各种含聚合物组分的陶瓷制品及其制作方法

本申请是1986年9月16日提出申请，申请号是908，054，申请人Marc    S.Newkirk，题目是“各种含聚合物组分的陶瓷制品及其制作方法”美国专利申请书的接续。

本发明一般涉及，一种把聚合物渗进有互连气孔的自支撑陶瓷体气孔中，以改进该陶瓷体的方法。本发明特别涉及的是，作为母材氧化反应产物生成的和聚合物组分至少占去部分原互连气孔的各种自支撑陶瓷体。本发明还涉及各种用以生产这类陶瓷体的方法。

本申请的内容涉及下列四件共同未决和共同所有美国专利申请书：第一件于1986年1月15日提出申请，申请号是818，943，它是1985年9月17日提出申请、申请号是776，964第二件申请书的部分继续申请，这第二件又是1985年2月26日提出申请，申请号是705，787第三件申请书的部分继续申请，第三件又是1984年3月16日提出申请，申请号是591，392第四件申请书的部分继续申请，题目是“各种新型陶瓷材料及其制作方法”，所有申请书的申请人均是Marc    S.Newkirk等。这些申请公开了，作为来自母体金属前体的氧化反应产物所形成的各种自支撑陶瓷体的生产过程。熔融母材与气相氧化剂反应，生成氧化反应产物，而该金属经过氧化产物向氧化剂迁移，由此，连续地发展成具有互连金属组分和/或互连气孔的多晶陶瓷体。该生产过程可以通过使用一种合金掺杂剂（例如，铝母材在空气中被氧化的情况下）而得到增强。正如1986年1月27日提出申请，申请号是822，999的共同所有和共同未决美国专利申请所揭示的，这种方法，由于在前体金属的表面涂有外部掺杂剂，而得到改进。这一件申请是1985 年9月17日提出申请，申请号是776，965的第二件申请书的部分继续申请，这第二件申请书又是1985年6月25日提出申请，申请号是747，788的第三件申请书的部分继续申请，第三件又是1984年7月20日提出申请，申请号是632，636申请书的部分继续申请，题目是“各种制作自支撑陶瓷材料的方法”。上述所有申请书的申请人均是Marcs.Newkirk等。

本申请的内容还涉及1986年1月17日提出申请，申请号是819，397共同未决和共同所有美国专利申请书的内容。这一件申请书是1985年2月4日提出申请，申请号是697，876申请书的部分继续申请，这两件申请书的申请人是Marc    S.Newkirk等，题目是“复合陶瓷制品及其各种制作方法”。这些申请公开了一种生产自支撑陶瓷复合物的新方法，它是通过把一种来自母体氧化反应产物生长进入一种渗透性填料，由此，陶瓷基体渗透填料。

在1986年3月7日提出申请，申请号是837，448，申请人是Marcs，Newkirk等，题目是“制备自支撑体的方法及其产品”的共同所有和共同未决的美国专利申请公开了各种含金属硼化物，金属组分以及任选地，一种惰性填料的复合体。按照这项发明，熔融母体金属渗透大量的硼源，母体金属可以与一种惰性填料掺合，并与硼源反应，从而生成一种母体金属硼化物。控制操作条件，以得到陶瓷和金属的体积百分比含量各不相同的复合体。

现将上述所有的共同所有专利申请全部公开内容特意综合如下，供参考。

这些共同所有专利申请的共同点是，公开了一种陶瓷体，该陶瓷体含一种氧化反应产物和任选地，一种或一种以上的母体金属前体的不氧化组分或气隙或两者兼有。该氧化反应产物的互连气孔能部分或几乎全部置换金属相。互连气孔主要取决于下列诸因素，例如，生成氧化反应产物时的温度、氧化反应可以继续进行的持续时间、母体金属的成份以及存在的掺 杂剂等等。有些互连气隙可从陶瓷体的一处或多处表面进入，或者，由于，例如，机加工、切削、研磨、断裂等后加工操作而变得可进入。

