[go: up one dir, main page]

FI91496C - Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita - Google Patents

Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita Download PDF

Info

Publication number
FI91496C
FI91496C FI894941A FI894941A FI91496C FI 91496 C FI91496 C FI 91496C FI 894941 A FI894941 A FI 894941A FI 894941 A FI894941 A FI 894941A FI 91496 C FI91496 C FI 91496C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
metal
matrix
filler
preform
infiltration
Prior art date
Application number
FI894941A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI894941A0 (fi
FI91496B (fi
Inventor
Marc Stevens Newkirk
Michael Kevork Aghajanian
Alan Scott Nagelberg
Christopher Robin Kennedy
Danny Ray White
Robert James Wiener
Original Assignee
Lanxide Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanxide Technology Co Ltd filed Critical Lanxide Technology Co Ltd
Publication of FI894941A0 publication Critical patent/FI894941A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI91496B publication Critical patent/FI91496B/fi
Publication of FI91496C publication Critical patent/FI91496C/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1005—Pretreatment of the non-metallic additives
    • C22C1/1015—Pretreatment of the non-metallic additives by preparing or treating a non-metallic additive preform
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C22C1/1057—Reactive infiltration
    • C22C1/1063—Gas reaction, e.g. lanxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
    • C22C47/06—Pretreatment of the fibres or filaments by forming the fibres or filaments into a preformed structure, e.g. using a temporary binder to form a mat-like element
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12007—Component of composite having metal continuous phase interengaged with nonmetal continuous phase
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12486—Laterally noncoextensive components [e.g., embedded, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Revetment (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Sewage (AREA)

