[发明专利]金属渗透的碳化硅钛和碳化铝钛坯体

权利要求书

1.一种用于形成金属与碳化硅钛或碳化铝钛起始陶瓷材料的复合材料的方法，所述方法包括：形成包含所述碳化硅钛或碳化铝钛起始陶瓷材料的起始坯体，并且在比所述金属的熔融温度高，但比所述陶瓷材料的分解温度低的温度，将所述起始坯体与所述金属接触，接触时间足以使得所述金属的至少一部分渗透到所述起始坯体中，从而形成复合材料，然后将得到的复合材料冷却至低于所述金属的熔融温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述起始陶瓷材料包含碳化硅钛相，其中钛与硅的原子比为2.3∶1至3.3∶1，并且碳与硅的原子比为1.8∶1至2.3∶1。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述金属为铜或含有至少75重量％的铜的铜合金。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述金属为含有至少99重量％的铜的铜锻造或铸造合金，含有至少97重量％的铜的高铜合金，或含有至多约15重量％的铝、至多6重量％的镍、至多5重量％的铁和至少80重量％的铜的铝青铜。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述金属的至少一部分渗入到所述起始陶瓷材料的晶粒之间。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述金属的至少一部分渗透到所述起始陶瓷材料的晶粒中。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述起始陶瓷材料的一部分脱落而形成具有交替的片状相的分层结构，其中所述交替的片状相的每一个具有3至100纳米的厚度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述起始陶瓷材料包含碳化硅钛相，其中钛与硅的原子比为2.3∶1至3.3∶1，并且碳与硅的原子比为1.8∶1至2.3∶1，所述金属为含有至少99重量％的铜的铜锻造或铸造合金，含有至少97重量％的铜的高铜合金，或含有至多约15重量％的铝、至多6重量％的镍、至多5重量％的铁和至少80重量％的铜的铝青铜，并且所述金属的一部分与所述碳化硅钛相反应，以形成钛-硅-铜-碳相的脱落片。

9.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述起始陶瓷材料被致密化。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述复合材料含有1至50重量％的所述金属。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述复合材料是具有梯度结构的坯体，其中金属的浓度在宏观尺度上沿所述复合材料坯体的一个或多个维度改变，使得所述复合材料坯体的某些区域相对于所述复合材料坯体的其它区域在宏观尺度上具有更高的金属含量。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述复合材料坯体的一个或多个区域含有基本上100％金属，并且所述复合材料坯体中的金属浓度随着距所述一个或多个金属区域的距离增加而减小。

13.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述起始陶瓷材料没有被致密化，而所述复合材料被致密化。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述金属占所述复合材料的体积的约10至90％。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属占所述复合材料的体积的约40至75％。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中所述起始坯体含有至多50体积％的SiC、B4C、WC、Al₂O₃、MgO、ZrO₂、AlN、SiB₄、SiB₆或它们的两种以上的混合物。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中所述复合材料被致密化。

18.一种致密化的复合材料，其具有金属相和碳化硅钛或碳化铝钛陶瓷相，其中所述金属相占所述复合材料的体积的约10至90％。

19.根据权利要求18所述的致密化的复合材料，其中所述金属相占所述复合材料的体积的40至75％。

20.根据权利要求18或19所述的致密化的复合材料，其中所述金属相为铜，含有至少75重量％的铜的铜合金，铝，或含有至少75重量％的铝的铝合金。