[其他]具有分区特性的自支承陶瓷体的制备方法

说明书

本发明涉及一种以气相氧化剂氧化熔融母体金属生产陶瓷体的方法，所说的陶瓷体具有多个区域，这些区域在一个或多个特性上互不相同。本发明也涉及到由此生产的陶瓷制品。

近年来，人们对用陶瓷代替金属的兴趣不断增长，因为从某些特性考虑，陶瓷优于金属。但是在完成该替代中遇到了几个公知的限制或者困难，例如尺寸比例变化（收缩），制作复杂形状的能力，满足应用所需特性，以及成本等等。许多这些限制或困难已经被某些专利所披露的发明克服了，这些专利申请已转让给与本申请相同的受让人，在下文中还将对这些专利进行讨论，它们提供一种可靠地制备陶瓷材料，包括成形组合物的新的方法。

下列共同拥有专利申请描述了制备自支承陶瓷体的新方法，该方法是以母体的氧化形成一种氧化反应产物和任意金属组份的多晶材料：

（A）1986.1.15提交的顺序号为818，943，是1985.9.17提交的顺序号776，964的部分继续申请，1985年2月26日提交的顺序号705，787的部分继续申请，1984年3月16日提交的美国申请顺序号591，392的部分继续申请，所有上述申请都以Marc    S.Newkirk等的名义、标题为“新陶瓷材料及其制造方法”;

（B）1986年1月27日提交的顺序号为822，999是1985年9月17日提交的顺序号776，965的部分继续申请，1985年6月25日提交的顺序号747，788的部分继续申请，1984年7月20日提交的顺序号632，636的部分继续申请，所有以上申请都以Marc    S.Newkirk等的名义而名称为“生产自支承陶瓷材料的方法”;

（C）1986年9月17日提交的顺序号为819，397是1985年2月4日提交的顺序号697，876的部分继续申请，两件申请都是以Marc    S.Newkirk等人的名义而名称为“复合陶瓷制品及其制造方法”;以及

（D）1986年9月17日提交的顺序号为908，453，以Robert    L.Kantner等人的名义，标题为“生产具有精细化微观结构的自支承陶瓷体的方法”。

上述各项共同拥有专利申请的完整公开都被引入本文以做参考。

正如共同拥有专利申请所阐明的，人们可以通过一种方法生产新多晶陶瓷材料或多晶陶瓷复合材料，这种方法是在一种母体金属和一种气相氧化剂之间，即一种气化的或标准的气体原料（做为氧化气氛）发生氧化反应的方法。这类方法公开在上述共同拥有专利申请“A”中。按照这种工艺，一种母体金属，例如铝，被加热到其熔点以上但又低于其氧化反应产物熔点的高温，形成一种熔融母体金属体，通过和一种气相氧化剂接触反应生成氧化反应产物。在该温度下，氧化反应产物，或至少其中的一部分，接触并延伸到熔融母体金属和氧化剂之间，而熔融金属穿过已形成的氧化反应产物向氧化剂方向移动或迁移。被迁移出的熔融金属与氧化剂接触（在先形成的氧化反应产物表面上）形成另外的氧化反应产物。继续这个过程，又有另外的金属穿过已形成的多晶氧化反应产物迁移出来，从而不断地“生长”一种内联微晶陶瓷结构。生成的陶瓷体可以含有金属组份，例如未氧化的母体金属组份，和/或空隙。当以氧化物作为氧化反应产物时，氧气或含有氧气的混合气体（包括空气）是适宜的氧化剂，若从显著的经济因素考虑一般优选的是空气。然而从广义上说，在所有共同拥有专利申请及其本申请中都用了氧化，就是所谓金属对氧化剂失去电子或分配电子，氧化剂可以是一种或多种元素和/或化合物。所以，除了氧以外其它元素或者化合物也可以作氧化剂，下文将对此进行十分详细的解释。

在某些情况下，母体金属可能需要一种或多种掺杂剂存在，以便有利于影响或帮助氧化反应产物的生长。掺杂剂以母体金属的合金组份的形式提供。例如，当铝做为母体金属，空气做为氧化剂时，掺杂剂如镁和硅（指出的仅是大量掺杂剂材料中的二种）与铝合金化后用作母体金属。所得的氧化反应产物包括氧化铝，典型的为α-氧化铝。