專利名稱：其中分散有陶瓷顆粒的金屬基質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中分布有陶瓷顆粒或粒子的金屬基質(zhì)粉末或顆粒的 組合物以及由其制備的固體物體、及其制備方法。本發(fā)明利用了在美國
專利6409797、5958106、 5779761和6861038中公開的Armstrong Process,
所有這些專利在此通過引用結(jié)合進來。
背景技術(shù)：
其中分布有陶瓷顆粒的金屬基質(zhì)在眾多工業(yè)中使用。例如，碳化鎢 是非常硬的金屬，可以結(jié)合到各種金屬基質(zhì)中以提供耐磨材料，而氮化 鈦和/或碳化鈦可以結(jié)合到鈥基質(zhì)中用作鋁錠發(fā)動機(aluminum block engine)的氣釭內(nèi)#于。
屬的粉碎、鹽溶液沉淀、化學化合物的熱分解、化合物的還原、電解沉 積以及熔融金屬的霧化。
一般而言，霧化用于制備球形顆粒，脆性材料比如金屬氫化物可以 在球磨機和其它已知工藝中機械粉碎。化學化合物的熱分解在一些情況 中使用，比如羰基鎳。 一些鐵粉末也以這種方式制備。
隨著Armstrong Process的發(fā)展，通過使用堿金屬或者堿土金屬的液 流促進了金屬粉末的制備，在所述堿金屬或者堿土金屬液流中在還原性 條件下引入了氣態(tài)卣化物或者卣化物組合來制備金屬或者其合金，所有 這些內(nèi)容都在前述專利中有公開。Armstrong Process也能夠用于制備陶 資，也在上面舉出的專利中給出了。已經(jīng)用Armstrong Process制備了各 種市售金屬，最值得一提的是商業(yè)純(CP)鈦和滿足ASTM等級5質(zhì) 量規(guī)格的6/4鈦。但是，存在著對遍布有陶瓷顆?；蚍勰┑慕饘倩蛘呓?屬粉末組合物的需要。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的主要目標是提供通過如下方法制備的物質(zhì)組合 物，所述物質(zhì)組合物包含其中分布有陶瓷顆粒的金屬基質(zhì)將形成所述
基質(zhì)的金屬卣化物引入到流動的堿金屬或堿土金屬或者其混合物中，將 陶瓷成分的源引入到流動的堿金屬或者堿土金屬或者其混合物中，其中 堿金屬和/或堿土金屬充分過量以保持基本所有反應(yīng)產(chǎn)物的溫度低于其 燒結(jié)溫度，以在過量的堿金屬和/或堿土金屬情況下制備金屬基質(zhì)顆粒和 陶瓷顆粒和鹽顆粒，并去除所述過量的堿金屬和/或堿土金屬和所述鹽顆 粒，得到金屬基質(zhì)顆粒和陶瓷顆粒的混合物。
本發(fā)明的另 一 目標是提供通過如下方法制備的物質(zhì)組合物，所述物 質(zhì)組合物包含其中分布有平均直徑小于大約1微米的陶瓷顆粒的金屬基
質(zhì)將形成所述基質(zhì)的金屬(一種或多種)的氯化物引入到流動的堿金 屬或堿土金屬或其混合物中，將陶資成分的源引入到流動的堿金屬或者 堿土金屬或者其混合物中，其中堿金屬和/或堿土金屬充分過量存在以保 持基本所有反應(yīng)產(chǎn)物的溫度低于其燒結(jié)溫度，以在過量的堿金屬和/或堿 土金屬情況下制備金屬基質(zhì)顆粒和陶瓷顆粒和鹽顆粒，和其中所述氯化 物的沸點低于大約50(TC，并去除所述過量的堿金屬和/或堿土金屬和所 述鹽顆粒，得到金屬基質(zhì)顆粒和陶瓷顆粒的混合物。
