Способ получения композиционного материала

 

Изобретение относится к способам получения керамических композиционных материалов . Сущность изобретения: заготовку из основного металла, выбранного из группы A, S), Sn, Zr, Ti, Hf в окружении огнеупорного наполнителя из группы оксидов, карбидов, боридов, нитридов, размещают в газообразной реакционноспособной окислительной или азотирующей среде. Затем проводят нагрев до температуры выше Тпл основного металла, но ниже ТПл продукта его взаимодействия с газообразным реагентом , и выдерживают при конечной температуре для миграции продукта взаимодействия в межзеренное пространство огнеупорного наполнителя и образования взаимосвязанного продукта, содержащего 1-40 об % остаточного основного металла При этом, по крайней мере, одну поверхность материала приводят в контакт с инородным металлом из группы Fe, Mn, Мо, N1. Nb, Si, Ti, W. V, Cr и нагревают дополнительно для обеспечения селективной диффузии инородного металла в остаточный основной металл, после чего по крайней мере на часть этой поверхности наносят покрытие методом физического или химического осаждения из паровой фазы, включающей соединения бора, хрома, углерода и/или азота, и проводят выдержку. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зппп С 04 B 35/65

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР ( (ГОСПАТЕНТ СССР) ./

БФ! БДИ

К ПАТЕНТУ

ОО р (21) 4202891/33 (22) 20.07.87 (31) 908124

{32) 16.09.86 (33) US (46) 15.07,93. Бюл. М 26 (71} Ланксид Текнолоджи Компани, ЛП (US) (72) Марк. С. Ньюкирк (US) и.Адам Дж, Гесинг (СА) (56) Заявка ЕР М 0169067, кл. С 04 В 35/65, 1986.

Заявка ЕР N 0193292, кл, С 04 В 35/65, 1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к способам получения керамических композиционных материалов. Сущность изобретения: заготовку иэ основного металла, выбранного из группы AI, 51, Sn, Zr, Ti, Hf в окружении огнеупорного наполнителя из группы оксидов, карбидов, боридов, нитридов, размеща от в

Изобретение касается новых композиционных структур и способов их получения, в частности керамических и металлокерамических структур с поверхностными покрытиями, обладающими требуемыми характеристиками.

Задачей данного изобретения является модифицирование характеристик поверхности получаемых изделий.

Предметом настоящего изобретения является способ получения формоустойчивых, поликристаллических композиционных структур, предусматривающий осуществле. Ж 1828461 А3 газообразной реакционноспособной окислительной или азотирующей среде, Затем проводят нагрев до температуры выше Т„„ основного металла, но ниже Т«продукта его взаимодействия с газообразным реагентом, и выдерживают при конечной температуре для миграции продукта взаимодействия в межзеренное пространство огнеупорного наполнителя и образования взаимосвязанного продукта, содержащего 1-40 об.;ь остаточного основного металла. При этом, по крайней мере, одну поверхность материала приводят в контакт с инородным металлом иэ группы

Fe, Mn, Mo, NI. Nb, Si, Ti, W, V, Cr и нагревают дополнительно для обеспечения селек-. тивной диффузии инородного металла в остаточный основной металл, после чего по крайней мере на часть этой поверхности наносят покрытие методом физического или химического осаждения иэ паровой фазы, включающей соединения бора, хрома, углерода и/или азота, и проводят выдержку.

° ние реакции расплавленного первичного металла с парообраэным окислителем, в ре- Ch зультате которой образуется продукт реак- в ции окисления, масса которого постепенно увеличивается так, что при этом образуется поликристаллический керамический продукт. В соответствии с настоящим изобретением конечный поликристаллический продукт может быть получен внедрением образующегося продукта реакции окисления s проницаемую массу наполнителя. Образованная таким образом структура затем покрывается одним или несколькими мате1828461

35

45

55 риалами, которые производят требуемые изменения свойств поверхностного слоя конечного продукта.

Термин "керамический материал" в настоящем описании означает материал, который по составу или по основным характеристикам относится к керамическо. му материалу, но при этом содержит небольшое или значительное количество одного или нескольких металлических компонентов (изолированных и/или взаимосвязанных), которое в общем случае может находиться в пределах приблизительно.от 1. до 40 o0. $ и более.

Термин "продукт окисления" один или несколько металлов в состоянии. когда металл (металлы) отдает свои электроны или имеет общие электроны с другим. элементом, соединением или с их комбинацией.

