FI89587B - Foerfarande foer framstaellning av en sjaelvbaerande keramisk sammansatt struktur och med foerfarandet framstaelld sjaelvbaerande keramisk struktur - Google Patents

Claims (32)

1. Förfarande för framställning av en självbärande keramisk sammansatt struktur, som innefattar en keramisk matris, som erhAllits genom en 5 oxidationsreaktion mellan en grundmeCall och en oxidant för att bilda ett polykristallint material, som innefattar oxidationsreaktionsprodukt av grundmetallen och oxidanten, i vilken inneslutits Atminstone ett fyllnadsamne, vid vilket förfarande: 10 (a) man orienterar en första kalla av grundmetall, som eventuellt inne fattar ett fast grundmetallstycke och en permeabel massa av ett fyll-nadsämne pi sAdant sätt i förh411ande tili varandra att oxidationsreaktionsprodukt av grundmetallen frAn den första kallan bildas mot och i massan av fyllnadsamne, varvid mängden grundmetall av den första kallan 15 är otillräcklig att väsentligen helt fylla den permeable massan av fyllnadsamne; (b) man valjer en andra källa av grundmetall, alltsA en lagerkalla, som innefattar en behAllare, varvid sammansättningen pä lagerkällan är 20 samma eller olika An pA den första kallan; (c) man upphettar grundmetallen av den första kallan tili en temperatur som är ovanför dess smältpunkt men under smältpunkten av dess oxidationsreaktionsprodukt för att bilda en smält grundmetallmassa frän 25 nämnda första källa och man lAter den smälta grundmetallen av den första källan reagera med oxidanten för att bilda en oxidationsreaktionsprodukt genom att halla Atminstone en del av oxidationsreaktionsproduk-ten i kontakt med den fösta kallan av smält grundmetall och oxidanten mellan dessa för att smält grundmetall kontinuerligt skall kunna dras 30 genom oxidationsreaktionsprodukten mot oxidanten och massan av fyllnadsamne sA att uppkomst av färsk oxidationsreaktionsprodukt fortsätter att bildas pA gränsytan mellan oxidanten och tidigare bildad oxidationsreaktionsprodukt ; 35 kännetecknat därav, att 53 8 9 5 8 7 (d) man upphetter lagerkällan av grundmetallen för att smälta ner metelien; (e) man bringar lagret av smält grundmetall i Vcontakt med den första 5 källan av smält grundmetall sA att det smälta lagret av grundmetall är förbindelse med den första källan av smält grundmetall, för att fylla pA den första kallan av smalt grundmetall Atminstone delvis alltefter reaktionen fortstätter för att bilda en självbärande keramisk samman-satt struktur, och 10 (f) eventuellt kvarlämnas ett metallsubstrat, som innefattar restgrund-metall. anslutet tili den keramiska sammansatta strukturen, som sAlunda innefattar en keramisk matris bildad i form av en keramisk yta pa me- tallsubstratet. 15

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att pAfyllningen innefattar att smält grundmetall strömmar fr An lagerkällan tili den första kallan tack väre en gravitationsströmningsförbindelse. 20

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att den första källan fylls pä genom att läta en del av den smälta grundmetallen strömma frAn lagerkällan i kontakt med massan av fyllnadsmedel och därefter fortsätter strömmen av smält grundmetall frAn lagerkällan Atminstone för delvis pAfyllning. 25

4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att före upphettningsskedet innefattar den första källan av grundmetall ett stationärt grundmetallstycke placerat i fysiskt kontakt med massan av • - fyllnadsmedel och efter upphettningen, som leder till att man erhAller 30 smält grundmetallmassa frAn den första källan, är lagerkällan av smält grundmetall i förbindelse med massan av grundmetall för Atminstone delvis pAfyllning.

5. Förfarande enligt patentkrav 3 eller 4, kännetecknat 35 därav, att den Atminstone delvisa pafyllningen sker tack väre en gravi-tationsströmningsförbindelse. 54 89587

6. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att den första kallan av grundmetall innefattar ett fast grund-metallsstycke med given modell och massan av fyllnadsmedel innefattar ett fyllnadsämne som är i omformbar kontakt med det formade stycket, 5 varvid dä reaktionen gätt till slut sä att önskad mängd grundmetall in-filtrerats i fyllnadsmedlet för att bilda en självbärande keramisk sammansatta struktur och eventuellt överskott grundmetall som inte bil-dat oxidationsreaktionsprodukt avlägnas frän fyllnadsmedlet och den självbärande keramiska sammansatta strukturen innehäller en omvänt 10 upprepad geometri av det formade stycket.

7. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att massan av fyllnadsämne innefattar ätminstone en formad för-form. 15

8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat därav, att ätminstone en del av ytan av förformen begränsas av en begränsare.

9. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat 20 därav, att det dessutom innefattar en begränsare som är ätminstone delvis pä avständ frän den första kallan av grundmetall för att de-finiera ätminstone en yta av massan av fyllnadsmedel och reaktionen sker tills oxidationsreaktionsprodukten uppnär begränsaren för att producera en sädan keramisk sammansatt struktur vars yttre yta de-25 finieras av en begränsare.

10. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att massan av fyllnadsmedel innefattar en hälighet och riktning-en utförs sä att den första kallan av smält grundmetall är i kontakt 30 med ätminstone en vägg av häligheten under det att infiltreringen av oxidationsreaktionsprodukt framskrider frän denna vägg eller längs med denna vägg.