本發(fā)明的最后 一 個目標是提供制備其中分布有陶瓷顆粒的金屬基 質(zhì)粉末的組合物的方法，所述方法包括建立液體堿金屬或堿土金屬或其 混合物的物流，將所述金屬基質(zhì)的囟化物蒸氣和陶瓷顆粒的非金屬成分 的源以不^f氐于聲速引入到所述液體石咸金屬或石咸土金屬物流中，所述液體 堿金屬或堿土金屬以足以保持基本所有反應(yīng)產(chǎn)物低于其燒結(jié)溫度的量 存在。
本發(fā)明由在隨后充分描述的、在附圖中示出的以及在所附權(quán)利要求 中特別指出的一些新型特征和部件的組合構(gòu)成，應(yīng)該理解的是在不偏離 本發(fā)明的精神或者犧牲本發(fā)明的任何益處的情況下可以對細節(jié)進行各
種改變。


為了便于理解本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，當 結(jié)合下列描述來查看這些附圖時，本發(fā)明、其構(gòu)造和操作、以及許多其 優(yōu)點應(yīng)該^艮容易理解和認識到。
圖l是流程圖，示出了作為例子源自四氯化鈦的鈦金屬和與其混合 的陶瓷顆粒的連續(xù)方法；和 圖2是用于圖1中公開的方法的典型燃燒器反應(yīng)室的示例。
發(fā)明詳述
本發(fā)明的方法可以利用任何堿金屬或者堿土金屬來實施，具體依賴 于將被還原的金屬或非金屬。在一些情況中，可以使用金屬金屬或堿土 金屬的組合。而且，雖然在大多數(shù)情況中氯由于最便宜和最容易得到而
者堿土金屬中，舉例而言，不是出于限制目的而是僅僅出于舉例說明目 的，鈉由于最便宜和優(yōu)選而被選擇，出于同樣目的選擇氯，但是鎂也是 有市售的。
就將要還原的非金屬或者金屬而言，能夠還原從下面的列表中選擇 的單一金屬，比如鈦或鉭或鋯。還能夠在該方法開始時通過提供所需分 子比的混合金屬卣化物來制備預定組成的合金。舉例而言，表l列出了 用于還原化學計量量的可用于本發(fā)明方法的非金屬或者金屬卣化物蒸 氣的每克液體鈉的反應(yīng)熱。
表1
原料 TiCI4 AICL3 SiCI4
,SnCI2 SbCI3 BeCI2 Bcl3 TaCI5 ZrCI4 VCI4 NbCI6 MoCI4 GaCl3 UFs Ref%
熱量kJ/g
10 9
4 14
10 12
11
9
12 12 14 "
10 17
可用于本發(fā)明的陶瓷顆?？梢跃哂羞x自W、 B、 Bi、 Fe、 Gd、 Ge、 Hf、 In、 Pb、 Sn、 Zr中的一種或更多種的金屬成分，這些陶瓷可以是氮 化物、碳化物、磷化物、硫化物、硼化物或其混合物的形式。
僅僅出于在實踐本發(fā)明所需裝置中使用較便宜材料的目的，如果引
入到流動的金屬物流中的蒸氣沸點不大于大約500°C,則是最佳的?？?用于本發(fā)明以提供陶瓷顆粒的各種材料源是沸點大約76.7°C的四氯化 碳、沸點大約76。C的PCl3、沸點大約60。C的SCl2、沸點大約13。C的BC13, 在卣化物出于某種原因不能使用的情況下，元素自身可以在一些情況中 使用，比如，磷在417。C升華，硫在445。C沸騰。當然，氮在室溫是氣 體。
陶瓷部件的各種金屬組分，比如例如，沸點為大約346。C的四氯化 鵠以及其它氯化物、氟化物或者溴化物可以使用，這是本領(lǐng)域公知的。 可用于本發(fā)明的組合物取決于其最終用途，基質(zhì)可以低至大約5重量％ 或者高至95重量％，具體取決于最終用途。
同樣為了舉例說明而不是限制的目的，本方法將采用由四氯化物制 備的單一金屬鈦作為基質(zhì)材料和采用CCU制備的TiC作為陶瓷來舉例 說明。
