147119. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés zsugorított szilicidtestek előállítására, valamint az eljárás és berendezés felhasználásával készült szilicidtestek
4 147.11.9 járhatunk el, hogy a levágott (5a) pálcák mindegyikét a 3. ábrán látható módon függőleges helyzetben felfüggesztjük, mimellett a pálca felső végét egy (12) szorító tartja befogva; ezt a szorítót, amely egyben elektromos áram-csatlakozószervként is szolgál, a (11) tartószerv hordozza. A pálca alsó végét egy az előbbinek megfelelő (12) szorítóba fogjuk be; ez az ellenkező pólusú áram csatlakoztatására szolgál; az (5a) pálca mereven tartása céljából egy (13) súly van az alsó (12) szorítóra felszerelve. Ezeket az (5a) pálcákat közvetlen áramátvezetés útján hevítjük, hogy a hőmérsékletük lehetőleg gyorsan emelkedjék szobahőmérsékletről 1550 C°-ig. A teljes hőmérsékletem élés kb. 30 mp alatt megy végbe; a levegő szabad hozzájutása folytán a pálca a hevítés folyamán oxidálódik. Az anyagot kb. 5 percig tartjuk az említett magas (1550 C°-os) hőmérsékleten. Az itt leírt hevítési művelet folyamán a védő mázréteg olyan gyorsan kialakul a pálca felületén, hogy ezáltal a pálca felületi pórusainak nyílása eléggé gyorsan elzáródik és így az oxidációs hatás az egész felhevített test belsejében szabályozhatóvá válik. Ez a mázréteg a pálca egész felületét bevonó, összefüggő védőrétegként alakul ki. Az itt alkalmazott hőmérséklet magasabb az előzsugorítás során alkalmazott hőmérsékletnél, így az anyag pórusosságának messzebbmenő csökkenését érjük el. A szabad levegőn történő hevítés eredményeképpen, az anyag további tömörülése folytán még némi további zsugorodás lép fel. Ezzel a további zsugorodással most már beáll a pálca felhevített szakaszában a kívánt 6 mm végső átmérő, a csatlakozó-végeket képező vastagabb pálcák esetéiben pedig a 12 mm végső átmérő: Az így kapott termék pórusossága 0—5 tf.%, ami 5,6 g/cm3 sűrűségnék felel meg. A pálca hajlítószilárdsága szobahőmérsékletein 50 kg/mm2 ; összehasonlításképpen megemlítjük, hogy a tiszta M0SÍ2 hajlítószilárdsága kb. 20 kg/mm2 . A termék jellegzetes példaképpeni összetétele: 57,7% Mo, 34,9% Si, 0,7% Al, 0,7% Fe, 0,2% szennyezés, továbbá maradékként 5,8% oxigén. Az anyag ásványtani összetétele 82 tf.% MoSi2-nek és 18 tf.% üvegnek felel meg. Az anyag 1100 C° és ennél magasabb hőmérsékleten — amint ezt fentebb már említettük — képlékenyen alakítható. Ez az ilyen magas hőmérsékleteken fennálló alakíthatóság csupán átmeneti jelenség, amely csak 2-től esetleg legfeljebb 10 órai időtartamon át áll fenn. Megszakítások, amelyek folyamán az anyag lehűl, nem befolyásolják észrevehetően ezt az időtartamot. Magasabb hőmérsékletekre való hevítés esetén a képlékenységi időtartam rövidebbé válik, mint az említett 1100 C°-hoz közelebb álló hőmérsékletek esetén. Lehetséges, hogy ezeknél még alacsonyabb hőmérsékletek alkalmazása útján is kimeríthető az említett képlékeny alakíthatósági időtartam. A pálcák előállítása során alkalmazott 'műveletek megtervezése alkalmával az anyagnak ezt a tulajdonságát figyelembe kell venni. Az anyagnak ez a képlékeny alakíthatósága lehetővé teszi az elektromos fűtőellenállás-pálcák bármely