简言之，本发明涉及的是生产一种含有或其中渗进了一种聚合物的自支撑陶瓷体的方法。使用该聚合物足以能改变、改进或对最初形成的陶瓷体所具有的各种特性做出贡献。按照本发明的方法，通过使一种母体金属与（如上所述，与各种共同所有专利申请中有关的）一种氧化剂氧化反应，生成一种陶瓷体。生产的这种陶瓷体至少在部分陶瓷体的一维或一维以上的空间内分布有互连孔隙而且至少从陶瓷体的一处外表面上，至少部分是明露的或可进入的，或变的可进入的。在可进入的表面上，把一种液态或流态聚合物，或该前体的单体，与陶瓷体接触，以便让其渗透过至少部分互连孔隙，随后，接着使聚合物冷却或熟化，从而，形成一种含聚合物组分的陶瓷体。

通过下列办法可以把聚合物添加到至少部分互连孔隙中，以制作成含聚合物组分的陶瓷体：例如，由渗透进孔隙的单体原地生成聚合物，或使陶瓷体的表面与聚合物接触，从而使互连孔隙被聚合物所渗透。

本发明的自支撑陶瓷体是由具有a）根据熔融母体金属被一种氧化剂氧化所生成的互连反应产物微晶物，和b）在陶瓷体各个表面上有至少部分是明露或可进入的或变的可进入的互连孔隙的多晶陶瓷体所组成。至少部分互连孔隙含一种聚合物。

这里“陶瓷”与那种不确切的，被局限的经典意义上的陶瓷体的解释不同。也就是说，在经典意义上而言，它完全是由非金属的或无机物所组成，我们却说，无论是从组成上讲，或是从主要特性上讲，它应属于主要含陶瓷的一种材料体，虽然该陶瓷体，更典型地，在约1-4%（体积），但可以在更大的范围内，可能含少量或大量的一种或几种金属组分和/气孔隙（互连的或隔开的）。

“氧化反应产物”通常意指，处于任何氧化状态下的一种或一种以上 金属，其特征是，该金属向另外的元素，化合物，或其组合物放出电子或与其共用电子。因此，按这个定义，“氧化反应产物”包括一种或一种以上的金属与本文所述的氧化剂反应的产物。

“氧化剂”意指在陶瓷生长的工艺过程的条件下，一种或一种以上的电子接受体或电子共享体，它们可能是一种固态，一种液态或一种气态（蒸汽）或这些（即固态和气态的）氧化剂的某些组合物。

“母体金属”意指属于较纯的金属、含杂质和/或其中含合金组分的，市场上可以买到的各种金属、合金和各种金属的金属互化物。当提到一种具体金属时，应按这个定义来理解所确定的金属，除非上下文另有规定。比如，铝是母体金属时，铝可能是比较纯的金属（例如，纯度为99.7%的市场上可以买到的铝）或硅与铁的标称杂质含量约为1%（重量）的铝1100，或铝合金，例如5052。

附图简介

图1是有互连孔隙和互连金属的陶瓷体示意图。

图1A是放大的图1上A-A剖面图。

图2是除去了大部分互连金属之后的陶瓷体示意图。

图3是在坩锅的惰性床内的陶瓷体示意图，该坩锅是要置于炉内，以使互连金属汽化。

图4是浸在溶剂浸提剂中的陶瓷体示意图，以便除去互连金属。

图5是施加过聚合物质的陶瓷体示意图，该聚合物进入互连孔隙。

图6是浸没在一种液态单体中的陶瓷体示意图，该单体要充填互连孔隙。

图7是实例1中充填了聚合物的陶瓷体剖面显微照相（放大倍数为400X）。

以下为本发明和最佳实例详细介绍

按照本发明的方法，生产一种有孔隙的自支撑陶瓷体。该孔隙至少从一个外表面（或几个表面上）部分是明露的或可进入的，或者由于后加工过程打开，变得可进入的。大量的或相当多的互连孔隙被聚合物充填、渗透或类似的过程，它与成品陶瓷体成为一个整体，从而改进、改善或为该陶瓷体具有的某些特性做出贡献。虽然本发明在下文中特别提及用铝作母体金属，但是话得说明白，其它各种母体金属也是可以使用的，例如，硅、钛、锡、锆以及铪。