圖1示出了綜述性的方法流程圖。鈉和四氯化鈦在反應(yīng)室14中組 合，在此來自其源(沸騰器22的形式)的四氯化鈦蒸氣被注入到來自 其連續(xù)循環(huán)回路(包括鈉泵U)的流動的鈉物流中。來自其源的四氯化 碳通過泵21A泵送到沸騰器22A,在此進入來自沸騰器22的管線進入 反應(yīng)室14。鈉物流通過由電解電池16提供的鈉進行補充。在室14中的 還原反應(yīng)是高度放熱性的，形成鈦和氯化鈉以及碳化鈦顆粒的熔融反應(yīng) 產(chǎn)物。由于TiC的熔點超過3000。C,所以在制備時TiC顆粒是固體而不 是炫融態(tài)。熔融反應(yīng)產(chǎn)物在鈉主物流(the bulk sodium stream )中猝冷。 顆粒尺寸和反應(yīng)速度通過如下方式來控制計量加入四氯化鈦蒸氣四氯 化碳流速(通過控制供給壓力)、用惰性氣體比如He或Ar稀釋四氯化 鈦蒸氣，以及鈉流動特征和反應(yīng)室中的混合參數(shù)，所述反應(yīng)室包括用于 使四氯化鈦和四氯化碳混合的噴嘴以及用于液體鈉的周圍導管。蒸氣在 被液體包圍的區(qū)域中，也即液體連續(xù)統(tǒng)一體中，與所述液體密切混合， 所得到的溫度(明顯受到反應(yīng)熱的影響)受到流動的鈉量控制，并且保 持在所制成的金屬的燒結(jié)溫度之下，比如對于鈦而言是大約IOO(TC。 Ti 金屬對TiC的比值通過流動控制器(未示出)進行控制，所述流動控制 器對流入反應(yīng)室14的氣體進行調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，遠離卣化物引入位置的 鈉溫度保持在大約20(TC-大約60(TC的范圍。離開反應(yīng)區(qū)的產(chǎn)物在與 反應(yīng)室的壁接觸之前，優(yōu)選在與其它產(chǎn)物顆粒接觸之前，在周圍液體中
猝冷。這樣避免了燒結(jié)和對壁的腐蝕。
周圍的鈉物流隨后攜帶鈦、碳化鈦和氯化鈉反應(yīng)產(chǎn)物遠離反應(yīng)區(qū)。 這些反應(yīng)產(chǎn)物通過常規(guī)分離器15比如旋風分離器、顆粒過濾器、磁性 分離器或者真空蒸餾釜從鈉主物流中去除，其中優(yōu)選真空蒸餾釜。
對于從氯化鈉中分離鈦和碳化鈦而言，有三種獨立的選項。第一選 項以分離的步驟來去除鈦/氯化鈦和氯化鈉。這是通過保持所述主物流溫 度以使鈦/碳化鈦產(chǎn)物是固體而氯化鈉是熔融態(tài)來實現(xiàn)，其中所述主物流
溫度保持是通過控制四氯化鈦和鈉流入反應(yīng)室14的速率比值來控制的。 對于此選項而言，首先去除鈦/碳化鈦產(chǎn)物，主物流冷卻以固化氯化鈉， 然后從分離器12中去除氯化鈉。
在去除反應(yīng)產(chǎn)物的第二選項中，會在反應(yīng)室14中保持四氯化鈦和 鈉流速的較低比值，以使鈉主物流溫度會保持低于氯化鈉固化溫度。對 于此選項而言，會采用常規(guī)分離器將鈦/碳化鈦產(chǎn)物和氯化鈉同時去除。 氯化鈉和任何殘余在顆粒上的鈉隨后會在水-醇浴中去除。
在第三個并且是優(yōu)選的去除產(chǎn)物選項中，鹽、Ti/TiC產(chǎn)物和Na的 固體餅經(jīng)過真空蒸餾以去除Na。隨后，通過使包含一些02的氣體通過 所述鹽和Ti/TiC產(chǎn)物的混合物然后用水洗以去除鹽而使Ti/TiC產(chǎn)物鈍 化，得到具有Ti02表面(如果需要，其能夠通過常規(guī)方法去除)的Ti/TiC 產(chǎn)物。
