198429. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű, kerámia anyagú alakos munkadarab előállítására
1 198 429 2 képes átengedni. A gátló elemnek egyidejűleg fizikai vagy kémiai mechanizmus révén biztosítania kell, hogy az oxidációs reakciótermék kifejlődése, növekedése lelassuljon, leálljon, esetleg más vegyidet keletkezésébe menjen át, a folyamat megszűnjön a továbbiakban a határfelületen túl növekedést okozni. A gátló elem lehet alkalmas reakcióméreg is. A tapasztalat szerint a gátló elem kialakítására alkalmas anyagok egyik kategóriáját a szállított fém alapanyag által, annak megolvasztott állapotában nem vagy csak igen nehezen nedvesíthető anyagok jelentik. Az ilyen típusú gátló elem a megolvasztott fémmel szemben közömbös, az affinitása kicsi vagy nulla, vagyis az oxidációs reakciótermék kifejlődését a nedvesítés hiánya révén tudja korlátozni. A gátló elemek egy másik osztálya viszont képes a megolvasztott fém alapanyaggal reakcióba lépni, a reakció eredményeként képződő anyag késlelteti a növekedést, mégpedig a szállított fém alapanyagba való folyamatos behatolás, beoldódás révén, vagy pedig olyan reakciótermékek, például intermetallikus vegyületek létrehozásával, amelyek a fém alapanyag transzporát megnehezítik, kizárják. Ilyen típusú gátló elem lehet olyan fém vagy fém ötvözet, esetleg maga a fém alapanyag is, amelyből alkalmas tulajdonságú oxid tud kialakulni, de gátló elemként alkalmazhatók egyes redukálható fém vegyületek, vagy a sűrű kerámia szerkezetek. A gátló elem ilyen jellegű kialakítása esetében kialakulhat az a helyzet, hogy a kerámia anyag kifejlődését ez a megoldás csak fokozatosan képes leállítani, ezért maga a kerámia anyag kissé a gátló elem mögé is nőhet. Ez önmagában véve esetleg hátrányosnak tűnhet, de a túlnövekedés mértéke és a túlnövekedéssel létrejött anyag összetétele olyan, hogy azt már kis ráfordítással el lehet távolítani, a szükséges felületi kialakítás egyszerű megmunkálással elérhető. A gátló elemnek célszerűen permeábilis szerkezetűnek vagy porózusnak kell lennie, és ezért ha gáz vagy gőz halmazállapotú anyagot át nem engedő szilárd anyagú falat használunk a reakció lelassítására vagy megállítására, a gátló elemet legalább egy zónájában, valamelyik vagy mindkettő végénél nyitott szerkezettel kell létrehozni, hogy a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer képes legyen a megolvasztott fém alapanyaghoz eljutni. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során különösen célszerűnek bizonyult alumínium mint fém alapanyag kiválasztása. Az alumínium és ötvözeteinek esetében a gátló elemet legelőnyösebbnek bizonyult kalcium-szulfátból, kalcium-szilikátból és trikalciumfoszfátból létrehozni, mivel ezeket a vegyületeket az olvadt állapotú alumínium nem képes nedvesíteni. Ezek az anyagok azzal az előnnyel is járnak, hogy töltőanyagból készült ágy és/vagy a töltőanyagból létrehozott előminta egy vagy több felületére zagyszerű készítményként, esetleg pasztaszerű konzisztenciájú anyagként vihetők fel. A gátló elembe célszerű lehet éghető vagy illékony összetevőt bekeverni a folyamat megkezdése előtt. Ennek az az előnye, hogy az oxidativ reakció megemelt hőmérsékletén ez az összetevő eltávozik vagy felbomlik és ezzel maga mögött porozitást hagy, ami a gátló elem permeabilitását növeli. A gátló elem egyébként alkalmas tűzálló anyag részecskéiből is létrehozható, aminek az az előnye, hogy az ismert formázási technikákkal létrehozott felületeket az oxidativ reakció megemelt hőmérsékletén nem fenyegeti a megrepedezés, az összetöredezés veszélye. A tűzálló anyagot célszerűen úgy választjuk meg, hogy az a töltőanyagból álló ágy, illetve az előminta alapvető komponensével azonos vagy közeb'tőleg azonos hőtágulási tényezőt mutasson. így például az előmintát alumínium-trioxidból létrehozva, alumínium alapanyag esetében a kerámia mátrix alumínium-trioxid felépítésű, amelyben a töltőanyag részecskéi jelen vannak, de ilyenkor a gátló elembe is bekeve-, rünk olyan alumínium-trioxidot, amely szemcsézettsége folytán alkalmas a gátló elem feladatának ellátására, szemcsézettségének mértéke 20... 1000 mesh. Az alummium-trioxid részecskéket a gátló elem anyagába általában 10:1...1:10 arányban keverjük be, kalciumszulfát alapanyag esetéten célszerűen ugyanolyan mennyiségű alumínium-trioxidot használunk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja az is, amikor a gátló elembe a kalcium-szulfát (pl. alabástromgjpsz) mellett portland cementet használunk. A port land cement és az alabástromgipsz aránya szintén általában a 10:1...1:10 tartományba esik, ahol célszerűen az alabástromgipsz részaránya általában háromszorosa a portlandcementének. Adott esetben gátló elemként a port land cement önmagában is megfelel. Alumíniumot mint fém alapanyagot használva a gátló elem egy másik célszerű kiviteli formája az, hogy az alabástromgipszet sztöchiometriai arányban szilíciumdioxiddal keverjük ki, ahol azonban az alabástromgipsz feleslegben is jelen lehet. A megmunkálás során az alabástromgipsz és a szflícium dioxid a megemelt hőmérsékleten egymással reakcióba lép, aminek eredményeként kalcium-szüikát jön létre és ez gátló elemként azért különösen jól működik, mivel résektől, repedésektől gyakorlatilag mentes. Az alabástromgipsz egyébként 25...40 t% kalcium-karbonáttal is jól kikeverhető a gátló elem létrehozása céljából. Ilyenkor a kalcium-karbonát a megemelt hőmérséklet hatására szén-dioxid kibocsátása mellett lebomlik, ami a gátló elem porozitását növeli. Alumíniumot mint fém alapanyagot használva a gátló elemek egy további előnyös osztályát a vas alapú anyagok képezik. így például a rozsdamentes acél, a króm-oxid vagy más, a vascsoportba tartozó fém tűzálló anyagú oxidja jól használható a töltőanyag ágyát befogadó tartályként, arra borított falként vagy a felületet borító rétegként. A sűrű, színtelen vagy kiégetett kerámiák, mint például az alumínium-trioxid alapú kerámia anyagok ugyancsak gátló elemként működnek. Ezek általában a fém alapanyag számára átjárhatatlanok és ezért az esetek többségében a porozitás biztosítására külön elő kell őket készíteni vagy megfelelő módon átjárhatóvá kell tenni az oxidálószer számára. A reakció feltételei között a gátló elem esetleg morzsalékony anyagot is képezhet, amelyet a kerámia test felületéről egyszerűen, például dörzsöléssel távolítunk el. A gátló elem elkészítése, legyártása ismert módon hajtható végre, a kívánt alakot, mintát úgy hozzuk létre, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5E 60 65 6
