[發明專利]其中分散有陶瓷顆粒的金屬基質

無效

• 申請號: 200780004308.1
• 申請日: 2007-01-09
• 公開（公告）號: CN101378866A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: D·阿姆斯特隆;R·安德森
• 申請（專利權）人: 國際鈦金屬粉末公司
• 主分類號: B22F9/28
• 分類號: B22F9/28;C22C32/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;段家榮

技術領域

本發明涉及其中分布有陶瓷顆粒或粒子的金屬基質粉末或顆粒的 組合物以及由其制備的固體物體、及其制備方法。本發明利用了在美國 專利6409797、5958106、5779761和6861038中公開的Armstrong?Process， 所有這些專利在此通過引用結合進來。

背景技術

其中分布有陶瓷顆粒的金屬基質在眾多工業中使用。例如，碳化鎢 是非常硬的金屬，可以結合到各種金屬基質中以提供耐磨材料，而氮化 鈦和/或碳化鈦可以結合到鈦基質中用作鋁錠發動機(aluminum?block engine)的氣缸內襯。

一般而言，無機粉末/顆粒生產傳統上通過許多方式進行，有固體金 屬的粉碎、鹽溶液沉淀、化學化合物的熱分解、化合物的還原、電解沉 積以及熔融金屬的霧化。

一般而言，霧化用于制備球形顆粒，脆性材料比如金屬氫化物可以 在球磨機和其它已知工藝中機械粉碎。化學化合物的熱分解在一些情況 中使用，比如羰基鎳。一些鐵粉末也以這種方式制備。

隨著Armstrong?Process的發展，通過使用堿金屬或者堿土金屬的液 流促進了金屬粉末的制備，在所述堿金屬或者堿土金屬液流中在還原性 條件下引入了氣態鹵化物或者鹵化物組合來制備金屬或者其合金，所有 這些內容都在前述專利中有公開。Armstrong?Process也能夠用于制備陶 瓷，也在上面舉出的專利中給出了。已經用Armstrong?Process制備了各 種市售金屬，最值得一提的是商業純(CP)鈦和滿足ASTM等級5質 量規格的6/4鈦。但是，存在著對遍布有陶瓷顆粒或粉末的金屬或者金 屬粉末組合物的需要。

發明內容

相應地，本發明的主要目標是提供通過如下方法制備的物質組合 物，所述物質組合物包含其中分布有陶瓷顆粒的金屬基質:將形成所述 基質的金屬鹵化物引入到流動的堿金屬或堿土金屬或者其混合物中，將 陶瓷成分的源引入到流動的堿金屬或者堿土金屬或者其混合物中，其中 堿金屬和/或堿土金屬充分過量以保持基本所有反應產物的溫度低于其 燒結溫度，以在過量的堿金屬和/或堿土金屬情況下制備金屬基質顆粒和 陶瓷顆粒和鹽顆粒，并去除所述過量的堿金屬和/或堿土金屬和所述鹽顆 粒，得到金屬基質顆粒和陶瓷顆粒的混合物。

本發明的另一目標是提供通過如下方法制備的物質組合物，所述物 質組合物包含其中分布有平均直徑小于大約1微米的陶瓷顆粒的金屬基 質:將形成所述基質的金屬(一種或多種)的氯化物引入到流動的堿金 屬或堿土金屬或其混合物中，將陶瓷成分的源引入到流動的堿金屬或者 堿土金屬或者其混合物中，其中堿金屬和/或堿土金屬充分過量存在以保 持基本所有反應產物的溫度低于其燒結溫度，以在過量的堿金屬和/或堿 土金屬情況下制備金屬基質顆粒和陶瓷顆粒和鹽顆粒，和其中所述氯化 物的沸點低于大約500℃，并去除所述過量的堿金屬和/或堿土金屬和所 述鹽顆粒，得到金屬基質顆粒和陶瓷顆粒的混合物。

本發明的最后一個目標是提供制備其中分布有陶瓷顆粒的金屬基 質粉末的組合物的方法，所述方法包括建立液體堿金屬或堿土金屬或其 混合物的物流，將所述金屬基質的鹵化物蒸氣和陶瓷顆粒的非金屬成分 的源以不低于聲速引入到所述液體堿金屬或堿土金屬物流中，所述液體 堿金屬或堿土金屬以足以保持基本所有反應產物低于其燒結溫度的量 存在。

本發明由在隨后充分描述的、在附圖中示出的以及在所附權利要求 中特別指出的一些新型特征和部件的組合構成，應該理解的是在不偏離 本發明的精神或者犧牲本發明的任何益處的情況下可以對細節進行各 種改變。

附圖說明

為了便于理解本發明，在附圖中示出了本發明的優選實施方案，當 結合下列描述來查看這些附圖時，本發明、其構造和操作、以及許多其 優點應該很容易理解和認識到。

圖1是流程圖，示出了作為例子源自四氯化鈦的鈦金屬和與其混合 的陶瓷顆粒的連續方法；和

圖2是用于圖1中公開的方法的典型燃燒器反應室的示例。

發明詳述