在分離之后，氯化鈉隨后循環(huán)到電解電池16中以再生。所述鈉返 回到主過程物流中，用于引入到反應(yīng)室14中，而氯在礦石氯化17中使 用。值得注意的是，盡管氯化鈉電解和隨后的礦石氯化都使用本領(lǐng)域已 知的技術(shù)來進行，但是采用Kroll或Hunter方法是不可能實現(xiàn)這種反應(yīng) 副產(chǎn)物直接整合和循環(huán)到該方法中的，這是因為這些方法的間歇性質(zhì)以 及形成了作為中間產(chǎn)物的鈦海綿。另外，在換熱器10中去除過量的過 程熱，用于共同發(fā)電。通過本發(fā)明的化學制備方法實現(xiàn)的這些分離的過 程的整合，在通過能量和化學廢物流循環(huán)而實現(xiàn)的操作經(jīng)濟性提高以及 對環(huán)境影響的顯著降低兩方面，都具有明顯的益處。
來自電解電池16的氯用于在氯化裝置17中使鈦礦石(utile、 agnate 或者鈦鐵礦)氯化。在氯化階段，在流化床或者其它合適的氯化窯中使 鈦礦石和焦炭混合并在氯存在的情況下發(fā)生化學轉(zhuǎn)化。包含在原料中的 二氧化鈦反應(yīng)形成四氯化鈦，而氧和焦炭形成二氧化碳。鐵和礦石中存
在的其它雜質(zhì)金屬也在氯化過程中轉(zhuǎn)化成它們相應(yīng)的氯化物。氯化鈦隨 后通過在塔18中通過蒸餾而濃縮和提純。在當前的實踐中，純化后的
氯化鈦蒸氣會再次濃縮并銷售給鈦生產(chǎn)商；但是，在本整合方法中，四 氯化鈦蒸氣物流經(jīng)由進料泵21和沸騰器2 2直接用于生產(chǎn)過程中。
在于換熱器19和20中提供用于蒸餾步驟的過程熱之后，主過程物 流的溫度在換熱器IO處調(diào)整到反應(yīng)室14所需的溫度，然后與再生的鈉 循環(huán)物流組合，注入到反應(yīng)室中。從換熱器19和20回收的熱量可以用 于使液體卣化物從其源蒸發(fā)以形成卣化物蒸氣，用于和金屬或非金屬反 應(yīng)。應(yīng)該理解的是，如同本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所需的，可以增加各種泵、 過濾器、收集器、檢測器等。
在所有方面，對于圖1所示的方法，重要的是從分離器15去除的 鈦應(yīng)該處于鈦的燒結(jié)溫度或以下，以便排除和防止鈦在裝置表面上固化 以及鈦顆粒團聚成大塊，這是目前所用商業(yè)方法的一個基本難點。通過 保持鈦金屬溫度低于鈦金屬的燒結(jié)溫度，鈦不會像在現(xiàn)有技術(shù)中一樣附 連到裝置壁或其自身上，所以，避免了對其的物理去除。這是本發(fā)明的 重要方面，是通過使用足量鈉金屬或者稀釋氣體或者兩者來控制元素 (或合金)和陶瓷產(chǎn)物的溫度來獲得的。在其它方面，圖l舉例說明了
現(xiàn)有技術(shù)的問題，并且產(chǎn)生了更均勻分布的陶瓷顆粒。
現(xiàn)在參見圖2，公開了典型的反應(yīng)室，其中焦炭流動或注射噴嘴23 完全淹沒在流動的液體金屬物流中，以受控的方式將鹵化物蒸氣從沸騰 器22和22A引入到該液體金屬還原劑物流13中。該反應(yīng)過程通過使用 焦炭流(聲速流或者臨界流)噴嘴進行控制。焦炭流噴嘴是在噴嘴喉部 實現(xiàn)聲速蒸氣的蒸氣注射噴嘴。這就是說，在噴嘴喉部處蒸氣速度等于 聲音在蒸氣的盛行溫度和壓力下在蒸氣介質(zhì)中的速度。當實現(xiàn)聲速條件 時，下游條件中導致壓力變化的任何變化不能向上游傳播以影響排料。 下游壓力隨后可以無限下降，而不會增加或者降低排料。在焦炭流條件 下，僅僅上游條件需要進行控制以控制流速。焦炭流動所需的最低上游 壓力和下游壓力成比例，稱作臨界壓力比。這個比值可以通過標準方法 計算。
