[其他]含有改善的金属成份的陶瓷制品及其制造方法

说明书

本发明一般涉及改善自承陶瓷体金属成分的方法和改善后的制品。尤其是，本发明涉及这样的自支承陶瓷体，它以母金属的氧化反应产物形成并具有在后成形阶段改善的互相连接的含金属的成分。本发明还涉及生产这种陶瓷体的方法。

本申请的要点与1986年1月15日申请的共同未决和共同所有的美国专利申请系列号818，943有关，该申请是1985年9月17日申请的系列号776，964的部分继续申请，系列号776，964是1985年2月26日申请的系列号705，787的部分继续申请，系列号705，787是1984年3月16日申请的系列号591，392的部分继续申请，所有都以Marc    S.Newkirk等人的名义，题目为“新型的陶瓷材料及其制造方法”。这些申请披露了生产自支承陶瓷体的方法，该陶瓷体是从母金属前体生长成的氧化反应产物，熔融母金属和气相氧化剂反应，形成一种氧化反应产物，而该金属经过氧化反应产物向氧化剂迁移，从而继续形成生产出陶瓷多晶体，它能够生长成具有互相连接的金属成分。通过采用的熔合的掺杂剂可以加强该工艺过程，例如在空气中氧化的铝母金属的情况。通过采用施加于前体金属表面上的外部掺杂剂可以改善这种方法，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822，999中所披露的。系列号822，999是1985年9月17日申请的系列号776，965的部分继续申请，系列号776，965是1985年6月25日申请的系列号747，788的部分继续申请，系列号747，788是1984年7月20日申请的系列号632，636的部分继续申请，所有都以Marc    S.Newkirk等人的名义，题目为“制造自支承陶瓷材料的方法”。

本申请的主题还与1986年1月17日申请的共同所有的共同未决的美国专利申请系列号819，397有关，系列号819，397是1985年2月4日申请的系列号697，876部分继续申请，两者都以Marc    S.Newkirk等人的名义题目为“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材料的新型方法，这种方法是通过从母金属向可渗透的填料块体生长出氧化反应产物，由此陶瓷的基体渗入填料内。

包含一种金属硼化物、一种金属成分、和，随意地一种惰性填料的复合体在1986年3月7日申请的共同所有和共同未决的美国专利申请系列号837，448中以Marc    S.Newkirk等人的名义加以披露，题目为“制造自支承陶瓷复合体的方法及其由此生产的产品”。按照这个发明，熔融金属渗入硼来源的块体中，硼来源可以和惰性填料混合，并且与硼来源反应，从而形成母金属硼化物。控制条件以得出含有各种不同体积的陶瓷和金属的复合体。

所有以前共同所有专利申请的全部公开内容都特意结合在此以供参考。

这些共同所有的专利申请的每一个的共同点都是陶瓷体实例的披露，该陶瓷体包含以一维或多维（通常以三维）互相连接的氧化反应产物和一种或多种金属组分或成分。金属的体积，一般是包括母金属的未氧化的组分和/或由氧化剂或填料还原的金属，取决于像氧化反应产物形成的温度、氧化反应可以进行的时间长短、母金属的组成、掺杂剂材料的存在，任何氧化剂或填料材料还原组分的存在等这样一类的因素。虽然某些金属成分可被隔离或封闭，但常常是这种情况，即大量体积百分数的金属互相连接并且从陶瓷体的外表面可以看到。对这些陶瓷体已观察到，这种互相连接的含有金属的成分或组分可能以体积计可在大约百分之一到约百分之四十的范围，有时会更高，例如像硼化物复合体的情况。

在具有互相连接，含金属成分的陶瓷体的许多应用中，该金属组分有助于陶瓷体的性质，并且可以加强之，特别是，该含金属的组分，由于它的较大的延性，可以有助于陶瓷体的韧性或抗断裂性。同样，金属组分在提供陶瓷体电导率可控的程度上可能很有用。

然而，还观察到，对某些应用而言，该互相连接的、含金属的组分不能为预期的用途提供最佳性质，并且在某些情况下，它甚至有损于陶瓷体的性质。例如，当用于生产铝陶瓷体的母金属起初是铝并且所得到的互相连接的金属实际上是铝或铝合金时，已观察到虽然陶瓷体在正常条件下运转时可以表现出良好的断裂韧性或耐磨耗性，但是遭受高于约660℃这一铝的相当低的熔点温度的作用，或者遭受能腐蚀掉铝成分的含水的酸或碱环境时，它可能变坏。已经发现当互相连接的金属这样变坏时，陶瓷体的某些性质像断裂韧性、强度、或耐磨耗性等都受到有害的影响。同样，对这类陶瓷体在其他产品用途中而言，已观察到该互相连接的金属不能为像电导率、显微硬度等等预期的用途提供最佳的性质。