"Продукт реакции окисления" в соответствии с таким определением представляет собой продукт реакции одного или нескольких металлов с окислителем, например, с кислородом, азотом, галогеном. серой, фосфо-. ром, мышьяком, углеродом, бором, селеном, теллуром и с срединениями этих элементов и их комбинациями, к которым можно отнести метан, кислород, этан, пропан, ацетилен, этилен, пропилен (углеводород как источник углерода) и смеси в виде воздуха Н2/Hz0 и СО/С02, (последние две смеси Hz/HzO и СО/СО2 обеспечивают снижение активности кислорода, содержащегося в окружающей среде).

Термин "газообразная среда" означает реагент, который содержит или представля-. ет собой определенный гаэ или пар, в котором окисляющий гаэ или пар является единственным компонентом, преобладающим компонентом или значительным компонентом. например, несмотря на то. что основным компонентом воздуха является. азот, содержащийся в воздухе, кислород является единственным окислителем первичного металла, поскольку он представляет собой значительно более сильный окислитель, чем азот, Таким образом, в следующем ниже описании и в формуле изобретения воздух попадает под определение "кислородсодержащий газообразный реагент".

Примером "аэотсодержащего газообразного реагента" является "формир-газ", в общем случае содержащий приблизительно 96 об.g азота и приблизительно 4 об,ф> водорода.

Термин "первичный металл" в настоящем описании означает металл, вступающий в реакцию с газообразным реагентом с образованием поликристаллического продукта реакции. Первичный металл может быть сравнительно чистым или техническим металлом, содержащим примеси. В тех случаях, когда в описании некоторый металл, если особо не оговаривается, следует рассматривать в соответствии с приведенным выше оп ределением.

Термин "покрытие" не следует толковать в ограниченном смысле, когда он означает дискретный слой, образованный на

10 подложке, которая не принимает участия в его образовании.

Термин "покрытия" в настоящем описании можно определить как "диффузионное покрытие", когда подложка принимает участие в образовании покрытия, например, путем химической реакции с одним или несколькими кроющими материалами, К таким процессам образования диффузионного покрытия относятся алюминирование, бори20 рование, азотирование, карборирование, хромирование и другие процессы подобного типа.

Термин "химическое осаждение паровой.фазы"означает процесс, в котором для переноса реактивного материала на поверхность подложки используется паровая фа- за покровного материала, который вступает в реакцию с материалом подложки на ее поверхности. В общем случае при осуществлении процесса осаждения подложку нагревают в целях активизации реакции, Как указывалось ранее, в рассматриваемом случае подложка может принимать, а может и не принимать участия в образовании покрытия.

Процесс "физического осаждения паров" основан на использовании физического эффекта, а именно, испарения или распыления для переноса материала, в общем случае металла. от источника на покрываемую подложку. Примерами физического осаждения паров являются:

Испарение. Ионная металлизация, металлизация напылением.

Предметом настоящего изобретения является способ получения формоустойчивых, композиционных керамических структур путем осуществления реакции окисления массы расплавленного первичного металла парообразным окислителем, в результате чего образуется продукт реакции окисления. Расплавленный металл проходит через продукт реакции окисления к окислитеяю, благодаря чему на поверхности раздела между окислитеявм и образованным до это о продуктом реакции окисления происходит непрерывный рост массы поликристаллического керамического материала.

В предпочтительном варианте смежно массе первичного металла помещается про1828461

30

35 сколько увеличивается. При наличии такого 40 покрытия свойства выступающего на поверницаемая масса наполнителя так, что в процессе образования продукт реакции окисления внедряется в пористый наполнитель и образуется композиционный керамический материал. В качестве наполнителя может быть использован сыпучий, порошкообразный инертный материал. В другом варианте частицы порошкообразного наполнителя могут быть связаны между собой, образуя жесткую заготовку, форма и размеры которой могут соответствовать требуемым форме и размерам конечного композиционного керамического продукта, Наносимое предлагаемым способом покрытие может быть отдельным слоем на поверхности композиционного керамического продукта. В данном случае поверхность керамического продукта представляет собой подложку, не принимающую участие в образовании слоя покрытия. С другой стороны, подложка может участвовать в образовании покрытия, например, химически взаимодействовать с одним или несколькими кроющими материалами, когда последние или продукты их реакции с покрываемым материалом диффундирует в поверхностный слой покрываемого материала. В тех случаях, когда в керамическом материале присутствует связанный металл, реакция образования покрытия может быть селективной, то есть происходить только с выступающим на поверхность металлом.

