[其他]生产具有改善的微观结构的自支承陶瓷体的方法

说明书

本发明涉及一种生产自支承陶瓷体的方法，该陶瓷体作为铝母金属和含氧气相氧化剂的氧化反应产物形成，并具有改善的微观金属，这是由于加入了一种或多种过渡金属改良剂。本发明还涉及由此产生的陶瓷体。

在近些年来，在采用陶瓷作为结构用途上的兴趣日渐增大，而过去用的是金属。这种兴趣的动力在于，与金属相对比陶瓷就某些性能象抗腐蚀、硬度、弹性模量、耐火能力而言具有优越性。

现在致力于生产更高强度，更可靠的和韧性更好的陶瓷制品主要是集中在（1）改善陶瓷单体工艺方法的发展和（2）新材料组合物，特别是陶瓷基体复合材料的发展。复合材料结构是这样一种结构，它包括由两种或更多的不同材料制成非均质材料、坯体或成品，这些不同材料是紧密地结合在一起以便达到所需的复合材料的性质。例如，两种不同材料可以通过把一种材料埋置在另一种材料的基体中来实现紧密地结合。陶瓷基体复合材料结构一般包括一种陶瓷基体，它结合有一种或多种不同种类的填料，例如，颗粒状、纤维状，棒状等等。在以陶瓷代替金属中有几种已知的限制和难点，例如，比例的变化性（scaling    versatility），生产复杂形状的能力，满足最后用途要求的性质，和造价。转让给本申请的同一所有者的几个共同未决专利申请（此后称为共同所有专利申请），克服了这些限制或难点并提供新颖的可靠的生产陶瓷材料，包括复合体的方法。该方法一般地披露于1986年1月15日申请的共同所有的美国申请系列号818，943中，该申请是1985年9月17日申请的系列号为776，964的部分继续申请，后者又是1985年2月26日申请的系列号为705，787的部分继续申请，后者又是1984年3月16日申请的美国申请系列号为591，392的部分继续申请，所有都以Marc    S.Newkirk等人的名义，题目为“新颖陶瓷材料及其制造方法”。这些申请披露了生产自支承陶瓷的方法，该陶瓷体是从母金属生长成的氧化反应产物。熔融金属与气相氧化剂反应形成氧化反应产物，并且该金属经过氧化反应产物向氧化剂迁移，从而继续陶瓷多晶体的发展，它可产生出具有互相连接的金属成分。该工艺过程可通过采用合金化掺杂剂加强，例如，在空气中氧化掺有镁和硅的铝来形成α-氧化铝陶瓷结构的情况下所用的。该方法通过向前体金属表面施加掺杂剂材料改进，如在1986年1月27日申请的共同所有的美国专利申请系列号为822，999所描述的，该申请是1985年9月17日申请的下列号为776，965的部分继续申请，后者是1984年7月20日申请的系列号为632，636的部分继续申请，所有都以Marc    S.Newkirk等人的名义，题目为“生产自支承陶瓷材料的方法”。

这种氧化现象用来生产陶瓷复合体，如在1986年1月17日申请的共同所有和共同未决美国专利申请系列号819，397中所描述的，该申请是1985年2月4日申请的系列号为697，876的部分继续申请，两者都以Marc    S.Newkirk等人的名义和题目“复合陶瓷制品及其制造方法”。这些申请披露了生产自支承陶瓷复合体的新颖方法，该方法是通过使氧化反应产物从母金属向可渗透的填料块体内部长大，从而陶瓷基体渗透进填料内。然而，最终所得复合体不具有限定的或预先确定的几何形状，造型或轮廓。

生产具有预先确定几何形状或造型的陶瓷复合材料体的方法是在1986年5月8日申请的共同所有的和共同未决的美国专利申请系列号861，025中所披露的。按照在这个美国专利申请中的方法，该正在发展的氧化反应产物在朝向确定表面界面的方向渗透可渗透的预成型体。发现通过提供具有隔离剂的预成型体更容易得到高精确度，如在1986年5月8日申请的共同所有的和共同未决的美国专利申请系列号861，024中所披露的。这个方法生产异型自支承陶瓷体，包括异型陶瓷复合体是通过使母金属的氧化反应产物生长到隔离剂上，该隔离剂离开金属一定距离以建立界面或表面。陶瓷复合体具有一空腔，这个空腔带有一内部相反复制出的阳模的几何形状。该陶瓷复合体在1986年1月27日申请的共同所有的和共同未决的美国专利申请系列号823，542和在1986年8月13日申请的美国专利申请系列号896，157中作了披露。

结合在此供参考的上述的共同所有专利申请，披露了生产陶瓷制品的方法，这种方法在生产取代最后应用中的金属的陶瓷制品中克服了某些传统的制约或难点。