Description

91496
Menetelmå makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekå sillå muodostettuja makrokomposiittikappaleita 5 Esillå oleva keksinto liittyy makrokomposiittikappaleen muodostamiseen saattamalla sula matriisimetalli tunkeutu-maan spontaanisti låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin sekå sitomalla aine, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, ainakin yhteen toiseen aineeseen, kuten keraa-10 miin sekå metalliin. Erityisesti tunkeutumisen ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå sekå tunkeutu-misatmosfååri ainakin prosessin jossakin vaiheessa on yh-teydesså tåyteaineeseen tai esimuottiin, mikå sallii sulan metallimatriisin spontaanin tunkeutumisen tåyteaineeseen 15 tai esimuottiin. Lisåksi tåyteaine tai esimuotti asetetaan ennen tunkeutumista koskettamaan ainakin osaa toisesta ai-neesta, niin ettå sen jålkeen kun tunkeutuminen tåyteaineeseen tai esimuottiin on tapahtunut, aine, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, sitoutuu toiseen aineeseen muodostaen 20 makrokomposiittikappaleen.
Metallimatriisin ja lujittavan tai vahvistavan faasin, kuten keraamisia hiukkasia, kuitukiteitå, kuituja tai vastaa-via kåsittåvåt komposiittituotteet nåyttåvåt lupaavilta 25 moniin eriin sovellutuksiin, koska niisså yhdistyvåt osa lujittavan faasin jåykkyydestå ja kulutuskeståvyydestå metallimatriisin muovattavuuteen ja sitkeyteen. Yleenså me-tallimatriisikomposiitilla luodaan parannuksia sellaisissa ominaisuuksissa, kuten lujuus, jåykkyys, hankauskulutuksen 30 keståvyys, ja lujuuden pysyminen korkeammissa låmpotilois-sa, verrattuna matriisimetalliin sen monoliittisessa muo-• dossa, mutta måårå, johon saakka mååråttyå ominaisuutta voidaan parantaa, riippuu suuresti kyseesså olevista ai-nesosista, niiden tilavuus- tai painosuhteista, sekå siitå 35 miten niitå kåsitellåån komposiittia muodostettaessa. Eråisså tapauksissa komposiitti voi myos olla 91496 2 kevyempåå kuin matriisimetalli sellaisenaan. Alumiinimat-riisikomposiitit, jotka on vahvistettu keraamilla, kuten esimerkiksi piikarbidilla hiukkasten, hiutaleiden tai kuitukiteiden muodossa, ovat kiinnostavia johtuen niiden 5 alumiiniin verrattuna suuremmasta jåykkyydestå, kulutuksen kestavyydestå ja korkean låmpotilan lujuudesta.
Alumiinimatriisikomposiittien valmistamiseksi on kuvattu erilaisia metallurgisia menetelmiå, mukaanlukien menetel-10 miå, jotka perustuvat jauhemetallurgiatekniikoihin ja sulan metallin tunkeutumistekniikoihin, joissa kåytetåån hyvåksi painevalua, tyhjovalua, sekoittamista, ja notkis-timia. Jauhemetallurgiatekniikoiden avulla jauheen muodos-sa oleva metalli ja jauheen, kuitukiteiden, leikattujen 15 kuitujen, jne. muodossa oleva lujittava aine sekoitetaan ja sitten joko kylmåpuristetaan ja sintrataan, tai kuuma-puristetaan. Tållå menetelmållå tuotetun piikarbidilla lujitetun alumiinimatriisikomposiitin suurimman keraamin tilavuusosan on ilmoitettu olevan noin 25 tilavuusprosent-20 tia kuitukiteiden tapauksessa ja noin 40 tilavuusprosenttia hiukkasten tapauksessa.
Metallimatriisikomposiittien tuottaminen jauhemetallurgi-sia tekniikoita kåyttåvin tavanomaisin menetelmin asettaa 25 eråitå rajoituksia aikaansaatavien tuotteiden ominaisuuk-sille. Komposiitissa olevan keraamifaasin tilavuusosa on tyypillisesti rajoittunut, hiukkasten tapauksessa noin 40 prosenttiin. Samaten asettaa puristustoiminta rajan kåy-tånnosså saavutettavalle koolie. Ainoastaan suhteellisen 30 yksinkertaiset tuotteen muodot ovat mahdollisia ilman jålkeenpåin tapahtuvaa kåsittelyå (esim. muotoilua tai koneistusta) tai ottamatta kåyttoon monimutkaisia puris-timia. Sintrauksen aikana voi myos esiintyå epåtasaista kutistumista, samoin kuin mikrostruktuurin epåtasaisuutta, 35 johtuen kiintoaineisiin eriytymisestå ja hiukkasten kas-vusta.
91496 3 US-patentissa 3,970,136 kuvataan menetelmå metallimatrii-sikomposiitin muodostamiseksi, johon sisåltyy kuitumuotoi-nen lujite, esim. piikarbidi- tai alumiinioksidikuituki-teitå, joilla on ennalta mååråtty kuitujen suuntaus.
5 Komposiitti tehdåån sijoittamalla samassa tasossa olevien kuitujen samansuuntaisia mattoja tai huopia muottiin yhdesså sulan matriisimetallin, esim. alumiinin låhteen kanssa ainakin joidenkin mattojen valisså, ja kohdistamalla painetta, niin ettå sula metalli pakotetaan tunkeutumaan 10 mattoihin ja ymparoimåan suunnatut kuidut. Mattojen pinon påalle voidaan valaa sulaa metallia, jolloin sitå paineen avulla pakotetaan virtaamaan mattojen våliin. Komposiitis-sa olevien lujittavien kuitujen jopa 50 % tilavuuspitoi-suuksia on ilmoitettu.
15
Edella olevaan tunkeutumismenetelmåån liittyy paineen aiheuttamien virtausprosessien yllåtyksellisia vaihtelu-ja. ts. mahdollisia epasaånnollisyyksia matriisin muodos-tumisessa, huokoisuutta, jne, kun otetaan huomioon ettå se 20 riippuu ulkoisesta paineesta sulan matriisimetallin pakot-tamiseksi kuitupitoisten mattojen låpi. Ominaisuuksien epåtasaisuus on mahdollinen vaikka sulaa metallia johdet-taisiin useammasta kohdasta kuitupitoiseen jårjestelyyn. Vastaavasti on jårjestettåvå monimutkaiset matto/låhde-25 jårjestelyt ja virtausreitit soveltuvan ja tasaisen tun-keutumisen aikaansaamiseksi kuitumattojen pinoon. Edella mainittu painetunkeutumismenetelmå mahdollistaa myos ai-noastaan suhteellisen pienen lujitusaineen ja matriisiti-lavuuden suhteen, johtuen suureen mattotilavuuteen kiin-30 teåsti liittyvåstå tunkeutumisen vaikeudesta. Lisåksi muoteissa on oltava sulaa metallia paineen alaisena, joka nostaa menetelmån kustannuksia. Lopuksi edellå mainittu menetelmå, joka rajoittuu ojennuksessa oleviin hiukkasiin tai kuituihin tunkeutumiseen, ei sovellu alumiinimatrii-35 sikomposiittien muodostamiseen, jotka on lujitettu satun-naisesti suuntautuvista hiukkasista, kuitukiteistå tai kuiduista koostuvilla aineilla.
91496 4
Alumiinimatriisi-alumiinioksiditåytteisten komposiittien valmistuksessa alumiini ei helposti kostuta alumiinioksi-dia, jolloin on vaikeata muodostaa yhtenåinen tuote. Tåhan ongelmaan on ehdotettu erilaisia ratkaisuja. Eras sellainen 5 låhestyminen on alumiinin påållyståminen metallilla (esim. nikkelillå tai wolframilla), joka sitten kuumapuristetaan yhdesså alumiinin kanssa. Toisessa tekniikassa alumiini seostetaan litiumin kanssa, ja alumiinioksidi voidaan paallyståå piidioksidilla. Nåillå komposiiteilla kuitenkin 10 ominaisuudet vaihtelevat, tai påållystykset voivat heiken-taå tåytettå, tai matriisi sisåltåå litiumia, joka vox vaikuttaa matriisin ominaisuuksiin.
US-patentilla 4,232,091 voitetaan eraita alan vaikeuksia, 15 joita kohdataan valmistettaessa alumiinimatriisi-alumii-nioksiditaytteisia komposiitteja. Tåsså patentissa kuva-taan 75 - 375 kg/cm paineen kohdistamista pakottamaan sula alumiini (tai sula alumiiniseos) alumiinioksidia olevaan kuitu- tai kuitukidemattoon, joka on esilåmmitetty alueelle 20 700 - 1050°C. Alumiinioksidin suurin suhde metalliin tuloksena olevassa kiinteåsså valukappaleessa oli 0,25:1. Koska tåssa menetelmåsså ollaan riippuvaisia ulkopuolises-ta paineesta tunkeutumisen aikaansaamiseksi, sitå vaivaa-vat monet samat puutteet kuin US-patenttia 3,970,136.
25 EP-hakemuksessa 115,742 kuvataan alumiini-alumiinioksidi-komposiittien valmistamista, jotka ovat erityisen kåytto-kelpoisia elektrolyyttikennokomponentteina, ja joissa esi-muotin alumiinioksidimatriisin ontelot tåytetåån alumii-30 nilla, ja tåtå vårten kåytetåån erilaisia tekniikoita alumiinioksidin kostuttamiseksi koko esimuotissa. Alumiinioksidi kostutetaan esimerkiksi titaani-, zirkonium-, hafnium tai niobi-diboridia olevalla kostutusaineella tai metallilla, ts. litiumilla, magnesiumilla, kalsiumilla, 35 titaanilla, kromilla, raudalla, koboltilla, nikkelillå, zirkoniumilla tai hafniumilla. Kostutuksen ediståmiseksi kåytetåån inerttiå atmosfååriå, kuten argonia. Tåsså 5 91496 julkaisussa esitetåån myos paineen kohdistaminen sulan alumiinln saamiseksi tunkeutumaan påållyståmåttomåån mat-riisiin. Tåsså suhteessa tunkeutuminen alkaansaadaan saat-tamalla huokoset ensln tyhjoon ja kohdistamalla sitten 5 sulaan alumiiniin painetta inertisså atmosfåårisså, esim. argonissa. Vaihtoehtoisesti esimuottiin voidaan tunkeutua hoyryfaasissa olevalla alumiinipåållystyksellå pintojen kostuttamiseksi ennen onteloiden tåyttåmistå tunkeutuvalla sulalla alumiinilla. Jotta varmistettaisiin alumiinin 10 pysyminen esimuotin huokosissa vaaditaan låmpokåsittelyå, esim låmpotilassa 1400 - 1800 °C, joko argonissa tai tyhjosså. Muutoin joko paineen alaisena tunkeutuneen aineen altistuminen kaasulle, tai tunkeutumispaineen poistaminen, aiheuttaa alumiinin håviåmistå kappaleesta.
15
Kostutusaineiden kåyttåminen alumiinioksidikomponentin tunkeutumisen aikaansaamiseksi sulaa metallia sisåltåvåån elektrolyyttikennoon on esitetty myos EP-patenttihakemuk-sessa 94353. Tåsså julkaisussa kuvataan alumiinin tuotta-20 mista elektrolyysillå kennossa, jossa virranjohdinkatodi on kennon vaippana tai alustana. Tåmån alustan suojaami-seksi sulalta kryoliitilta levitetåån alumiinioksidialus-talle ohut påållystys kostutusaineen ja liukenemisen eståvån aineen seoksella ennen kennon kåynniståmistå tai 25 kun se on upotettuna elektrolyysiprosessin tuottamaan sulaan alumiiniin. Kuvattuja kostutusaineita ovat titaani, zirkonium, hafnium, pii, magnesium, vanadiini, kromi, niobi tai kalsium, ja titaani esitetåån edullisimmaksi aineeksi. Boorin, hiilen ja typen yhdisteiden selitetåån olevan 30 hyodyllisiå estettåesså kostutusaineiden liukenemista sulaan alumiiniin. Tåsså julkaisussa ei kuitenkaan ehdoteta metallimatriisikomposiittien tuottamista, eikå siinå eh-dotetaa sellaisten komposiittien muodostamista esimerkiksi typpiatmos f ååris så.
Paineen ja kostutusaineiden kåyton lisåksi on kuvattu tyhjon kohdistamisen ediståvån sulan alumiinin tunkeutu- 35 91496 6 mista huokoiseen keraamikappaleeseen. Esimerkiksi US-pa-tentissa 3,718,441 raportoidaan keraamiseen kappaleeseen (esim. boorikarbidi, alumiinioksidi ja berylliumoksidi) tunkeutumista joko sulalla alumiinilla, berylliumilla, 5 magnesiumilla, titaanilla, vanadiinilla, nikkelillå tai —6 —2 kromilla, tyhjosså joka on alle 10” torr. Vålillå 10 ...
10-6 torr oleva tyhjo johti keraamin heikkoon kostuttami-seen sulalla metallilla, niin ettei metalli virrannut vapaasti keraamin ontelotiloihin. Kostuttamisen sanotaan 10 kuitenkin parantuneen, kun tyhjo pienennettiin alle 10-6 torr.
Myos US-patentissa 3,864,154 esitetåån tyhjon kåyttåmistå tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tåsså patentissa selite-15 tåån kylmåpuristetun AlBi2-jauhekappaleen asettamista kyl-måpuristetun alumiinijauheen pedille. Sen jalkeen sijoi-tettiin lisåa alumiinia AlBi2-jauhekappaleen påålle. Sulatusastia, jossa AlBi2-kappale oli ’’kerrostettuna" alumiini jauhekerrosten våliin, sijoitettiin tyhjouuniin. Uu-20 niin jårjestettiin noin 10-5 torr oleva tyhjo kaasun poistumista vårten. Låmpotilaa nostettiin sen jalkeen 1100°C:een, jossa se pidettiin 3 tuntia. Nåissa oloissa sula alumiini tunkeutui AlBi2-kappaleeseen.
25 US-patentissa 3,364,976 selitetåån suunnitelmaa itseståån kehittyvån tyhjon aikaansaamista kappaleeseen, sulan metallin tunkeutumisen lisååmiseksi kappaleeseen. Erityises-ti selitetaån, ettå kappale, esim. grafiittimuotti, terås-muotti tai huokoinen tulenkeståvå aine, kokonaan upotetaan 30 sulaan metalliin. Muotin tapauksessa metallin kanssa reagoivan kaasun kanssa tåytetty muottiontelo on yhteydesså ulkopuolella sijaitsevaan sulaan metalliin muotissa olevan ainakin yhden aukon kautta. Kun muotti upotetaan sulaan, tapahtuu ontelon tåyttyminen itseståån kehittyvån tyhjon 35 syntyesså ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin reaktion johdosta. Tyhjo on erityisesti tulosta metallin kiinteån oksidimuodon syntymisestå. Siten tåsså julkaisus- 91496 7 sa esitetåån, ettå on oleellista aikaansaada ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin valinen reaktio. Muotin kåyttåminen tyhjon luomiseksi ei kuitenkaan vålttåmåttå ole toivottavaa, johtuen muotin kåyttoon liittyvista 5 vålittomistå rajoituksista. Muotit on ensin koneistettava maåråttyyn muotoon; sitten loppukåsiteltåvå, koneistettava hyvåksyttavan valupinnan tuottamiseksi muottiin; sitten koottava ennen niiden kåyttåmistå; sitten purettava niiden kåyton jalkeen valukappaleen poistamiseksi niista; ja sen 10 jalkeen muotti on jalleen saatettava kåyttokuntoon, mikå mitå todennåkoisimmin merkitsisi muotin pintojen uudelleen kåsittelyå tai muotin poistamista, ellei se enaå ole kåyttoon hyvåksyttåvå. Muotin koneistaminen monimutkaiseen muotoon saattaa olla erittåin kallista ja aikaavievåå. 15 Lisåksi muodostuneen kappaleen poistaminen monimutkaisen muotoisesta muotista saattaa olla vaikeata (ts. monimutkaisen muotoiset valukappaleet saattavat mennå rikki niitå muotista poistettaessa). Lisåksi, vaikka julkaisussa eh-dotetaan, ettå huokoinen tulenkeståvå aine voitaisiin 20 suoraan upottaa sulaan metalliin tarvitsematta kåyttåå muottia, niin tulenkeståvån aineen olisi oltava yhtenåinen kappale, koska ei ole olemassa mahdollisuutta aikaansaada tunkeutumista irralliseen tai erotettuun huokoiseen ainee-seen ilman såilionå olevaa muottia (ts. uskotaan yleisesti, 25 ettå hiukkasmainen aine tyypillisesti dissosioituisi tai valuisi hajalleen sitå sulaan metalliin sijoitettaessa). Lisåksi, jos haluttaisiin aikaansaada tunkeutuminen hiuk-kasmaiseen aineeseen tai loyhåsti muodostettuun esimuot-tiin, olisi ryhdyttåvå varotoimiin, niin ettei tunkeutuva 30 metalli syrjåyttåisi osaa hiukkasaineesta tai esimuotista, mikå johtaisi epåhomogeeniseen mikrostruktuuriin.
Vastaavasti on kauan ollut olemassa tarve saada yksinker-tainen ja luotettava menetelmå muotoiltujen metallimatrii-35 si-komposiittien tuottamiseksi, joka ei perustu paineen tai tyhjon kåyttåmiseen (joko ulkoisesti kohdistettuna tai sisåisesti kehitettynå), tai vahingollisten kostutusainei- 91496 8 den kåyttåmiseen metallimatriisin luomiseksi toiseen ai-neeseen, kuten keraamiseen aineeseen. Lisåksi on pitkaån ollut tarve minimoida lopullisten koneistustoimenpiteiden mååråå, joita tarvitaan metallimatriisi-komposiittikappa-5 leen aikaansaamiseksi. Esillå oleva keksinto tyydyttåa nåmå tarpeet aikaansaamalla spontaanin tunkeutumismekanismin tunkeutumisen aikaansaamiseksi aineeseen (esiin. keraaminen aine) , joka voldaan xnuotoilla esimuotiksi ja/tai johon voidaan syottåa estoainetta, jossa on sulaa matriisimetal-10 lia (esim. alumiinia) tunketumisatmosfåårin (esim. typen) lasnaollessa normaalissa ilmanpaineessa, jolloin tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjåå on lasnå ainakin jossakin prosessin vaiheessa.
15 Tåmån hakemuksen sisålto liittyy useaan rinnakkaiseen hakemukseen. Erityisesti nåmå muut rinnakkaiset hakemukset kuvaavat uusia menetelmiå metallimatriisi-komposiittiai-neiden tuottamiseksi (niihin viitataan jålempånå eråisså tapauksissa nimellå "rinnakkais-metallimatriisihakemuk-20 set").
Uutta menetelmåå metallimatriisi-komposiittiaineen tuot-tamiseksi kuvataan US-hakemuksessamme 049,171, jonka ni-mityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja", nyt US-pa-25 tentti 4,828,008. Mainitun keksinnon menetelmån mukaisesti metallimatriisikomposiitti tuotetaan tunkeuttamalla lå-påisevåån tåyteaineeseen (esim. keraeunia tai keraamilla påållystettyå ainetta) sulaa alumiinia, joka sisåltåå ainakin 1 painoprosentin magnesiumia ja edullisesti ainakin 30 3 painoprosenttia magnesiumia. Tunkeutuminen tapahtuu spontaanisti kåyttåmåttå ulkoista painetta tai tyhjoå. Sulan metalliseoksen lååhde saatetaan koskettamaan tåyte-ainemassaa låmpotilassa, joka on ainakin noin 675 °C, kun låsnå on kaasua, joka kåsittåå noin 10 - 100 tilavuus-35 prosenttia, edullisesti ainakin noin 50 tilavuusprosenttia typpeå, jolloin loput, mikåli sitå on, on ei-hapettavaa kaasua, esim. argonia. Nåisså oloissa sula alumiiniseos 91496 9 tunkeutuu keraamimassaan normaalissa ilmakehån paineessa muodostaen alumiini- (tai alumiiniseos-) matriisikomposii-tin. Kun haluttu måårå tåyteainetta on sulan alumiiniseok-sen låpitunkemaa, lasketaan låmpotilaa seoksen kiinteyt-5 tåmiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimatriisi-rakenne, joka sulkee sisåansa lujittavan tåyteaineen. Tavallisesti, ja edullisesti, syotetty sula seos riittaa aikaansaamaan tunkeutumisen etenemisen oleellisesti tåy-teainemassan rajoille. US-patentin 4,828,008 mukaisesti 10 tuotettujen alumiinimatriisikomposiittien tayteaineen måårå voi olla erittåin suuri. Tåsså mielesså voidaan saavuttaa tayteaineen ja seoksen tilavuussuhteita jotka ovat suurempia kuin 1:1.
15 Edellå mainitun US-patentin 4,828,008 mukaisissa proses-sioloissa alumiininitridiå voi muodostua epåjatkuvana faasina, joka on jakautunut koko alumiinimatriisiin. Nitridin mååra alumiinimatriisissa voi vaihdella sellais-ten tekijoiden, kuten låmpotilan, seoksen koostumuksen, 20 kaasun koostumuksen ja tåyteaineen mukaisesti. Siten voidaan yhtå tai useampaa sellaista jårjestelmån tekijåå sååtåmållå rååtåloidå mååråttyjå komposiitin ominaisuuk-sia. Joitakin loppukåyttosovellutuksia vårten voi kuiten-kin olla toivottavaa, ettå komposiitti sisåltåå våhån tai 25 oleellisesti ei lainkaan alumiininitridiå.
On havaittu, ettå korkeammat låmpotilat ediståvåt tunkeu-tumista, mutta johtavat siihen, ettå menetelmåsså herkemmin muodostuu nitridiå. US-patentin 4,828,008 mukaisessa kek-30 sinnosså sallitaan tunkeutumiskinetiikan ja nitridin muo-dostumisen vålisen tasapainon valitseminen.
Esimerkki sopivista estovålineistå kåytettåviksi metalli-matriisikomposiittien muodosteunisen yhteydesså on selitet-35 ty rinnakkaisessa US-hakemuksessa 141,642, jonka nimityk-senå on "Menetelmå metallimatriisikomposiittien valmistamiseksi estoainetta kåyttåen". Tåmån keksinnon 91496 10 menetelmån mukaisesti estovalinetta (esim. hiukkasmaista titaanidiboridia tai grafiittiainetta, kuten joustavaa grafiittinauhatuotetta, jota Union Carbide myy tuotenimel-lå Grafoil (R)) sijoitetaan tayteaineen mååråtyllå raja-5 pinnalle ja matriisiseos tunkeutuu estovålineen mååritte- lemåån rajapintaan saakka. Estovalinetta kåytetaan eståmåån, torjumaan tai lopettamaan sulan seoksen tunkeu-tuminen, jolloin aikaansaadaan puhtaita, tai lahes puhtaita muotoja tuloksena olevassa metallimatriisikomposiitissa. 10 Vastaavasti muodostetuilla metallimatriisi-komposiitti- kappaleilla on ulkomuoto, joka oleellisesti vastaa estovålineen sisåmuotoa.
US-patenttihakemuksen 049,171 mukaista menetelmåå paran-15 nettiin rinnakkaisella US-patenttihakemuksella 168,284, jonka nimityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja ja tekniikoita niiden valmistamiseksi". Mainitussa hakemuk-sessa esitettyjen menetelmien mukaisesti matriisimetal-liseos on låsnå metallin ensimmåisenå låhteenå ja mat-20 riisimetallin varastolåhteenå, joka on yhteydesså sulan metallin ensimmåiseen låhteeseen, esimerkiksi painovoimai-sen virtauksen vålityksellå. Erityisesti, mainitussa ha-kemuksessa esitetyisså oloissa, sulan matriisiseoksen låhde alkaa tunkeutua tåyteainemassaan normaalissa ilma-25 kehån paineessa ja aloittaa siten metallimatriisikomposii- tin muodostuksen. Sulan matriisimetallin ensimmåinen låhde kulutetaan sen tunkeutuessa tåyteainemassaan, ja halutta-essa sitå voidaan lisåtå, edullisesti jatkuvalla tavalla, sulan matriisimetallin varastolåhteestå spontaanin tunkeu-30 tumisen jatkuessa. Kun toivottu roåårå låpåisevåå tåyte-ainetta on sulan matriisiseoksen låpitunkemaa, lasketaan låmpotilaa seoksen kiinteyttåmiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimatriisistruktuuri, joka ympåroi lujittavaa tåyteainetta. On ymmårrettåvå, ettå metallivarastolåhteen 35 kåyttåminen on ainoastaan mainitussa patenttihakemuksessa kuvatun keksinnon erås suoritusmuoto, eikå varastolåhteen suoritusmuodon yhdiståminen jokaiseen siinå esitettyyn 11 91 496 keksinnon vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon ole vålttåmåton-tå, joista erååt voisivat myos olla hyodyllisiå kåytettynå esillå olevan keksinnon yhteydesså.
5 Metallin varastolåhdettå voi olla sellaisena måårånå, ettå se aikaansaa riittåvån metallimåårån tunkeutumisen ennalta mååråtysså måårin låpåisevåån tåyteaineeseen. Vaihtoehtoi-sesti voi valinnainen estovåline olla kosketuksessa tåyte-aineen låpåisevåån massaan ainakin sen toisella puolella 10 rajapinnan måårittelemiseksi.
Lisåksi, vaikka syotetyn sulan matriisiseoksen måårån tuli-si olla riittåvå sallimaan spontaanin tunkeutumisen etene-minen ainakin oleellisesti tåyteaineen låpåisevån massan 15 rajapintoihin (ts. estopintoihin) saakka, varastolåhteesså olevan seoksen måårå voisi ylittåå sellaisen riittåvån måårån niin, ettå on olemassa riittåvå måårå seosta tunkeutumisen loppuun saattamiseksi, ja sen lisåksi ylimååråinen sula metalliseos voisi jåådå ja kiinnittyå metallimatrii-20 si-komposiittikappaleeseen. Kun siten låsnå on ylimåårå sulaa seosta, tuloksena oleva kappale on kompleksinen kom-posiittikappale (esim. makrokomposiitti), jossa metallimat-riisin låpitunkema keraamikappale suoraan sitoutuu varasto-låhteeseen jååvåån ylimååråiseen metalliin.
25