Образуемое предлагаемым способом покрытие может быть диффузионным покрытием, при образовании которого наносимый материал реагирует с металлической мэтрицей подложки и диффундирует в материал подложки на некоторую глубину так, что при этом общая толщина покрытия нехность связанного металла керамического материала отличаются от свойств связэнного металла во внутренней зоне керамического продукта. Так, например, металл внутри керамической массы может быть мягким, пластичным и не обладающим достаточной абразивостойкостью, Образование предлагаемым способом покрытия на поверхности керамического продукта обеспечивает создание поверхностного слоя, обладающего достаточной твердостью и абразивостойкостью. Таким образом, реализация настоящего изобретения обеспечивает получение керамического продукта, обладающего требуемой комбинацией свойств металлического компонента, а, следовательно, и всего продукта в целом.

Для образования покрытий на поверхности иэделий из композиционного керами5

55 ческого материала могут быть применены различные способы. Сами по себе такие способы известны. Суть настоящего изобретения состоит в объединении этих способов с новыми способами получения поликристаллических композиционных структур, описанными в упомянутых выше сопри- надлежащих патентных заявках, Для образования покрытий может быть использован процесс химического осаждения паров, Для образования таким методом покрытий может быть использован один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей; алюминий, бор, углерод, кобальт. хром, германий, гафний, молибден, никель, ниобий, палладий, кремний, серебро, олово, тантал, ванадий, вольфрам и цирконий. Так, например, если на поверхности композиционного керамического материала требуется образовать покрытие в виде слоя бора, то это может быть осуществлено нагреванием композиционного керамического элемента в парообразной среде, содержащей летучее соединение бора, например. гидрид бора (В2Н6), при температуре 400 — 700 С. В другом варианте атмосфера, используемая для образования покрытия, может представлять собой смесь трихлорида бора (BC4) и водорода. В этом случае температура покрываемой подложки должна находиться в пределах от 10001500 С. Образуемое указанными выше способами покрытие может быть представлено слоем элементарного бора, однако, если бор осаждается на поверхности элемента из композиционного керамического материала с алюминиевой матрицей с использованием гидрида бора при температуре ниже

660 С (приблизительная температура плавления алюминия), бор селективно реагирует с выступающим на покрываемую поверхность алюминием, в результате чего образуется борид алюминия, обладающий высокой твердостью, Таким образом, конечный керамический продукт с одной стороны имеет высокую твердость поверхности, а с другой стороны мягкую, пластичную металлическую матрицу, то есть обладает весьма желательной комбинацией механических свойств.

В другом варианте образование покрытия на элементах из композиционного керамического материала может быть произведено. путем физического осаждения материала покрытия. Методом распыления на керамической подложке может быть образовано покрытие из металла. выбранного из группы, включающей серебро, алюминий, медь, молибден, ниобий, никель, платина, кремний, тантал, титан и вольфрам.

1828461

Способом, соответствующим настоящему изобретению, на одну или несколько поверхностей элемента из композиционного керамического материала можно наносить различные соединения. Так, например, методом химического осаждения паров на по- верхность элемента из композиционного керамического материала можно наносить карбиды бора, хрома, гафния. молибдена, 10 греванием этого элемента при температуре 15

30 ниобия, кремния, тантала, титана, ванадия, вольфрама и циркония. Так, например, карбид бора (B4C) можно осаждать на одну или несколько поверхностей элемента иэ композиционного керамического материала на1200 — 1900 С в атмосфере, представляющей собой смесь паров трихлорида бора (ВС!з) какого-либо углеводородсодержащего газа, например, окиси углерода или органического газа такого, как метан, и водорода. Карбид бора представляет собой твердый, иэносостойкий кроющий материал.

В другом варианте, один или несколько указанных карбидов могут быть осаждены на поверхность элемента из композиционного керамического материала методом физического осаждения паров. Так, например, карбид хрома, молибдена, кремния, тантала. титана, и вольфрама можно осаждать реаКтивным распылением, при котором плазма локализуется на покрываемой поверхности, а реактивный гаэ с соответствующим анодным материалом транспортируется в плазму. Требуемый карбид образуется в результате реакции газа с анодным материалом до его осаждения на подложку.