11. Förfarande enligt av patentkrav 1 eller 2, kännetecknat 35 därav, att den dessutom innefattar att man uppräthäller en lagerkälla av smält grundmetall pä sädan höjd frän den första källan som är ovan- 55 89 537 för den högsta nivAn av massan av smält grundmetall för att uppräthAlla ett statlskt tryck i stycket av den första kallan av smalt grundmetall. 5

12. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat därav, att massan av fyllnadsmedel innefattar flera olika massor av fyllnads-medel av vilka var och en ar 1 kontakt med den smälta grundmetallen.

13. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat 10 därav, att dA reaktionen, som sker dA den smälta grundmetallen hAlls i kontakt med massan av fyllnadsmedel, gAtt till slut, fAr icke-reagerad metall stelna i kontakt med den självbärande keramiska sammansatta strukturen för att erhAlla ett metallsubstrat som är enhetligt med den-na. 15

14. Förfarande enligt patentkrav 13, kännetecknat därav, att massan av fyllnadsmedel innefattar Atminstone en hAlighet som är i förbindelse med den smälta grundmetallen och denna icke-reagerade smälta grundmetall som är i atminstone en hAlighet fAr stelna för att er- 20 halla ett metallsubstrat som ett invändigt skikt som har den keramiska blandstrukturens yttre yta.

15. Förfarande enligt patentkrav 13, kännetecknat därav, att volymen pA keramiska sammansatta strukturen är större eller mindre 25 än volymen pA metallsubstratet som bildats enhetligt med detta.

16. Förfarande enligt patentkrav 1,2 eller 7, kännetecknat därav, att grundmetallen innefattar aluminiumgrundmetall, titan, kisel, zirkonium, hafnium eller tenn. 30

17. Förfarande enligt patentkrav 16, kännetecknat därav, att oxidanten innefattar luft och nämnda temperaturomrade är cirka 850°C - 1450°C och oxidationsreaktionsprodukten innefattar aluminium-oxid. 35 56 8 9 5 8 7

18. Förfarande enligt patentkrav 17, kännetecknat därav, att man vld detta dessutom bestämmer ätminstone en gräns för massan av fyllnadsmedel med en begränsare. 5

19. Förfarande enllgt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att man använder ätminstone ett tillsatsämne 1 förblndelse med grundmetallen.

20. Förfarande enllgt patentkrav 7, kännetecknat därav, 10 att det kan finnas flera förformar av vilka var och en är i kontakt med med den smälta grundmetallen.

21. Förfarande enligt patentkrav 18, kännetecknat därav, att grundmetallen lnnefattar aluminium, oxidanten innefattar syre och 15 begränsaren innefattar ätminstone ett ämne som valts frän en grupp tili vilken hör rostfritt stäl, gips, kalciumsilikat, kalciumsulfat, wolla-stönit och portland-cement.

22. Självbärande keramisk sammansatt struktur framställd med ett förfa-20 rande enligt nägot av patentkraven 1-22, kännetecknad därav, att den innehäller (a) ett substrat som innefattar grundmetall (b) en keramisk yta, som innefattar en keramisk matris som utformats enhetligt med substratet och innefattar en oxidationsreaktionsprodukt me11an en grundmetall och en oxidant, i vilken oxidationsprodukt man 25 inneslutit ett fyllnadsämne.

23. Keramisk sammansatt struktur enligt patentkrav 22, kännetecknad därav, att fyllnadsämnet är en formad tili en förform.

24. Keramisk sammansatt struktur enligt patentkrav 22, känne tecknad därav, att en keramisk yta omger substratet.

25. Keramisk sammansatt struktur enligt patentkrav 22, kännetecknad därav, att ätminstone en ytgräns av fyllnadsämnet de-35 finierats med en begränsare. 57 89587

26. Keramisk sammansatt struktur enligt nAgot av patentkraven 22-25, kännetecknad därav, att den keramiska ytan är placerad utanför eller innanför substratet.

27. Keramisk sammansatt struktur enligt nägot av patentkraven 22-25, känne tecknad darav, att grundmetallen innefattar en alu-miniumgrundmetall och den keramiska ytan innefattar aluminiumoxid.

28. Keramisk sammansatt struktur enligt patentkrav 22, kanne- 10 tecknad därav, att volymen pA den keramiska ytan är större eller mindre än volymen pA metallsubstratet.

29. Keramisk sammansatt struktur enligt nAgot av patentkraven 22-24, kanne tecknad dArav, att den keramiska ytan innefattar en 15 inre fodring för hAligheten i substratet.

30. Sammansatt struktur enligt patentkrav 22, kännetecknad dräav, att den keramiska ytan är under press och substratet i spanning pA gränsytan mellan dessa tvA. 20

31. Sammansatt struktur enligt patentkrav 22, kännetecknad därav, att substratet innefattar en eller flera metaller valda frAn en grupp som bestAr av titan, zirkonium, hafnium, tenn, aluminium och kisel. 25

32. Keramisk sammansatt struktur enligt patentkrav 22, k ä n n e - - : tecknad därav, att den är framställd för att användas som pump- komponent, ventilkomponent eller förbränningsmotorkomponent. 30