[其他]異型陶瓷復合體及其生產方法

在審

• 申請號: 87103305
• 申請日: 1987-05-06
• 公開（公告）號: CN87103305A
• 公開（公告）日: 1988-04-06
• 發明（設計）人: 馬克·紐克爾克;舍利·茲維克
• 申請（專利權）人: 蘭克西敦技術公司
• 主分類號: C04B37/02
• 分類號: C04B37/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 段承恩,徐汝巽

從廣義上來說，本發明涉及異型自承陶瓷復合體及其生產方法。更具體地說，本發明涉及包括被陶瓷基質滲透的異型預制件的異型自承陶瓷復合體;也涉及到通過使來自母體金屬前體氧化反應產物生長的方法形成陶瓷基質并將其滲入異型預制件來制備新型陶瓷復合體的方法，該氧化反應產物嵌入所說的預制件的組成中，由此形成具有所說的預制件幾何形狀的復合體。

本申請的主題是與1986年1月17日提交的系列號為819，397的共同未決和共同所有美國專利申請的主題相關的。該共同未決申請為1985年2月4日提交的系列號為697，876的美國專利申請的部分繼續申請，這兩個申請均為Marc????S.Newkirk????et????al.的，題為“復合復合體體及其生產方法”。這些共同未決申請公開了一種通過來自母體金屬的氧化反應產物擴展到可滲透的填料物質中來生產自承陶瓷復合體的新方法。但是，得到的復合體不具有確定的或預定的幾何形狀。

生長陶瓷氧化反應產物的方法一般地公開于作為1985年9月17日提交的系列號為776，964申請的部分繼續申請的1986年1月15日提交的系列號為818，943的共同未決共同所有的美國專利中，其中系列號為776，964的申請為1985年2月26日提交的系列號為705，787的申請的部分繼續申請，而系列號為705，787的申請又為1984年3月16日提交到系列號為591，392的申請的部分繼續申請，這些申請都是以Marc????S.Newkirk????et????al.名義申請的，題為“新型陶瓷材料及其生產方法”。利用氧化現象的這種方法可提供作為母體金屬的氧化反應產物形成的自承陶瓷體，其中的氧化可以通過使用合金摻雜物來促進。當向母體金屬表面涂敷摻雜物時，可以改進這種方法，如1986年1月27日提交的系列號為822，999的共同所有美國申請所述的那樣。該申請是1985年9月17日提交的系列號為776，965的部分繼續申請，后者又是1985年6月25日提交的系列號為747，788的部分繼續申請，該系列號為747，788的申請又是1984年7月20日提交的系列號為632，636的部分繼續申請。所有這些申請都是以Marc????S.Newkirk????et????al.的名義，題為“自承陶瓷材料的生產方法”。將所有上述共同所有專利申請的全部公開內容結合在此以供參考。

近幾年來，用陶瓷取代歷來都用金屬的結構應用中的興趣日益增大。與金屬相比較，陶瓷的某些性能，如耐腐蝕性，硬度，彈性模量和耐火性能方面的優勢激勵了這種興趣。

為生產更高強度的更可靠的和更堅韌的陶瓷體，目前的研究主要集中在下面兩個方面，（1）改進整塊陶瓷生產方法的開發和（2）新型材料組合物，特別是復合體基質復合材料的開發。為達到所要求的復合體性能。復合結構應是一種包括由緊密結合的兩種或兩種以上不同物質制成的非均質材料、物體或制品的結構。例如，兩種不同材料可以通過將一種材料嵌入另一種材料的基質中緊密結合而成。典型的陶瓷基質復合體結構包括一種陶瓷基質，該基質包含有象顆粒、纖維、棒或類似的一種或多種不同種類的填料。

制備陶瓷制品的傳統方法包括下列一般步驟：（1）粉末狀陶瓷材料的制備;（2）粉料的磨碎或研磨以獲得非常細的顆粒;（3）將粉料成形為具有所要求幾何形狀的坯體（具有后序加工時的許可收縮量），例如這一步驟可以通過單軸壓制、等靜壓壓制，注入成型、帶式澆鑄、注漿或任何一種其它方法來完成;（4）通過將其加熱到高溫使該坯體致密化，這樣各個粉粒熔合在一起形成一種連貫結構，最好，這一步驟在不加壓下完成（即無壓燒結），但是在某些情況下，需要附加驅動力，而這種附加驅動力可以通過采用單軸向外壓（即熱壓）或以均衡（即熱等靜壓）外壓的方式提供。（5）如果需要，通常用金剛石研磨進行精加工。

當使用這些傳統方法制備陶瓷基質復合材料時，會發生某些額外的困難。可能最嚴重的問題是關于上述（4）的致密化階段。如果材料不是高度相容的話，通常最好的方法，即無壓燒結，對于制備粒狀復合材料來說可能是困難或不可能的。更重要的是，在大多數包括纖維的復合材料情況下，即使這些物質是相容的常規燒結也是不可能的，因為這些纖維阻止顆粒的結合，這些纖維傾向于阻止使粉末顆粒致密化的必要移動。在某些情況下，通過在高溫下施加外壓的強力致密化方法可以部分地克服這些困難。但是，這種措施會產生許多問題，包括由于施加外力使得增強纖維斷裂或破壞、限制了復雜形狀制品的生產能力（特別是在單軸熱壓情況下），以及一般由最低生產率而導致的高成本或有時需要大量的精加工操作。