Jokainen edellå selitetyistå rinnakkais-metallimatriisiha-kemuksista kuvaa menetelmiå metallimatriisi-komposiittikap-paleiden tuottamiseksi sekå uusia metallimatriisi-kom-posiittikappaleita, joita niillå tuotetaan.
30
Esillå olevan keksinnon mukaiselle menetelmålle makrokom-. posiitin muodostamiseksi on tunnusomaista se, ettå ainakin yksi kappale, johon tunkeutumisen tulee tapahtua ja joka kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka on valittu ryhmåstå, 35 joka kåsittåå oleellisesti ei-reaktiivisen tåyteaineen ir-tonaisen massan ja esimuotin, joka kåsittåå muotoiltua, oleellisesti ei-reaktiivista tåyteainetta, sekå ainakin yksi toinen tai lisåkappale asetetaan vierekkåin tai koske- 12 91496 tukseen toistensa kanssa; ettå saatetaan sula matriisime-talli spontaanisti tunkeutumaan ainakin ensinmainitun tåy-teainetta sisåltåvån kappaleen osaan metallimatriisi-kom-posiittikappaleen muodostamiseksi, joka on kokonaan kiin-5 nittynyt tai sitoutunut mainittuun ainakin yhteen toiseen tai lisåkappaleeseen; ja ettå ainakin jossakin tunkeutumis-prosessin vaiheessa kåytetåån tunkeutumisatmosfååriå sekå sen ohella tunkeutumisen ediståjåå ja/tai sellaisen edeltå-jåå.
10
Keksinnon mukaan tunkeutumisen ediståjå voidaan syottåå vålittomåsti ainakin esimuottiin (tai tåyteaineeseen) ja/-tai matriisimetalliin ja/tai tunkeutumisatmosfååriin.
15 Ensimmåisesså edullisessa suoritusmuodossa makrokomposiit-tikappaleen muodostamiseksi jårjestetåån låpåisevån aineen tåydelliseen tunkeutumiseen tarvittavaa suurempi måårå sy6-tettyå matriisimetallia spontaanisti tunkeutumaan tåyteaineeseen tai esimuottiin. Siten jåånnoksenå oleva tai yli-20 mååråinen matriisimetalli (esim. matriisimetalli, jota ei kåytetty tunkeutumaan tåyteaineeseen tai esimuottiin) jåå kosketukseen massan kanssa, jossa tunkeutuminen on tapahtu-nut, ja sitoutuu tiiviisti massaan, jossa tunkeutuminen on tapahtunut. Jåljelle jååvån matriisimetallin mååråå, kokoa, 25 muotoa, ja/tai koosturnusta voidaan sååtåå toisesta ååri-pååstå, jolloin muodostuu metallimatriisikomposiitin kuori jåljelle jååvån matriisimetallin pinnalle (tapahtui esim. vain pieni måårå spontaania tunkeutumista), toiseen ååri-pååhån, jolloin muodostuu jåljelle jååvå matriisimetalli 30 kuoreksi metallimatriisikomposiitin pinnalle (jårjestettiin esim. vain pieni måårå ylimååråistå matriisimetallia).
Toisessa edullisessa suoritusmuodossa saatetaan tåyteaine tai esimuotti kosketukseen ainakin toisen kappaleen (esim.
35 keraaminen kappale tai metallikappale) osan kanssa ja sula 91496 13 matriisimetalli tunkeutuu spontaanisti tåyteaineeseen tai esimuottiin ainakin toisen kappaleen pintaan saakka saat-taen metallimatriisikomposiitin sitoutumaan tiiviisti toi-seen kappaleeseen. Metallimatriisikomposiitin sitoutumi-5 nen toiseen kappaleeseen voi johtua siitå, etta matriisimetalli ja/tai tayteaine tai esimuotti reagoi toisen kappaleen kanssa. Jos toinen kappale lisaksi ainakin osaksi ympåroi tai oleellisesti tåydellisesti ympåroi muodostu-neen metallimatriisikomposiitin, tai jos muodostunut me-10 tallimatriisikomposiitti ympåroi sen, saattaa tapahtua kutistumis- tai kompressiosovitus. Sellainen kutistumis-sovitus saattaa olla ainoa tapa sitoa metallimatriisikom-posiitti toiseen kappaleeseen tai se voi esiintyå yhdesså jonkin toisen sitoutumismekanismin kanssa metallimatrii-15 sikomposiitin tai toisen kappaleen vålillå. Lisåksi kutis-tumissovituksen mååraa voidaan sååtåå valitsemalla mat-riisimetallien, tåyteaineiden tai esimuottien ja/tai toisten kappaleiden yhdistelmåt, niin etta saadaan toivottu lampolaajenemiskertoimien sovitus tai yhdistelmå. Siten 20 voitaisiin esimerkiksi tuottaa metallimatriisikomposiitti siten, etta silla on suurempi lampolaajenemiskerroin kuin toisella kappaleella metallimatriisikomposiitin ympåroi-dessa toista kappaletta ainakin osittain. Tåsså esimerkissa metallimatriisikomposiitti sitoutuisi toiseen ainakin ku-25 tistumissovituksella. Siten voidaan muodostaa suuri vali-koima makrokomposiittikappaleita, jotka kåsittåvåt metal-limatriisikomposiittia sitoutuneena toiseen kappaleeseen, kuten keraamiin tai metalliin.
30 Toisessa edullisessa suoritusmuodossa syotetåån edellå selitettyyn edulliseen suoritusmuotoon ylimåaråistå tai jåljelle jååvaå matriisimetallia (esim. metallimatriisikomposiitin ja toisen kappaleen yhdistelmåå). Tåsså suoritusmuodossa, samalla tavalla kuin edellå selitetysså 35 ensimmåisesså edullisessa suoritusmuodossa, jårjestetåån spontaania tåyteaineeseen tai esimuottiin tunkeutumista vårten matriisimetallia måårånå, joka ylittåå låpåisevån 91496 14 aineen tåydelliseen tunkeutumiseen tarvittavan måårån. Lisåksi, samalla tavalla kuin edellå selitetysså toisessa suoritusmuodossa, asetetaan tåyteaine tai esimuotti kos-kettamaan ainakin toisen kappaleen (esim. keraaminen 5 kappale tai metallikappale) osaa, ja sula matriisimetalli tunkeutuu spontaanisti tåyteaineeseen tai esimuottiin ainakin toisen kappaleen pintaan saakka, aiheuttaen metal-limatriisikomposiitin tiiviin sitoutumisen toiseen kappa-leeseen. Siten voidaan aikaansaada jopa vielå kompleksi-10 sempi makrokomposiittikappale kuin edellå selitetyillå kahdella edullisella suoritusmuodolla. Tarkemmin sanoen, kun voidaan valita ja yhdiståå metallimatriisikomposiitti sekå toiseen kappaleeseen (esim. keraami ja/tai metalii) ettå ylimååråiseen jåljelle jååneeseen matriisimetalliin, 15 voidaan aikaansaada kåytånnollisesti katsoen rajaton måårå permutaatioita tai yhdistelmiå. Jos esimerkiksi haluttai-siin tuottaa makrokomposiittia oleva akseli tai sauva, voisi akselin sisåosa olla toista kappaletta (esim. keraamia tai metallia). Toinen kappale voitaisiin ainakin 20 osittain ympåroidå metallimatriisikomposiitilla. Metalli matriisikomposiitti voitaisiin sitten ainakin osittain ympåroidå toisella kappaleella tai jåljelle jååvållå matriisimetallilla. Jos metallimatriisikomposiitti ympå-roitåisiin jåljelle jååvållå matriisimetallilla, voisi 25 toinen metallimatriisikomposiitti ainakin osittain ympåroidå jåljelle jååvåå matriisimetallia (esim. jåljelle jååvåå matriisimetallia voitaisiin syottåå riittåvånå måårånå, niin ettå se tunkeutuisi sekå sisåånpåin kohti tåyteainetta (tai esimuottia), joka koskettaa matriisime-30 tallin sisåosaa, ettå ulospåin kohti tåyteainetta (tai esimuottia), joka koskettaa matriisimetallin ulkopuolen osaa). Vastaavasti tållå keksinnon kolmannella suoritusmuodolla tarjoutuu merkittåviå sovellutusmahdollisuuksia.
35 Jokaisessa edellå kåsitellysså edullisessa suoritusmuodossa voidaan muodostaa metallimatriisi-komposiittikappale joko matriisimetallia olevan alustan sisåpinnalle tai 91496 15 ulkopinnalle, tai molemmille. Metallimatriisikomposiitin pinta voi lisaksi olla valitun paksuinen tai ennaltamåå-råtyn paksuinen matriisimetallialustan koon suhteen. Esil-la olevan keksinnon spontaanin tunkeutumisen menetelmå 5 mahdollistaa paksuseinåmåisten tai ohutseinåmåisten metal-limatriisikomposiittirakenteiden mudostamisen, joissa me-tallimatriisikomposiitin pinnan muodostavan matriisime-tallin suhteellinen tilavuus on oleellisesti suurempi kuin tai pienempi kuin metallialustan. Edelleen voi metallimat-10 riisi-komposiittikappale, joka voi olla joko sisåpinta tai ulkopinta tai molempia, myos sitoutua toiseen aineeseen, kuten keraamiin tai metalliin, tuottaen siten merkittåvån måårån situoutumisyhdistelmiå metallimatriisikomposiitin ja/tai ylimååråisen matriisimetallin ja/tai toisen kappa-15 leen, kuten keraami- tai metallikappaleen valillå.
Metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostumisen osalta havaitaan, ettå tåmå hakemus kasittelee pååasiassa alu-miinimatriisimetalleja, jotka jossain metallimatriisi-20 komposiittikappaleen muodostumisen aikana ovat kosketuk-sessa magnesiumiin, joka toimii tunkeutumisen ediståjan edeltajanå, tunkeutumisatmosfåarina toimivan typen låsna-ollessa. Siten alumiini/magnesium/typpi-jårjestelman mat-riisimetalli/tunkeutumisen edistajan edeltåja/tunkeutu-25 misatmosfaari-jårjestelmalla esiintyy spontaania tunkeu-tumista. Muut matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjan edeltåjå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåt voivat kui-tenkin kåyttåytyå scimantapaisesti kuin alumiini/magnesium/ typpi-jårjestelmå. Samantapaista spontaania tunkeutumis-30 kåyttåytymistå on esimerkiksi havaittu alumiini/stron- tium/typpi-jårjestelmåsså; alumiini/sinkki/happi-jårjes-telmåsså; sekå alumiini/kalsium/typpi-jårjestelmåsså. Vastaavasti, vaikka tåsså hakemuksessa kåsitellåån aino-astaan tåsså viitattuja jårjestelmiå, on ymmårrettåvå, ettå 35 muut metallimatriisi/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/ tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåt voivat kåyttåytyå sa-mantapaisesti.
91496 16
Matriisimetallin kåsittåessa alumiiniseosta, saatetaan alumiiniseos kosketukseen esimuottiin, joka kåsittåå tåy-teainetta (esim. alumiinioksidia tai piikarbidia), jolloin se saatetaan magnesiumin vaikutuksen alaiseksi prosessin 5 jossakin kohdassa. Erååsså edullisessa suoritusmuodossa alumiiniseos ja/tai esimuotti tai tåyteaine pidetåån lisåksi typpiatmosfåårisså ainakin prosessin osan aikana. Esimuotissa esiintyy spontaania tunkeutumista, ja spontaa-nin tunkeutumisen ja metallimatriisin muodostumisen måårå 10 tai nopeus vaihtelevat prosessiolojen annetun jårjestelyn mukaisesti, johon sisaltyy esimerkiksi jårjestelmåån (esim. aluroiiniseokseen ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai tunkeutumisatmosfååriin) tuotetun magnesiumin pitoisuus, tåyteaineen tai esimuotin hiukkasten koko ja/tai 15 koostumus, typen pitoisuus tunkeutumisatmosfåårisså, aika jona tunkeutumisen annetaan esiintyå, ja/tai låmpotila, jossa tunkeutuminen esiintyy. Spontaania tunkeutumista esiintyy tyypillisesti niin suuressa måårin, ettå se riittåå oleellisen tåydellisesti ympåroimåån kolmiulottei-20 sesti liittyneen aineen, esimuotin tai tåyteaineen.
Mååritelmiå "Alumiini" merkitsee ja sisåltåå tåsså kåytettynå oleel-25 lisesti puhtaan metallin (esim. suhteellisen puhtaan, kaupallisesti saatavan seostamattoman alumiinin) tai metallin ja metalliseosten muita laatuja, kuten kaupallisesti saatavat metallit, joissa on epåpuhtauksia ja/tai jotka sallivat siinå olevan sellaisia ainesosia, kuten rautaa, 30 piitå, kuparia, magnesiuma, mangaania, kromia, sinkkiå, jne. Tåmån mååritelmån tarkoituksiin oleva alumiiniseos on seos tai metallien muodostama yhdiste, jossa alumiini on pååainesosana.
35 "Ei-hapettavan kaasun loppuosa" merkitsee tåsså kåytettynå sitå, ettå tunkeutumisatmosfåårin muodostavan primååri-kaasun lisånå oleva mikå tahansa kaasu on joko inerttiå 91496 17 kaasua tai pelkiståvåå kaasua, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa prosessin olosuhteissa. Kaikkien kaasussa (kaasuissa) epåpuhtautena mahdollisesti lasnå olevien hapettavien kaasujen måårån tulisi olla riittåmåton 5 matriisimetallin hapettamiseen missåån oleellisessa rnaarin prosessin olosuhteissa.
"Estoaine" tai "estovåline" merkitsee tåsså kåytettynå mitå tahansa soveltuvaa vålinettå, joka vuorovaikuttaa, eståå, 10 torjuu tai lopettaa sulan matriisimetallin kulkeutumisen, siirtymisen tai vastaavan, tayteainemassan tai esimuotin rajapinnan taakse, jolloin mainittu estovåline måårittelee sellaisen rajapinnan. Sopivia estovålineitå voivat olla rnitka tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset 15 tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllåpitåvåt jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole oleellisesti haihtuvia (ts. estoaine ei haihdu niin paljon, ettå siitå tulisi estoaineena hyodyton).
20 Lisåksi sopivat "estovålineet" sisåltåvåt aineita, joita kulkeutuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå estoaineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja 25 estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan tai esimuotin mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita, ja måårittelee ainakin osan tuloksena olevan metallimatriisi-komposiittituotteen pinnasta. Estoaine 30 voi mååråtyisså tapauksissa olla låpåisevåå tai huokoista, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla reikiå estoaineeseen tai låviståmållå se, niin ettå kaasu pååsee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
35 "Jåånnokset" tai "matriisimetallin jåånnokset" viittaa tåsså kåytettynå alkuperåisen matriisimetallirungon mah-dolliseen osaan, joka jåå jåljelle ja joka ei ole kulunut 91 496 18 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostuksen aikana, ja tyypillisesti, jos sen annetaan jååhtyå, pysyy ainakin osittaisessa kosketuksessa muodostettuun metallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Tulisi ymmårtåå, etta jaånnokset 5 voivat myos sisaltaa toista tai vierasta ainetta.
"Ylimaarainen matriisimetalli" tai "jåljelle jååvå mat-riisimetalli" merkitsevåt tåsså kåytettynå matriisimetal-lin sita mååråå, joka jaa jaljelle kun toivotun spontaanin 10 tunkeutumisen xnaåra tåyteaineeseen tai esimuottiin on saavutettu, ja joka tiiviisti sitoutuu muodostuneeseen metallimatriisikomposiittiin. Ylimååråisen tai jaljelle jååvån matriisimetallin koostumus voi olla sama kuin tåyteaineeseen tai esimuottiin spontaanisti tunkeutuneella 15 matriisimetallilla tai poiketa siitå.
"Tåyteaine" on tåsså kåytettynå tarkoitettu sisåltåmåån joko yksittåisiå aineksia tai ainesseoksia, jotka oleel-lisesti eivåt reagoi matriisimetallin kanssa ja/tai joilla 20 on rajoitetu liukenevuus matriisimetalliin, ja jotka voivat olla yksi- tai useampifaasisia. Tåyteaineita voidaan jårjeståå lukuisissa eri muodoissa, kuten jauheina, lius-koina, hiutaleina, mikropalloina, kuitukiteinå, kuplina, jne, ja ne voivat olla joko tiiviitå tai huokoisia. 25 Tåyteaine voi myos sisåltåå keraamisia tåyteaineita, kuten alumiinioksidia tai piikarbidia kuituina, leikattuina kuituina, hiukkasina, kuitukiteinå, kuplina, kuulina, kuitumattoina, tai vastaavina, ja påållystettyjå tåyteaineita, kuten hiilikuituja, jotka on påållystetty alu-30 miinioksidilla tai piikarbidilla hiilen suojaamiseksi esim. sulan perusmetalli-alumiinin syovyttåvåltå vaikutuk-selta. Tåyteaineet voivat myos kåsittåå metalleja.
"Tunkeutumisatmosfååri" tåsså kåytettynå tarkoittaa sitå 35 atmosfååriå, joka on låsnå ja joka vuorovaikuttaa matriisimetallin ja/tai esimuotin (tai tåyteaineen) ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tunkeutumisen 91496 19 ediståjån kanssa ja sallii tai ediståå matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen esiintymisen.
"Tunkeutumisen ediståjå" merkitsee tåsså kåytettyna ainet-5 ta, joka edistaa tai avustaa matriisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumisen ediståjå voidaan muodostaa esimerkiksi tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktiolla tunkeutumisatmosfåårin kanssa 1) kaasun ja/tai 2) tunkeutumisen ediståjån edel-10 tåjån ja tunkeutumisatmosfåårin reaktiotuotteen ja/tai 3) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tåyteaineen tai esimuotin reaktiotuotteen muodostamiseksi. Lisåksi tunkeutumisen ediståjåå voidaan syottåå suoraan ainakin yhteen seuraavista: esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin, ja/tai 15 tunkeutumisatmosfååriin; ja se voi toimia oleellisesti samalla tavalla kuin tunkeutumisen ediståjå, joka on muodostunut tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja jonkin toisen aineen reaktiona. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita 20 ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi.
"Tunkeutumisen ediståjån edeltåjå" merkitsee tåsså kåytet-tynå ainetta, joka yhdesså matriisimetallin, esimuotin 25 ja/tai tunkeutumisatmosfåårin kanssa kåytettynå muodostaa tunkeutumisen ediståjån, joka aiheuttaa tai avustaa matriisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Haluamatta sitoutua mihinkåån mååråttyyn teoriaan tai selitykseen, vaikuttaa siltå, ettå tunkeutu-30 misen ediståjån edeltåjåå pitåisi pystyå asettamaan, sen pitåisi sijaita tai sitå pitåisi voida kuljettaa sellaiseen kohtaan, joka sallii tunkeutumisen ediståjån edeltåjån olla vuorovaikutuksessa tunkeutumisatmosfåårin kanssa ja/tai esimuotin tai tåyteaineen ja/tai metallin kanssa. Eråisså 35 matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-tumisatmosfååri-jårjestelmisså on esimerkiksi toivotta-vaa, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå hoyrystyy siinå 91496 20 låmpotilassa jossa matriisimetalli sulaa, tåmån låmpotilan låhellå, tai eråisså tapauksissa jopa jonkinverran tåman låmpotilan ylåpuolella. Sellainen hoyrystyminen saattaa johtaa: 1) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon 5 tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kaasun muodosta miseksi, joka ediståå tåyteaineen tai esimuotin kostutta-mista matriisimetallilla; ja/tai 2) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa 10 olevan tunkeutumisen ediståjån muodostamiseksi ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostutta-mista; ja/tai 3) sellaiseen tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tåyteaineessa tai eslmuotlssa, joka muo-dostaa kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan 15 tunkeutumisen ediståjån ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostuttamista.
"Makrokomposiitti" merkitsee tåsså kåytettynå mitå tahansa kahden tai useamman aineen yhdistelmåå misså tahansa 20 muodossa, jotka aineet tiiviisti sitoutuvat esimerkiksi kemiallisella reaktiolla ja/tai paineella tai kutistumis-sovituksella, jolloin ainakin yksi aineista kåsittåå metallimatriisikomposiittia, joka on muodostettu sulan matriisimetallin spontaanilla tunkeutumisella låpåisevåån 25 tåyteainemassaan, esimuottiin tai viimeisteltyyn keraami-tai metallikappaleeseen, joka sisåltåå ainakin jonkin verran huokoisuutta. Metallimatriisikomposiitti voi olla låsnå ulkopintana ja/tai sisåpintana. On ymmårrettåvå, ettå metallimatriisi-komposiittikappaleen tai -kappaleiden 30 jårjestystå, lukumååråå, ja/tai sijaintia suhteessa jål-jelle jååvåån matriisimetalliin ja/tai toisiin kappalei-siin voidaan muutella tai sååtåå rajoittamattomasti.
"Matriisimetalli" tai "matriisimetalliseos" merkitsevåt 35 tåsså kåytettynå sitå metallia, jota kåytetåån metallimat-riisikomposiitin muodostamiseksi (esim. ennen tunkeutumis-ta) ja/tai sitå metallia, joka sekoittuu tåyteaineeseen 91496 21 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi (esim. tunkeutumisen jålkeen). Kun matriisimetalliksi nimetåån mååråtty metalli, on yiranårrettåvå, ettå sellainen matriisimetalli sisåltåå tåmån metallin oleellisesti puh-5 taana metallina, kaupallisesti saatavana metallina, jossa on epåpuhtauksia ja/tai seosaineita, metallien muodostaman yhdisteenå tai seoksena, jossa tåmå metalli on pååasial-lisena osana.
10 "Matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjan edeltåjå/tunkeu-tumisatmosfååri-jårjestelmå" eli "spontaani jårjestelmå" viittaa tåssa kaytettyna siihen aineiden yhdistelmåån, jolla esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin ja tåyteaineeseen. On ymmårrettåvå, ettå kun esimerkin mat-15 riisimetallin, tunkeutumisen ediståjan edeltåjån ja tun-keutumisatmosfåårin vålisså esiintyy merkki sitå kåytetåån merkitsemåån jårjestelmåå tai aineiden yhdistel-måå, jolla mååråtyllå tavalla yhdisteltynå esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin tai tåyteaineeseen.
20 "Metallimatriisikomposiitti" eli ”MMC" merkitsee tåssa kåytettynå ainetta, joka kåsittåå kaksi- tai kolmiulottei-sesti liittyneen seoksen tai matriisimetallin, joka pitåå sisållåån esimuottia tai tåyteainetta. Matriisimetalli voi 25 sisåltåå erilaisia seosalkuaineita, joilla aikaansaadaan erityisesti toivotut mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuu-det tuloksena olevassa komposiitissa.
Matriisimetallista "poikkeava" metalli merkitsee metallia, 30 joka ei sisållå pååasiallisena ainesosana samaa metallia kuin matriisimetalli (jos esimerkiksi matriisimetallin pååasiallisena osana on alumiini, niin "poikkeavan" metallin pååasiallisena osana voisi olla esimerkiksi nikkeli).
35 "Ei-reaktiivinen astia matriisimetallia vårten" merkitsee mitå tahansa astiaa, joka voi sisåltåå sulaa matriisimetallia prosessin oloissa, ja joka ei reagoi matriisin 22 91496 ja/tai tunkeutumisatmosfåårin ja/tai tunkeutumisen edis-tåjån edeltajån ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa sellaisella tavalla, joka oleellisesti huonontaisi spon-taania tunkeutumismekanismia.
5 "Esimuotti" tai "lapåisevå esimuotti" merkitse tåsså kåytettynå sellaista huokoista tåytemassaa tai tåyte-ainemassaa, joka viimeistelty (ts. taysin sintratut tai muotoillut keraami- tai metallikappaleet) ainakin yhdella 10 rajapinnalla, joka oleellisesti måårittelee tunkeutuvalle matriisimetallille rajapinnan, kuten massaa, joka riitta-van hyvin pitåå ehjan muotonsa ja tuorelujuuden, niin ettå se aikaansaa mittapysyvyyden ennen kuin matriisimetalli tunkeutuu siihen. Massan tulisi olla riittåvan huokoista, 15 niin ettå se sallii matriisimetallin spontaanin tunkeutu-misen siihen. Tyypillisesti esimuotti kasittåå sidotun ryhmån tai tåyteaineen jårjestelyn, joko homogeenisen tai epåhomogeenisen, ja se voi kasittåå mitå tahansa soveltuvaa ainetta (esim. keraamisia ja/tai metallihiukkasia, jauhei-20 ta, kuituja, kuitukiteitå, jne, sekå mitå tahansa nåiden yhdistelmåå). Esimuotti voi olla joko erillisenå tai kokoonpanona.