Методом химического осаждения паров на подложке можно осаждать нитриды алюминия, бора, гафния, ниобия, тантала, кремния, титана, вольфрама и циркония. Так, например, нитрид бора (BN) можно осаждать на одном или нескольких поверхностях элемента из композиционного керамического материала нагреванием покрываемого элемента до температуры 1000 — 12000 С в атмосфере, представляющей собой смесь трихлорида или трифторида бора и аммиака.

Покрытие. образованное нитридом бора, обладает достаточно высокой твердостью и износостойкостью, Методом физического осаждения паров на поверхность элемента иэ композиционного керамического материала можно осаждать один или несколько укаэанных выше нитридов. Уг омянутым выше способом реактивного распыления можно образовывать покрытия -из нитридов алюминия, гвфния, ниобия, тантала, титана и вольфрама.

Методом химического осаждения паров можно производить образование покрытий из окислов алюминия, хрома, кремния, тантала. олова, титана, цинка и циркония. Так, например, окись циркония (Zr02) может быть осаждена на одной или нескольких поверхностях элемента из композиционного керамического материала нагреванием элемента при температуре приблизительно

1000 С в атмосфере, представляющей собой смесь паров тетрахлорида циркония (ZrCI4), углекислого газа, окиси углерода и водорода.

Покрытие из окиси циркония обладает достаточно высокой твердостью, износостойкостью и коррозиестойкостью.

В другом варианте осаждение указанных окислов может быть произведено методом физического осаждения паров. Так, например, осаждение окиси циркония может быть произведено распылением.

Одним иэ вариантов реализации принципов настоящего изобретения являются способ получения формоустойчивой керамической массы, включающей модифицированный металлосодержащий компонент, и образуемый способами. описанными в упомянутых выше сопринадлежащих патентных заявках формоустойчивости керамический материал, включающий поликристаллический продукт реакции окисления, образуемый в результате реакции окисления расплавленного первичного металла некоторым окислителем, и связанный металлосодержащий компонент по меньшей мере частично доступный С одной стороны или нескольких поверхностей указан ного формоустойчивого керамического материала, Когда поверхность или поверхности керамического элемента контактируют с некоторым количеством инородного металла, отличного от указанного связанного, металлосодержащего компонента, при определенной температуре и в течение периода времени, достаточно для осуществления процесса взаимной диффузии, по меньшей мере часть указанного металлосодержащего компонента вытесняется указанным инородным металлом. I åзультирующий керамический элемент с изменением металлосодержащим компонентом и обладающим измененными или улучшенными свойствами, после его обработки в соответствии с настоящим иэобретением подвергается дополнительной последующей обработке, во время которой на инородный металл на поверхности кера-. мического элемента в процессе селективной диффузии наносится покрытие иэ одного или нескольких элементов, Эти эле1H? 8161

55 менты вызывают требуемые изменения одного или нескольких свойств открытий поверхности инородного металла.

В качестве элементов для образования диффузионного покрытия могут быть использованы бор, углерод, азот, хром и различные смеси этих элементов. К инородным металлам, которые в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы в составе металлического компонента керамического материала. относятся металлы. которые в процессе образования диффузионного покрытия легко образуют бориды, карбиды, нитриды и соединения хрома. К таким металлам, например, относятся хром, железо, марганец. молибден, никель, ниобий, кремний, титан, вольфрам и ванадий.

Реализацию описанного варианта воплощения изобретения легко показать на примере использования железа в качестве. инородного металла. Специалистам хорошо известно, что поверхностное упрочнение железа легко достигается путем карбюризации или цементации. Так, например, для цементации элемента иэ композиционного керамического материала, включающего связанное железо, такой элемент может быть помещен в слой гранулированного углеродосодержащего материала, например, в слой графита, а затем подвергнут нагреванию при определенной температуре в течение соответствующего периода времени, В предпочтительном варианте в качестве углеродосодержащего агента может быть использован газообразный углеводород, например,.метан, пропан, бутан и другие.

Для осуществления такой комбинированной обработки элемент из композиционного керамического материала в течение периода времени от 1 до 5 ч выдерживается при температуре в пределах от 800 до

10000С в атмосфере, содержащей указанные выше карбонитрирующие агенты. Карбид железа и нитрид железа образуют в результате реакции железа, служащего в качестве инородного металла матрицы подложки, с карбонитрирующими агентами.

Образующиеся таким образом карбиды и нитриды диффундируют в открытый на поверхности элемента иэ керамического элемента металл. Время и температура выдержки элемента иэ композиционного керамического материала в указанных выше условиях определяют толщину поверхностного слоя карбида и нитрида.