kívánt alakban kialakított részekkel való elkészítését. A 4. ábra szerint ez, oly módon történhet, hogy (14) elektromos szorító-csatlakozásokat helyezünk a pálcára és ezeken át áramot vezetünk a pálcán keresztül, hogy azt ily módon ismét felhevítsük 1550 C°-ra. Ez igen gyorsan megtörténhet. Az anyag képlékeny alakíthatósága ebben az esetben olyan nagy lesz, hogy az (5a) pálca kézzel hajtűszerűen meghajlítható egy (15) idomdarab körül. Az anyag a .megadott határok között igen számottevő mértékű képlékeny aiakíthatóságot mutat. A fenti hajlítási művelet révén — amint ez az 5. ábrán látható — az (5b) egyszerű hurkot kapjuk; lehetséges azonban meander-szalag vagy egyéb alakú mintákat is előállítana. A fentebb leírt alakítási művelet során is igen gyors felhevítés kerül alkalmazásra, amelyet egyúttal védő mázréteg létesítésére is hasznosíthatunk; amennyiben ennek a rétegnek az előállítása nem a fentebb leírt módon történt. Ebben az esetben is bekövetkezik az anyag fentebb említett nagyabbfokú tömörülése. A pálcák csatlakozó-végeit nagyobb átmérőjű (5a) pálcákból levágott darabokból készítjük; erre a célra pl. az 5. ábrán látható 6 mm vastag izzópálca-részek esetében 12 mm vastag végdarabok használhatók. Az ilyen vastagabb (5a) pálcák elkészítése pontosan ugyanúgy történik, mint a fentebb leírt vékonyabb pálcák esetében. A 6. ábrán a (18) csatlakozó-vegek láthatók, amelyeket forgácsoló megmunkálással alakítottak oly módon ki, hogy azokon egy (19) elvékonyodó rész és egy (20) hengeres rész is van, mimellett ez utóbbinak átmérője megegyezik az (5b) izzó-rész átmérőjével és tompahegesztés útján van ezzel egyesítve. Így tehát csupán a (18) csatlakozórészek hengeres végdarabjain marad meg a felületi mázréteg, míg a (19) elvékonyodó és a (20) kisebb átmérőjű részeken ez a mázréteg a megmunkálás során el lett távolítva. Ezeket a részeket azután — amiennyiben a kész összetett pálca elektromos fűtőelemként kerül felhasználásra — utólagosan mázréteggel vonják be, amint ez a 6. ábrán látható; végül a kész darabra az ábrán feltüntetett módon ráhelyezik a (16) csatlakozó szorítókat és ezek segítségével kötik össze azt az; áramforrással. Az üveges fázis a megolvadt bentonit és a diszilicid oxidációja útján keletkezett kvarcüveg reakciótermékeiként képződik. A kerámiai üvegalkotórész rendkívül fontos ebből a szempontból, mert hatásosan gátolja a szemcsék magas hőmérsékleten bekövetkező növekedését. A 7. ábrán bemutatott csiszolat-kép egy jól zsugorított pálca keresztmetszetének anyagszerkezetét mutatja 2000-szeres nagyításban; a képen jól láthatók a (19) szilicid'kristályok, valamint látható az is, hogy ezek a kristályok a (20) szemcsehatárok mentén bensőén egymáshoz kötődnek a zsugorodás soi'án. A szemcsehatárok szélein miszkroszkópos méretű nem-fémes jellegű (21) zárványok vagy „szigetek" láthatók, ezek a jelen esetben a bentonitból származó üvegből és esetleg a diszilicidnek az oxidáló zsugorítási folyamat során bekövetkezett oxidációja révén létrejött sziliciumdioxidból állnak. Ezek a (21) zárványok gátolják a szemcsék minden további növekedését és egyben elősegítik a nagy sűrűségű és mechanikai szilárdságú zsugorított test kialakítását.