参照图1，首先提供的是一种自支撑多晶陶瓷体12，它是，比如，参照了上述任一共同所有专利申请书中的各种方法制成的。相应地，母体金属（例如铝，它可被掺杂（如下面详述的）），是作为氧化反应产物的前体提供的。该母体金属是在处于或直接邻近氧化环境的温度适当的容器内被熔融的。在这个温度下，或在这个温度范围内，该熔融金属与氧化剂反应，生成一种多晶氧化反应产物。至少部分氧化反应产物要与熔融金属及氧化剂保持接触或处在其间，以便通过氧化反应产物抽取熔融金属，进而与氧化剂接触，这样，可使氧化反应产物在氧化剂与预先形成的氧化反应产物的交界处得以连续生成。反应过程的延续时间足以能生成主要由氧化反应产物，通常如12所示，互连孔隙13，和/或含金属的互连组分组成的多晶陶瓷体。互连孔隙13，以及含金属的互连组分14，是呈一维或多维互连的并在部分或基本上所有多晶材料中弥散或分布开来。这种孔隙13，以及在多晶氧化反应产物生成期间原地生成的金属组分14，从该陶瓷体至少一个表面上（如表面15），两者至少是部分明露的或可进入的，或由于经机加工或断裂，变得可进入。有些孔隙和金属可能，如同岛屿那样被隔离开的。孔隙13（互连的和隔离的）和金属14（互连的或隔离的）的体积百分比主要取决于，如温度、时间、掺杂剂，这样一些操作条件和母体金属的类型。

在本发明的最佳实例中，基本上或实质上所有的互连金属14要被或必须被除去，以生产一种在部分或实质上所有多晶材料上布有孔隙（如图2所示）的自支撑陶瓷体12。为了除去全部或大部分互连金属14，使氧化反应过程完成;也就是说，当金属相已反应完全或接近完全以形成氧化反应产物时，从陶瓷体12抽出互连金属组分14，让互连孔隙13留在原处，以便在其表面（各处表面）15上，生成另外的陶瓷。如果该过程进行完全，氧化反应产物将含有较高体积百分比的孔隙13，该孔隙至少部分是互连的。例如，在大约1125℃下，在空气中处理过的铝所形成的陶瓷体，当所有金属都被氧化之前，停止生长时可能约含20%（体积）到约30（体积）%的金属14，以及约2（体积）%到约5（体积）%的孔隙13;以及如果处理过程使所有金属的氧化过程进行完全的话，可能含约1（体积）%到约3（体积）%的母体金属以及约25（体积）%到约30（体积）%（或更高一些）的孔隙或者孔。

第二种除去互连金属14的方法或手段是把陶瓷体12放在坩锅或其它耐火容器20（见图3）中的惰性床18内。然后，把容器20及其内含物放进含一种惰性气氛（例如，氩或其它任一不反应气体）的炉中并将温度加热到金属组分具有高蒸汽压时。该温度或最佳的温度范围能根据诸如，母体金属、时间这些因素以及金属组分的尾端组而变化。在适当的温度下，互连金属14将从陶瓷体中被汽化。由于是惰性气氛，不会生成另外的氧化反应产物。保持住这些温度，互连金属14将继续被汽化并通过炉内的适当排气装置将其从炉中排出。

第三种除去互连金属14的方法或手段是把陶瓷体12放入或浸在适当的浸提剂22中，以使互连金属被溶解或分散开（见图4）。浸提剂22可以是任一种酸性的或苛性的液体或气体，这取决于，诸如金属的种类、浸没的时间等因素。采用铝作母体金属以及因此在互连金属中有铝的情况下，人们发现，HCl是一种适当的酸性介质。如果陶瓷体含硅，NaOH和/或 KOH是一种可供采用的苛性介质。陶瓷体浸在浸提液22中的时间将取决于金属组分的用量和种类，以及（就其表面（几处表面）15而言）互连金属14所处的位置。互连金属14在陶瓷体12中所处的位置越深，可使金属14浸出的距离就越长，陶瓷体须留在浸提剂22中的时间也就越长。通过加热浸提剂或通过搅拌浸提剂，可以促进这个提取步骤。从浸提剂22中取出陶瓷体12之后，该陶瓷体12须经冲洗，以除去残留的浸提剂。

