[其他]自支撑陶瓷结构及其制作方法

说明书

总的来说，本发明涉及到将一种自支撑的，具有相通孔隙，且由一次多晶材料组成的一次陶瓷体进行改进的方法，这种改进是通过将一种二次多晶材料至少加入到一次陶瓷体的某些孔隙中去来实现的。更具体地说，本发明是与一次母体金属及二次母体金属的氧化反应产物所形成的自支撑陶瓷结构有关。本发明还涉及到生产这种陶瓷结构的方法。

本专利申请的题材是与共同未决和共同所有的美国专利申请有关，即专利号为No818，943（于1986年1月15日提交），它是专利No776，964的部分继续申请（1985年9月17日提交的），这个专利又是专利No705，787的部分继续申请（它是1985年2月26日提交的），而这个专利又是专利No591，392的部分继续申请（它是1984年3月16日提交的），所有这些专利申请都是用Marc.S.Wewkirk等人的名字，申请的题目是“新型的陶瓷材料及其制作方法”。这些专利申请透露了作为氧化反应产物从一种母体金属前体生长成自支撑陶瓷体的制造方法。熔融态的母体金属和气相的氧化剂反应，形成氧化反应产物，然后金属通过氧化产物向氧化剂迁移而发生反应，从而连续地发展形成一种多晶陶瓷体，所生成的这种陶瓷体，具有相互连接的金属组分或/和相通的孔隙。这个工艺过程可通过使用一种合金掺杂剂而改进，母体金属铝在空气中氧化就是一例，这个改进方法是通过对前体金属的表面使用外来掺杂剂而实现的，这正如共同所有和共同未决美国专利申请No822，999所透露的那样（这个专利申请于1986年1月21日提交），它是1985年9月17日提交的专利申请号No776，965的部分继续申请，而这个专利申请又是1985年6月25日提交的专利申请号No747，788的部分继续申请，这个专利号又是1984年7月20日提交的专利申请号No632，636部分继续申请。所有这些专利都是以Marc    S.Newkirk等人名字申请的，题目是“制造自支撑陶瓷材料的方法”。

本专利申请的题材还与共同所有和共同未决的美国专利申请No819，397的题材有关，这个专利申请是1986年1月17日提交的，它是1985年2月4日提交的专利申请号No697，876的部分继续申请。这两个专利都是以Marc，S.Wewkirk等人的名字申请的，题目是“复合陶瓷产品及其制作方法”。这些专利申请给出了一种将来自母体金属的氧化反应产物，生长到一种可渗透的填料材料中，从而把陶瓷基体渗入到填料中的新型制造自支撑陶瓷复合体的方法。

这里，通过参考资料清楚地归并了所有前述的共同所有专利申请透露出来的全部内容。

所有这些共同所有专利申请的共同点是，透露了陶瓷体的实施例。

这种陶瓷体是由一种氧化反应产物和一种或多种无氧化物的母体金属前体成份或孔洞或这两者所组成的。这种氧化反应产物可能显示出相通的孔隙，这些孔隙可能部分或几乎全部替代金属相，这种相通的孔隙，在很大程度上依赖于下列因素;氧化反应产物形成的温度;允许氧化反应进行的时间，母体金属的成份以及掺杂材料存在与否等。某些相通的孔隙是能从陶瓷体外表面接近的，或通过随后的机加工-切割，研磨，破断等工艺操作而使之能够接近。

按照本发明，这里提供了一种制造自支撑陶瓷结构的方法。这个方法包括如下一些步骤。第一步是提供一次自支撑陶瓷体，这种一次陶瓷体包含有由一种一次熔融母体金属和一种一次氧化剂反应形成的一种一次多晶氧化反应产物，以及至少可以部分从陶瓷体一个或多个表面能够接近的相通的孔隙。二次母体金属体和一次陶瓷体之间的相互取向，应能使二次母体金属和一种二次气相氧化剂的熔化和氧化反应，在朝着一次陶瓷体的相通孔隙的方向进行，并发展进入孔隙中而形成一种二次多晶氧化反应产物，将二次母体金属加热到高于它的熔点，但低于一次及二次氧化反应产物两者的熔点的温度区，从而形成熔融的二次母体金属体。在此温度范围内，熔融的二次母体金属体与气相的氧化剂反应，形成二次氧化反应产物的多晶材料。还是在这个温度范围内，至少有一部分二次氧化反应产物，处在熔融二次母体金属及氧化剂之间，并同它们保持接触，这样，二次母体金属就通过二次多晶材料流向氧化剂，以使二次氧化反应产物能够继续在氧化剂及先前形成的二次氧化反应产物之间的界面生成。最后在前述的温度范围内，这种反应要继续一段足够的时间，至少能使二次多晶材料渗入到前述的陶瓷体的部分孔隙中去。