202168. lajstromszámú szabadalom • Módosított fémtartalmú önhordó kerámiatest és eljárás annak előállítására
HU 202168B A találmány tárgya módosított fémtartalmú komponenst tartalmazó önhordó kerámiatest, valamint eljárás ilyen önhordó kerámiatestek előállítására. Találmányunk tárgya kapcsolódik a 818 943. számú, 1986. január 15-én bejelentett, függő, közös, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás tárgyához, amely bejelentés folytatása (’’continuation-in-part") az 1985. szeptember 17-én bejelentett, 776 964. számú szabadalmi bejelentések, és ez folytatása az 1985. február 26-án bejelentett, 705 787. számú szabadalmi bejelentésnek; ami folytatása az 1984. március 16-án bejelentett 591 392. számú szabadalmi bejelentésnek. Fenti szabadalmi bejelentések mindegyikét Marc S. Newkirk és munkatársai tették „Új kerámia anyagok és ezek előállítási eljárása” címen. Ezek a szabadalmi bejelentések valamüyen alapfém prekurzor oxidációs termékeként létrehozott önhordó kerámiatestek előállítási eljárásra vonatkoznak. Az eljárás során olvadt fémet reagáltatunk gőzfázisú oxidálószerrel, így oxidált reakciótermék keletkezik. A fém az oxidált terméken keresztül az oxidálószer irányába vándorol, így olyan folyamatos növekvő, polikristályos kerámiatest alakul ki, amelyben összefüggő fémkomponens van. Az eljárást, mint például az alumínium alapfém levegővel történő oxidációját, módosíthatjuk valamüyen ötvözet adalékanyag alkalmazásával. Azt az eljárást, amelyben a prekurzor alapfém felületére kívülről alkalmazzuk az adalékanyagot, az 1986. január 27-én bejelentett, függő, közös, 822 999. számú amerikai egyesült áüamokbeli szabadalmi leírásban ismertetjük, amely folytatása (”continuation-in-part”) az 1985. szeptember 17-én bejelentett, 776 965. számú szabadalmi bejelentésnek, ez folytatása az 1985. június 25-én bejelentett, 747 788. számú szabadalmi bejelentésnek, és ez folytatása az 1984. július 20-án bejelentett 632 636. számú szabadalmi bejelentésnek. Fenti szabadalmi bejelentések mindegyikét Marc S. Newkirk és munkatársai tették „Eljárás önhordó kerámia anyagok előállítása” címen. Találmányunk tárgya az 1986. január 17-én bejelentett, függő, közös, 819 397. számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentéshez is kapcsolódik. Eza bejelentés folytatása az 1985. február 4-én bejelentett 697 876. számú szabadalmi bejelentésnek Mindkét bejelentést Marc S. Newkirk és munkatársai tették „Összetett kerámia termékek előállítási eljárása” címen. Ezekben a szabadalmi leírásokban olyan új, önhordó kerámia készítmények előállítására szolgáló eljárást ismertetnek, amely során az oxidált reakciótermék az alapfémtől kiindulva az áteresztő töltőanyagba növekedve alakul ki. Fém-boridot, fémkomponenst és adott esetben inert töltőanyagot tartalmazó összetett kerámiatestek előáüítási eljárást ismertetjük az 1986. március 7-én bejelentett, függő, közös, 837 448. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. A bejelentést Marc S. Newkirk és munkatársai tették „Önhordó testek és eljárás ezek előállítására” címen. Az eljárásban az olvadt alapfém átitatja az adott esetben inert töltőanyaggal kevert bórforrást, reagál vele, és így az alapfém boridja keletkezik. Az 1 eljárás körülményeivel befolyásolni lehet az összetett test kerámia és fém tartalmát. A fentiekben ismertetett közös Szabadalmi bejelentések olyan kerámiatestek előülítási eljárására vonatkoznak, amelyek valamüyen, egy vagy több irányban (rendszerint három irányban) összefüggő, oxidált reakcióterméket és egy vagy több fémes alkotórészt vagy komponenst tartalmaznak. A fém térfogata—amely fém magában foglalja a nem oxidált alapfém összetevőit és/vagy az oxidálószerből vagy a töltőanyagból redukálódott fémet is — függ többek között az oxidált reakciótermék képződési hőmérsékletétől az oxidáció idejétől, az alapfém összetételétől, az alkalmazott adalékanyagoktól, és az oxidálószerből vagy töltőanyagból redukálódott alkotórészektől. Annak eüenére, hogy a fémkomponensek egy része elszigetelődik vagy bezáródik, gyakorlatilag a fém többi része összefüggő, a kerámiatest külső felületéről hozzáférhető formában van. Ezekben a kerámiatestekben az összefüggő fémkomponens vagy összetevő térfogata 1-40 tf%, de néhány esetben, mint például borid-kompozíciók esetében ennél nagyobb is lehet. Az összefüggő fémkomponenst tartalmazó kerámiatestek alkalmazásánál a fémkomponens számos esetben befolyásolja, kedvezően módosítja a kerámiatest tulajdonságait. A fémkomponens, elsősorban nagyobb formálhatósága miatt a kerámiatest keménységének, ületve repedéssel szembeni ellenállásának kialakításában játszik fontos szerepet. A fémkomponenst alkalmazhatjuk a kerámiatest elektromos vezetőképességének a kívánt mértékű beáüítása is. Bizonyos alkalmazástechnikai területeken megfigyelték azonban, hogy a fémkomponens nem segíti elő a kívánt tulajdonság optimális beáüítását, sőt némely esetben még ronthatja is ezeket a tulajdonságokat. így például, ha valamely alumínium-oxid kerámiatest készítésére elsődlegesen alumínium alapfémet használtunk, és így a kialakult összefüggő fém lényegében alumínium vagy alumínium ötvözetek), megfigyeltük, hogy a normál körülmények között alkalmazott kerámiatest jó repedés szilárdságot és szakító eüenáüást mutat, azonban ezek a tulajdonságok romlanak, ha a kerámiatestet az alumínium viszonylag alacsony olvadáspontja — kb. 660 °C — feletti hőmérséklet hatásának tesszük ki vagy az alumíniumot korrodeáló vizes-savas vagy - lúgos környezetben alkalmazzuk. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy ha az összefüggő fém ilyen módon tönkremegy, a kerámiatest bizonyos tulajdonságai, például a repedéssel szembeni eüenáüás, szilárdság vagy szakító eüenáüás is kedvezőtlen irányban módosul. Más termékeknél azt figyeltük meg, hogy a kerámiatestekben lévő, összefüggő fémkomponens nem minden esetben segíti elő a kívánt felhasználáshoz szükséges optimális tulajdonságok, például az elektromos vezetőképesség vagy mikrokeménység kialakulását. Ismeretes, hogy a grafitszál bizonyos tulajdonságainak javítására, fémanyaggal impregnálható. Ilyen eljárást mutatnak be Pepper és munkatársai a 3 770 488. számú amerikai egyesült áüamokbeli szabadalmi bejelentésben. A kívánt fémmel való át-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
