166091. lajstromszámú szabadalom • Gyártmány wolframötvözetből
3 166091 4 Azt találtuk, hogy az olyan diszperziós wolframötvözetből való gyártmány, amelynél a wolfram az 1,410,499 lajstromszámú amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírásban ismertetett szemcsenövekedést elősegítő adalékokat, továbbá tóriumoxidot tartalmaz, és a tóriumoxid koncentrációját az alábbiakban ismertetendő folyadék-diffúziós eljárás szerint változtatjuk, olyan új anyagot eredményez, amely könnyebben alakítható huzallá vagy más alakzattá, mint a hagyományos tóriumozott wolfram, továbbá nagyobb a stabilitása és kevésbé hajlamos a megereszkedésre, mint a hagyományos W—TI1O2 anyagok. A fenti előnyöket biztosító diszperziós ötvözetből való gyártmányban, a szemcsenövekedést elősegítő adalékot és tóriumoxidot tartalmazó wolframban, a tóriumoxid koncentráció az említett diszperziós ötvözetből való gyártmány külső felületénél maximális és az említett tóriumoxid-koncentráció a diszperziós ötvözetből való gyártmány belseje felé haladva folyamatosan csökken. A találmány egyik aspektusa szerint wolframrészecskékből álló porózus brikettet, amely egyenletesen elosztva szemcsenövekedést elősegítő adalékokat tartalmaz, folyadék-diffúziós eljárással impregnálunk. A wolframból levő brikettet például kék wolframoxid pornak (közelítőleg WO9.Í)) káliumszilikát és alumíniumklorid vizes oldatával történő kezelése, majd a vegyileg kezelt oxidnak hidrogénben való hevítése útján, amelynek során fémes wolframmá redukálódik, állítjuk elő. A wolframrészecskékből álló sajtolt brikettet, amely szemcsenövekedést elősegítő adalékokat tartalmaz és amelynek összefüggő pórusszerkezete van, először hidrogénben 1200 °C hőmérsékleten előzsugorítjuk, majd vízbe merítjük, mindaddig, amíg lényegében valamennyi pórus nem telítődik. A vízzel telített brikettet ezután tóriumnitrát vizes oldatába merítjük. A bemerítés időtartamát attól függően választjuk meg, hogy az ötvözet végtermékben milyen vastag tóriumozott wolframötvözet köpenyt kívánunk kialakítani. Az oldószert az impregnált brikett szárításával távolítjuk el. A brikettet ezután a szokásos előzsugorítási és zsugorítási műveleteknek vetjük alá. Végeredményben olyan zsugorított anyagot kapunk, amelyben a tóriumoxid koncentráció gradiense a porózus brikett belső magja irányában folyamatosan csökken. A maximális tóriumoxid koncentráció a porózus brikett külső felületén alakul ki, a porózus brikett központi magja felé haladva csökkenő koncentráció a folyadék-diffúzió elvének megfelelően alakul ki. A kapott huzal nyújtása és húzása útján végrehajtott átkristályosítással a hőkezeléstől és a huzal ThC>2 gradiensétől függően különféle metallurgiai szerkezetek hozhatók létre. A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál a tóriumoxid koncentráció a felülettől az öntecs központi tengelyétől mért igen kis távolságig egységesen csökken úgy, hogy az öntecs belsejének egy része lényegében nem tartalmaz TMD2-ot. Ha a zsugorított gyártmányt magas hőmérsékleten mechanikai megmunkálásnak, például kovácsolásnak, nyújtásnak és húzásnak vetjük alá, a kristályszerkezet nyújtott, rostos szemcseszerkezetté alakul. A szemcsenövekedést előse-5 gítő adalékok a központi magban az ilyen adalékokat nem tartalmazó wolframkristályokhoz képest igen nagy szemcsék kialakulásához vezetnek. A diszperziós ötvözetből való gyártmány felületi részeiben levő nagyobb mennyiségű tó-10 riumoxid-részecske hatásosan gátolja a wolframkristályok szemcsenövekedését és ezeken a helyeken az anyag megfelelő hőkezelése esetén kisebb wolframkristályok kialakulásához vezet. A huzal magjában kialakuló szemcseszerkezet mi-15 nimumra csökkenti a megereszkedést, ami tulajdonképpen tartósfolyásból ered, valamint az egyéb eltolódást problémákat, amelyek a hoszrszanti határvonallal nagy szöget bezáró szemcsehatárfelületek egymáson való elcsúszásából szár-20 máznak. A végtermék wolframmátrixának öszszetett kristályszerkezete, esetleg kisebb mértékben, más adalékokat tartalmazó diszperziós ötvözetből való gyártmánynál is kialakítható. A találmány egy másik előnyös kiviteli alak-25 jánál tartósfolyásra és megereszkedésre kevésbé hajlamos szerkezetet nyerünk azáltal, hogy az átkristályosodást olyan ThÜ2 koncentráció profil mellett érjük el, melynél a ThÜ2 koncentráció a gyártmány felületétől a belsejéig legalább 10%-kal csökken. Közelebbről nézve, mivel a diszperziós ötvözetből való gyártmány átkristályosodott wolframszemcséinek mérete és az átkristályosodási hőmérséklet a tóriumoxid-tartalom függvénye, a végső kristályszerkezet a dif-35 fúziós technika módosításával tág határok között szabályozható. Ha az előzsugorított öntecs , porozitását, a diffúziós időt, a tóriumvegyület oldatának koncentrációját, valamint a szemcsenövekedést elősegítő adalékoknak az eredeti bri-40 kettben meglevő koncentrációját megfelelő módon változtatjuk, a wolframkristályok méretét a végtermék átkristályosításával szükség szerint változtathatjuk. Kialakíthatunk viszonylag durvaszemcsés belső magot és azt körülvevő finom-45 szemcsés köpenyt vagy az egész keresztmetszetben viszonylag egységes durvaszemcsés szerkezetet is. A wolframszemcsék átkristályosodás utáni mérete és eloszlása függ a végtermék hőkezelésének módjától is. 50 A találmányt az alábbiakban ábrák és példák kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra diagramja a találmány szerint elkészített három különféle, 0,36 mm (14 mii) átmérőjű huzal Th02 koncentráció-gradiensét mu-55 tatja. Az ordinátatengelyre a tóriumoxid koncentrációt vittük fel súlyszázalékban, az abszcisszatengelyre pedig a tóriumoxid behatolási mélységét, a huzal külső felületétől a hossztengelye irányában mérve, mikronban. A szagga-60 tott függőleges vonal a huzal hossztengelyét jelöli. Az ábrázolt adatokat elektronsugaras mikrominta-technikával végzett „pontról pontra" analízissel nyertük. A görbékből három különféle 65 gyártmány esetében jól láthatók a tóriumoxid 2