当基本上或实质上把所有的互连金属14除去之后，生产出一种自支撑陶瓷体12，该陶瓷体包含根据熔融母体金属前体与一种氧化剂氧化所生成的多晶氧化反应产物和互连孔隙13，该气孔的体积百分比最好为陶瓷体的约5%至约45%。在互连孔隙13范围内，配置或形成一种聚合物，以生产一种含有与陶瓷体基本构成一个整体的聚合物的陶瓷体12。该聚合物能改进、改善或对该陶瓷体12的各种特性做出贡献。例如，如果生产的一种陶瓷体12是用作轴承的话，被渗进该陶瓷体的聚四氟乙烯填料将在陶瓷轴承表面和任一摩擦表面之间提供一种润滑剂。

在互连气孔13中，能配置和/或形成本发明实用的各种聚合物。实用的聚合物包括，例如，具有从诸如，乙烯，丙烯，丁烯，丁二烯，苯乙烯等这类单体或共聚用单体成因的聚烯烃。特别适用的单体是四氟乙烯，当聚合时，它生成聚合物，聚四氟乙烯（按Teflon商标出售），它能提供一种实用的润滑表面。

来自乙烯基族和丙烯族的各种聚合物也可在互连孔隙13范围内形成和/或配置出适当的聚合物。像聚氯乙烯，聚丙烯腈，聚乙烯醇，聚醋酸乙烯酯以及聚偏二氯乙烯一类的乙烯基聚合物以及来自丙烯族的聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸乙酯可用作各种聚合物。

其它适当的聚合物包括，仅作了一个例子，聚酯，聚酰胺（尼龙），聚碳酸酯，苯酚甲醛，脲醛，聚氨基甲酸酯，来自环氧乙烷的环氧，聚硅酮和硅烷。还有天然存在的聚合物，诸如，松香和虫胶以及橡胶胶水（例如， 橡胶水泥）也是适当的聚合物，它们可用来填充互连孔隙13。如果采用聚氨基甲酸酯作聚合物，可以增强陶瓷体的韧性。环氧树酯可提高陶瓷体的强度。话得说明白，列出上述聚合物目录仅仅是用来说明本发明的目的用途，还有其它没列出或没叙述的各种聚合物亦应属于本发明的精神实质与范围的。

通过把固态聚合物质或块24（图5）贴着陶瓷体12的一个或一个以上的表面15并比如通过加压的办法（按图5箭头所指方向）迫使该聚合物质或块24压入互连孔隙13的孔隙内，就可把聚合物设置或配置在互连孔隙13的孔内。这种方法的可行性，很明显，是取决于聚合物的类型，（因为，对于这个方法，有些聚合物就显得太硬或太脆了，）以及孔隙的深度。其它聚合物最初可能必须加热，生成一种粘滞的或流态化的物质，以便于置入或渗透入互连孔隙13中。

通过把陶瓷体12浸透或浸没装在容器28中能生成聚合物的液态单体26中的办法（见图6），可在互连孔隙中生成各种聚合物。把该陶瓷体12在液态单体26中，一直搁置到互连孔隙13已被液态单体26所渗透或浸渍。随后，把浸渍了液态单体的陶瓷体12从容器中取出并放在一个反应器（图上未示出）的反应区内，让其经受各种聚合条件，以使液态单体聚合成一种聚合物。

另一种能在互连孔隙13内生成聚合物的方法或手段是，使互连孔隙浸渍一种聚合催化剂。把含催化剂的陶瓷体12放在一个反应器的反应区（图上未示出）内，以及在聚合条件下，使可聚合的流体（它可能是一种气体或一种液体）在含催化剂的陶瓷体12中通过或扩散。当可聚合的流体与互连孔隙13内的聚合催化剂接触时，就在有聚合催化剂的位置上生成一种聚合物。用众所周知的使陶瓷浸渍催化剂的方法，可使聚合催化剂在互连孔隙13范围内膨胀，这一步骤，本身不构成本发明的一个部分。

聚合过程可以在各种经选择的温度下完成，该温度随各种具体的单体， 各种催化剂的聚合活度，所需反应速率以及所要求的产品的类型而变化。例如，各种经选择的聚合过程的温度，一般是在大约-40℃到约300℃这个范围内，对于乙烯和类似的各种单体，更详细地讲是在25℃到175℃。可以在大气压力下，甚至在各种较低压力下，有效地进行聚合反应，但为了能使各种浓度合乎要求的单体与催化剂接触，采用超计大气压可能更为有利。因此，可以在压力达10，000p.s.i，甚至在更高一些的压力下，完成聚合。这里再举一例，对于（链）烯（烃），通常，可以在压力为～50到～2000p.s.i.a之间进行聚合。