"Varastolåhde" tai varasto merkitsee tåsså kåytettynå 25 erillista matriisimetallin kappaletta, joka on sijoitettu tåyteainemassan tai esimuotin suhteen niin, ettå kun metalli sulaa, se voi virrata korvaamaan, tai eråisså tapauksissa alunperin aikaansaamaan ja sen jålkeen tåyden-tåmåån sitå matriisimetallin osaa, segmenttiå tai låhdettå, 30 joka koskettaa tåyteainetta tai esimuottia.
"Toinen kappale" tai "lisåkappale" merkitsee tåsså kåytettynå toista kappaletta , joka voi sitoutua metallimatrii-si-komposiittikappaleeseen ainakin kemiallisella reak-35 tiolla ja/tai mekaanisella tai kutistumissovituksella. Sellaisiin kappaleisiin lukeutuvat tavanomaiset keraamit, kuten sintratut keraamit, kuumapuristetut keraamit, suu- 23 91496 lakepuristetut keraamit, jne, seka epåtavalliset keraamit ja keraamikomposiittikappaleet, joita tuotetaan esimerkik-si menetelmillå, joita on selitetty US-patentissamme 4,713,360 (15.12.1987); US-patenttihakemuksessamme 5 819,397 (17.1.1986) nimityksellå "Composite Ceramic Arti cles and Methods of Making Same", joka nyt on hyvåksytty; rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessamme 861,025 (8.5.1986) nimityksellå "Shaped Ceramic Composites and Methods of Making the Same"; US-patenttihakemuksessamme 10 152,518 (5.2.1988) nimityksellå "Method For In Situ
Tailoring the Metallic Component of Ceramic Articles and Articles Made Thereby", joka nyt on hyvåksytty; rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessamme 137,044 (23.12.1987) nimityksellå "Process for Preparing Self-Supporting Bodies 15 and Products Made Thereby"; sekå nåiden menetelmien muunnelmilla ja parannuksilla, jotka sisåltyvåt muihin rinnakkaisiin US-patenttihakemuksiimme. Nåisså rinnakkai-sissa patenttihakemuksissamme esitetyn ja patenttivaati-muksin tuetun tuotantomenetelmån ja keraamin ja keraami-20 komposiittikappaleiden ominaisuuksien opettamiseksi, liitetåån edellå mainitut patenttihakemukset selityksineen kokonaisuudessaan tåhån viitteeksi. Lisåksi esillå olevan keksinnon toinen tai lisåkappale tarkoittaa myos metalli-matriisikomposiitteja ja rakennekappaleita metallista, 25 kuten korkean låmpotilan metalleista, korroosiota kestå-vistå metalleista, hankauskulutusta keståvistå metalleista, jne. Vastaavasti toinen tai lisåkappale tarkoittaa låhes rajatonta kappaleiden mååråå.
30 "Spontaani tunkeutuminen" merkitsee tåsså kåytettynå mat-riisimetallin tunkeutumista låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin, joka tapahtuu vaatimatta paineen tai tyhjon kåyttåmistå (ex ulkoisesti kohdistettua eikå sisåi-sesti kehitettyå).
Seuraavat kuviot on jårjestetty keksinnon ymmårtåmisen tueksi, mutta niitå ei ole tarkoitettu rajoittamaan 35 91496 24 keksinnon suoja-alaa. Kaikissa kuvioissa on kåytetty mahdollisuuksien mukaan samoja viitenumeroita osoittamaan samanlaisia osia, jolloin: 5 Kuvio 1 on poikkileikkaus jårjestelystå, jota kåytettiin esimerkisså 1 tuotetun makrokomposiitin aikaansaa-miseksi;
Kuvio 2 on valokuva esimerkissa 1 tuotetun makrokomposiitin 10 poikkileikkauksesta;
Kuvio 3 on poikkileikkaus jårjestelystå, jota kåytettiin esimerkissa 2 tuotetun makrokomposiitin aikaansaa-miseksi; 15
Kuvio 4 on mikrovalokuva, jossa esitetaån alumiinioksidia olevan tulenkeståvån astian ja esimerkissa 2 tuotetun metallimatriisikomposiitin rajapinta; 20 Kuvio 5 on mikrovalokuva, joka on otettu voimakkaalla suurennuksella esimerkissa 2 tuotetun metallimatriisikomposiitin mikrorakenteesta;
Kuvio 6 on poikkileikkaus jårjestelystå, jota kåytettiin 25 esimerkisså 3 tuotetun makrokomposiitin aikaansaa- miseksi;
Kuvio 7 on valokuva esimerkisså 3 tuotetun makrokomposiitin poikkileikkauksesta; 30
Kuvio 8 on poikkileikkaus jårjestelystå, jota kåytettiin esimerkisså 4 tuotetun makrokomposiitin aikaansaa-miseksi; 35 Kuvio 9 on valokuva esimerkisså 4 tuotetun makrokomposiitin poikkileikkauksesta; 91496 25
Kuvio 10 on poikkileikkaus jårjestelystå, jota kåytettiin esimerkisså 5 tuotetun makrokomposiitin aikaansaa-miseksi; 5 Kuvio 11 on mikrovalokuva esimerkisså 5 muodostetun makrokomposiitin poikkileikkauksesta;
Kuvio 12 on poikkileikkaus jårjestelystå, jota kåytettiin esimerkisså 6 tuotetun makrokomposiitin aikaansaa-10 miseksi; ja
Kuvio 13 on valokuva esimerkisså 6 muodostetun makrokomposiitin poikkileikkauksesta.
15 Esillå oleva keksinto liittyy makrokomposiittikappaleen muodostamiseen, jonka osa kåsittåå metallimatriisi-kom-posiittikappaleen, joka on muodostettu saattamalla sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan tåyteaineeseen tai esimuottiin.
20
Keksinnon mukainen kompleksinen komposiittikappale tuote-taan muodostamalla ainakin yhden toisen tai lisåkappaleen kanssa kosketuksessa oleva metallimatriisikomposiitti. Erityisesti metallimatriisi-komposiittikappale tuotetaan 25 kun aiheutetaan sulan matriisimetallin spontaani tunkeu-tuminen låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin. Erityisesti tunkeutumisen ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå ja/tai tunkeutumisatmosfååri on yh-teydesså tåyteaineeseen tai esimuottiin ainakin prosessin 30 jossakin vaiheessa, mikå sallii sulan matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen tåyteaineeseen tai esimuottiin.
Keksinnon edullisessa suoritusmuodossa tunkeutumisen ediståjå voidaan syottåå vålittomåsti ainakin esimuottiin (tai 35 tåyteaineeseen) ja/tai matriisimetalliin ja/tai tunkeutu-misatmosfååriin. Lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen 91496 26 aikana, tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia.
Ensimmåisesså edullisessa suoritusmuodossa makrokompo-5 siittikappaleen muodostamiseksi jårjestetaan tunkeutumi-seen tarvittavaa maåraå enemmån syotettyå matriisimetal-lia. Toisin sanoen, matriisimetallia jarjestetaån måårånå, joka on suurempi kuin mita tarvitaan taydellista tunkeu-tumista vårten tåyteaineeseen tai esimuottiin, niin etta 10 jåannoksenå oleva tai ylimååråinen matriisimetalli (esim. matriisimetalli, jota ei kåytetty tunkeutumaan tayteaineeseen tai esimuottiin) sitoutuu tiiviisti tayteaineeseen tai esimuottiin, jossa tunkeutuminen on tapahtunut.
15 Toisessa edullisessa suoritusmuodossa saatetaan tayteaine tai esimuotti kosketukseen toisen kappaleen, kuten keraa-misen kappaleen tai metallikappaleen kanssa, ja sula matriisimetalli saatetaan spontaanisti tunkeutumaan tayteaineeseen tai esimuottiin esim. keraamia tai metallia 20 olevaan toiseen kappaleeseen saakka, muodostaen siten makrokomposiitin, joka kasittaa metallimatriisi-kompo-siittikappaleen, joka on sitoutunut toiseen kappaleeseen, kuten toiseen keraamiin tai metalliin 25 Toisessa edullisessa suoritusmuodossa saatetaan tayteaine tai esimuotti kosketukseen toisen kappaleen kanssa, kuten keraamisen kappaleen tai metallikappaleen, ja sula matriisimetalli saatetaan spontaanisti tunkeutumaan tayteaineeseen tai esimuottiin toisen kappaleen ja tåyteaineen 30 tai esimuotin våliseen kosketuspisteeseen saakka. Muodos-tunut metallimatriisi-komposiittikappale sitoutuu tiiviisti toiseen kappaleeseen. Lisåksi voidaan syottåa lisåå matriisimetallia niin, etta sita on låsnå måårånå, joka on suurempi kuin spontaania tåyteaineeseen tai esimuottiin 35 tunkeutumista vårten tarvittava måårå. Vastaavasti muodos-tetaan makrokomposiittikappale, joka kåsittåå ylimååråistå matriisimetallia, joka on tiiviisti sitoutunut metallimat- 91 496 27 riisi-komposiittikappaleeseen, joka on tiiviisti sitoutu-nut toiseen kappaleeseen, kuten keraamiin tai keraamisen komposiittikappaleeseen.
5 Edella kåsitellyisså edullisissa suoritusmuodoissa voidaan muodostaa metallimatriisi-komposiittikappale joko mat-riisimetallia olevan alustan sisåpinnalle tai ulkopinnal-le, tai molenunille. Metallimatriisikomposiitin pinta voi lisåksi olla valitun paksuinen tai ennaltamååråtyn paksui-10 nen matriisimetallialustan koon suhteen. Esillå olevan keksinnon menetelmåt mahdollistavat paksuseinåmåisten tai ohutseinåmåisten metallimatriisikomposiittirakenteiden muodostamisen, joissa metallimatriisikomposiitin pinnan muodostavan matriisimetallin suhteellinen tilavuus on 15 oleellisesti suurempi kuin tai pienempi kuin metallialustan tilavuus. Edelleen voi metallimatriisi-komposiittikappa-le, joka voi olla joko sisåpinta tai ulkopinta tai molempia, myos sitoutua toiseen aineeseen, kuten keraamiin tai metalliin, tuottaen siten merkittåvan maårån sitoutumisyh-20 distelmiå metallimatriisikomposiitin, ja/tai ylimaåråisen matriisimetallin ja/tai toisen kappaleen, kuten keraami-tai metallikappaleen vålillå.
Vastaavasti voidaan esillå olevaa keksintoå kåyttåå teol-25 lisuuden monien tarpeiden tyydyttåmiseksi, todistaen siten esillå olevan keksinnon tehokkuuden.
Esillå olevan keksinnon makrokomposiittien muodostamiseksi on metallimatriisi-komposiittikappale muodostettava sulan 30 matriisimetallin spontaanilla tunkeutumisella tåyteainee-seen tai esimuottiin. Spontaanin tunkeutumisen aikaansaa-miseksi tulisi spontaaniin jårjestelmåån jårjeståå tunkeutumisen ediståjåå. Tunkeutumisen ediståjå voitaisiin muodostaa tunkeutumisen ediståjån edeltåjåstå, jota voi-35 taisiin jårjeståå 1) matriisimetalliin; ja/tai 2) tåyte-aineeseen tai esimuottiin, ja/tai 3) tunkeutumisatmosfåå-ristå, ja/tai 4) ulkoisesta låhteestå spontaaniin 91496 28 jårjestelmåån. Lisåksi, tunkeutumisen ediståjån edeltåjån sijasta voidaan tunkeutumisen ediståjåå syottåa suoraan ainakin joko esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin, ja/tai tunkeutumisatmosfååriin. Lopuksi, ainakin spontaanin tun-5 keutumisen aikana, tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia.
Edullisessa suoritusmuodossa on mahdollista, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjån voidaan ainakin osittain antaa 10 reagoida tunkeutumisatmosfåårin kanssa, niin ettå tunkeutumisen ediståjå voidaan muodostaa ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia ennen kuin tai oleellisesti saman-aikaisesti kun esimuotti koskettaa sulaa matriisimetallia (esim. jos tunkeutumisen ediståjån edeltåjånå olisi mag-15 nesiumia ja tunkeutumisatmosfåårinå typpeå, niin tunkeutumisen ediståjå voisi olla magnesiumnitridiå, joka voisi sijaita ainakin osassa esimuottia tai tåyteainetta).
Esimerkkinå matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edel-20 tåjå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåstå on alumiini/ magnesium/typpi-jårjestelmå. Erityisesti voidaan alumii-nimatriisimetalli asettaa sopivassa tulenkeståvåsså as-tiassa olevaan tåyteaineeseen, joka astia prosessioloissa ei reagoi alumiinimatriisimetallin ja/tai tåyteaineen 25 kanssa, kun alumiini sulatetaan. Tåyteaine, joka sisåltåå magnesiumia, ja joka voidaan altistaa ainakin prosessin jossakin vaiheessa typpiatmosfåårille, voidaan sitten pååståå kosketukseen sulan alumiinimatriisimetallin kanssa. Matriisimetalli tunkeutuu sitten spontaanisti tåyte-30 aineeseen tai esimuottiin.
Lisåksi tunkeutumisen ediståjån edeltåjån syottåmisen sijasta voidaan syottåå tunkeutumisen ediståjåå suoraan ainakin joko esimuottiin ja/tai matriisimetalliin ja/tai 35 tunkeutumisatmosfååriin. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia.
91496 29
Niissa oloissa, joita kåytetåån esilla olevan keksinnon mukaisessa menetelmassa, alumiini/magnesium/typpi-spon-taanissa tunkeutumisjarjestelman tapauksessa tåyteaineen tai esimuotin tulisi olla riittavån låpåisevåå, jotta 5 typpeå sisaltåvå kaasu voisi tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin prosessin jonkin vaiheen aikana ja/tai kosket-taa sulaa matriisimetallia. Lisaksi låpåisevassa tåyteai-neessa tai esimuotissa voi tapahtua sulan matriisimetallin tunkeutumista, jolloin aiheutuu sulan matriisimetallin 10 spontaani tunkeutuminen typen låpåisemåån tåyteaineeseen tai esimuottiin, niin ettå se muodostaa metallimatriisi-komposiittikappaleen ja/tai sattaa typen reagoimaan tun-keutumisen ediståjån edeltåjån kanssa tunkeutumisen edis-tåjån muodostamiseksi tåyteaineeseen tai esimuottiin 15 aiheuttaen nåin spontaanin tunkeutumisen. Spontaanin tunkeutumisen måårå tai nopeus ja metallimatriisikomposiitin muodostuminen vaihtelee prosessiolojen annetun yhdistelmån mukaisesti, joita ovat mm. magnesiumin måårå alumiiniseok-sessa, magnesiumin måårå esimuotissa tai tåyteaineessa, 20 magnesiumnitridin måårå tåyteaineessa tai esimuotissa, muiden seosalkuaineiden (esim. pii, rauta, kupari, mangaa-ni, kromi, sinkki, ja vastaavat) låsnåolo, tåyteaineen keskimååråinen koko (esim. hiukkashalkaisija), tåyteaineen pintatila ja tyyppi, tunkeutumisatmosfåårin typpipitoi-25 suus, tunkeutumiselle annettu aika ja låmpotila, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Annettaessa esimerkiksi sulan alumiinimatriisimetallin tunkeutumisen tapahtua spontaa-nisti, voidaan alumiini seostaa ainakin noin 1 painoprosen-tilla, ja edullisesti ainakin noin 3 painoprosentilla 30 magnesiumia (joka toimii tunkeutumisen ediståjån edeltå-jånå), seoksen painoon verrattuna. Muita lisåseosalkuai-neita, kuten edellå on selitetty, voidaan myos sisåltåå matriisimetalliin sen erityisten ominaisuuksien rååtåloi-miseksi. Lisåksi lisåseosalkuaineet voivat vaikuttaa mat-35 riisin alumiinimetallissa tarvittavan magnesiumin mååråån, niin ettå se johtaa spontaaniin tunkeutumiseen tåyteaineeseen tai esimuottiin. Magnesiumin håviåmistå spontaanista 30 91 496 jarjestelmåstå, esimerkiksi hoyrystymisen vuoksi, ei saisi tapahtua niin suuressa måårin, ettei magnesiumia ole låsnå muodostamaan tunkeutumisen ediståjåa. Siten on toivotta-vaa, ettå aluksi kåytetåån riittåvåå seosalkuaineiden 5 mååråå jotta spontaani tunkeutuminen voisi tapahtua hoy-rystymisen sita haittaamatta. Lisaksi magnesiumin lasnåolo seka tåyteaineessa tai esimuotissa ettå matriisimetallissa tai pelkåstaan tåyteaineessa tai esimuotissa voi johtaa magnesiumin spontaania tunkeutumista vårten vaadittavan 10 måårån pienenemiseen (jota selitetåån yksityiskohtaisemmin alempana).
Typpiatmosfåårisså olevan typen måårå vaikuttaa myos metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostumisnopeu-15 teen. Erityisesti jos atmosfåarisså on alle 10 tilavuus-prosenttia typpea, niin spontaania tunkeutumista esiintyy hyvin hitaasti tai hyvin våhån. On havaittu, ettå on edullista kun atmosfåårisså on ainakin 50 tilavuusprosent-tia typpeå, jolloin aikaansaadaan lyhyempiå tunkeutu-20 misaikoja paljon suuremmasta tunkeutumismååråstå johtuen. Tunkeutumisatmosfååri (esim. typpeå sisåltåvå kaasu) voi-daan syottåå suoraan tåyteaineseen tai esimuottiin ja/tai matriisimetalliin, tai se voidaan tuottaa aineen hajoamisen tuloksena.
25
Sulan matriisimetallin tåyteaineseen tai esimuottiin tunkeutumisen aikaansaamiseksi vaadittavan magnesiumin våhim-måismåårå riippuu yhdestå tai useammasta tekijåstå, kuten prosessin låmpotilasta, ajasta, muiden lisåseosalkuainei-30 den kuten piin tai sinkin låsnåolosta, tåyteaineen luon-teesta, magnesiumin sisåltymisestå yhteen tai useampaan spontaanin jårjestelmån osaan, atmosfåårin typpisisållos-tå, ja typpiatmosfåårin virtausmååråstå. Voidaan kåyttåå alempia låmpotiloja tai lyhyempiå kuumennusaikoja tåydel-35 lisen tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kun seoksen ja/tai esimuotin magnesiumpitoisuutta nostetaan. Samaten annetul-la magnesiumpitoisuudella mååråttyjen lisåseosalkuainei- 91496 31 den, kuten sinkin lisååminen mahdollistaa alempien låmpo-tilojen kåyttåmisen. Esimerkiksi matriisimetallin mag-nesiumpitoisuutta toimivan alueen alapååsså, esim vålilla noin 1-3 painoprosenttia, voidaan kayttåa yhdesså ainakin 5 jonkin seuraavien kanssa: våhimmåisprosessilåmpotilan ylittåvå låmpotila, suuri typpipitoisuus, yksi tai useampia lisåseosalkuaineita. Ellei tåyteaineeseen tai esimuottiin lisåta lainkaan magnesiumia, pidetåån vålilla noin 3-5 painoprosenttia magnesiumia sisåltåviå seoksia edullisina, 10 johtuen niiden yleisestå kaytettåvyydestå laajoilla pro-sessiolojen alueilla, jolloin ainakin 5 painoprosenttia pidetåån edullisena kåytettåesså alempia låmpotiloja ja lyhyempiå aikoja. Alumiiniseoksessa voidaan kayttåa 10 painoprosentin ylittåviå magnesiumpitoisuuksia tunkeutu-15 miseen vaadittavien låmpotilaolojen muuntelemiseksi. Mag-nesiumpitoisuutta voidaan pienentåå muiden seosalkuainei-den yhteydesså, mutta nåmå alkuaineet pal ve le vat ainoastaan lisåtoimintoja, ja niitå kåytetåån edellå mainitun mag-nesiumin minimimåårån tai sen ylittåvån måårån kanssa. 20 Esimerkiksi oleellisesti mitåån tunkeutumista ei esiinty-nyt nimellisesti puhtaalla alumiinilla, jota oli seostettu vain 10 % piillå, 1000°C låmpotilassa, alustaan 39 Crystolon (99 % puhdasta piikarbidia Norton Co:lta), jonka raekoko oli 500 mesh (mesh = seulan aukkojen lukumåårå tuumaa 25 kohti) . Magnesiumin låsnåollessa on kuitenkin piin havaittu ediståvån tunkeutumisprosessia. Toisena esimerkkinå magnesiumin måårå muuttuu, jos sitå syotetåån yksinomaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. On havaittu, ettå spontaani tunkeutuminen tapahtuu, kun spontaaniin jårjestelmåån 30 syotetåån pienempi painoprosentti magnesiumia, jos ainakin jokin måårå syotetyn magnesiumin kokonaismååråstå sijoi-tetaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. Saattaa olla toi-vottavaa, ettå magnesiumia jårjestetåån pienempi måårå, jotta våltettåisiin ei-toivottu jen metalliyhdisteiden syn-35 tyminen metallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Esi-muotin ollessa piikarbidia on havaittu, ettå matriisime-talli tunkeutuu spontaanisti esimuottiin, kun esimuotti 32 31 496 saatetaan kosketukseen alumiinimatriisimetallin kanssa, esimuotin sisåltåesså ainakin 1 painoprosenttia mag-nesiumia ja oleellisesti puhtaan typpiatmosfåårin låsna-ollessa. Alumiinioksidi-esimuotin tapauksessa hyvåksytta-5 van spontaanin tunkeutumisen saavuttamiseksi vaadittu magnesiumin måårå on hieman suurempi. Erityisesti on havaittu, ettå kun sajnantapainen alumiinimatriisimetalli saatetaan koskettamaan alumiinioksidi-esimuottia, liki-main samassa lampotilassa kuin alumiini joka tunkeutui 10 piikarbidi-esimuottiin, ja saman typpiatmosfåarin låsnå-ollessa, niin saatetaan tarvita ainakin noin 3 painoprosenttia magnesiumia samanlaisen spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kuin se joka saavutettiin juuri edellå kuvatun piikarbidi-esimuotin yhteydesså.
15
On myos havaittu, ettå on mahdollista syottåå spontaaniin jårjestelmåån tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjåå seoksen pinnalle ja/tai esimuotin tai tåyteaineen pinnalle ja/tai esimuottiin tai tåyteai-20 neeseen ennen kuin matriisimetallin annetaan tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin (ts. saattaa olla, ettei syotettyå tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå tai tunkeutumisen ediståjåå tarvitse seostaa matriisimetalliin, vaan ettå sitå yksinkertaisesti syotetåån spontaaniin jårjes-25 telmåån). Jos magnesiumia levitettåisiin matriisimetallin pinnalle, saattaa olla edullista, ettå tåmå pinta olisi se pinta, joka on låhimpånå tai edullisesti kosketuksessa tåyteaineen låpåisevåån massaan tai påinvastoin; tai sellaista magnesiumia voitaisiin sekoittaa ainakin esi-30 muotin tai tåyteaineen osaan. Lisåksi on mahdollista, ettå pinnalle levittåmisen, seostaunisen ja magnesiumin sijoit-tamisen ainakin esimuotin osaan, joitakin yhdistelmiå voitaisiin kåyttåå. Sellaiset yhdistelmåt tunkeutumisen ediståjån (ediståjien) ja/tai tunkeutumisen ediståjån 35 edeltåjån (edeltåjien) levittåmisesså saattaisivat johtaa alumiinimatriisimetallin esimuottiin tunkeutumisen edis-tåmiseen vaadittavan magnesiumin kokonaispainoprosentti- 91496 33 måårån pienenemiseen, samoinkuin alempien låmpotilojen saavuttamiseen, joissa tunkeutumista voi esiintyå. Lisaksi magnesiumin låsnåolosta johtuva metallien epåtoivottujen keskinåisten yhdisteiden muodostuminen voitaisiin myos 5 minimoida.
Yhden tai useamman lisåseosalkuaineen kåyttåminen ja ympåroivån kaasun typpipitoisuus vaikuttavat myos mat-riisimetallin nitrautumiseen annetussa låmpotilassa. Esi-10 merkiksi voidaan seokseen sisållyttåå tai seoksen pinnalle levittåå sellaisia lisåseosalkuaineita kuin sinkkiå tai rautaa tunkeutumislåmpotilan alentamiseksi ja siten muo-dostuvan nitridin maårån pienentåmiseksi, kun taas kaasussa olevan typen pitoisuuden lisååmistå voitaisiin kåyttåå 15 nitridin muodostumisen ediståmiseen.