Описанный выше процесс химического осаждения паров может быть использован для селективной диффузии борз и крома в инородный металл кампозиционнОга керз5

45 мического материала с образованием соответствующего поверхностного покрытия.

Пример 1. Композитное тело с кера мической матрицей было образовано путем нагревания основного металла алюминия до температуры примерно 1100 С в присутствии материала наполнителя глинозема, При контакте основного металла алюминия с воздухом, как окислителем, алюминий окислялся до продукта реакции окисления, ь содержащего глинозем, который внедрялся в материал наполнителя. Образованный компазит охлаждался до комнатной температуры.

Затем сформованное композитное тело нагревалось в присутствии BzHs, летучего соединения бора, при температуре примерно 550 С. Кампоэитное тело охлаждалось, и после анализа композитного тела было установлено, что на композите образовался поверхностный слой борида алюминия, Комбинация компоэита с керамической матрицей глинозема с покрытием из борида алюминия выразилась в сетке вязкопластичного металла внутри композита с твердой поверхностью на композитном теле, Пример 2. Композитное тело с керамической матрицей было сформовано путем нагревания основного металла алюминия до температуры примерно 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема.

При контакте основного металла алюминия с воздухом, как окислителем, алюминий окислялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем. который принимал в себя материал-напалнитель. Сформованный композит охлаждался до комнатной температуры.

Затем сформованное компоэитнае тело нагревалась в присутствии ВС1э, летучего соединения бора, при температуре примерно 1200 С, Компоэитное тело охлаждалось. и после анализа компоэитного тела было установлено, что на композите образовался поверхностный слой элементарного бора, Покрытие слоя бора образовало твердую поверхность на компоэитном теле.

П р и м.е р 3. Композитное тело с керамической матрицей было сфармовано путем нагревания основного металла алюминия до температуры примерно 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема.

При контакте основного металла алюминия с воздухом, как окислителем, алюминий окислялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем, который сливался с материалом наполнителя.

Сформовзнный компазит охлаждался до комнатной температуры.

1828461

5 с

30

Образованное композитное тело затем нагревалось в присутствии атмосферы, содержащей смесь BCb, метана и водорода, при температуре примерно 1500 С. Композит охлаждался. и после анализа было установлено, что на поверхности композитного тела было образовано покрытие карбида бора. Покрытие карбида бора создавало твердую износостойкую поверхность на керамическом композитном теле.

Пример 4. Композитное тело с керамической матрицей было сформовано путем нагревания основного металла алюминия до температуры примерно 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема.

При контакте основного металла алюминия с воздухом в качестве окислителя алюминий окислялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем, который сливался с материалом-наполнителем. Образованныи компоэит охлаждался до комнатной температуры.

Сформованный композит нагревался в атмосфере. содержащей смесь треххлористого бора и аммиака, при температуре, примерно 1050 С. После охлаждения компоэита было установлено, что на поверхности, композита было осевшее покрытие нитрида бора. Нитрид бора обеспечил твердую иэносостойкую поверхность на керамическом композитном теле.

Пример 5. Композитное тело с керамической матрйцей было получено путем нагревания основного металла алюминия до температуры около 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема. При контакте основного металла-алюминия с воздухом, как окислителем, алюминий окислялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем. который сливался с материалом-наполнителем. Образованный композит охлаждался до комнатной температуры.

Образованный композит был подвергнут стандартной обработке напыления-, в результате чего на поверхности композита было образовано покрытие никеля в результате осаждения. Никелевое покрытие создавало металлическую поверхность на керамическом композитном теле.

Пример 6. Композитное тело с керамической матрицей было образовано путем . нагревания основного металла алюминйя до температуры около 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема, При контакте основного металла алюминия с воздухоМ, как окислителем, алюминий окис.лялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем, который сливался с материалом-наполнителем.

Сформованный композит охлаждался до комнатной температуры.

Полученный компоэит нагревался до температуры около 1000" С в атмосфере, содержащей смесь паров треххлористого циркония, двуокиси углерода, моноокиси углерода и водорода, После охлаждения компоэитного тела было установлено. что на композите образовалось поверхностное покрытие оксида циркония. Оксид циркония обеспечивал твердое иэносостойкое и стойкое к окислению покрытие на керамическом компоэитном теле, Пример 7. Компоэитное тело с керамической матрицей было образовано путем нагревания основного металла алюминия до температуры около 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема. При контакте основного металла алюминия с воздухом, как окислителем, алюминий окислялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем, который сливался с материалом-наполнителем, Образованный композит охлаждался до комнатной температуры.

