198431. lajstromszámú szabadalom • Eljárás csiszoló anyagok előállítására
1 2 tartályban elhelyezett inert anyag és/vagy töltőanyag ágyat; a kiindulási fém olvadáspontja feletti, de az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevítjük. Meg kell azonban jegyezni, hogy az előállítási vagy előnyös hőmérséklettartomány nem eshet a kiindulási fém és az oxidációs reakciótermék olvadáspontja közötti teljes hőmérséklettartományon kívülre. Ennek megfelelően ilyen hőmérsékleten vagy ebben a hőmérséklettartományban a kiindulási fém megolvad, és belőle megömlesztett kiindulási fémtest vagy ömledék képződik, és az oxidálószerrel érintkezve a megömlesztett fém reakciója oxidációs reakciótermék réteget eredményez. Az oxidációs környezetnek folyamatosan kitett visszamaradó megömlesztett fém fokozatosan elfogy és belőle az oxidálószer irányába kifejlődő oxidációs reakciótermék képződik úgy, hogy a kerámiai anyag és az oxidálószer közös felületén folyamatosan i növekszik a polikristályos anyag ilyen módon kerámiatest vagy kerámiai kompozit test képződik. A polikristályos oxidációs reakciótermék közelítőleg állandó sebességgel növekszik (ami azt jelenti, hogy a vastagságnövekedés egy ideig lényegében állandó), ami azonban feltételezi, hogy az oxidálószer cserélődése szükséges mértékű. Levegőből álló oxidáló atmoszféra kicserélődését a kemence szellőztetésével könnyen elérhetjük. A reakcíótermék növekedése addig folytatódik, míg a következők közül legalább valamelyik eset bekövetkezik: 1) lényegében az összes kiindulási fém elfogy, 2) az oxidálószer elfogy vagy kimerül vagy az oxidáló atmoszféra kicserélődik nemoxidáló atmoszférával vagy kiürül, vagy 3) a reakcióhőmérséklet csökken lényegében a külső kéreg hőmérsékletére, például a kiindulási fém olvadáspontja alá. Rendszerint a hőmérsékletcsökkenést a kemence fűtőteljesítményének csökkentésével érjük el, és az anyagot ezután vesszük ki a kemencéből. ■ A kapott kerámiai anyag lényegében a kiindulási fém és az oxidálószer oxidációs reakciótermékét, valamint adott esetben egy vagy két fémes alkotórészt, pédlául a nemoxidált kiindulási fémet tartalmazza. Meg kell jegyezni, hogy a találmány szerinti eljárással létrehozott polikristályos anyag porozitása származhat abból is, hogy a fémes fázis részben vagy majdnem teljesen kicserélődik, de a termékben lévő üregtérfogat %-os mértéke nagymértékben a hőmérséklet, az idő és az alkalmazott kiindulást fém függvénye. A polikristályos, oxidációs reakciótermék krisztallit tormájú, a kristályos részecskék legalább részben összekapcsolódnak. Bár a jelen találmány szerinti eljárásnak továbbiakban ismertetésre kerülő foganatosítási módjai főleg alumíniumot vagy specifikus alumíniumötvözetet említenek kiindulási fémként, ez a korlátozás csak a találmány lényegének jobb bemutatására szolgál, és a találmány szerinti követelmények kielégítésére más fémek, mint például a szilícium, a titán, a hafniumba cirkónium és hasonlók is alkalmazhatók, akár kiindulási, akár dópoló fémként. ' Olyan gőzfázisú oxidálószert alkalmazunk, amely normál állapotban gázhalmazállapotú vagy a gyártás körülményei között gőzállapotú. Tipikus gőzfázisú oxidálószerek például a következők: oxigén vagy oxigéntartalmú gáz, nitrogén vagy nitrogéntartalmú gáz, halogén-, kén- foszfor-, arzén-, szén-, bór-, szelén- és telluriumtartalmú és ezek vegyületeit, valamint kombinációit tartalmazó gázok, például