焦炭流動噴嘴起到兩個目的(1 )它將蒸氣發(fā)生器和液體金屬系 統(tǒng)分開，排除液體金屬回行到卣化物進料系統(tǒng)中并導致和液體卣化物進
料潛在有害接觸的可能性，和(2)它以固定速率輸送蒸氣，和反應(yīng)區(qū) 中的溫度和壓力波動無關(guān)，從而允許方便地和無條件地控制反應(yīng)動力學。
液體金屬物流也具有多重功能性用途(1 )它使反應(yīng)產(chǎn)物快速激 冷，無需燒結(jié)形成產(chǎn)物粉末，(2)它將激冷的反應(yīng)產(chǎn)物輸送到分離器， (3)它充當傳熱介質(zhì)，允許有用的回收相當量的反應(yīng)熱，和(4)它將 反應(yīng)物之一送入反應(yīng)區(qū)。
例如，在圖2中，進入反應(yīng)室的鈉13可以處于200°C,流速為 38.4kg/min。來自沸騰器22的四氯化鈦可以處于2大氣壓下，溫度為164 °C,通過管線的流速可以是l.lkg/mm?？梢允褂酶叩膲毫?，但是重要 的是應(yīng)該防止回流，以使最低壓力應(yīng)該高于通過針對聲速條件的臨界壓 力比確定的壓力值，或者優(yōu)選是鈉物流絕對壓力的大約兩倍(如果鈉處 于大氣壓，則是兩個大氣壓)以確保通過反應(yīng)室噴嘴的流動是臨界的或 者堵塞的(choked)。
本發(fā)明的方法也可用于提供合金和陶瓷粉末的混合粉末，為此，已 經(jīng)采用Armstrong Process來制備ASTM限定的6/4鈦合金，也即6 %鋁、 4%釩和余量的鈦，該合金也可以通過Armstrong Process制備并根據(jù)本 發(fā)明在其中結(jié)合陶瓷顆粒。
如前所述，用于制備6/4合金的裝置基本上和在上面公開Armstrong Process的專利中公開的相同，區(qū)別之處在于不是如同這些專利中所示出 的那樣僅僅具有四氯化鈦沸騰器22,而是還具有四氯化釩沸騰器和四氯 化鋁沸騰器，這兩個沸騰器通過合適的閥門連接到反應(yīng)室。管道充當歧 管以使氣體在進入反應(yīng)室時完全混合并且引入到所述流動的液體鈉的 表面之下。確定在該6/4合金的制備過程中，三氯化鋁是腐蝕性的并要 求在處理四氯化鈦或四氯化釩時不要求的特定材料。所以，Hastelloy C-276用于三氯化鋁沸騰器和通向反應(yīng)室的管道。
在大多數(shù)運轉(zhuǎn)中，通過使用足量的過量鈉將反應(yīng)器的穩(wěn)態(tài)溫度維持 在大約400。C。制備該合金的其它操作條件如下
使用類似于在所結(jié)合的Armstrong專利中所述的設(shè)備，除了提供 VCU沸騰器和AlCl3沸騰器并且兩種氣體都進料到將TiCU進料到液體 Na中的管線中以外。沸騰器壓力和系統(tǒng)參數(shù)在后面列出。
實驗程序TiCU沸騰器壓力=500kPa VCU沸騰器壓力=630kPa AlCl3沸騰器壓力=830kPa 入口 Na溫度- 240。C 反應(yīng)器出口溫度-510。C Na流速=40kg/min TiCl4流速=2.6kg/min
