198432. lajstromszámú szabadalom • Eljárás összetett szerkezetű önhordó kerámia termék előállítására, valamint összetett szerkezetű önhordó kerámia termék
1 2 előzőleg említett lehetőségek közül kettő vagy akár az összes is egyidejűleg használható. így például a dópoló anyag lehet ötvöző összetevő, amikor egy másik dópoló anyagot kívülről viszünk fel. Ha a töltőanyagba keverjük a dópoló anyagot, akkor lehetőségként adódik az is, hogy maga a dópoló anyag alkossa a töltőanyagot, amikoris a keverék az ismert aprítűsi eljárások bármelyikének igénybevételével elkészíthető, így lehetséges a dópoló anyagot az előminta térfogatának teljes egészében .eloszlatni, belőle bevonatot készíteni, vagy bevonatként, szemcsés anyag formájában elhelyezni a fém alapanyag közelében. Ha a dópoló anyagot az előmintával együtt használjuk, akkor célszerű megoldás lehet egy vagy több dópoló anyag rétegét az előmintába bevinni, különösen, ha az előmintában belső nyílások, átmeneti elemek, átjárók, csatlakozó terek vagy hasonlók vannak, amelyek hatására az előminta anyaga áteresztő jellegű. Abban az esetben, amikor a dópoló anyagot kívülről visszük fel az előmintába bekevert fém alapanyag részecskéinek felületére, vagy legalábbis ennek a felületnek egy részére, a polikristályos oxidszerkezet az áteresztő szerkezetű töltőanyagba átnő, előrehaladása közben a dópoló anyag rétegét magába fogadja, vagyis növekedése során a dópoló anyagot így felveszi. A fém alapanyag felületére felvitt külső dópoló anyagok és/vagy az áteresztő hatású töltőanyagba bekevert dópoló anyagok szemcséi így fejtik ki hatásukat. Ezen túlmenően a fém alapanyaggal mint ötvöző összetevővel bevitt dópoló anyagok és/vagy a fém alapanyag részecskéire felhordott külső dópoló összetevők szemcsézett formában vihetők be az előmintába, így annak alkotóelemét képezhetik. Ez annyit jelent, hogy ha a fém anyagba ötvöző összetevőként bevitt és/vagy a fém alapanyaghoz külsőleg alkalmazott dópoló összetevők mennyisége kicsinek bizonyult, akkor ezt a töltőanyagba bekevert dópoló összetevők mennyiségével ki lehet egyenlíteni. Természetesen a töltőanyagban elrendezett dópoló anyag hiányát is ki lehet egyenlíteni az ötvöző összetevő, illetve a felületre felvitt dópoló anyag jelenlétében. Ha fém alapanyagként alumíniumot használunk és az oxidálószer levegő, a dópoló anyagok hasznos példái a fémes magnézium vagy cink, amelyeket a továbbiakban is ismertetendő dópoló anyagokkal együtt vagy külön-külön, esetleg keverékben lehet használni. Az alumínium fém alapanyaghoz ezek a fémek vagy alkalmas forrásuk ötvöző összetevőként adagolhatok, koncentrációjuk általában 0,1 ...10 t% a végeredményül kapott ötvözött fémhez viszonyítva. Az egyes dópoló összetevők részaránya általában a dópoló anyagok összetételétől és a folyamat hőmérsékletétől függ. Az ebbe a tartományba eső koncentrációk a tapasztalat szerint elősegítik a kerámia anyag növekedési folyamatának megindulását; gyorsítják a fém transzportját az oxidációs reakcióterméken keresztül, előnyösen befolyásolják a növekedési morfológiát és így kedvezőbb szerkezetű oxidációs reakciótermék nyerhető. Alumíniumot mint fém alapanyagot használva a további dópoló anyagok között kell említeni a nátriumot, a lítiumot, a kalciumot, a bórt, a foszfort és az ittriumot, amelyek külön-külön vagy kombinációban, egy vagy több más dópoló anyaggal együtt, az oxidálószertől és afolyamat feltételeitől függően alkalmazhatók. A nátrium és a lítium koncentrációja általában rendkívül kicsi, az esetek többségében legfeljebb 0,1...0,2 ezrelék, ezek a fémek külön és együtt, illetve más dópoló anyagokkal kombinációban használhatók. A ritkaföldfémek közül különösen a cérium a lantán, a prazeodímium, a neodímium és a szamárium bizonyult különösen hasznos dópoló fémeknek, és ezek más dópoló anyagokkal kombinációban szintén előnyös hatásúak. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során célszerű lehet gátló elem alkalmazása, amely alkalmas az oxidációs reakcíótermék növekedésének vagy fejlődésének késleltetésére, esetleg megállítására, annak biztosítására, hogy a növekedési folyamat egy adott határt ne lépjen túl. Ez a megoldás elősegíti, hogy az összetett szerkezetű kerámia terméken kiválasztott felületeken a sűrű, tömör külső réteg ne jöhessen létre, vagyis lehetővé válik olyan eljárás kialakítása, amikoris a sűrű tömör külső réteg csak az előminta meghatározott felületein jön lé Te. A gátló elemeket általában akkor alkalmazzuk, ha az oxidálószer gáz vagy gőz halmazállapotú, mivel ellenkező esetben az előminta felületén a sűrű, tömör bevonat kialakulásának szelektív szabályozása gyakorlatilag kizárttá válhat, tekintettel a folyékony vagy szilárd oxidálószer jelenlétére. A gátló elemek között említhetünk minden olyan anyagot, vegyületet, elemet, keveréket vagy hasonlót, amely a találmány szerinti eljárás foganatosítása során integritását bizonyos mértékig megtartja, nem illékony, előnyösen képes a gáz vagy gőz halmazállapotú oxidálószert átengedni és egyúttal képes arra, hogy az oxidációs rcakcióterniék növekedését, fejlődését lokálisan késleltesse, megállítsa, adott módon befolyásolja, a folyamatot megelőzze vagy magát a reakciót reakcioméregként leállítsa. A tipikus gátló elemek anyaga kálcium-szulfát, kálcium-szilikát, portlandccment és ezek keverékei, amelyek zagyszerű vagy pasztaszerű halmazállapotban vihetők fel a töltőanyag telületére. A gátló elemekben olyan éghető vagy illékony összetevők is lehetnek, amelyeket a hevítés során a reakció önmagától eltávolít, de alkalmazhatók olyan anyagok is, amelyek a megemelt hőmérséklet hatására lebomlanak és bomlástermékeikkel javítják a gátló elem porozitásút; áteresztőképességét. A gátló elemekben célszerű o”yan tűzálló szemcséket is alkalmazni, amelyek a megemelt hőmérsékleten bekövetkező méretváltozásokat redukálják vagy erősen korlátozzák. Előnyösen olyan gátló elemeket használunk, amelyek hőtágulása sízonos a töltőanyag ágyának tágulásával. így például ha az előminta alumínium-trioxidot tartalmaz és a folyamat során kapott kerámia anyag alumínium-tnoxiddd van kialakítva, a gátló elemet célszerűen alumínium-trioxid szemcséket tartalmazó anyagból alakítjuk ki, ahol a szemcsék a 20... 1000 mesh szemcsézettségi tartományba esnek. A találmány tárgyát a továbbiakban foganatosítás! módon és kiviteli alakok példái segítségével ismertetjük még részletesebben. ' 1. Példa Belsőégésű motor kipufogócsövéhez szolgáló bélést készítettünk összetett szerkezetű kerámia anyagból, amelynek porózus magját sűrű, tömör külső réteg vonta be. A készítés menete a következő volt: Pépes masszát készítettlink alumínium-trioxidból, mégpedig az Alcoa cég A-17 jelű alumínium-trioxidjából 245 részt 60 rész vízzel tárcsás keverőben kikevertünk. A keverék minden 300 g-jára a Norwalk-i. 198.432 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 10
