A family of extremely fine-grained alloys are used to make coatings or
free-standing bodies having desirable properties for use as a
heat-resistant and wear-resistant material. In an illustrative embodiment,
the alloys are comprised of a multiplicity of alternate, microcrystalline
or nanocrystalline films of tungsten metal and tungsten compound. The
tungsten compound film may be comprised of a tungsten carbide or a
tungsten boride. The tungsten films are the primary films. Their desirable
characteristics, in addition to their very fine crystalline habit, per se,
are the high strength, high hardness, high resilience, and high fracture
energy which these fine crystallites foster. They may be manufactured by a
chemical vapor deposition process in which reactive gas flows are rapidly
switched to produce alternate films with abrupt hetero-junctions and
thereby to produce the useful micro-crystalline habit. The unique
synthesis method allows effective control of critical flaw size. The
structure is such that the primary films may be made sufficiently thick so
as to assure some desirable ductile behavior, but sufficiently thin so as
to have high yield strength by dint of their microcrystalline size, and as
to limit the size of any flaws. The secondary films are made of enough
thickness to prevent the epitaxial growth from one primary film to the
next-deposited primary film and thin enough so that they can not contain a
flaw of critical size. In addition, the exterior surface of any body made
by this method may have a sufficiently smooth surface that the strength of
the body is determined by the bulk properties of the material and not by
surface flaws.
Uma família de ligas extremamente fine-grained é usada fazer os revestimentos ou os corpos free-standing que têm propriedades desejáveis para o uso como um material resistente ao calor e wear-resistant. Em uma incorporação ilustrativa, as ligas são compreendidas de um multiplicity de películas alternas, microcrystalline ou do nanocrystalline do composto do metal do tungstênio e do tungstênio. A película do composto do tungstênio pode ser compreendida de um carbide de tungstênio ou de um boride do tungstênio. As películas do tungstênio são as películas preliminares. Suas características desejáveis, além a seu hábito cristalino muito fino, por si mesmo, são a força elevada, a dureza elevada, o resilience elevado, e a energia elevada da fratura que estes crystallites finos foster. Podem ser manufaturados por um processo do deposition de vapor químico em que os fluxos reactive do gás são comutados ràpidamente para produzir películas alternas com hetero-junctions abruptos e para produzir desse modo o hábito micro-crystalline útil. O método original da síntese permite o controle eficaz do tamanho crítico da falha. A estrutura é tal que as películas preliminares podem ser feitas suficientemente grossas para assegurar algum comportamento ductile desejável, mas dilui suficientemente para ter a força elevada do rendimento pelo dint de seu tamanho microcrystalline, e a respeito do limite o tamanho de todas as falhas. As películas secundárias são feitas de bastante espessura para impedir o crescimento epitaxial de uma película preliminar à película preliminar seguinte-depositada e fino bastante de modo que não possam conter uma falha do tamanho crítico. Além, a superfície exterior de todo o corpo feito por este método pode ter uma superfície suficientemente lisa que a força do corpo está determinada pelas propriedades maiorias do material e não pelas falhas de superfície.