Seoksessa olevan ja/tai seoksen pinnalle levitetyn ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin yhdistetyn magnesiumin pitoisuus pyrkii myos vaikuttamaan tunkeutumisen mååråån 20 annetussa låmpotilassa. Vastaavasti eråisså tapauksissa, joissa pieni måårå tai ei lainkaan magnesiumia saa olla kosketuksessa suoraan esimuottiin tai tåyteaineeseen, saattaa olla edullista, ettå ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia sisållytetåån seokseen. Tåtå arvoa pienemmåt 25 seosmååråt, kuten 1 painoprosentti magnesiumia, saattaa vaatia korkeammat prosessilåmpotilat tai lisåseosalkuai-neita tunkeutumista vårten. Tåmån keksinnon spontaanin tunkeutumisprosessin toteuttamiseksi vaadittu låmpotila voi olla alempi: 1) kun yksinomaan seoksen magnesiumpitoi-30 suutta nostetaan, esim. ainakin noin 5 painoprosenttiin; ja/tai 2) kun seostavia aineita sekoitetaan tåyteaineen låpåisevåån massaan tai esimuottiin; ja/tai 3) kun alu-miiniseoksessa on toista alkuainetta, kuten sinkkiå tai rautaa. Låmpotila voi myos vaihdella eri tåyteaineilla. 35 Yleenså esiintyy spontaania ja etenevåå tunkeutumista prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 675 °C, edul-lisesti prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 750 - 91496 34 800 °C. Yleenså yli 1200 °C olevat låmpotilat eivåt nayta ediståvån prosessia, ja erityisen kåyttokepoiseksi låmpo-tilaksi on havaittu alue noin 675 °C - noin 1200 °C. Kuitenkin yleisenå sååntonå spontaanin tunkeutumisen låm-5 potila on sellainen låmpotila, joka on matriisimetallin sulamispisteen ylåpuolella mutta matriisimetallin hoyrys-tymislampotilan alapuolella. Lisåksi spontaanin tunkeutumisen låmpotilan tulisi olla tåyteaineen tai esimuotin sulamispisteen alapuolella, ellei tåyteainetåyteaineelle 10 tai esimuotille jarjesteta tukivålinettå, joka yllapitåå tåyteaineen tai esimuotin huokoista rakennetta tunkeutu-misvaiheen aikana. Sellainen tukivåline voisi kåsittåå tåyteainehiukkasten tai esimuotin kanavien pinnoitteen, tai mååråtyt tåyteainemassan tai esimuotin ainesosat 15 voisivat olla sulamattomia tunkeutumislåmpotilassa muiden ainesosien ollessa sulia. Tåsså viimeksimainitussa suori-tusmuodossa voisivat sulamattomat ainesosat tukea sulia ainesoisa ja yllapitåå spontaania tunkeutumista vårten tarkoituksenmukaista huokoisuutta tåyteaineessa tai esi-20 muotissa. Edelleen, kun låmpotilaa nostetaan, kasvaa pyrkimys matriisimetallin ja tunkeutumisatmosfåårin våli-sen reaktiotuotteen muodostamiseen (esim. alumiinimat-riisimetallin ja typpeå olevan tunkeutximisatmosfåårin tapauksessa saattaa muodostua alumiininitridiå). Sellaiset 25 reaktiotuotteet saattavat olla toivottavia tai ei-toivot-tuja, riippuen metallimatriisi-komposiittikappaleen aio-tusta kåytostå. Lisåksi tyypillisesti kåytetåån såhkovas-tuskuumennusta tunkeutumislåmpotilojen saavuttamiseksi. Keksinnon yhteydesså kåytettåvåksi hyvåksytåån kuitenkin 30 mikå tahansa kuumennusvåline, joka voi saattaa matriisimetallin sulamaan ja joka ei vaikuta haitallisesti spon-taaniin tunkeutumiseen.
Esillå olevassa menetelmåsså esimerkiksi låpåisevå tåyte-35 aine tai esimuotti saatetaan kosketukseen sulan alumiinin kanssa typpeå sisåltåvån kaasun ollessa låsnå ainakin jossakin prosessin vaiheessa. Typpeå sisåltåvåå kaasua 91496 35 voidaan syottåå yllåpitåmåån jatkuva kaasun virtaus kos-ketukseen ainakin joko tayteaineeseen tai esixnuottiin ja/tai sulaan alumiinimatriisimetalliin. Vaikkei typpeå sisaltåvån kaasun virtausmåårå ole kriittinen, pidetåån 5 edullisena etta virtausmaårå on riittåvå kompensoimaan nitridin muodostumisesta seosmatriisissa johtuva mahdol-linen typen håviåminen atmosfååristå, sekå eståmåån tai tor jumaan ilman sisåån pååseminen, jolla voi olla hapettava vaikutus sulaan metalliin.
10
Metallimatriisikomposiitin muodostamismenetelmåå voidaan soveltaa tåyteaineiden laajaan valikoimaan, ja tåyteainei-den valinta riippuu sellaisista tekijoistå, kuten mat-riisiseoksesta, prosessin olosuhteista, sulan matriisi-15 seoksen reaktiivisuudesta tåyteaineen kanssa, sekå lopulliselle komposiittituotteelle haetuista ominaisuuk-sista. Kun matriisimetallina on esimerkiksi alumiini, lukeutuvat sopiviksi tåyteaineiksi a) oksidit, esim. alumiinioksidi, b) karbidit, esim. piikarbidi, c) boridit, 20 esim. alumiinidodekaboridi, ja d) nitridit, esim. alu- miininitridi. Mikåli tåyteaine pyrkii ragoimaan sulan alumiinimatriisimetallin kanssa, tåmå voidaan ottaa huo-mioon minimoimalla tunkeutumisaika ja -låmpotila tai jårjeståmållå reagoimaton påållystys tåyteaineelle. Tåy-25 teaine voi kåsittåå alustan, kuten hiiltå tai ei-keraamista ainetta, jonka påållå on keraaminen påållystys alustan suojaamiseksi syopymiseltå tai heikkenemiseltå. Sopivia keraamipåållysteitå ovat mm. oksidit, karbidit, boridit ja nitridit. Esillå olevassa menetelmåsså kåytettåviksi edul-30 lisina pidettyjå keraameja ovat mm. alumiinioksidi ja piikarbidi hiukkasten, hiutaleiden, kuitukiteiden ja kui-tujen muodossa. Kuidut voivat olla epåjatkuvia (leikatussa muodossa) tai jatkuvan såikeen muodossa, kuten monisåikei-set langat. Lisåksi tåyteaine tai esimuotti voi olla 35 homogeeninen tai epåhomogeeninen.
91 496 36
On myos havaittu, ettå mååråtyillå tåyteaineilla esiintyy suurempaa tunkeutumista suhteessa tåyteaineisiin, joilla on samantapainen kemiallinen koostumus. Esimerkiksi US-pa-tentissa 4,713,360 (nimitys "Uusia keraamisia aineita ja 5 menetelmiå niiden valmistamiseksi" ) kuvatulla menetelmållå valmistetuilla murskatuilla alumiinioksidi-kappaleilla on edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallises-ti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Lisåksi rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessa 819,397 (nimitys: 10 "Komposiittikeraamisia esineita ja niiden valmistus-menetelmå" ) esitetyllå menetelmållå tehdyillå murskatuilla alumiinioksidikappaleilla on myos edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallisesti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Edellå mainitut patentti-15 julkaisut esitetåån tåsså nimenomaisina viittauksina. Nain olien on havaittu, ettå tåydellinen tunkeutuminen keraa-mista ainetta olevaan låpåisevåån massaan voi tapahtua alemmissa tunkeutumislåmpotiloissa ja/tai lyhyemmilla tun-keutumisajoilla kåyttåen puristettuja tai murskattuja 20 kappaleita, jotka on valmistettu edellå mainittujen pa-tenttijulkaisujen mukaisella menetelmållå.
Tåyteaineen koko ja muoto voi olla mikå tahansa sellainen, joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien 25 saavuttamiseksi. Siten aine voi olla hiukkasten, kuituki-teiden, hiutaleiden tai kuitujen muodossa, koska tåyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan kåyttåå muitakin muotoja, kuten kuulia, pieniå putkia, pellettejå, tulenkeståvåå kuitukangasta, ja vastaavia. Lisåksi aineen 30 koko ei rajoita tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saatetaan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi låmpotila tai pidempi aika kuin suuremmilla hiukkasilla. Lisåksi (esimuotiksi muotoillun) tåyte-ainemassan tulisi tunkeutumista vårten olla låpåisevåå (ts. 35 sen tulisi olla sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisat-mosfååriå låpåisevåå). Alumiiniseosten tapauksessa tunkeu-tumisatmosfååri voi kåsittåå typpeå sisåltåvåå kaasua.
91496 37
Esillå olevan keksinnon mukainen menetelmå metallimatrii-si-komposiittikappaleiden muodostamiseksi sallii oleelli-sesti yhtenåisten metallimatriisikomposiittien valmista-misen, joilla on suuri tilavuusosa tåyteainetta ja pieni 5 huokoisuus, koska ne eivåt ole riippuvaisia paineen kåyttåmisestå sulan matriisimetallin puristamiseksi esi-muottiin tai tåyteainemassaan. Suurempia tåyteaineen ti-lavuusosuuksia voldaan aikaansaada kåyttåmållå alussa tåyteainemassaa, jolla on pienempi huokoisuus. Suurempia 10 tilavuusosuuksia voidaan myos aikaansaada silloin, jos tåyteainemassa tiivistetåån tai tehdaan muulla tavalla tiiviimmåksi, edellyttåen ettei massaa muuteta joko tåysin tiiviiksi suljetuin kennohuokosin tai taysin tiiviiksi rakenteeksi, mikå eståisi sulan seoksen tunkeutumisen (ts. 15 rakenteeksi, jossa on riittåmåttomåsti huokoisuutta spon- taanin tunkeutumisen esiintymistå vårten).
On havaittu, ettå alumiinin tunkeutumista ja matriisin muodostumista vårten keraamisen tayteaineen ympårille voi 20 keraamisen tåyteaineen kostutus alumiinimatriisimetallil-la olla tårkeå osa tunkeutumismekanismista. Lisåksi alhai-sissa prosessilåmpotiloissa esiintyy erittåin våhån tai håviåvån våhån metallin nitridiksi muuttumista, jonka takia saadaan erittåin våhåinen epåjatkuva alumiininitridin 25 faasi metallimatriisiin jakautuneena. Kun låhestytåån låmpotila-alueen ylåpååtå, tapahtuu kuitenkin todennåkoi-semmin metallin nitridiksi muuttumista. Siten voidaan sååtåå nitridifaasin osuutta metallimatriisissa muuttamal-la låmpotilaa, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Ne mååråtyt 30 låmpotilatr joissa nitridin muodostuminen tulee merkittå-våmmåksi, muuttuvat myos sellaisista tekijoistå riippuen, kuten kåytetty matriisin alumiiniseos ja sen måårå suh-teessa tåyteaineen tai esimuotin mååråån, tåyteaineen måårå johon tunkeutumisen on tapahduttava, sekå tunkeutumisat-35 mosfåårin typpipitoisuus. Esimerkiksi alumiininitridin muodostumisen måårån uskotaan mååråtysså prosessilåmpoti- 91496 38 lassa kasvavan, kun seoksen kyky tåyteaineen kostuttamiseen pienenee ja kun atmosfåårin typpipitoisuus kasvaa.
Sen vuoksi on mahdollista raataloidå metallimatriisin 5 rakennetta komposlitin muodostuksen aikana, niin etta voidaan antaa tuloksena olevalle tuotteelle mååråtyt ominaisuudet. Annetulla jårjestelmållå voidaan prosessin olosuhteet valita nitridin muodostuksen sååtåmiseksi. Alumiininitridiå sisåltåvållå komposiittituotteella on 10 eråitå ominaisuuksia, jotka voivat olla edullisia tuotteen suorituskyvylle tai parantaa niitå. Lisåksi alumiiniseok-sen spontaanin tunkeutumisen edullinen låmpotila-alue voi vaihdella kaytetystå keraamisesta aineesta riippuen. Kun tåyteaineena on alumiinioksidia, ei tunkeutumisen låmpo-15 tilan tulisi ylittåa 1000 °C, mikåli halutaan, ettei matriisin muovattavuus oleellisesti pienene merkittåvån nitridin muodostumisen johdosta. Lampotilan 1000 °C ylit-tåviå låmpotiloja voidan kuitenkin kåyttåå, mikali halutaan tuottaa komposiitti, jonka matriisilla on heikompi muovat-20 tavuus ja suurempi jaykkyys. Piikarbidiin tunkeutumista vårten voidaan kåyttåå korkeampia, noin 1200 °C låmpotiloja, koska piikarbidia tåyteaineena kåytettåesså alu-miiniseoksesta syntyy våhemmån nitridejå, kuin alumiiniok-sideja tåyteaineena kåytettåesså.
25
Lisåksi on mahdollista kåyttåå matriisimetallin varasto-låhdettå tåyteaineen tåydellisen tunkeutumisen varmista-miseksi ja/tai syottåå toista metallia, jolla on erilainen koostumus kuin matriisimetallin ensimmåisellå låhteellå. 30 Eråisså tapauksissa voi erityisesti olla toivottavaa kåyttåå varastolåhteesså matriisimetallia, joka koostumuk-seltaan poikkeaa matriisimetallin ensimmåisestå låhteestå. Jos esimerkiksi alumiiniseosta kåytetåån ensimmåisenå matriisimetallin låhteenå, niin varastolåhteen metallina 35 voitaisiin kåyttåå kåytånnollisesti katsoen mitå tahansa toista metallia tai metalliseosta, joka on sulanut proses-silåmpdtilassa. Sulat metallit ovat usein hyvin sekoittuvia 39 91 496 toistensa kanssa, mikå johtaisi varastolåhdemetallin se-koittumiseen matriisimetallin ensimmåiseen låhteeseen niin kauan kuin annetaan riittåvåsti aikaa sekoittumista vårten. Kåytettåesså ensimmåisen matriisimetallin låhteesta poik-5 keavan koostumuksen omaavaa varastolåhdemetallia, on siten mahdollista råataloida metallimatriisin ominaisuuksia eri-laisten toimintavaatimusten tåyttamiseksi ja siten raatå-loidå metallimatriisikomposiitin ominaisuuksia.
10 Estovålinetta voidaan myos kayttåå esillå olevan keksinnon yhteydessa. Tåmån keksinnon yhteydesså kaytettåvå estovå-line voi erityisesti olla mikå tahansa soveltuva valine, joka vuorovaikuttaa, eståå ja lopettaa sulan matriisiseok-sen (esim. alumiiniseos) kulkeutumisen, siirtymisen tai 15 vastaavan tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Sopivia estovålineitå voivat olla mitkå tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllåpitåvåt jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole haihtuvia, ja jotka edullisesti ovat prosessissa 20 kåytettyå kaasua låpåiseviå, ja jotka samoin pystyvat paikallisesti eståmåån, pysåyttåmåån, vuorovaikuttamaan, torjumaan, jne, jatkuvan tunkeutumisen tai minkå tahansa muun liikkeen keraamisen tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi.
25
Soveltuvat estovålineet sisåltåvåt aineita, joita kulkeu-tuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå esto-aineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan 30 yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan tai esimuotin mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita metal-limatriisikomposiittituotteella. Kuten edellå mainittiin, 35 tulisi estoaineen edullisesti olla låpåisevåå tai huokois-ta, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla reikiå estoaineeseen tai låviståmållå se, niin 40 91 496 ettå kaasu paasee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
Soveltuvia estoaineita, jotka ovat erityisen edullisia 5 alumiinimatriisiseoksilla, ovat niitå, jotka sisåltåvåt hiiltå, erityisesti hiilen kiteiset allotrooppiset muodot, jotka tunnetaan grafiittina. Grafiittia ei oleellisesti voida kostuttaa kuvatuissa prosessiolosuhteissa sulalla alumiiniseoksella. Erityisen edullinen grafiitti on gra-10 fiittinauhatuote, jota myydåån tuotenimellå Grafoil (R), jonka tavaramerkin haltija on Union Carbide. Tallå gra-fiittinauhalla on tiiviståviå ominaisuuksia, jotka eståvåt sulaa alumiiniseosta kulkeutumasta tåyteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Tåmå grafiittinauha on myos kuumuutta 15 keståvå ja kemiallisesti inertti. Grafoil (R) -grafiitti-aine on taipuisaa, keståvåå, mukautuvaa ja joustavaa. Sitå voidaan valmistaa useissa muodoissa sopimaan estoaine-sovellutuksiin. Grafiittiestovålinettå voidaan kuitenkin kåyttåå lietteenå tai tahnana tai jopa maalikalvona 20 tåyteaineen tai esimuotin rajapinnalla tai sen ympårillå. Grafoil (R) -tuotetta pidetåån erityisen edullisena, koska se on taipuisan grafiittiarkin muodossa. Kåytosså tåmå paperin tapainen grafiitti yksinkertaisesti muovaillaan tåyteaineen tai esimuotin ympårille.
25
Muita edullisia estoaineita alumiinimetallimatriisiseok-sille typesså ovat siirtymåmetalliboridit (esim. ti-taanidiboridi (TiB2)), joita sulat alumiinimetalliseokset eivåt tåtå ainetta mååråtyisså prosessioloissa kåytettå-30 esså pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå estoaineella prosessilåmpotilan ei tulisi ylittåå noin 875 °C, koska muutoin estoaineen vaikutus våhenee, ja itse asiassa korkeammassa låmpotilassa esiintyy tunkeutumista estoai-neeseen. Siirtymåmetalliboridit ovat tyypillisesti hiuk-35 kasmuodossa (1 - 30 mikrometriå). Estoaineet voidaan levittåå lietteenå tai tahnana edullisesti esimuotiksi 91496 41 muotoillun låpåisevån keraamisen tåyteaineen massan raja-pinnoille.
Alumiinimetallimatriisiseoksia vårten typesså muut kåyt-5 tokelpoiset estoaineet sisaltavåt vaikeasti haihtuvia orgaanisia yhdisteitå, jotka levitetåan kalvona tai ker-roksena tayteaineen tai esimuotin ulkopinnalle. Poltetta-essa typesså, erityisesti tåmån keksinnon mukaisissa prosessioloissa, orgaaninen yhdiste hajoaa, jåttåen jål-10 keenså hiilinokikalvon. Orgaaninen yhdiste voidaan levit-tåå tavanomaisin keinoin, kuten maalaamalla, suihkuttamal-la, upottamalla, jne.
Lisåksi voivat hienoksi jauhetut hiukkasmaiset aineet 15 toimia estoaineena, jos hiukkasmaiseen aineeseen tunkeu-tuminen esiintyy nopeudella, joka on hitaampi kuin tunkeu-tumisnopeus tåyteaineeseen.
Siten voidaan estoainetta levittåå millå tahansa sopivalla 20 tavalla, kuten peittåmållå mååritelty rajapinta estovåli-neen kerroksella. Sellainen estovålineen kerros voidaan muodostaa maalaamalla, upottamalla, silkkipainatuksella, hoyryståmållå, tai levittåmållå estovålinettå muilla ta-voin neste-, liete- tai tahnamuodossa, tai sputteroimalla 25 hoyrystyvåå estovålinettå, tai yksinkertaisesti kerrosta-malla kiinteån hiukkasmaisen estovålineen kerros, tai levittåmållå estovålineen kiinteå ohut arkki tai kalvo mååritellylle rajapinnalle. Kun estovåline on paikallaan, spontaani tunkeutuminen pååttyy oleellisesti silloin, kun 30 tunkeutuva matriisimetalli saavuttaa mååritellyn rajapin-nan ja koskettaa estovålinettå.
Edellå selitettyja menetelmiå kåyttåen esillå oleva kek-sintd tarjoaa menetelmån, jolla muotoiltu metallimatrii-35 sikomposiitti voidaan sitoa tai kokonaan kiinnittåå ainakin yhteen toiseen tai lisåkappaleeseen. Tåmå kappale voi olla: keraeuninen matriisikappale; keraaminen matriisikomposiit- 91496 42 tikappale, ts. keraaminen matriisi, joka ympåroi tåyte-ainetta; metallikappale; metallimatriisikomposiitti; ja/tai mikå tahansa edellå lueteltujen aineiden yhdistelmå. Esillå olevalla keksinnollå tuotettu lopullinen tuote on 5 makrokomposiitti, joka kåsittåå ainakin yhden metallimat-riisikomposiitin, joka puolestaan on muodostettu mat-riisimetallin spontaanilla tåyteaineeseen tai esimuottiin tunkeutumisella, ja joka on sidottu tai kokonaan kiinni-tetty ainakin yhteen kappaleeseen, joka sidotaan tai 10 kiinnitetåån rakenteellsiesti ainakin yhteen kappaleeseen, joka kappale kåsittaå ainakin yhtå edellå luetelluista aineista. Siten esillå olevan keksinnon lopullinen tuote voi kåsittåå kåytånnollisesti katsoen rajattoman måårån spontaanin tunkeutumisen metallimatriisikomposiittien 15 permutaatioita ja yhdistelmiå, jotka yhdeltå tai useammalta pinnaltaan on sidottu ainakin yhteen kappaleeseen, joka kappale kåsittåå ainakin yhtå edellå luetelluista aineista.
Kuten esimerkeisså 2, 3 ja 5 havainnollistetaan, sallii 20 esillå oleva keksinto monikerroksisten makrokomposiittien muodostamisen yhdesså ainoassa spontaanin tunkeutumisen vaiheessa. Erityisesti voi sula matriisimetalli spon-taanisti tunkeutua tåyteainemassaan tai esimuottiin, joka koskettaa toista tai lisåkappaletta, kuten keraamista 25 kappaletta. Tunkeutuessaan tåyteaineeseen tai esimuottiin mainitun tåyteaineen tai esimuotin ja mainitun toisen tai lisåkappaleen rajapintaan, on matriisimetalli, joko yksi-nåån tai yhdistelmånå tåyteaineen tai esimuotin kanssa, vuorovaikutuksessa mainitun toisen tai lisåkappaaleen 30 kanssa sellaisella tavalla, ettå se mahdollistaa metalli-matriisi-komposiittikappaleen sitoutumisen tai tåydelli-sen kiinnittymisen toiseen tai lisåkappaleeseen, kun jårjestelmå jååhdytetåån. Kåyttåen esimerkkien 2, 3 ja 5 menetelmiå voitaisiin siten asettaa mikå tahansa lukumåårå 35 toisia tai lisåkappaleita tåyteainemassaan tai esimuottiin tai tåyteainemassan tai esimuotin ympårille, niin ettå kun sula matriisimetalli tunkeutuu tåyteainemassaan tai esi- 91496 43 muottiin mainitun tåyteaineen tai esimuotin ja mainitun toisen tai lisåkappaleen rajapintaan, tapahtuu tåydellinen kiinnittyminen tai sitoutuminen metallimatriisikomposii-tin ja inuitten kappaleitten vålillå, kun jårjestelmå 5 jååhdytetåan låmpotilaan, joka on matriisimetallin ja jårjestelmån kaikkien muitten kappaleiden sulamispisteen alapuolella.
Sen lisåksi ettå se muodostaa lujan sitoutumisen tai 10 tåydellisen kiinnittymisen metallimatriisikomposiitin, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, ja toisen tai lisåkappaleen tai -kappaleiden valillå, esillå oleva keksinto aikaansaa myos menetelmån, jolla toinen tai lisåkappale tai -kappaleet voidaan asettaa puristukseen 15 sulalla metallimatriisikomposiitilla. Vaihtoehtoisesti voitaisiin metallimatriisikomposiitti asettaa puristukseen toisella tai lisåkappaleella tai -kappaleilla. Siten metallimatriisikomposiitti voi ainakin osaksi sisåltåå toisen kappaleen, ja jos metallimatriisikomposiitin lam-20 polaajenemiskerroin on suurempi kuin nåin ympåroidyn toisen tai lisakappaleen tai -kappaleiden låmpolaajenemiskerroin, niin metallimatriisikomposiitti asettaa ympåroidyn kappaleen puristukseen jååhtyessåån tunkeutumislåmpotilasta. Vaihtoehtoisesti metallimatriisi-komposiittikappale voisi 25 muodostua ainakin osittain toisen tai lisåkappaleen siså- puolelle, jolla on suurempi låmpolaajenemiskerroin kuin metallimatriisi-komposiittikappaleella. Siten se osa me-tallimatriisikomposiittia, joka on toisen tai lisakappaleen sisållå, joutuu jååhtyessåån toisen tai lisåkappaleen 30 puristukseen.
Esillå olevan keksinnon menetelmåå voidaan soveltaa tuot-tamaan jatkuvaa makrokomposiittiket jua, joka on kåytånnol-lisesti katsoen miten pitkå tahansa. Erityisesti voitaisiin 35 esillå olevan keksinnon menetelmå soveltaa jatkuvaan tuotantomenetelmåån, jossa esimerkiksi jatkuva raaka-ai-neiden virta johdettaisiin uunin låpi, joka kuumentaa 91496 44 matriisimetallin sen sulamispisteen ylapuolella olevaan låmpotilaan; jolloin mainittu matriisimetalli on sulana riittåvån kauan jotta mainittu matriisimetalli voi tunkeu-tua tåyteaineen tai esimuotin ennalta maåråttyyn tilavuu-5 teen; ja sen jålkeen, kun jååhdytetåån (esim. poistetaan uunista) tåyteaine, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, mainittu matriisimetalli jååhtyy jåhmettymislåmpotilaan-sa, jolloin saadaan metallimatriisikomposiitti. Jatkuvaa menetelmaa kåytåen voitaisiin metallimatriisikomposiitti 10 saada sitoutumaan toiseen aineeseen, joka saatettaisiin sitoutumaan toiseen metallimatriisikomposiittiin, joka puolestaa sitoutuisi toiseen aineeseen, jne. Sulaa mat-riisimetallia voitaisiin syottåa paikallisesti tai sita voitaisiin syottaa uuniin toisen virran kautta, jota 15 syotetaan esimerkiksi matriisimetallin varastosta. Lisaksi voitaisiin sijoittaa estoainekerros, kuten Grafoilia (R) (selitetåån toisaalla), makrokomposiittiketjun ennalta mååråttyjen osien våliin, jolloin ketju pååtettaisiin estoainekerrokseen.
