199097. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű kerámia struktúra előállítására
9 HU 199097 B 10 nek előállítása az első kerámiatestéhez hasonló vagy avval azonos eljárás szerint történik. Az előállítás során azonban a második fém alapanyagot és az első kerámiatestet egymáshoz viszonyítva úgy helyezzük el( hogy a második fém alapanyag oxidációs reakciójában keletkező polikristályos reakciótermék az első kerámiatest pórusainak legalább egy részét kitölthesse. A kitöltést lehet korlátozni az első kerámiatest egy adott mélységéig, de szükség szerint kialakíthatók olyan feltételek is, amikor az első kerámiatestet a második fém alapanyag oxidációs reakcióterméke teljesen átjárja. Amikor a második polikristályos reakcióterméket csak az első kerámiatest egy meghatározott mélységű zónájáig hagyjuk az első kerámiatestbe beépülni, az első kerámiatest Jovábbi részében lényegében változatlan mértékű porozitás marad fenn, az ottani pórusokat a második fém alapanyag oxidációs reakcióterméke nem tudja kitölteni. Ennek megfelelően a végeredményben kapott szendvics jellegű kerámia struktúrára a rétegenként eltérő porozitás jellemző. A szendvics jellegű összetett szerkezet előállításának másik célszerű lehetősége az, amikor a 10 első kerámiatest 14 fémmel kitöltött járataiból a fémet csak egy meghatározott mélységig távolitjuk el, vagy több lépésben eltérő mértékben kiürített járatokat hozunk létre. Ennek egyik célszerű lehetősége az, hogy az esetleg már más módon kezelt 10 első kerámiatestet csak részben merítjük a 22 lúgozószerbe (4. ábra). A második polikristályos anyag előállítására oxidálószer jelenlétében a második fém alapanyagot olvasdáspontját meghaladó, de az adott oxidálószer jelenlétében keletkező oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevitjük. Ennek során a második fém alapanyagot a 12 első kerámiatesttel érintkezésbe hozzuk, célszerűen azon helyezzük el (5. ábra). A 12 első kerámiatestet nagy porozitású testként alakítjuk ki, amelyben a 14 fémmel kitöltött járatok hossza, mennyisége kicsi. Szükség szerint a 13 pórusok mennyiségét megfelelő kezeléssel növeljük. A 12 első kerámiatestet semleges anyagból készült 18’ ágyban helyezzük el, és a 18’ ágy 20’ tűzálló edényben kap helyet. Második fém alapanyagból 24 olvasztott testet hozunk létre a 12 első kerámiatest felületén, mégpedig oly módon, hogy az 5. ábra szerinti elrendezésben a második fém alapanyagot olvadáspontja, de mind a 12 első kerámiatestet alkotó első oxidációs reakciótermék, mind pedig a 24 olvasztott testet alkotó második fém alapanyag adott oxidálószer jelenlétében létrejövő oxidációs reakciótermékének olvadáspontja alatti hőmérsékletet tartunk fenn. A 24 olvasztott testet a 12 első kerámiatestnek arra a 15 felületére helyezve alakítjuk ki, amelyre a kitölteni kívánt 13 pórusok nyitnak. A szükséges magas hőmérsékletet kivánt oxidálószer, például oxigéntartalmú gáz, mint levegő jelenlétében tartjuk fenn, és ezzel biztosítjuk, hogy a második polikristályos reakciótermék a 12 első kerámiatest pórusaiba hatoljon be. A behatolási folyamatot addig folytatjuk, amig az egymással kapcsolatban álló pórusokat az oxidációs reakciótermék kivánt mértékig kitölti. A reakció befejezése után az együttest lehűtjük, a kapott kerámiaterméket a 18’ ágy semleges anyagától elválasztjuk és Bzükség szerint a 24 olvasztott test fel nem használt anyagát is a 12 első kerámiatestről leválasztjuk. A következőkben a találmány szerinti eljárást kiviteli példák alapján mutatjuk be részletesebben. 1. Példa Kerámiaanyagú első kerámiatesteket hoztunk létre oxidációs reakciótermék növesztésével. Ebből a célból téglatest alakú, 102 xx 229 mm felületű és 25..,38 mm vastagságú tuskókat készítettünk 5052 jelű aluminiumötvözetből, amely a gyártómű szerint 2,2 tX magnéziumot és legfeljebb 0,5 tX szilíciumot valamint vasat tartalmaz. A tuskókat egyenként tűzálló edényben létrehozott ágyba helyeztük, amelynek anyaga a Norton cég El Alundum jelű aluminium-trioxidja volt, 90 mesh szemcsézettséggel. Az aluminiumtuskó 102 xx 229 mm-es felülete a tűzálló edényben az ágy fölé mintegy 8 mm-rel nyúlt ki, és erre 140 mesh szemcsézettségű szilicium-dioxid réteget vittünk fel, amely dópoló anyagként segíti elő a reakciót. Hasonló elrendezést hoztunk létre minden tuskóval. A tűzálló anyagú edényeket és tartalmukat ezt követően kemencébe helyeztük, ahol levegő jelenlétében 1125 °C hőmérsékletre hevítettük fel. Ezt a hőmérsékletet 160 órán keresztül tartottuk fenn. Ennyi idő elég volt ahhoz, hogy az aluminiumfém alapanyag szinte teljesen oxidálódjon és olyan, az aluminium-trioxid alfa-módosulatából létrejövő test alakuljon ki, amelyben egymással kapcsolódó pórusok vannak. Az oxidációs reakciótermékek hűtése mintegy 10 órán keresztül tartott, aminek során egyenletes hőmérsékletcsökkenést biztosítottunk. Az így kapott kerámiaterméket alkotó oxidált anyag nagy porozitását a mikroszkopikus vizsgálatok egyértelműen bizonyították. Ennek bizonyítására szolgál a 6. ábra mikrofényképe, amely 400-Bzoros nagyításban szürke foltokként mutatja az aluminium-trioxidot, világosabb foltokként van a szilíciumot, illetve az alumíniumot, míg a sötét területek a pórusokat jelentik. A metszeti vizsgálatok alapján az elemi fémek (aluminium, és/vag y szilícium) részarányát hozzávetőlegesen 3 tfX-ra becsültük. Az így kapott első 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