可把陶瓷体磨碎或磨成粉，以形成陶瓷颗粒状的骨料，由于原陶瓷体内有气孔，陶瓷颗粒骨料具有颗粒内气孔。可以用不影响各种聚合反应的，或不会在陶瓷体12内留下不希望有的残余副产品的适当粘合剂把骨料固结成，比如一种预型坯。如上所述，用聚合物浸渍预型坯，该聚合物将浸透预型坯骨料之间的体积和骨料内孔体积，因此，该聚合物现已成为陶瓷骨料的基质。

如上所述，按照各件共同所有专利说明书中所揭示的各种生产过程，该陶瓷体是用一种适当的母体金属所生产。在本发明的一个最佳实例中，采用大量邻近并与母体金属的一个表面接触的填充物质，生产出一种复合物，将该操作过程一直继续到氧化作用已渗过填料床，到达用一种适当的阻挡剂能加以限制的边缘。在气相氧化剂的情况下，大部分填料，最好是加工成预型坯形状，应是多孔的或可渗透的，足以能使氧化剂透过填料并与金属接触，以及能适应氧化反应产物在填料范围内的生长。该填料可包括任何适当的材料，例如，颗粒、粉末、片晶、空心体、球体、纤维、晶须等等;它们是各种形状的陶瓷材料。此外，填料床可以包括格状的加强棒材、板材，或线材。典型地，在这些多晶陶瓷结构中，包括陶瓷复合物，氧化反应产物微晶是互连的，而且气孔和/或金属组分至少部分是互连的并且从陶瓷体的外表面上是可进入的。

如共同所有专利申请书所述，掺杂剂与母体金属同时使用，在某些情况下，可以对氧化反应过程起良好的作用，特别是在采用铝作母体金属体系中。掺杂剂的作用或各种作用可能取决于除了掺杂剂本身以外的许多因素。这些因素包括，例如，当使用两种或两种以上的掺杂剂时掺杂剂的特定混合，母体金属合金成的掺杂剂连同一种外施掺杂剂一起使用、各种掺杂剂的浓度、氧化环境以及各种操作条件。

和母体金属一起使用的一种或几种掺杂剂1）可作为母体金属的各种合金组分来提供，2）可以施于至少是该母体金属的部分表面，或者3）可以施于或掺入部分或全部填料或预型坯中，或者可以采用1），2）和3）中的两种或两种以上组合方法。例如，可以只采用一种合金化的掺杂剂，或和第二种外施掺杂剂配合使用。在采用第三种方法时，可把另外一种掺杂剂或各种掺杂剂用于填充料，可以按共同所有专利申请书所述的任何适当的方式进行操作。

如下所述，实用于铝母体金属的各种掺杂剂，特别是用空气作氧化剂时，包括镁、锌、以及硅，单独地或相互配合使用，或和其它各种掺杂剂配合使用，根据所得掺杂金属的总重，在各自浓度为约0.1～10（重量）%的条件下，可以把这些金属或适当的各种金属源熔到铝基母体金属中。还可以在母体金属外部使用这些掺杂物质或其适当的源（例如，MgO、ZnO或SiO2）。因此，用铝-硅合金作母体金属，氧化铝陶瓷结构是能实现的，其办法是：当使用空气作氧化剂时，用MgO作一种表面掺杂剂对，每克被氧化的母体金属，其用量约大于0.0008克，或当使用MgO时，对每平方厘米母体金属，其用量大于0.003克。

对于被空气氧化的各种铝母体金属有效的另外的掺杂材料实例包括：钠、锗、锡、铅、锂、钙、硼、磷以及钇，这些掺杂材料可以单独地或与一种或一种以上的掺杂剂配合使用，但这要根据氧化剂和操作条件而定。稀土元素，例如，铈、镧、镨、钕以及钐，也是一些有效的掺杂剂，其中， 尤其当与其它掺杂剂合起来使用时。正如共同所有专利申请书所述，所有这些掺杂材料，对于铝基母体金属体系来讲，能有效地促进多晶氧化反应产物的生长。