20
Matriisimetallikomposiitin tåydellistå kiinnittymistå tai sitoutumista toiseen tai lisåkappaleeseen voidaan edistaa kåyttåmållå mekaanisia sitomismenetelmiå. Erityisesti voi joko toisessa tai molemmissa, siis metallimatriisikom-25 posiitissa ja toisessa tai lisakappaleessa, olla lovia, reikiå, rakoja, tai mitå tahansa muita pinnan epåsaånnol-lisyyksia, jotka on sovitettu vastaaviin kåånteisiin muotoihin siinå pinnassa tai kappaleessa, johon sitoutu-minen tai kiinnittyminen on aikaansaatava. Nåmå kååntei-30 sesti yhteensopivat epåsåånnollisyydet voivat aikaansaada mekaanisen sidoksen sellaisen mahdollisen kemiallisen sidoksen lisåksi, joka voidaan aikaansaada metallimatrii-sikomposiitin ja toisen tai lisåkappaleen vålillå. Nåiden sidos- tai kiinnittymismekanismien yhdistelmåt voivat 35 tuottaa paljon vahvemman sidoksen tai kiinnittymisen kuin kumpikaan sidos tai kiinnittyminen erikseen.
91496 45
Esillå olevan keksinnon aikaansaamat tuotteet ovat kåyt-tokelpoisia sellaisiin teollisuudeen sovellutuksiin, jois-sa vaaditaan pintoja, jotka kestavat korkeata låmpotilaa, hankausta, korroosiota, eroosiota, låmporasitusta, kitkaa, 5 ja/tai monia muita rasituksia. Siten esillå olevassa keksinnossa selitetty menetelmå on kyttokelpoinen kåytån-nollisesti katsoen minkå tahansa teollisuustuotteen val-mistuksessa, jonka suorituskykyå voidaan nostaa kåyttåmål-lå metallimatriisikomposiiteista, keraamisista matriisi-10 komposiiteista, metalleista tai nåiden yhdistelmistå muo-dostuvia pinto ja. Jår jeståmållå menetelmiå makrokomposiit-tien aikaansaamiseksi, joilla on ominaisuuksiltaan poik-keavia ainekerroksia, voidaan toteuttaa lukuisia teollisia sovellutuksia, joiden toteuttamista tåhån saakka pidettiin 15 epåkåytånnollisenå tai mahdottomana, esillå olevan keksinnon avulla tuotettujen makrokomposiitteiden oikealla suun-nittelulla. Erityisesti voidaan nyt toteuttaa teollisuus-sovellutuksia, joissa vaaditaan ettå kappaleen eras osa keståå mååråttyjå oloja ja toinen osa erilaisia oloja, 20 kåyttåmållå kahta tai useampaa erityyppistå ainetta, jotka muodostetaan makrokomposiitiksi, jolla on toivotun teol-lisen kappaleen muoto. Kåyttåmållå tåsså selitettyjå esimuotti- ja estoainemenetelmiå voidaan lisåksi muodostaa puhtaita tai låhes puhtaan muotoisia makrokomposiitteja, 25 jotka vaativat våhån tai ei lainkaan lopullista tyostoå spontaanin tunkeutumisvaiheen jålkeen.
Siten esillå olevalla keksinnollå tuotetuilla tuotteilla on kåytånnollisesti katsoen rajattomat mahdollisuudet 30 teollisuudessa, ja ne voxvat auttaa toteuttamaan kaikkein haastavimmat suunnitteluvaatimukset, joita materiaali-alalla nykyåån esiintyy.
Vålittomåsti seuraavassa olevat esimerkit sisåltåvåt esil-35 lå olevan keksinnon erilaisia demonstraatioita. Nåitå esimerkkejå on kuitenkin pidettåvå havainnollistavina, 91496 46 eikå niitå pidå ymmårtåå keksinnon suoja-alaa rajoittavina, joka mååritellåån oheisissa patenttivaatimuksissa.
Esimerkki 1 5 Tåssa esimerkisså nåytetåån, ettå on mahdollistå kayttaa sulan matriisimetallln spontaania tunkeutumista muotoil-tuun esimuottiin muotoillun metallimatriisi-komposiitti-kappaleen aikaansaamiseksi, joka kokonaan on kiinnlttynyt 10 tai sitoutunut matriisimetallia olevaan kiinteaan kappa-leeseen.
Kuvioon 1 viitaten asetettiin mitoiltaan noin 51 mm x 51 mm x 12 mm oleva matriisimetallivalanne 2, jonka koosturnus 15 painon mukaan oli noin 5 % piitå, 5 % Mg, ja loput alumiinia, esimuotin 4 påålle, jonka likimaaåråiset mitat olivat 51 mm x 51 mm x 12 mm. Esimuotti 4 tehtiin sekoittamalla C-75 jauhamatonta kalkkiutunutta alumiinioksidia Alcan:lta ja Elmer's Wood Glue:ta (Bordon Co:lta) . Kåytetyn Elmer's Wood 20 Glue:n paino oli noin 10 % jauhamattoman kalkkiutuneen alumiinioksidin C-75 painosta. Lisåttiin riittavasti vettå Elmer's Wood Glue / alumiinioksidi -sekoitukseen lietteen muodostamiseksi. Lietetta sekoitettiin huolellisesti ja se kaadettiin kumimuottiin. Kumimuotti sisaltoineen asetet-25 tiin sitten pakastimeen, kunnes kumimuotin sisålto oli tåysin jååtynyt. Tålloin jååtynyt esimuotti poistettiin kumimuotista ja sen annettiin kuivua.
Kuten kuviossa 1 esitetåån, asetettiin esimuotin 4 ja 30 matriisimetallivalanteen 2 kokonaisuus likimain 12 mm paksulle Grade HTC -titaanidiboridikerrokselle Union Carbide: lta, joka oli tulenkeståvåsså alumiinioksidiastiassa 6, joka saatiin Bolt Technical Ceramics:lta. Sitten lisåttiin Grade HTC -titaanidiboridia tulenkeståvåån as-35 tiaan 6, kunnes titaanidiboridipedin 8 pinta oli likimain matriisimetallivalanteen 2 ylåpinnan tasalla.
91496 47
Tulenkeståvan astian 6 sisåltoineen kåsittavå jårjestely asetettiin saadetyn atmosfåarin sahkovastuksin kuumennet-tuun uuniin huoneenlåmpotilassa. Uuniin muodostettiin suun tyhjo (likunam noin 1 x 10 torr) ja se yllapidettiin 5 nostettaessa lampotilaa huoneenlåmpotilasta noin 200 °C:een. Uuni sisåltoinen pidettiin noin 200 °C:ssa noin kahden tunnin ajan ennen kuin muokkauskaasua (noin 96 tilavuusprosenttia typpea ja 4 tilavuusprosenttia vetyå) johdettiin uuniin noin yhden ilmakehån paineeseen ja 10 muodostettiin jatkuva muokkauskaasun virtaus mååranå noin 1 1/minuutti. Uunin lampotila nostettiin sitten noin 875 °C:een noin 10 tunnin aikana; pidettiin noin 875 °C:ssa noin 15 tuntia; ja lasketiin huoneenlåmpotilaan noin viiden tunnin aikana. Kun huoneenlampotila saavutettiin, jårjes-15 tely poistettiin uunista ja purettiin. Otettiin talteen metallimatriisikomposiitti, joka kåsitti alumiinioksidia olevan esimuotin, johon matriisimetalli oli tunkeutunut. Kuten kuviossa 2 esitetåån, oli metallimatriisikomposiitti 10 kokonaan sitoutunut ylimååraiseen jåljelle jaaneeseen 20 matriisimetalliin (12).
Siten tama esimerkki osoittaa, ettå spontaania tunkeutu-mista kåyttåen voidaan muodostaa muotoiltu metallimatrii-sikomposiittikappale, joka kokonaan on sitoutunut ylimåå-25 raisen matriisimetallin kiinteaan kappaleeseen.
Esimerkki 2
Seuraava esimerkki osoittaa, etta on mahdollista saattaa 30 matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan tayteainepetiin makrokomposiitin tuottamiseksi, joka kåsittåå ylimååråistå matriisimetallia, joka kokonaan on kiinnittynyt tai sitoutunut metallimatriisikomposiittiin, joka vuorostaan on kokonaan kiinnittynyt tai sitoutunut keraamiseen kappalee-35 seen.
91496 48
Kuten kuviossa 3 esitetåån, asetettiin neljå matriisime-tallivalannetta 14, joiden kaikkien mitat olivat likimain 51 mm x 25 mm x 12 mm, ja koos turnus painon mukaan likimain 3 % piitå, 3 % Mg ja loput alumiinia, 90 grit, 38 Alundum 5 -tavaramerkillå tunnettua ja Norton Coin tuottamaa alu-miinioksidiainetta olevalle pedille. 90 grit, 38 Alundumia oleva peti oli tulenkeståvåssa alumiinioksidiastiassa 18, jota valmistaa Bolt Technical Ceramics. Matriisimetalli-valanteet 14 jårjestettiin siten, kuin kuviossa 3 on 10 esitetty.
Tulenkeståvan alumiinioksidiastian 18 sisaltoineen kasit-tåvå jarjestely asetettiin putkiuuniin ja muokkauskaasua (noin 96 tilavuusprosenttia typpeå ja 4 tilavuusprosenttia 15 vetyå) johdettiin uunin lapi virtauksena noin 0,3 1/mi-nuutti. Uunin lampotila nostettiin sitten huoneenlåmpoti-lasta noin 1000 °C:een noin 10 tunnin aikana; pidettiin noin 1000 °C:ssa noin 10 tunnin ajan; ja jååhdytettiin sitten huoneenlampotilaan noin 6 tunnin aikana.
20
Sen jålkeen kun huoneenlampotila oli saavutettu, poistet-tiin jarjestely uunista ja purettiin. Otettiin talteen metallimatriisikomposiitti, joka kåsitti 90 grit, 38 Alundumia, johon matriisimetalli oli tunkeutunut. Metal-25 limatriisikomposiitti oli kokonaan kiinnittynyt tai sitou-tunut sekå tulenkeståvåån alumiinioksidiastiaan 18 ettå ylimåaraiseen matriisimetallikappaleeseen. Kuvio 4 on mikrovalokuva, joka esittåå tulenkeståvan alumiinioksidiastian 22 ja metallimatriisikomposiitin 24 vålisen 30 rajapinnan. Tåmå kuvio osoittaa, ettå saavutetaan hyvå sidos tai kiinnittyminen metallimatriisikomposiitin ja tulenkeståvån alumiinioksidiastian rajapinnassa. Vaikkei sitå kuviossa 4 esitetå, oli myos ylimååråisen matriisime-tallin ja metallimatriisikomposiitin vålisesså rajapinnas-35 sa lu ja sidos tai hyvå kiinnittyminen. Sidosta todistaa se tosiasia, ettei ylimååråistå matriisimetallia voitu pois-taa ilman konetyostoå.
91496 49
Kuvio 5 on mikrovalokuva, joka on otettu voimakkaalla suurennuksella edellisessa esimerkisså muodostetun metal-limatriisikomposiitin mikrorakenteesta. Alumiininitridi 26 ilmenee kuviossa 5 tummana faasina, kun taas matriisime-5 talli ilmenee vaalean harmaana faasina, ja 90 grit 38 Alundum ilmenee tumman vårisenå hiukkasmassana 30. Siten tama esimerkki edelleen osoittaa, ettå on mahdollista raataloidå metallimatriisikomposiitin mikrorakennetta, niin ettå se sisåltåå tunkeutuvan matriisimetallin ja 10 tunkeutumisatmosfåårin vålisiå reaktiotuotteita.
Siten tåmå esimerkki osoittaa, ettå on mahdollista kåyttåå spontaania tunkeutumista makrokomposiitin muodostamisek-si, joka sisåltåå ylimååråistå matriisimetallia, joka 15 kokonaan kiinnittyy tai sitoutuu metallimatriisi-kom-posiittikappaleeseen, joka vuorostaan kokonaan kiinnittyy tai sitoutuu keraamiseen kappaleeseen. Lisåksi tåmå esimerkki osoittaa, ettå metallimatriisikomposiitin mikrorakennetta voidaan muunnella sallimalla matriisimetallin ja 20 tunkeutumisatmosfåårin vålisten reaktiotuotteiden muodos-tuminen.
Esimerkki 3 25 Seuraava esimerkki osoittaa, ettå on mahdollista muodostaa makrokomposiitti, joka kåsittåå ylimååråistå matriisimetallia, joka kokonaan sitoutuu tai kiinnittyy metallimat-riisikomposiittiin, joka vuorostaan sitoutuu tai kiinnittyy keraamiseen kappaleeseen.
30
Kuten kuviossa 6 esitetåån, asetettiin kaupallisesti saatava alumiinioksidilevy 32 (AD85, Coorsin valmistama), jonka likimååråiset mitat olivat 76 mm x 102 mm x 12 mm, tulenkeståvåån alumiinioksidiastiaan 34, joka oli noin 12 35 mm paksun 90 grit, 38 Alundum -tavaramerkillå tunnettua ja Norton Co:n tuottamaa alumiinioksidiainetta olevalle ker-rokselle. Sen jålkeen lisåttiin 38 Alundumia tulenkeståvåån 91496 50 astiaan 34, kunnes alumiinioksidilevy 32 peittyi noin 25 mm paksun 38 Alundum -kerroksen alle. Kaksi matriisimetal-liharkkoa 36, jotka painon mukaan kasittivåt noin 5 % piitå, 3 % Mg, 6 % sinkkia, ja loput alumiinia, asetettiin 38 5 Alundumin påålle, niin ettå ne olivat suoraan alumiinioksidilevy n påållå. Jokaisen matriisimetalliharkon 36 mitat olivat noin 114 mm x 51 mm x 12 mm, ja kaksi matriisime-talliharkkoa 36 asetettiin påållekkåin, kuten kuviossa 6 esitetåån. Tålloin lisåttiin 38 Alundumia tulenkeståvåån 10 astiaan 34, kunnes 38 Alundum -petin pinta oli likimain ylemmån matriisimetalliharkon 36 pinnan tasalla.
Tulenkestavan alumiinioksidiastian 34 sisåltoineen kåsit-tåvå jarjestely asetettiin sahkovastuksin kuumennettavaan 15 muhveliuuniin huoneenlåmpotilassa, ja jårjestettiin jat-kuva muokkauskaasun (noin 96 tilavuusprosenttia typpeå ja 4 tilavuusprosenttia vetyå) kaasuvirtaus måårånå noin 0,35 1/minuutti. Uunin låmpotila nostettiin huoneenlåmpotilasta noin 1000 °C:een noin 12 tunnin aikana; pidettiin noin 20 1000 °C:ssa noin 18 tuntia; ja laskettiin huoneenlåmpoti- laan noin 5 tunnin aikana.
Sen jålkeen kun huoneenlåmpotila oli saavutettu, jarjestely poistettiin uunista ja purettiin. Kuvio 7 on valokuva, joka 25 esittåå makrokomposiitin 40 poikkileikkauksen, joka otet-tiin talteen jårjestelystå. Erityisesti ylimååråisen mat-riisimetallin 42 kappale on kokonaan kiinnittynyt tai sitoutunut metallimatriisikomposiittiin 44, joka kåsittåå matriisimetalliseoksen ympåroimåå 90 grit 38 Alundumia, 30 joka seos vuorostaan on kokonaan kiinnittynyt tai sitoutunut keraamilevyyn 46. Siten tåmå kuvio osoittaa, ettå on mahdollista muodostaa monikerroksinen makrokomposiitti, joka kåsittåå metallimatriisikomposiitin, joka on sitoutunut keraamiseen kappaleeseen ja kiinteån metallin kap-35 paleeseen, jotka ovat metallimatriisikomposiitin vastaka-kaisilla puolilla. Lisåksi esillå oleva esimerkki osoittaa, ettå on mahdollista muodostaa sellainen monikerroksinen 91 496 51 makrokomposiitti yhdesså spontaanin tunkeutumisen vaihees-sa.
Esimerkki 4 5
Seuraava esimerkki osoittaa, ettå on mahdollista muodostaa metallimatriisi-komposiittikappale, joka kokonaan on kiin-nitetty kiinteån matriisimetallin kappaleeseen.
10 Kuten kuviossa 8 esitetåån, valmistettiin laatikko 48 mitoiltaan noin 165 mm x 165 mm x 64 mm ja muodostettu kaksinkertaisesta kerroksesta 0,38 mm paksusta Grade GTB -grafiittinauhaa olevasta tuotteesta, jota valmistaa Union Carbide ja jota myydaan tavaramerkillå Grafoil (R), 15 liittåmålla yhteen tarkoituksenmukaisen kokoisia Gra-foil(R) -kappaleita ja liittåmallå saumat lietteellå, jota tehtiin sekoittamalla grafiittijauhetta (Grade KS-44, Lonza Inc.) ja kolloidista piidioksidia (Ludox HS, DuPont). Grafiitin painosuhde kolloidiseen piidioksidiin oli noin 20 1:3.
Jauhamatonta alumiinioksidi-tayteainetta, joka tunnetaan nimellå C-75 jauhamaton alumiinioksidi, Alcanilta, lisåt-tiin sitten Grafoil-laatikkoon, kunnen alumiinioksidi-25 ainetta oleva peti 50 oli noin 32 mm paksu. Mitoiltaan noin 165 mm x 165 mm x 25 mm oleva valanne 52 matriisimetallista, joka kåsitti painon mukaan noin 5 % piitå, 5 % Mg, 5 % sinkkia ja loput alumiinia, asetettiin Grafoil-laatikossa 48 olevan alumiinioksidi-tayteainetta olevalle pedille 50. 30 Grafoil-laatikko 48 sisaltoineen asetettiin tulenkeståvaån grafiittiastiaan 54 noin 25 mm paksulle 24 grit 38 Alundum -nimellå tunnettua alumiinioksidiainetta olevalle pedille 24, jota tuottaa Norton Co. 24 grit 38 Alundumia lisåttiin grafiittiastiaan, kunnes 24 grit 38 Alundum-pedin 56 pinta 35 oli hieman Grafoil-laatikon 48 ylåpinnan alapuolella.
91496 52
Tulenkeståvån grafiittiastian 54 sisåltoineen kåsittåvå jårjestely asetettiin såådetyn atmosfåårin såhkovastuksin kuumennettuun uuniin huoneenlåmpotilassa. Uuniin muodos-tettiin suuri tyhjo (likimain noin 1 x 10-4 torr) ja se 5 yllåpidettiin nostettaessa lampotilaa huoneenlåmpotilasta noin 200 °C:een. Uuni sisåltoinen pidettiin noin 200 °C:ssa noin kahden tunnin a jan ennen kuin uuniin johdettiin typpikaasua noin 1 ilmakehån paineeseen. Muodostettiin uuniin jatkuva, noin 1,5 1/minuutti typpikaasun virtaus ja 10 uunin låmpotila nostettiin sitten noin 865 °C:een noin viiden tunnin aikana; pidettiin noin 865 °C:ssa noin 24 tuntia ja laskettiin huoneenlåmpotilaan noin 3 tunnin aikana.
15 Kun huoneenlåmpotila saavutettiin, jårjestely poistettiin uunista ja purettiin. Kuvio 9 on valokuva, joka esittåå jårjestelystå talteen otetun makrokomposiitin poikkileik-kauksen. Tarkemmin ottaen kuvio 9 esittåå metallimatrii-sikomposiitin 58, joka kåsittåå jauhamatonta alumiiniok-20 sidia C-75, joka on matriisimetallin ympåroimåå, joka metalli on kokonaan kiinnittynyt jåljelle jååneen matriisimetallin kappaleeseen 60.
Siten tåmå esimerkki osoittaa, ettå on mahdollista aikaan-25 saada makrokomposiitti, joka kåsittåå metallimatriisikom-posiitin, joka kokonaan on sidoksissa jåljelle jååneen matriisimetallin kappaleeseen.
Esimerkki 5 30 Tåmå esimerkki osoittaa, ettå on mahdollista aikaansaada makrokomposiitti, joka kåsittåå ylimååråisen matriisimetallin kappaleen, joka kokonaan on kiinnittynyt tai sitoutunut metallimatriisikomposiittiin, joka vuorostaan 35 on kokonaan on kiinnittynyt tai sitoutunut keraamikappa-leeseen. Erityisesti ovat keraamikappale ja ylimååråisen matriisimetallin kappale tåydellisesti sitoutuneet tai 53 91 496 kiinnittyneet metallimatriisikomposiittiin, joka kasittåå kolmiulotteisesti liittyvån keraamisen rakenteen mat-riisimetallin ymporimånå.
5 Kuten kuviossa 10 esitetåån, saatiin yhtioltå High Tech Ceramics, Alfred, New York, mitoiltaan noin 25 mm x 38 mm x 12 mm keraaminen suodatin 62, joka kåsitti noin 99,5 % puhdasta alumiinioksidia, ja joka kåsitti noin 45 huokosta 25 mm:n mittaa kohti. Keraaminen suodatin 62 asetettiin 10 alumiinioksidiastian 64 pohjalle ja mitoiltaan noin 25 mm x 25 mm x 12 mm oleva matriisimetallivalanne 66, joka kåsitti painon mukaan noin 5 % piitå, noin 6 % sinkkiå, noin 10 % magnesiumia ja loput alumiinia, asetettiin keraamisen suodattimen 62 påålle. Alumiiniastia 64 oli 99,7 15 prosenttista Sagger-alumiinioksidia, jota saatiin Bolt Technical Ceramicsilta (BTC-AL-99,7%), ja jonka mitat olivat likimain: pituus 100 mm, leveys 45 mm, korkeus 19 mm ja peruspaksuus noin 3 mm. Tulenkeståvån alumiinioksidiastian sisåltoineen kåsittåvå jårjestely asetettiin 20 putkiuuniin huoneenlåmpotilassa. Sitten uunin ovi suljet-tiin ja muokkauskaasua (noin 96 tilavuusprosenttia typpeå ja 4 tilavuusprosenttia vetyå) syotettiin uuniin kaasun virtausmåårån ollessa noin 0,25 1/minuutti. Uunin låmpotila nostettiin noin 150 °C/h noin 775 °C:een; pidettiin noin 25 775 °C:ssa noin 7 tuntia; ja laskettiin sitten nopeudella noin 200 °C/h huoneenlåmpotilaan. Jårjestelyå uunista poistettaessa otettiin talteen makrokomposiitti. Makrokom-posiitin metallimatriisikomposiittikerros leikattiin ja otettiin mikrorakenteesta valokuva. Tåmå mikrovalokuva 30 esitetåån kuviossa 11.
Kuten kuviossa 11 esitetåån, saatiin tehokas matriisime-tallin 68 tunkeutuminen keraamisen suodattimen 70 huokoi-suuteen. Kuten lisåksi kuviossa 11 viitenumeroilla 72 35 merkityillå viivoilla osoitetaan, niin matriisimetallin tunkeutuminen oli niin tåydellinen, ettå se tunkeutui keraamisen suodattimen 70 alumiinioksidikomponenttiin si- 91496 54 såltyvåån huokoisuuteen. Kuvio 11 esittåå myos alumiiniok-sidiastian 76 pohjan ja metallimatriisikomposiitin 78 valisen rajapinnan 75. Lisaksi, vaikkei sita valokuvassa esitetå, ylimaåråinen matriisimetalli oli kokonaan kiin-5 nittynyt tax sitoutunut metallimatriisikomposiitin siihen pååhån, joka oli vastapååtå keraamikappaletta, ts. vasta-påata alumiinioksidiastian pohjaa.
Siten tåmå esimerkki osoittaa, etta on mahdollista mudostaa 10 monikerroksinen makrokomposiitti, joka kåsittåå ylimaarai-sen matriisimetallin kappaleen, joka kokonaan on kiinnit-tynyt tai sitoutunut keraamikappaleeseen.
Esimerkki 6 15
Seuraava esimerkki osoittaa, etta on mahdollista aikaan-saada spontaani tunkeutuminen esimuottien sarjaan yhdesså vaiheessa, makrokomposiitin tuottamiseksi, joka kåsittåå kaksi ohuen matriisimetallin kerroksen vastakkaisilla 20 puolilla olevaa metallimatriisikomposiittia.
Kaksi esimuottia, jotka molemmat olivat mitoiltaan noin 178 mm x 178 mm x 12 mm, valettiin sekoituksesta, joka kåsitti 220 grit alumiinioksidiainetta, tunnettu kaup-25 panimikkeellå 38 Alundum (R) ja Norton Co:n tuottamaa, ja kolloidista alumiinioksidia (Nyacol AL-20). Kolloidisen alumiinioksidin likimååråinen painosuhde 220 grit 38 Alundumiin oli 70:30.
30 Kun esimuotit olivat kuivuneet ja kovettuneet, levitettiin ohut (noin 0,4 mm paksu) kerros kolloidista alumiinioksi-ditahnaa (Nyacol AL-20) molempien esimuottien eråålle pinnalle. Molexranat maalatut pinnat saatettiin sitten kosketukseen, niin ettå kolloidinen alumiinioksidi jåi 35 esimuottien våliin. Kuten kuviossa 12 esitetåån, tåmå esimuottien 80 kokoonpano mukaanlukien niiden vålinen kolloidisen alumiinioksidin kerros 81 asetettiin sitten 91496 55 tulenkeståvåån astiaan 82 noin 12 mm paksun, Union Cabiden tuottaman Grade HCT -titaanidiboridia olevan kerroksen paålle. Mitoiltaan noin 178 mm x 178 mm x 12 mm oleva matriisimetallivalanne 84, joka painon mukaan kåsitti noin 5 5 % piitå, 5 % sinkkiå, 7 % Mg, 2 % kuparia ja loput alumiinia, asetettiin esimuottien kokoonpanon 80 paålle. Lisåttiin sitten Grade HCT -titaanidiboridia tulenkestå-våån astiaan 82, kunnes titaanidiboridia olevan pedin 86 pinta oli likimain samalla tasolla kuin matriisimetalli-10 valanteen 84 ylåpinta.
Tulenkeståvån astian 82 sisåltoineen kåsittåvå jårjestely asetettiin såådetyn atmosfåårin såhkovastuksin kuumennet-tuun uuniin huoneenlåmpotilassa. Uuniin muodostettiin 15 sitten suuri tyhjo (likimain noin 1 x 10-4 torr) ja uunin låmpotila nostettiin noin 200 °C:een noin 45 minuutin aikana. Uunin låmpotila pidettiin tyhjo-oloissa noin 200 °C:ssa noin kahden tunnin ajan. Tåmån kahden tunnin alkulåmmitysjakson jålkeen uuniin johdettiin typpikaasua 20 noin yhteen ilmakehåån, ja låmpotila nostettiin noin 865 °C:een noin viiden tunnin aikana; pidettiin noin 865 °C:ssa noin 18 tuntia; ja laskettiin sitten huoneen-låmpotilaan noin 5 tunnin aikana.
25 Kun huoneenlåmpotila saavutettiin, jårjestely poistettiin uunista ja purettiin. Kuvio 13 on valokuva jårjestelystå talteen otetun makrokomposiitin poikkileikkauksesta. Eri-tyisesti on matriisimetallin 88 kerros kahden metallimat-riisikomposiitin 90 vålisså, jotka kummatkin kåsittåvåt 30 220 grit 38 Alundumia (sekå kolloidisen Nyaco -alumiiniok- sidin jååmiå) matriisimetallin ympåroimånå. Matriisimetal-likerros 88 on kokonaan kiinnittynyt tai sitoutunut molempiin metallimatriisikomposiitteihin 90, muodostaen siten makrokomposiitin.
35
Siten tåmå esimerkki osoittaa, ettå yhdesså ainoassa spontaanin tunkeutumisen vaiheessa voidaan muodostaa mak- 56 91496 rokomposiitti, joka kåsittåå kaksi metallimatriisikom-posiittia, jotka taydellisesti ovat kiinnittyneet tai sitoutuneet ohuella matriisimetallin kerroksella.
5 10 15 20 25 30 35

