подпрес- соека, содержаща  сил и кон карбидное волокно (S1C), превращенна  в самонесущее тело. Подпрессовку затем привели в контакт

с гелом из исходного металла, содержащего по весу приблизительно 3% LI; 3% Мд; 12% Si и остальное - алюминий, которую покрыли тонким слоем порошка в качестве легиру- ющего материала, дл  образовани  наслоени . Это наслоение затем частично погрузили в опорное средство, состо щее из SiC. заключенного.в огнеупорной лодочке . Опорное средство использовали дл  размещени  в нем тела из исходного металла, в то врем , пока металл находилс  в расплавленном состо нии. Огнеупорную лодочку , в которой находилось наслоение, поместили в лечь и нагревали до температуры приблизительно 800°С в течение свыше приблизительно 6-и часового периода времени , выдержали в течение 800°С в течение приблизительно 87 ч и затем охладили до комнатной температуры. В печи поддерживалась азотна  атмосфера. После охлажде- ни  до комнатной температуры наслоение разобрали с тем, чтобы обнаружить, что исходный металл вступил в реакцию с атмосферой дл  образовани  керамического композитного тела, содержащего подпрес- совку, заполненную матрицей из продукта реакции окислени , содержащего AIN и некоторое остаточное количество сплава AI. Готовое керамическое композитное тело повторило форму исходной подпрессовки.

Пример 7. Смесь, содержащую по весу приблизительно 85% (- 325 меш) А12Оз и приблизительно 15% NIO была предварительно обожжена при температуре приблизительно в течение примерно 3 ч и затем измельчена с получением массы материала, содержащего в качестве реакционноспо- собных компонентов N1AI204 и N10 и в качестве инертного наполнител  . Массу этого материала превратили в самонесущую подлрессовку путем стандартной технологии . Эту подпрессовку затем привели в контакт с телом (массой) исходного металла, содержащим (ей) по весу приблизительно 7,5-8,5% SI; 0,7-1,0% Fe; 3,0-4.0% Си; 0,5% Мп; 0.2-0,3% Мд; 0,5% NJ; 2,7-3,5% Zn; 0,35% Sri и остальное - алюминий, с образованием наслоени . Это наслоение затем было частично погружено в опорное средство, состо щее из воллатонита (10- 100 меш), заключенного в огнеупорной лодочке . Это опорное средство использовали дл  размещени  а нем тела из исходного металла, а то врем , пока металл находилс  в расплавленном состо нии. Огнеупорную лодочку с заключенным в ней наслоением поместили в печь и нагревали до приблизительно 1000°С свыше приблизительно 6-и часового периода времени, выдерживали при температуре приблизительно 1000°С в течение приблизительно 50 ч и затем охладили до комнатной температуры.

В печи сохран лась воздушна  атмосфера . После охлаждени  до комнатной температуры наслоение разобрали дл  обнаружени  того, что исходный металл прореагировал с атмосферой и реакцион- носпособными компонентами дл  получени  керамического композитного тела, содержащего подлрессовку, заполненную матрицей из продукта реакции окислени , содержащего и некоторое остаточное количество сплава алюмини . Остаточный сплав содержал никель, как побочный продукт реакции между исходным металлом и реакционноспособными компонентами. Готовое керамическое композитное изделие повторило форму исходной подпрессовки.

Claims (3)

1.Способ изготовлени  композиционного материала с керамическим наполнителем , включающий нагрев твердо й алюминиевой заготовки, содержащей по меньшей мере одну добавку, предпочтительно выбранную из группы, включающей магний, кремний, цинк и литий, а окисл ющей газообразной среде при температуре выше точки плавлени  алюмини , но меньше точки плавлени  окиси алюмини , в течение времени, достаточного дл  окислени  алюмини  и непрерывного смещени  границы окиси алюмини  к окисл ющей среде, с постепенным утолщением сло  окиси алюмини  и получени  массивного тела, отличающийс  тем, что, с целью получени  мелкозернистой структуры, алюминий дополнительно легируют по крайней мере одним элементом из групп I - В, (IV-VII) - В и VIII.

2.Способ по п.1, отличающийс  тем, что перед нагревом между алюминиевой заготовкой и окисл ющей средой помещают наполнитель в виде дисперсного сло  или отформованного брикета, инертный к окиси алюмини .

3.Способ по пп.1 и 2, отличающий- с   тем, что легирование осуществл ют введением указанного по крайней мере одного элемента или по крайней мере одного соединени , содержащего указанный по крайней мере один элемент, в алюминий заготовки или в массу наполнител  или нанесением этого элемента на по крайней мере одну поверхность заготовки.

Фиг. 1

ери г.2