對于此具體實驗而言，在反應(yīng)器中使用7/32"噴嘴以計量金屬氯化 物蒸氣的混合。采用0.040"噴嘴來計量加入A1C13,采用0.035"噴嘴計 量加入VCU到TiCU物流中。反應(yīng)器操作大約250秒，注入大約llkg 的TiCU。鹽和鈦合金固體捕獲在楔形金屬絲過濾器上，而游離的鈉金 屬被排出。含有鈦合金、氯化鈉和鈉的產(chǎn)物餅在大約100毫托在550-575 。C容器壁溫度處蒸餾20小時。 一旦所有鈉金屬都通過蒸餾去除，該捕 集器再次用氬氣加壓，加熱到750。C并保持該溫度48小時。含有鹽和鈦 合金餅的容器冷卻，用0.7重量％氧/氬混合物使所述餅鈍化。在鈍化之 后，所述餅用去離子水洗滌并隨后在真空烘箱中在低于IO(TC的溫度干 燥。
例如，可以僅僅在注入流動鈉的氣體中包括特定量的來自沸騰器 22A的四氯化碳而將碳化鈦結(jié)合到6/4合金中，而可以通過將特定量的 三氯化硼注入到流動鈉中來使用硼化物。其它陶資顆粒可以如前所述由 原料制備。所以，可以發(fā)現(xiàn)，通過使用Armstrong Process可以在金屬基 質(zhì)中分布種類很多的陶瓷顆粒。優(yōu)選的但不是必需的，金屬基質(zhì)結(jié)合至 少一種金屬的所述陶瓷顆粒，但本發(fā)明不限于此。各種反應(yīng)的熱力學決 定什么陶瓷可以引入到什么基質(zhì)顆粒中，但是一般而言，優(yōu)選陶瓷是氮 化物、磷化物、硫化物和碳化物。對鈦而言不優(yōu)選氧化物，因為氧化物 會和4太反應(yīng)。
在制備了粉末后，可以使用各種方法來由其制備固體制品，這些方 法是粉末冶金領(lǐng)域中廣泛知道并且通常使用的，包括鑄造、加壓和燒結(jié)， 以及許多其它方法，包括電弧熔融等。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實施方案對本發(fā)明進行了特別顯示和 描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況 下，在形式和細節(jié)上都可以有多種變化。
權(quán)利要求
1、物質(zhì)組合物，包含其中分布有陶瓷顆粒的金屬基質(zhì)，所述物質(zhì)組合物通過如下方法制備:將形成所述基質(zhì)的金屬的鹵化物引入到流動的堿金屬或堿土金屬或其混合物中，將所述陶瓷的成分的源引入到流動的堿金屬或堿土金屬或其混合物中，其中存在充分過量的堿金屬和/或堿土金屬以將基本所有反應(yīng)產(chǎn)物的溫度保持低于其燒結(jié)溫度，從而在過量的堿金屬和/或堿土金屬存在下制備金屬基質(zhì)顆粒和陶瓷顆粒和鹽顆粒，除去所述過量的堿金屬和/或堿土金屬和所述鹽顆粒，得到金屬基質(zhì)顆粒和陶瓷顆粒的混合物。
2、 權(quán)利要求1的物質(zhì)組合物，其中所述囟化物的沸點低于大約500。C。
3、 權(quán)利要求1的物質(zhì)組合物，其中所述金屬基質(zhì)是Ti、 Al、 Sb、 Be、 B、 Ta、 V、 Nb、 Mo、 Ga、 U、 Re、 Zr、 Si和其合金的一種或更多種。
4、 權(quán)利要求l的物質(zhì)組合物，其中所述陶瓷顆粒具有選自W、 B、 Bi、 Cr、 Fe、 Gd、 Ge、 Hf、 In、 Pb、 Sn、 Zr和其混合物或合金的金屬成分。
5、 權(quán)利要求1的物質(zhì)組合物，其中所述陶瓷是氮化物、碳化物、 磷化物、硫化物、硼化物或其混合物。
6、 權(quán)利要求l的物質(zhì)組合物，其中所述卣化物是氯化物。
7、 權(quán)利要求l的物質(zhì)組合物，其中所述金屬基質(zhì)是Ti或其合金。
8、 權(quán)利要求7的物質(zhì)組合物，其中所述金屬基質(zhì)是鈦的鋁和釩合金。
9、 權(quán)利要求1的物質(zhì)組合物，其中所述鹵化物以大于聲速引入到 所述流動的金屬中。
10、 權(quán)利要求l的物質(zhì)組合物，其中所述流動的金屬是Na或Mg。
11、 由權(quán)利要求1的物質(zhì)組合物制備的固體制品。
12、 物質(zhì)組合物，包含其中分布有平均直徑小于大約1微米的陶瓷 顆粒的金屬基質(zhì)，所述物質(zhì)組合物通過如下方法制備將形成所述基質(zhì) 的所述金屬的氯化物引入到流動的堿金屬或堿土金屬或其混合物中，將 所述陶瓷的成分的源引入到流動的堿金屬或堿土金屬或其混合物中，其 中存在充分過量的堿金屬和/或堿土金屬以將基本所有反應(yīng)產(chǎn)物的溫度 保持低于其燒結(jié)溫度，從而在過量的堿金屬和/或堿土金屬情況下制備金 屬基質(zhì)顆粒和陶資顆粒和鹽顆粒，和其中所述氯化物的沸點低于大約500°C，除去所述過量的堿金屬和/或堿土金屬和所述鹽顆粒，得到金屬 基質(zhì)顆粒和陶資顆粒的混合物。
13、 權(quán)利要求12的物質(zhì)組合物，其中所述金屬基質(zhì)是Ti、 Al、 Sb、 Be、 B、 Ta、 V、 Nb、 Mo、 Ga、 U、 Re、 Zr、 Si和其合金的一種或更多種。
14、 權(quán)利要求13的物質(zhì)組合物，其中所述陶資是氮化物、碳化物、 磷化物、；克化物、硼化物或其混合物。
15、 權(quán)利要求14的物質(zhì)組合物，其中所述陶瓷顆粒具有選自W、 B、 Bi、 Cr、 Fe、 Gd、 Ge、 Hf、 In、 Pb、 Pt、 Sn、 Zr和其混合物或合金的金 屬成分。
16、 權(quán)利要求15的物質(zhì)組合物，其中所述金屬基質(zhì)是Ti或其合金。
17、 權(quán)利要求16的物質(zhì)組合物，其中所述陶瓷顆粒包括碳化物和/ 或氮化物。
18、 權(quán)利要求16的物質(zhì)組合物，其中所述陶資顆粒包括硼化物。
19、 權(quán)利要求12的物質(zhì)組合物，其中所述陶瓷的所述金屬成分和 所述金屬基質(zhì)相同。
20、 由權(quán)利要求12的物質(zhì)組合物制備的固體制品。
21、 制備具有金屬基質(zhì)粉末和其中分布的陶瓷顆粒的組合物的方 法，所述方法包括建立液體堿金屬或堿土金屬或其混合物的物流，將所 述金屬基質(zhì)的面化物蒸氣和所述陶瓷顆粒的非金屬成分的源以不低于 聲速引入到所述液體堿金屬或堿土金屬物流中，所述液體堿金屬或堿土
22、 權(quán)利要求21的方法，進一步包括將所述粉末組合物形成固體制品。
全文摘要
其中分布有陶瓷顆粒的金屬基質(zhì)，是通過將形成所述基質(zhì)的金屬的鹵化物蒸氣引入到流動的堿金屬或堿土金屬或其混合物中的方法來制備。所述陶瓷的成分的蒸氣。存在充分過量的堿金屬和/或堿土金屬以保持基本所有反應(yīng)產(chǎn)物的溫度低于燒結(jié)溫度以制備金屬基質(zhì)顆粒和陶瓷顆粒和鹽顆粒和過量的堿金屬和/或堿土金屬。所述過量的堿金屬和/或堿土金屬和所述鹽顆粒被去除，得到金屬基質(zhì)顆粒和陶瓷顆粒的混合物。還公開了方法。
文檔編號B22F9/16GK101378866SQ200780004308
公開日2009年3月4日 申請日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月2日
發(fā)明者D·阿姆斯特隆, R·安德森 申請人:國際鈦金屬粉末公司