Claims (19)

91496 57
1. Menetelmå makrokomposiitin muodostamiseksi, jossa menetelmåsså sulasta matriisimetallista ja tåyteaineesta muodostetaan metallimatriisikomposiitti saattamalla mat- 5 riisimetalli tunkeutumaan tåyteaineeseen, tunnettu siitå, ettå ainakin yksi kappale, johon tunkeutumisen tulee ta-pahtua ja joka kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka on va-littu ryhxnåstå, joka kåsittåå oleellisesti ei-reaktiivisen tåyteaineen irtonaisen massan ja esimuotin, joka kåsittåå 10 muotoiltua, oleellisesti ei-reaktiivista tåyteainetta, sekå ainakin yksi toinen tai lisåkappale asetetaan vierek-kåin tai kosketukseen toistensa kanssa; ettå saatetaan sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan ainakin ensinmainitun tåyteainetta sisåltåvån kappaleen osaan me-15 tallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi, joka on kokonaan kiinnittynyt tai sitoutunut mainittuun ainakin yhteen toiseen tai lisåkappaleeseen; ja ettå ainakin jos-sakin tunkeutumisprosessin vaiheessa kåytetåån tunkeutu-misatmosfååriå sekå sen ohella tunkeutumisen ediståjåå 20 ja/tai sellaisen edeltåjåå.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu ainakin yksi toinen tai lisåkappale kåsittåå matriisimetallia, jota on jårjestetty sellaisena 25 måårånå, ettå sen jålkeen kun spontaani tunkeutuminen mainittuun ainakin yhteen kappaleeseen on tapahtunut, mainittu makrokomposiittikappale kåsittåå jåljelle jåånyttå matriisimetallia, joka tåydellisesti on kiinnittynyt tai sitoutunut mainittuun ainakin yhteen metallimatriisi-kom-30 posiittikappaleeseen.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tun nettu siitå, ettå tunkeutumisatmosfååri on yhteydesså ainakin matriisimetalliin ja/tai tåyteaineeseen tai esimuot-35 tiin ainakin osan tunkeutumisen jaksosta.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmå, tunnettu ; siitå, ettå syotetåån tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå 58 91 496 ja/tai tunkeutumisen ediståjåå matriisimetalliin ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai tunkeutumisatmosfåå-riin.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå ainakin mainittu tunkeutumisen ediståjån edel-tåjå ja/tai tunkeutumisen ediståja syotetåån ulkoisesta låhteestå.
6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå hoyrystyy tunkeutumisen aikana.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmå, tunnettu 15 siitå, ettå haihtunut tunkeutumisen ediståjån edeltåjå reagoi muodostaen reaktiotuotetta ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmå, tunnettu 20 siitå, ettå mainittu reaktiotuote muodostetaan påållystyk- senå ainakin mainitun tåyteaineen osalle.
9. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tunkeutuminen tapahtuu mååritellyn esto- 25 vålineen puitteissa.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå estoaine kåsittåå ainetta, joka on valittu hiilen, grafiitin ja titaanidiboridin kåsittåvåstå ryhmås- 30 tå.
11. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tåyteaine kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka valitaan ryhmåstå, joka kåsittåå jauheita, hiutalei- 35 ta, mikrokuulia, kuitukiteitå, kuplia, kuituja, hiukkasia, kuitumattoja, katkaistuja kuituja, kuulia, pellettejå, pieniå putkiaihioita ja tulenkeståviå kankaita. 91496 59
12. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tun-nettu siitå, ettå tåyteaine kåsittåå ainakin yhtå keraa-mista ainetta.
13. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå matriisimetalli kåsittåå alumiinia, ettå tun-keutumisen ediståjån edeltåjå kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka on valittu magnesiumin, strontiumin ja kalsiumin muodostamasta ryhmåstå, ja ettå tunkeutumisatmosfååri kå-10 sittåå typpeå.
14. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå matriisimetalli kåsittåå alumiinia, ettå tun-keutumisen ediståjån edeltåjå kåsittåå sinkkiå, ja ettå 15 tunkeutumisatmosfååri kåsittåå happea.
15. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå låmpotila spontaanin tunkeutumisen aika-na on korkeampi kuin matriisimetallin sulamispiste, mutta 20 alempi kuin matriisimetallin hoyrystymislåmpotila ja tåy-teaineen sulamislåmpotila.
16. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tunkeutumisatmosfååri kåsittåå atmosfåårin, 25 joka on valittu hapen ja typen muodostamasta ryhmåstå.
17. Menetelmå makrokomposiitin muodostamiseksi, tunnettu siitå, ettå se kåsittåå vaiheet, joissa: jårjestetåån ainakin yksi kappale, johon tunkeutumisen 30 tulee tapahtua, jolloin mainittu ainakin yksi kappale kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka on valittu ryhmåstå, joka kåsittåå oleellisesti ei-reaktiivisen tåyteaineen irtonaisen massan ja esimuotin, joka kåsittåå muotoiltua, oleellisesti ei-reaktiivista tåyteainetta; 35 asetetaan ainakin yksi toinen tai lisåkappale vålittomåsti mainitun ainakin yhden kappaleen vierelle tai kosketukseen sen kanssa; ja 60 91 4 96 saatetaan sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan ainakin mainitun ainakin yhden kappaleen osaan, ediståjån edeltåjån ja/tai tunkeutumisen ediståjån låsnåollessa ainakin tunkeutumisjakson osan ajan, ainakin yhden metalli-5 matriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi, joka on kokonaan kiinnittynyt tai sitoutunut mainittuun ainakin yhteen toiseen tai lisåkappaleeseen.
18. Menetelmå makrokomposiitin muodostamiseksi, tunnettu 10 siitå, ettå se kåsittåå vaiheet, joissa: jårjestetåån ainakin yksi kappale, johon tunkeutumisen tulee tapahtua, jolloin mainittu ainakin yksi kappale kåsittåå ainakin yhtå ainetta, joka on valittu ryhmåstå, joka kåsittåå oleellisesti ei-reaktiivisen tåyteaineen 15 irtonaisen massan ja esimuotin, joka kåsittåå muotoiltua, oleellisesti ei-reaktiivista tåyteainetta; asetetaan ainakin yksi toinen tai lisåkappale vålittomåsti mainitun ainakin yhden kappaleen vierelle tai kosketukseen sen kanssa; ja 20 saatetaan sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan ainakin mainitun ainakin yhden kappaleen osaan kåyttåmåttå painetta tai tyhjoå, jolloin ainakin matriisimetalli ja/-tai mainittu ainakin yksi kappale ovat ainakin tunkeutumisen ediståjån låsnåollessa ainakin tunkeutumisjakson osan 25 ajan, ainakin yhden metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi, joka on kokonaan kiinnittynyt tai sitoutunut mainittuun ainakin yhteen toiseen tai lisåkappaleeseen.
19. Makrokomposiitti, tunnettu siitå, ettå se kåsittåå metallimatriisikomposiittia, joka tåydellisesti on kiin-• nittynyt tai sitoutunut ainakin yhteen toiseen tai liså kappaleeseen, jolloin mainittu metallimatriisikomposiitti muodostetaan saattamalla sula matriisimetalli koskettamaan 35 tåyteainetta tai esimuottia tunkeutumisatmosfåårin låsnåollessa. 61 i 1 496
FI894941A 1988-11-10 1989-10-17 Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita FI91496C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/269,464 US5040588A (en) 1988-11-10 1988-11-10 Methods for forming macrocomposite bodies and macrocomposite bodies produced thereby
US26946488 1988-11-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI894941A0 FI894941A0 (fi) 1989-10-17
FI91496B FI91496B (fi) 1994-03-31
FI91496C true FI91496C (fi) 1994-07-11