Образованный композит затем вводили в контакт с расплавленным железом при температуре около 2000 С в течение периода времени, достаточном для взаимной диффузии железа и алюминия на глубину примерно один дюйм от поверхности компоэита. Результирующее модифицированное компоэитное тело с керамической матрицей содержало керамическую матрицу глинозема, имеющую в себе каналы сплава алюминия-железа.

Модифицированный композит затем нагревался примерно до 900 С в атмосфере метана в течение около 10 ч, После охлаждения отмечалось, что было образовано покрытие карбида железа на поверхности компоэитного тела. Карбид железа обеспечивал поверхностный повышенной твердости слой на керамическом композитнам теле, Пример 8. Композитное тело с керамической матрицей было получено путем нагревания основного металла алюминия до температуры около 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема. При контакте основного металла алюминия с воздухом, как окислителем, алюминий окислялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем, который сливался с материалом-наполнителем, Образованный композит охлаждался до комнатной температуры, Образованный композит затем помещался s условия контакта с расплавленным железом при температуре около 2000 С в

1828461

14 ном теле образовалось поверхностное покрытие, содержащее карбид железа и нитрид железа. Комбинация карбида железа и нитрида железа давала поверхностный повышенной твердости слой на керамическом композитном теле, течение достаточного периода времени для протекания взаимной диффузии железа и алюминия на глубину примерно один дюйм от поверхности композита. Результирующий модифицированный композит с керамической матрицей содержал керами ческую матрицу глинозема, имеющую в себе каналы сплава алюминия-железа.

Образованный композит затем нагревался в атмосфере формующего газа при температуре около 600 С в течение около 40 часов. После охлаждения сформованного компоэита было установлено, что нитрид железа образовался на поверхности композита. Нитрид железа поверхностный повы- шенной твердости слой на керамическом компоэитном теле.

Пример 9. Композитное тело с керамической матрицей было образовано путем нагревания основного металла алюминия до температуры около 1100 С в присутствии материала-наполнителя глинозема. При контакте основного металла алюминия с воздухом как окислителем алюминий окислялся с образованием продукта реакции окисления, содержащего глинозем; который сливался с материалом-наполнителем. Образованный композит охлаждался до комнатной температуры, Образованный композит затем помещался в условия контакта с расплавленным железом при температуре около 2000 С в течение периода времени, достаточном для протекания взаимной диффузии железа и алюминия на глубину около одного дюйма от - поверхности композита, Результирующий модифицированный компоэит с керамической матрицей содержал керамическую матрицу глинозема, имеющую в себе каналы сплава алюминия — железа.

Образованный композит затем погружался в расплавленную ванну цианида натрия с небольшой частью аммиака.

Компоэит нагревался в течение около 4 чао сов при температуре около 900 С. После охлаждения отмечалось, что на композитФормула изобретения

Способ получения композиционного материала путем размещения заготовки иэ

10 основного металла, выбранного из группы алюминий. кремний, олово, цирконий, титан, гафний или их сплавы, в засыпке огнеупорного наполнителя из группы оксидов, карбидов, боридов и нитридов, в газообразной реакционноспособной окислительной

15 или азотирующей среде, нагрева заготовки до температуры, превышающей точку плавления основного металла, но меньшей точки плавления продукта его реакции с газообразной средой, и выдержки в течение времени, достаточного для миграции продукта реакции в пространство между зернами наполнителя или зернами уже обраэававшего20

25 ся продукта реакции до его заполнения и образования взаимосвязанного материала, содержащего до 40;Д остаточного основного металла, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью модификации свойств поверхности взаимосвязанного материала, по крайней

30 мере одну его поверхность приводят в контакт с инородным металлом, выбранным из группы железо, марганец, молибден, никель, ниобий, кремний, титан, вольфрам, ванадий, хром, и проводят дополнительный

35 нагрев для обеспечения селективной диффуаии инородного металла в остаточный основной металл, после чего по крайней мере на часть этой поверхности наносят покрытие методом химического или физического осаждения из паровой фазы, включающей бор- или хром- или углерод- и/или азотсодержащие соединения в течение времени, достаточного для образования соответствующего борида или соединения хрома, или карбида и/или нитрида, 45

Составитель Н,Соболева

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А,Обручар

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2366 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5