HIGH-TOUGHNESS ZETA-PHASE CARBIDES

• Main Authors: SHETTY, DINESH, K, HACKETT, KENNETH, VERHOEF, SHANE, CUTLER, RAYMOND, A
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 22.04.2010
• Subjects: ARTIFICIAL STONE; CEMENTS; CERAMICS; CHEMISTRY; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDINGMATERIALS; CONCRETE; LIME, MAGNESIA; METALLURGY; REFRACTORIES; SLAG; TREATMENT OF NATURAL STONE

A ceramic material having a high toughness can include carbon and a transition metal. The transition metal can have an elemental body centered cubic structure at room temperature. A substantial amount of the ceramic can be of a rhombohedral ? phase of the transition metal and carbon. These materials can have a high thermal shock resistance, high fracture toughness, and good high temperature performance. A particulate mixture of a carbon source and a transition metal source can be assembled (12) and reacted (14) under high pressure and high temperature. The transition metal source can include a transition metal of a metal which has an elemental BCC structure at room temperature. The particulate mixture carbon to transition metal ratio is chosen so as to achieve a zeta phase carbide and processing is affected in order to retain the zeta phase at a substantial weight percent of the material (i.e. greater than about 5 wt%). The carbide ceramic can be cooled (16) and depressurized (18) to acquire the ceramic material. L'invention concerne un matériau céramique qui présente une ténacité élevée et qui peut contenir du carbone et un métal de transition. Le métal de transition peut présenter à température ambiante une structure cubique à corps élémentaire centré. Une partie essentielle de la céramique peut présenter une phase rhombohédrique ? du métal de transition et du carbone. Ces matériaux peuvent avoir une excellente tenue aux chocs thermiques, une haute ténacité à la fracture et de bonnes performances à haute température. Un mélange de particules d'une source de carbone et d'une source de métal de transition peut être réalisé (12) et amené à réagir (14) sous une haute pression et à haute température. La source de métal de transition peut être un métal de transition qui présente à température ambiante une structure élémentaire BCC. Le rapport de mélange entre les particules de carbone et les particules de métal de transition est sélectionné de manière à obtenir un carbure en phase zêta et le traitement est réalisé de manière à conserver un pourcentage pondéral élevé de phase zêta dans le matériau (c'est-à-dire supérieur à environ 5 % en poids). La céramique de carbure peut être refroidie (16) et dépressurisée (18) pour obtenir le matériau céramique.