Family

ID=23027367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI894941A FI91496C (fi) 1988-11-10 1989-10-17 Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita

Country Status (21)

Country Link
US (2) US5040588A (fi)
EP (1) EP0369931B1 (fi)
JP (1) JP2905525B2 (fi)
KR (1) KR0148341B1 (fi)
CN (1) CN1064289C (fi)
AT (1) ATE114735T1 (fi)
AU (2) AU624418B2 (fi)
BR (1) BR8905761A (fi)
CA (1) CA2000790C (fi)
DE (1) DE68919652T2 (fi)
DK (1) DK559789A (fi)
FI (1) FI91496C (fi)
IE (1) IE66713B1 (fi)
IL (1) IL91724A0 (fi)
NO (1) NO177583C (fi)
NZ (1) NZ231079A (fi)
PH (1) PH26794A (fi)
PT (1) PT92261B (fi)
RO (1) RO108339B1 (fi)
TR (1) TR27147A (fi)
ZA (1) ZA898538B (fi)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5163499A (en) * 1988-11-10 1992-11-17 Lanxide Technology Company, Lp Method of forming electronic packages
US5238045A (en) * 1988-11-10 1993-08-24 Lanxide Technology Company, Lp Method of surface bonding materials together by use of a metal matrix composite, and products produced thereby
US5526867A (en) * 1988-11-10 1996-06-18 Lanxide Technology Company, Lp Methods of forming electronic packages
US5066546A (en) * 1989-03-23 1991-11-19 Kennametal Inc. Wear-resistant steel castings
AU647024B2 (en) * 1989-07-07 1994-03-17 Lanxide Corporation Methods for forming macrocomposite bodies and macrocomposite bodies produced thereby
IL94957A (en) * 1989-07-18 1994-12-29 Lanxide Technology Co Ltd A method of creating bodies from a compound of a metal matrix by an empty process produced by itself, and products produced by it
IL94958A (en) * 1989-07-21 1995-05-26 Lanxide Technology Co Ltd A method for producing complex and connected bodies by infiltrating an autogenous vacuum and macro-complex bodies thus formed
JP3370991B2 (ja) * 1990-05-09 2003-01-27 ランキサイド テクノロジー カンパニー，リミティド パートナーシップ 金属マトリックス複合材の製造方法
JPH05507317A (ja) * 1990-05-09 1993-10-21 ランキサイド　テクノロジー　カンパニー，リミティド　パートナーシップ マクロ複合体及び製法
US5154425A (en) * 1990-10-19 1992-10-13 Lanxide Technology Company, Lp Composite golf club head
US5240672A (en) * 1991-04-29 1993-08-31 Lanxide Technology Company, Lp Method for making graded composite bodies produced thereby
AU2266692A (en) * 1991-07-29 1993-03-02 Dow Chemical Company, The Hardened cermets and method of forming hardened cermets
JP3375958B2 (ja) * 1991-10-15 2003-02-10 アルキャン・インターナショナル・リミテッド Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｒ−マトリックス中に酸化アルミニウム強化材を含む鋳造複合材料
US5620791A (en) * 1992-04-03 1997-04-15 Lanxide Technology Company, Lp Brake rotors and methods for making the same
US5614043A (en) 1992-09-17 1997-03-25 Coors Ceramics Company Method for fabricating electronic components incorporating ceramic-metal composites
US6338906B1 (en) 1992-09-17 2002-01-15 Coorstek, Inc. Metal-infiltrated ceramic seal
US6247221B1 (en) 1992-09-17 2001-06-19 Coors Tek, Inc. Method for sealing and/or joining an end of a ceramic filter
WO1994006585A1 (en) * 1992-09-17 1994-03-31 Ritland Marcus A Method for making a ceramic metal composite
US5700373A (en) * 1992-09-17 1997-12-23 Coors Ceramics Company Method for sealing a filter
US5735332A (en) * 1992-09-17 1998-04-07 Coors Ceramics Company Method for making a ceramic metal composite
US5676907A (en) * 1992-09-17 1997-10-14 Coors Ceramics Company Method for making near net shape ceramic-metal composites
US5626914A (en) * 1992-09-17 1997-05-06 Coors Ceramics Company Ceramic-metal composites
US6143421A (en) * 1992-09-17 2000-11-07 Coorstek, Inc. Electronic components incorporating ceramic-metal composites
US5765624A (en) * 1994-04-07 1998-06-16 Oshkosh Truck Corporation Process for casting a light-weight iron-based material
US5526914A (en) * 1994-04-12 1996-06-18 Lanxide Technology Company, Lp Brake rotors, clutch plates and like parts and methods for making the same
GB2294474B (en) * 1994-10-26 1998-04-29 Honda Motor Co Ltd Method for forming an aluminium or aluminium alloy composite material.
AT405798B (de) * 1995-06-21 1999-11-25 Electrovac Verfahren zur herstellung von mmc-bauteilen
WO1997033009A1 (en) * 1996-03-07 1997-09-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Titanium reinforced with aluminum matrix composite
JP4080030B2 (ja) 1996-06-14 2008-04-23 住友電気工業株式会社 半導体基板材料、半導体基板、半導体装置、及びその製造方法
US6018188A (en) * 1997-03-28 2000-01-25 Nec Corporation Semiconductor device
WO1999032679A2 (en) * 1997-12-19 1999-07-01 Lanxide Technology Company, Lp Preparation of a metal matrix composite body by a spontaneous infiltration process
EP1127172A2 (en) * 1997-12-19 2001-08-29 Advanced Materials Lanxide, LLC Metal matrix composite body having a surface of increased machinability and decreased abrasiveness
US6270601B1 (en) 1998-11-02 2001-08-07 Coorstek, Inc. Method for producing filled vias in electronic components
CA2298164A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-12 Hiroto Shoji Method for manufacturing aluminum-based composite plate
EP1186216A1 (en) * 1999-04-30 2002-03-13 Pacific Aerospace and Electronics, Inc. Composite electronics packages and methods of manufacture
US6355362B1 (en) 1999-04-30 2002-03-12 Pacific Aerospace & Electronics, Inc. Electronics packages having a composite structure and methods for manufacturing such electronics packages
US6284389B1 (en) 1999-04-30 2001-09-04 Pacific Aerospace & Electronics, Inc. Composite materials and methods for manufacturing composite materials
GB2351686B (en) * 1999-05-11 2003-02-26 Honda Motor Co Ltd Molded article of metal matrix composite and method for making such an article
AT408345B (de) * 1999-11-17 2001-10-25 Electrovac Verfahren zur festlegung eines aus metall-matrix- composite-(mmc-) materiales gebildeten körpers auf einem keramischen körper
US6960022B2 (en) * 1999-12-01 2005-11-01 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Macrocomposite guideway and gib produced therefrom
CA2357323A1 (en) * 2000-09-12 2002-03-12 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minist Of Natural Resources Canada Hybrid metal matrix composites
US20030024611A1 (en) * 2001-05-15 2003-02-06 Cornie James A. Discontinuous carbon fiber reinforced metal matrix composite
DE10125815C1 (de) * 2001-05-26 2002-08-01 Daimler Chrysler Ag Metall-Keramik-Verbundwerkstoff und seine Verwendung
CN1273413C (zh) * 2001-08-29 2006-09-06 陶氏环球技术公司 含硼陶瓷－铝金属复合材料和形成该复合材料的方法
US6635357B2 (en) 2002-02-28 2003-10-21 Vladimir S. Moxson Bulletproof lightweight metal matrix macrocomposites with controlled structure and manufacture the same
US6884522B2 (en) * 2002-04-17 2005-04-26 Ceramics Process Systems Corp. Metal matrix composite structure and method
US7141310B2 (en) * 2002-04-17 2006-11-28 Ceramics Process Systems Corporation Metal matrix composite structure and method
US7282274B2 (en) * 2003-11-07 2007-10-16 General Electric Company Integral composite structural material
JP4224445B2 (ja) * 2004-02-06 2009-02-12 日信工業株式会社 カーボンブラック複合材料の製造方法
US7617582B2 (en) * 2005-07-05 2009-11-17 Honeywell International Inc. Method of manufacturing composite generator rotor shaft
US8132493B1 (en) * 2007-12-03 2012-03-13 CPS Technologies Hybrid tile metal matrix composite armor
US9417013B2 (en) * 2010-11-12 2016-08-16 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Heat transfer systems including heat conducting composite materials
CN103014568B (zh) * 2012-12-06 2014-11-26 嘉应学院 锆刚玉陶瓷球-低合金钢复合材料的制造方法
CN104084562B (zh) * 2014-07-11 2016-05-11 浙江理工大学 一种碳化硅增强铸铜冷却构件的制备方法
CN106424664A (zh) * 2015-08-06 2017-02-22 李康 碳化硅（金刚砂）复合耐磨材料的生产工艺方法
US20180133803A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-17 Schlumberger Technology Corporation Multi-material functional parts using additive manufacturing
CN109930094A (zh) * 2017-12-17 2019-06-25 宜兴安纳西智能机械设备有限公司 一种电池输送装置用u形阻挡条材料
US12017297B2 (en) * 2021-12-22 2024-06-25 Spirit Aerosystems, Inc. Method for manufacturing metal matrix composite parts

Family Cites Families (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2671955A (en) * 1950-12-14 1954-03-16 Mallory & Co Inc P R Composite metal-ceramic body and method of making the same
US2951771A (en) * 1956-11-05 1960-09-06 Owens Corning Fiberglass Corp Method for continuously fabricating an impervious metal coated fibrous glass sheet
US3031340A (en) * 1957-08-12 1962-04-24 Peter R Girardot Composite ceramic-metal bodies and methods for the preparation thereof
US3149409A (en) * 1959-12-01 1964-09-22 Daimler Benz Ag Method of producing an engine piston with a heat insulating layer
US3364976A (en) * 1965-03-05 1968-01-23 Dow Chemical Co Method of casting employing self-generated vacuum
US3396777A (en) * 1966-06-01 1968-08-13 Dow Chemical Co Process for impregnating porous solids
US3547180A (en) * 1968-08-26 1970-12-15 Aluminum Co Of America Production of reinforced composites
US3608170A (en) * 1969-04-14 1971-09-28 Abex Corp Metal impregnated composite casting method
JPS5013205B1 (fi) * 1969-11-08 1975-05-17
US3718441A (en) * 1970-11-18 1973-02-27 Us Army Method for forming metal-filled ceramics of near theoretical density
US3970136A (en) * 1971-03-05 1976-07-20 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Method of manufacturing composite materials
DE2166925C3 (de) * 1971-09-01 1985-01-31 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als Formteil
US3868267A (en) * 1972-11-09 1975-02-25 Us Army Method of making gradient ceramic-metal material
US3864154A (en) * 1972-11-09 1975-02-04 Us Army Ceramic-metal systems by infiltration
JPS49107308A (fi) * 1973-02-13 1974-10-11
US4082864A (en) * 1974-06-17 1978-04-04 Fiber Materials, Inc. Reinforced metal matrix composite
JPS54141209U (fi) * 1978-03-27 1979-10-01
DE2819076C2 (de) * 1978-04-29 1982-02-25 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zum Herstellen eines metallischen Mehschicht-Verbundwerkstoffes
GB1595280A (en) * 1978-05-26 1981-08-12 Hepworth & Grandage Ltd Composite materials and methods for their production
JPS602149B2 (ja) * 1980-07-30 1985-01-19 トヨタ自動車株式会社 複合材料の製造方法
JPS57130441A (en) * 1981-02-06 1982-08-12 Hitachi Ltd Integrated circuit device
JPS57210140A (en) * 1981-06-18 1982-12-23 Honda Motor Co Ltd Fiber reinfoced piston for internal combustion engine
US4404262A (en) * 1981-08-03 1983-09-13 International Harvester Co. Composite metallic and refractory article and method of manufacturing the article
US4376803A (en) * 1981-08-26 1983-03-15 The Aerospace Corporation Carbon-reinforced metal-matrix composites
US4376804A (en) * 1981-08-26 1983-03-15 The Aerospace Corporation Pyrolyzed pitch coatings for carbon fiber
US4456577A (en) * 1981-09-25 1984-06-26 Osaka Diamond Industrial Company, Ltd. Methods for producing composite rotary dresser
US4473103A (en) * 1982-01-29 1984-09-25 International Telephone And Telegraph Corporation Continuous production of metal alloy composites
JPS58144441A (ja) * 1982-02-23 1983-08-27 Nippon Denso Co Ltd 炭素繊維強化金属複合材料の製造方法
DE3375409D1 (en) * 1982-05-10 1988-02-25 Eltech Systems Corp Aluminum wettable materials
JPS5950149A (ja) * 1982-09-14 1984-03-23 Toyota Motor Corp 繊維強化金属複合材料
US4600481A (en) * 1982-12-30 1986-07-15 Eltech Systems Corporation Aluminum production cell components
JPS59215982A (ja) * 1983-05-20 1984-12-05 Nippon Piston Ring Co Ltd 回転式流体ポンプ用ロータ及びその製造方法
JPS60177102A (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 Mazda Motor Corp 鉄系焼結合金への鉛含浸方法
US4546048A (en) * 1984-03-23 1985-10-08 Dana Corporation Composite thermal shield for engine components
GB2156718B (en) * 1984-04-05 1987-06-24 Rolls Royce A method of increasing the wettability of a surface by a molten metal
GB8411074D0 (en) * 1984-05-01 1984-06-06 Ae Plc Reinforced pistons
JPS6169448A (ja) * 1984-09-14 1986-04-10 工業技術院長 炭素繊維強化金属とその製造法
US4851375A (en) * 1985-02-04 1989-07-25 Lanxide Technology Company, Lp Methods of making composite ceramic articles having embedded filler
US4587177A (en) * 1985-04-04 1986-05-06 Imperial Clevite Inc. Cast metal composite article
US4673435A (en) * 1985-05-21 1987-06-16 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Alumina composite body and method for its manufacture
US4630665A (en) * 1985-08-26 1986-12-23 Aluminum Company Of America Bonding aluminum to refractory materials
US4777014A (en) * 1986-03-07 1988-10-11 Lanxide Technology Company, Lp Process for preparing self-supporting bodies and products made thereby
US4710223A (en) * 1986-03-21 1987-12-01 Rockwell International Corporation Infiltrated sintered articles
US5017526A (en) * 1986-05-08 1991-05-21 Lanxide Technology Company, Lp Methods of making shaped ceramic composites
US4718941A (en) * 1986-06-17 1988-01-12 The Regents Of The University Of California Infiltration processing of boron carbide-, boron-, and boride-reactive metal cermets
US4657065A (en) * 1986-07-10 1987-04-14 Amax Inc. Composite materials having a matrix of magnesium or magnesium alloy reinforced with discontinuous silicon carbide particles
US4713111A (en) * 1986-08-08 1987-12-15 Amax Inc. Production of aluminum-SiC composite using sodium tetrasborate as an addition agent
US4662429A (en) * 1986-08-13 1987-05-05 Amax Inc. Composite material having matrix of aluminum or aluminum alloy with dispersed fibrous or particulate reinforcement
US4753690A (en) * 1986-08-13 1988-06-28 Amax Inc. Method for producing composite material having an aluminum alloy matrix with a silicon carbide reinforcement
US4837232A (en) * 1986-09-16 1989-06-06 Lanxide Technology Company, Lp Dense skin ceramic structure and method of making the same
US4948764A (en) * 1986-09-16 1990-08-14 Lanxide Technology Company, Lp Production of ceramic and ceramic-metal composite articles with surface coatings
US4818734A (en) * 1986-09-17 1989-04-04 Lanxide Technology Company, Lp Method for in situ tailoring the metallic component of ceramic articles
TR23487A (tr) * 1986-12-22 1990-02-01 Lanxide Technology Co Ltd Sekilli seramik bilesikleri yapma yoentemi
US4828008A (en) * 1987-05-13 1989-05-09 Lanxide Technology Company, Lp Metal matrix composites
US5015540A (en) * 1987-06-01 1991-05-14 General Electric Company Fiber-containing composite
US4935055A (en) * 1988-01-07 1990-06-19 Lanxide Technology Company, Lp Method of making metal matrix composite with the use of a barrier
US4871008A (en) * 1988-01-11 1989-10-03 Lanxide Technology Company, Lp Method of making metal matrix composites
US4911990A (en) * 1988-02-05 1990-03-27 United Technologies Corporation Microstructurally toughened metallic article and method of making same
DE68913800T2 (de) * 1988-04-30 1994-07-14 Toyota Motor Co Ltd Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall unter Beschleunigung der Infiltration des Matrix-Metalls durch feine Teilchen eines dritten Materials.
US5006417A (en) * 1988-06-09 1991-04-09 Advanced Composite Materials Corporation Ternary metal matrix composite
JPH0736925B2 (ja) * 1988-07-14 1995-04-26 川崎重工業株式会社 複層結合棒状体及びその製造方法
US5106702A (en) * 1988-08-04 1992-04-21 Advanced Composite Materials Corporation Reinforced aluminum matrix composite
US4875616A (en) * 1988-08-10 1989-10-24 America Matrix, Inc. Method of producing a high temperature, high strength bond between a ceramic shape and metal shape
CA2000770C (en) * 1988-10-17 2000-06-27 John M. Corwin Method of producing reinforced composite materials
US4932099A (en) * 1988-10-17 1990-06-12 Chrysler Corporation Method of producing reinforced composite materials
US5004034A (en) * 1988-11-10 1991-04-02 Lanxide Technology Company, Lp Method of surface bonding materials together by use of a metal matrix composite, and products produced thereby
US5007475A (en) * 1988-11-10 1991-04-16 Lanxide Technology Company, Lp Method for forming metal matrix composite bodies containing three-dimensionally interconnected co-matrices and products produced thereby

Also Published As

Publication number Publication date
ATE114735T1 (de) 1994-12-15
CN1064289C (zh) 2001-04-11
KR0148341B1 (ko) 1998-11-02
AU2353792A (en) 1992-11-19
NO893994L (no) 1990-05-11
RO108339B1 (ro) 1994-04-28
FI894941A0 (fi) 1989-10-17
DK559789D0 (da) 1989-11-09
JPH02240229A (ja) 1990-09-25
NZ231079A (en) 1992-10-28
AU624418B2 (en) 1992-06-11
ZA898538B (en) 1991-07-31
NO177583C (no) 1995-10-18
AU649561B2 (en) 1994-05-26
CN1042497A (zh) 1990-05-30
BR8905761A (pt) 1990-06-05
NO893994D0 (no) 1989-10-05
US5040588A (en) 1991-08-20
PT92261B (pt) 1995-09-12
JP2905525B2 (ja) 1999-06-14
NO177583B (no) 1995-07-10
AU4170489A (en) 1990-05-17
DE68919652D1 (de) 1995-01-12
KR900007591A (ko) 1990-06-01
EP0369931A1 (en) 1990-05-23
PH26794A (en) 1992-10-13
EP0369931B1 (en) 1994-11-30
US5618635A (en) 1997-04-08
TR27147A (tr) 1994-11-09
DE68919652T2 (de) 1995-04-06
CA2000790A1 (en) 1990-05-10
DK559789A (da) 1990-05-11
IE66713B1 (en) 1996-01-24
IE893187L (en) 1990-05-10
IL91724A0 (en) 1990-06-10
FI91496B (fi) 1994-03-31
PT92261A (pt) 1990-05-31
CA2000790C (en) 2001-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI91496C (fi) Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita
FI91831C (fi) Menetelmä kolmiulotteisesti yhteenliittyneen rinnakkaismatriisin sisältävän metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi
FI91608C (fi) Menetelmä ainakin kahden kappaleen yhteenliittämiseksi
FI89014B (fi) Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit
FI89015C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit
FI91723C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi suunnatulla kiinteytyksellä
FI91722C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91492B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91494C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti
IE64263B1 (en) Metal matrix composites
FI91490B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin muodostamiseksi
FI91609C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91724B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi negatiivista seosmuottia käyttäen
FI91495B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sulasta matriisimetallista ja oleellisesti ei-reaktiivisesta täyteaineesta
FI91491C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi uppovalumenetelmää käyttäen
FI91833B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmällä aikaansaatava metallimatriisikomposiittikappale
FI91493B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91832C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
JP3256216B2 (ja) マクロ複合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP