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微层耐热材料的制造方法技术

技术编号:1806810 阅读:148 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种制造微叠层热稳定材料的方法,包括在加热底板上连续沉积成层材料,其特征是为在高于最易熔化层材料熔化温度的(℃)0.3倍的温度下层界面处提供厚度在0.1~1微米的层的连续性,以厚度在0.001~0.005范围内而且一层材料到另一层材料浓度过渡平滑的交替层材料形成过渡边界;与此同时,到冷凝发生的表面的距离应该为材料的蒸发所用坩埚中心之间距离的0.55~0.8倍,而坩埚中心之间的距离应该等于冷凝所在底板直径的0.55~0.8倍;底板旋转速度(相对数)应该为蒸气流的总沉积速度的3~5倍;冷凝所在的底板的粗糙度不能超过0.63RA。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在真空中制造具有特殊物理、机械性能的复合物的领域,该复合物可以用于设计制造特种耐热材料,例如用于保护可反复使用的宇宙飞船、新一代燃气涡轮发动机的叶片,制造在高温下防止产品氧化的被覆层,特别是电接触材料等。
技术介绍
每年,由具有显著差异的物理、机械性能的成分组成的复合材料越来越引起注意。根据加强相的形态,加强材料可被分为两类纤维材料与叠层(多层)材料。与纤维材料相比,叠层材料具有很多优势,首先是因为有可能控制其物理、机械性质,即(Structure and properties of multi-layer stells/L.P.Botvina,V.S.Ivanova,T.S.Malinovskaya等,//Proceedings of the Academyof Sciences of USSR.Metals-1970-No3,pp.146-151)1.用纤维加固时不容易给产品制造合乎愿望的外表,且众所周知,在承受负荷时,外层的状态与性质对材料的行为起决定性的作用。并且,经过对交替层次序与层厚度的改变,可以改变在不同负荷下叠层材料的机械性质;2.在相同体积份的加固相的情况下,叠层材料比纤维材料变形得更均匀;3.制造叠层材料的技术比制造纤维材料的简单得多且更为人们所熟知。可以使用各种方法制造工业叠层复合材料,其中主要的是经过以下方法结合各种金属的条、板、片、箔热轧、将液态金属浇注在固相板上后进行轧制、爆炸熔接、用固体焊料焊接、定向共晶结晶。许多概括性的综述以及专著既详细介绍了其制造方法又介绍了叠层材料的一些物理机械性质(Structure and properties of multi-layer stells/L.P.Botvina,V.S.Ivanova,T.S.Malinovskaya等,//Proceedings of the Academy of Sciences ofUSSR.Metals-1970-No3,pp.146-151;Achievements in the sphere ofcomposite materials/J.Piatti-Ispra编辑,Italy,1978-M.metallurgy,pp.1982-304;Non-elastic properties of the composite materials/K.Gerakovich-M.编辑Mir,1978.-295c.;Rait E.C.,Levit A.P.Laminated metal compositematerials//Composite materials with metal matrix.-M.MechanicalEngineering.-1978-Vol.4-pp.48-105(Composite materials in 8 volumes/L.Brautmane,R.Krok编辑);Multi-layer welded structures and pipes/B.E.Paton-Kiev编辑Naukova Dumka,1984-391pp.;Composite materials/D.M.Karpinos-Kiev编辑Naukova Dumka,1985-591pp.)。共熔的耐热叠层组合物越来越多地应用于制造现代飞机发动机的重要部分中。与单层材料相比,上述的材料具有很多有点;例如其强度更高、耐热性更好、冲击强度更高等(Application of composite materials intechnology/M.Mechanical Engineering.-1978-vol.3-pp.508(Compositematerials in 8 volumes/L.Brautmane,R.Krok编辑))。多数情况下,纤维材料的厚度比平均结晶粒度大3~4级。对发展科技方面极重要的材料是那种平均结晶粒度与交替层厚度相当或者甚至更低的叠层材料。这种材料的强度极限可以达到金属理论强度的下限(Pines B.Ya.,Nguen Suan-Tyan.Deformation and strength of thinfilms//Metals Physics and Physical Metallurgy.-1965.-19.-c.899-907)。该叠层(多层)材料即为科技文献中经常提到的微叠层材料(MLM)(Movchan B.A.,Grechanyuk N.I.Structure and some properties ofmicro-layer condensed materials//Problems of special electrometallurgy-1984.-publ.20,pp.68-73;Kopan V.S.Micro-laminated composite materialson the basis of aluminium,copper and ironAbstract of a Thesis for a Physicsand Mathematics Doctor’s degree-Kiev,1987,pp.45)。V·S·Kopan基于经过拉制丝束或轧制箔束所得的厚度不超过0.1微米的Cu、Pb、Sn、Cr、Fe、Ni、Mg、Au、Ag、C、Al2O3,对微叠层材料进行了广泛的研究(Kopan V.S.Micro-laminated composite materialson the basis of aluminium,copper and ironAbstract of a Thesis for a Physicsand Mathematics Doctor’s degree-Kiev,1987,45PP.)。他证实,程序化控制微叠层复合材料(MLCM)的性质的主要因素是层厚度。规律是厚度越薄,显微硬度极限、强度极限、弹性限度、疲劳极限、变形引起的温差电动势、电阻、矫顽力、连续性及耐裂性越高。阴极射线技术给设计微叠层材料提供实际上无限的机会。改善材料真空中冷凝的技术与方法,以及首先制造强力的阴极射线蒸发器和磁电管体系,便可以开始制造具有不同结构及厚度变化范围很大的材料。目前,可以挑选出两类以真空析出的方法制造的一定程度上的常规微叠层材料a)厚度在0.1~10微米(Movchan B.A.,Grechanyuk N.I.Structure andsome properties of micro-layer condensed materials//Problems of specialelectrometallurgy-1984.-publ.20,pp.68-73;Palatnik L.S.,Ilyinsky A.I.Mechanical properties of metal films//Achievements f PhysicalSciences-1968.-65,No4-pp.613-643;Ilyinsky A.I.Strength and structure offilmed composite materialsAbstra本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造微叠层热稳定材料的方法,包括在真空中于底板上连续沉积成层材料,其特征是为了在高于最易熔化层材料熔化温度的(℃)0.3倍的温度下层界面处保证厚度为0.1~1微米的层的连续性,以厚度在0.001~0.005范围内而且从一层材料到另一层材料浓度过渡平滑的交替层材料形成过渡边界。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:尼古拉伊万诺维奇格列恰纽克
申请(专利权)人:GBA股份公司
类型:发明
国别省市:CH[瑞士]

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