metán, oxigén, etán, propén, acetilén, etilén, propilén (a szénhidrogén, mint szénforrás) és keverékek, például H2 és HjO, CO és C02, az utóbbi kettő (tehát a H2 és H20, valamint a CO és C02) a környezetben lévő oxigén aktivitásának csökkentésére szintén használatos. Amikor valamely gőzfázisú oxidálószerről megállapítjuk, hogy adott összetételben milyen gázt vagy gőzt tartalmaz, ez olyan gőzfázisú oxidálószert jelent, amelyben a szóbanforgó gőz vagy gáz az alkalmazott oxidációs körülmények között a kiindulási fém kizárólagos oxidálószere. Ennek megfelelően definíciójának eleget tevő anyag, de ez nem felel meg a nitrogéntartalmú gáz, mint oxidálószer definíciónak. A nítrogénatartalmú gáz, mint oxidálószer egyik példája az igénypontokban szereplő formáló gáz, amelynek tipikus összetétele: hozzávetőleg 96 tv/r nitrogén és hozzávetőleg 4 tf% hidrogén. Bizonyos kiindulási fémek, speciális hőmérsékleti viszonyok és oxidációs atmoszféra mellett, különösebb adalékolás vagy módosítás nélkül megfelelnek a találmány szerinti oxidációs követelményeknek. A kiindulást fémmel kompozícióban alkalmazott dópolóanyagok azonban előnyösen befolyásolhatják és segíthetik elő az oxidációs reakciófolyamatot. Ugyan nem akarjuk a dópolóanyagok hatásmechanizmusára vonatkozóelméletieszmefuttatásokkal vagy magyarázatokkal alkalmazásukat korlátozni, de feltételezzük, hogy néhány dópolóanyag olyan esetekben alkalmazható hatásosan, amikor a kiindulási fém és oxidációs terméke között a felületi energiaviszonyok nem vihetők át a belső viszonyokra. így bizonyos olyan egyedüli vagy kombinált dópolóanyagok, amelyek a szilárdtest és folyadék közötti határfelületre jellemző enerigát csökkenti, segítik vagy gyorsítják a fém oxidációjával keletkező olyan polikristályos szerkezet kialakulását, amely a megömlesztett fém szállítására alkalmas csatornákkal jön létre és így a találmány szerint eljárás foganatosításában nagyon hasznosak lehetnek. A dópolóanyagok másik szerepe a kerámiatest növekedésének iniciálása, ami valószínűleg ügy valósul meg, hogy a szilárd oxidációs termék a krisztallitok képződésénél magképzőként szolgál, vagy úgy, hogy az oxidációs termék kezdetben passzív rétegét valamilyen módon áttöri, lehet, hogy mindkét hatásmechanizmus jelen van. A dópolóanyagoknak ez utóbbi hatásmechanizmust megvalósító csoportjába tartozó anyagok nem fett? tfen ül szükségesek a kerámiatest növekedéséhez, de néhány kiindulási fém esetén fontosak lehetnek ahhoz, hogy a növekedés megindulási szakaszában a lappangási időszakot az ipari termelés szükségleteinek megfelelően csökkentsük. A dópolóanyag szerepét vagy funkcióit számos tényező inkább befolyásolhatja, mint maga a dópolóanyag. Ezek a tényezők például a következők: az adott kiindulási fém milyensége, a kívánt végtermék, két vagy több dópolóanyag esetén az eredő dópolóanyag, ötvözött dópolóanyaggal kombinált, külső dópolóanyag, alkalmazása, a dópolóanyag koncentrációja, az oxidációs környezet és a technológiai körülmények. Ha a kiindulási fém alumínium, különösen levegőből álló oxidálószer esetén hatásos dópolóanyagok a következők: fémes magnézium és cink, ezek kombinációi, keverékei, valamint a következőkben ismertetésre kerülő egyéb dópolóanyagokkai képzett kombinációi. Ezek a fémek, vagy megfelelő mennyiségüket biztosítani tudó források ötvözhetők az alumíniumbá198.431 í> 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
