[发明专利]具有反型复制表面的陶瓷复合体制品的生产方法及其所得制品

说明书

广义地说，本发明涉及陶瓷复合体及其制造方法，该复合体具有其部分复制形状。特别是，本发明涉及陶瓷复合体，它包含埋有填充物的多晶基体，并具有一负型，它是母金属前体的阳模反型复制形成的。本发明还涉及制造该复合体的方法，是通过用母金属前体的氧化反应产物渗入填充物床中来制造复合材料的阴模。

本申请的主题内容与共同未决和共同所有的美国专利申请系列号891，397（1986年1月17日提出申请）的主题有关，上述专利为系列号697，878（1985年2月4日提出申请）的部分继续申请。这两者都是以Marc.S.Newkirk等人的名义，题目为“复合陶瓷产品及其制造方法”。这些共同未决的申请都公开了一种通过母金属氧化反应产物逐渐进入一个可渗透的填充物块体中来产生自承陶瓷复合体材料的新颖方法。然而，最终的复合材料不具有确定的或者是预先确定的形状。

由一种氧化反应来制造陶瓷产品的方法在共同未决和共同所有的美国专利申请系利与818，943（1986年1月15日提出申请）中已作一般披露。该专利申请是作为系列号776，964（1985年9月17日提出申请）的部分继续申请，而系列号为776，964的申请又是系列号为705，787（1985年2月26日提出申请）的部分继续申请，系列号705，787的申请是系列号591，392（1984年3月16日提出申请）的部分继续申请。所有这些都是以Marc.S.Newkirk等人的名义，并且题目为“新型陶瓷材料及其制造方法”。正如在前述的共同所有专利申请中所描述的一种特殊氧化现象的使用，可以通过一种熔合的掺杂剂来加强，前体母金属的氧化反应产物的生长提供自承陶瓷体及其制造方法。该方法通过采用向前体母金属表面上施加外部的掺杂剂进行改进，正如在共同所有美国专利申请系列号822，999（1986年1月27日提出申请）中已披露的。该专利申请是系列号776，965（1985年9月17日提出申请）的部分继续申请，而系列号为776，965的申请又是系列序747，788（1985年6月25日提出申请）的部分继续申请，系列号为747，788的申请是系列号632，636的申请（1984年7月20日提出申请）的部分继续申请。所有这些都是以Marc.S.Newkirk等人的名义，题目为“制造自承陶瓷材料的方法”。

制造其中具有一个或多个空腔的陶瓷体的方法已在共同未决和共同所有的美国专利申请系列号823，542（1986年1月27日提出申请）中披露。该专利申请人是Marc.S.Newkirk等人的名义，题目为“制造陶瓷材料制品的反型复制方法和由此所得的制品”。陶瓷体中形成的空腔是阳模或母金属形状的反型复制，母金属被埋入而且完全被适当的填充物所包围。这种填充物非常合适以调节填充物和母金属不同的热膨胀加上金属的熔点体积变化;而且，填充物在一个合适的温度下能自粘合以保证由于熔融的母金属扩散进填充物形成氧化反应产物后所形成的空腔不会因为穿过由于形成空腔的扩散的演变成的空腔壁所产生的压差而塌陷。

上述的共同所有专利申请的全部公开内容特意地作为参考而编入。

最近几年，在以前用金属的结构应用方面使用陶瓷的兴趣日益增长。这种兴趣的动力是陶瓷在一些诸如耐腐蚀性、硬度、弹性模量和耐火能力等性能方面比金属具有优越性。

当前在制造更高强、更可靠、韧性更好的陶瓷制品方面的努力主要集中在以下几个方面：（1）整体陶瓷的改进工艺过程方法的发展，（2）新材料组成的发展特别是陶瓷基复合材料。复合材料结构是包含由两种或两种以上不同材料所制造的不均匀的材料，坯体或制品，这些材料的紧密结合是为了获得所需的复合材料性能。例如，两种不同的材料能通过将其中一个埋在另一个的基体中紧密结合。陶瓷基复合材料结构典型地包含一种陶瓷基体其中包入一种或多种不同种类的，诸如微粒、纤维和板条之类的填充材料。

传统的制造陶瓷制品的方法包括以下普通步骤：（1）陶瓷材料粉末的制备。（2）粉末的研磨或球磨以获得非常细的颗粒;（3）将粉末成型为具有所需要形状的坯体（给后续工艺过程留收缩余量），例如，通过单轴压制、等压压制、注模成型、带式浇铸（tape    casting），粉浆浇铸或任何其它几种技术;（4）通过加热到很高温度以使各粉末颗粒熔合起来形成一个凝聚结构使坯体致密化;最好是在无压的条件下完成（即，无压烧结），虽然，在某些情况下需要附加的驱动力，而且能通过使用外部加压来提供或者是单独向轴压（即热压）或者是等静压，即热等静压;（5）精加工，如果需要经常用金刚石研磨。