正如上文所指出的，可以使用固相、液相或汽相（气）氧化剂，或这些氧化剂的组合。例如，典型的氧化剂包括，无限制条件，氧、氮、囟素、硫、磷、砷、碳、硼、硒、碲及其化合物和组合物，例如，二氧化硅（作为氧源）、甲烷、乙烷、丙烷、乙炔、乙烯、以及丙烯（作为碳源），以及混合物，例如，空气、H2/H2O和CO/CO2，后两种（也就是，H2/H2O和CO/CO2），在使环境的氧活度降低时是有用的。

虽然可以使用各种适当的氧化剂，气相氧化剂更为可取，但话要说明白，可以将两种或两种以上的氧化剂配合使用。如果把填料连同气相氧化剂一起使用的话，该填料可渗透到气相氧化剂中，那么，因填料床暴露在氧化剂中，该气相氧化剂会渗透进填料床，与那里的熔融母体金属接触。术语“气相氧化剂”意指汽化了的或通常提供一种氧化气氛的气体物质。例如，鉴于各种明显的经济上的理由，空气通常是更为可取的，当一种氧化剂是所要求的氧化反应产物时，氧气或含氧（包括空气）的气体混合物是最好的气相氧化剂。当根据含有或由具体的气体或蒸汽所组成来确定一种氧化剂时，这意指，在所利用的氧化环境中所取得的各种条件下，该氧化剂中所确定的这个气体或蒸汽，是母体金属唯一的，占主要地位的，或至少是一个主要的氧化剂。例如，虽然空气的主要组分是氮，然而，由于与氮相比，氧是主要的强氧化剂，所以，空气中所含的氧仍是母体金属唯一的氧化剂。因此，空气属于含氧的气体氧化剂这个定义，而不属于“含氮的气体”氧化剂的定义。在此处和在权利要求中使用的一个“含氮的气体”氧化剂的实例是“（氮氢）混合气体”，它含96%（体积）的氮和4（体积）%的氢。

当把固相氧化剂连同填料一起使用时，通常，它呈掺合了填料的颗粒形式或者作为填料微粒上的涂层，在整个填料床或含所要求的陶瓷复合体的部分床扩散。任何合适的固体氧化剂都可使用，包括元素，例如，硼或碳，或可还原的化合物，例如，二氧化硅或热稳定性比母体金属的硼化反应产物低一些的某些硼化物。例如，当使用硼或可还原的硼化物作铝母体金属的一种固态氧化剂时，所得到的氧化反应产物是硼化铝。

在有些情况下，用固态氧化剂可使氧化反应进行得很快，由于该过程是放热反应，因而氧化反应产物有被熔化的倾向。这种现象的发生会降低该陶瓷体的微结构的均匀性。这种快速的放热反应可以在组成中混合低反应性的，比较惰性的填料的办法而得到改善。这些填料能吸收反应热，而使任何热失控效应减少到最低。像这样一种适当的惰性填料的一个实例是与预定的氧化反应产物完全一样的一种物质。

如果把一种液态氧化剂连同填料一起使用的话，将整个填料床或含有所要求的陶瓷体的那个部分，用氧化剂浸渍。例如，可以用该氧化剂把该填料覆盖或浸湿，如同把它浸没在该氧化剂中一样，把填料浸渍透。关于液态氧化剂，这意指，这种氧化剂在各种氧化反应条件下，是液体。因此，一种液态氧化剂可以具有固态前体，例如，一种盐，它在各种氧化反应条件下是熔融的。另一方面，液态氧化剂可以是液体前体，例如，一种物质的溶液，可以用它来浸渍部分的或全部的填料，并且在各种氧化反应条件下，被熔融或被分解，以提供部分适当的氧化剂。此文所确定的液态氧化剂实例包括各种低熔点玻璃。

如1986年5月8日提出申请，申请号是861，024，共同未决，并已转让给相同受让人的美国专利申请所述，可以在使用填料或预型坯的同时一起使用一种阻挡剂，在使用气相氧化剂形成陶瓷体时以抑制氧化反应产物长大或发展超出阻挡剂。该阻挡剂便于陶瓷体按规定的边界形成。合适的阻挡剂可以是在本发明的各种操作条件下，能保持某些完整性，不挥发的， 并且最好是能局部抑制、毒化、停止、干扰、防止（或类似作用）氧化反应产物继续增长的同时，对气相氧化剂具有渗透性的任一材料、化合物、元素、组合物、或类似的物质。可供铝母体金属使用的各种适当的阻挡剂包括硫酸钙（烧石膏）、硅酸钙和卜特兰水泥，及其混合物，典型地，是把它们做成淤浆或糊状涂在填充材料的表面。这些阻挡剂还可以包括在加热状态下消除的一种合适的可燃或挥发性物质，或在加热状态下分解的一种物质，以便提高阻挡剂的气孔率和可渗透性。更进一步说，该阻挡剂还包括一种适当的耐火颗粒，以减少任何可能的收缩，或换句话说，在加工过程中可能出现的破裂。膨胀系数与填料床或前体的膨胀系数基本上相同的颗粒是尤为理想的。例如，如果前体含氧化铝和所得的陶瓷含氧化铝，则可将该阻挡剂与氧化铝颗粒掺合，理想的是，其颗粒尺寸约在20-100目，但也可以更细些。其它适当的阻挡剂包括各种耐火陶瓷或至少一端是敞开的金属护套，以允许气相氧化剂渗透该床并与熔融母体金属接触。

为了说明本发明方法，现将非限制的实例介绍如下。

实例1

按照共同所有专利申请书的方法制备出具有互连孔隙的一种陶瓷体。具体地说，把该8″×9″×1/2″的5052铝合金棒（含标称2.4（重量）%的镁，其余为铝）在耐火容器内，堆成三个氧化铝颗粒床高（颗粒尺寸为90目的Norton E-1铝氧粉）。把合金棒放置在床内，使1个2″×9″的表面与床的表面齐平并暴露于大气中。把暴露面用薄薄的一层（总重为12克的140目的）SiO2颗粒盖上。把所得的构造物放入炉内，在1125℃下，在空气中加热336个小时。冷却到环境温度之后，发现从本来暴露在外的，盖有SiO2的合金表面向上长出一层氧化铝陶瓷材料，而起初的铝合金棒在氧化反应中，全部消耗掉。把陶瓷材料块从反应产物中取出，这样，就可以从按照本实例方法进一步加工处理过的材料中将来自内表面的尖晶 石层和外表面上的较高密度层除去。对按照这个方法生产的各种陶瓷的检验表明，它含有互连孔隙，例如，根据水渗透性取样试验证明。对由于反应时间较短，合金棒未完全消耗的相似取样进行对比表明，互连孔隙是由于从陶瓷内的显微镜可见的通道中，除去互连金属所致。这显然是由于流到表面，生成另外的氧化铝的金属不可能从已消耗的合金棒中再得到补充。

为了能把金属完全从增长的陶瓷材料中除去，把陶瓷坯料，在1600℃下，在氩气氛中，加热96小时。在这些条件下，曾发现陶瓷体中剩余的铝，加上SiO2掺杂剂层中的少量硅很容易通过挥发作用从陶瓷体中消除。所得材料含估计30-40（体积）%的，很大程度是互连的孔隙。

为了用一种聚合物充填气孔，曾按5比1（重量）的比例，用液态硬化剂与环氧树脂掺合，并把所得的液体前体注入含陶瓷坯料的可随意使用的模子中。

把足够量的液体前体添加到复合物的四周。然后，应用真空浸渍的办法，提高环氧前体的渗透作用。这是通过把装聚合物液体和陶瓷复合物的容器放进真空室内并把压力降低到大约为大气压力的一半，以从陶瓷中抽出截留的空气而不使聚合物液体沸腾的办法完成的。随后，把压力提高到大气压力，迫使聚合物进入陶瓷的互连孔隙中。这种减压/加压循环重复三次，在这之后，从真空室中取出该容器并在室温下使环氧熟化一夜。固化之后，发现，陶瓷体的原材料互连气孔被牢固的环氧聚合物充填得更好。图7，这是一张放大400×倍的所得到的充填了聚合物的部分陶瓷体剖面图的显微照相，说明充填该材料空隙所取得到的成功。