202168. lajstromszámú szabadalom • Módosított fémtartalmú önhordó kerámiatest és eljárás annak előállítására

HU 202168B

sítvevan,

A „kerámia” kifejezés alatt nemcsak olyan, klasszkkus értelemben vett kerámia anyagokat értünk, amelyek teljes egészében nemfémes és szervetlen anyagokat tartalmaznak, hanem olyan testeket is, amelyek vagy összetételben, vagy jellemző tulajdonságaikban alapvetően kerámiák, de a test kisebb vagy nagyobb mennyiségben, egy vagy több, az alapfémből származó vagy az oxidálószerből vagy egy adalékanyagból redukálódott fémes összetevőt tartalmaz 1-40 térfogat%-ban, vagy ennél nagyobb mennyiségben.

Az „oxidációs reakciótermék” kifejezést általában olyan, egy vagy több, valamilyen oxidált állapotban lévő fémre alkalmazzuk, amelyben a fém elektront adott le valamilyen, más elemnek, vegyületnek vagy ezek kombinációinak vagy ezekkel elektront osztott meg. Ennek megfelelően az „oxidációs reakciótermék” kifejezés magában foglalja egy vagy több fém és egy oxidálószer reakciójában keletkező reakciótermékeket.

Az „oxidálószer" kifejezés alatt egy vagy több, megfelelő elektronakceptort vagy közös elektronhordozót értünk, melyek az eljárás körülményei között szilárd, folyadék vagy gáz (gőz) halmazállapotúak vagy ezek kombinációi (például szilárd vagy gáz) lehetnek.

Az „alapfém” vagy „idegen fém” kifejezésben szereplő „fém" alatt viszonylag tiszta, kereskedelemben beszerezhető, szennyező és/vagy ötvöző anyagokat tartalmazó fémeket és fémek ötvözeteit vagy intermetallikus vegyületeit értjük. A leírásunkban említett fémeket fenti értelmezés szerint használjuk, kivéve, ha a szövegben valamüyen külön meghatározást adunk. Például, alumínium alapfém alatt viszonylag tiszta fém alumíniumot (például a kereskedelemben beszerezhető 99,7%-os tisztaságú alumíniumot), vagy 1100-as alumíniumot — amely 1 tömeg% szilíciumot és vasat tartalmaz szennyeződésként —, vagy alumínium ötvözetet, mint például 5052 ötvözetet, értünk.

Az ábrák rövid ismertetése

1. ábra: A találmányunk szerinti eljárással előállított kerámiatest vázlatos rajza;

2. ábra: A találmányunk szerinti eljárás vázlatos rajza;

3a. ábra: az 1. gyártással előállított és az 1. példában alkalmazott kerámiatestről készült 1000-szeres nagyítású fotomikrográf a kerámia fémkomponensének módosítása előtt;

3b. ábra: a 3a. ábrán látható kerámiatest 1000- szeres nagyítású, számítógéppel kirajzolt Röntgensugár térképe, melyen a fémalumínium jelenlétét energia diszperzív spektrométer segítségével mutatjuk ki;

3c. ábra: Az 1. gyártással előállított és az 1. példában alkalmazott kerámiatest 1000-szeres nagyítású optikai fotomikrográf ja az 1. példa szerinti eljárással megvalósított fémkomponens módosítás után;

3d. ábra: A 3c. ábrán látható kerámiatest 1000- szeres nagyítású, számítógéppel kirajzolt Röntgensugár térképe. A fémnikkel jelenlétét energia diszperzív, spektrométer segítségével mutatjuk ki;

4a. ábra: A 3. gyártással előállított és a 3. példá-5

ban alkalmazott kerámia testről készült 1000-szeres nagyítású optikai fotomikrográf a kerámia fémkomponensének módosítása előtt;

4b. ábra: A 4a. ábrán látható kerámiatest 1000- szeres nagyítású, számítógéppel kirajzolt Röntgensugár térképe. A fémalumínium jelenlétét energia diszperzív spektrométer segítségével mutatjuk ki;

4c. ábra: A 3. gyártással előállított és a 3. példában alkalmazott kerámiatestről készült 1000-szeres nagyítású optikai fotomikrográf a 3. példa szerinti eljárással megvalósított fémkomponens módosítás után;

4d. ábra: A 4c. ábrán látható kerámíatest 1000- szeres nagyítású, számítógéppel kirajzolt X-sugár térképe. A fémréz jelenlétét energia diszperzív spektrométer segítségével mutatjuk ki.

A találmány szerinti eljárásban egy önhordó, összefüggő fémkomponenst tartalmazó kerámiatestet, amelyben az összefüggő fémkomponens legalább részben nyitott vagy egy vagy több felület mentén hozzáférhető, érintkeztetünk valamüyen idegen fémmel; az érintkeztetés következtében koncentrációgradiens jön létre. Általában úgy járunk el, hogy a kerámiatestet és az idegen fémet a kerámiatestben lévő, összefüggő fém és/vagy az idegen fém olvadáspontja feletti értékre hevítjük. A koncentrációgradiens következtében a fémkomponens és az idegen fém között kölcsönös diffúzió jön létre. A fémtartalmú komponens tekintélyes részének helyében idegen fém épül be, amely a kész kerámiatest szerves részévé válik és ezáltal módosítja vagy megváltoztatja a kerámiatest tulajdonságait. Megjegyezzük, hogy bár leírásunkban elsősorban alumínium alapfémként való alkalmazását ismertetjük, a találmány szerinti eljárásban egyéb fémek, például szüícium, titán, ón, cirkónium és hafnium is alkalmazható.

A találmány szerinti eljárással előáüított kerámiatest vázlatos rajzát az 1. ábrán mutatjuk be. A következőkben ismertetjük a találmány szerinti eljárást az ábra jelöléseit használva. Először az önhordó 10 kerámiatestet állítjuk elő, például az előzőekben ismertetett közös szabadalmi bejelentésekben bemutatott eljárással. Ennek megfelelően az oxidációs reakciótermék prekurzorként valamilyen alapfémet, például alumíniumot alkalmazunk, mely alapfém adalékanyagokat (melyeket a későbbiekben ismertetünk) is tartalmazhat. Az alapfémet megfelelő hőmérsékletű környezetben oxidáló atmoszférában vagy hőmérséklettartományon belül az olvadt fém reagál az oxidálószerrel, és polikristályos oxidációs rakciótermék keletkezik. Áz oxidációs termék legalább egy részét érintkezésben tartjuk az olvadt fémmel úgy, hogy az olvadék és az oxidálószer között helyezkedjen el. Az olvadt fém az oxidációs reakcióterméken keresztül jutva érintkezik az oxidálószerrel, és így az oxidálószer és a korábban képződött reakciótermék határfelületén az oxidációs reakciótermék képződés folytatódik. A reakciót annyi ideig folytatjuk, amennyi idő alatt kialakul a főleg 12 oxidációs reakcióterméket és összefüggő 14 fémtartalmú komponenst vagy összetevőt tartalmazó, polikristályos kerámiatest. A fémtartalmú komponens vagy összetevő az egész polikristályos anyagban vagy egy részében diszpergálódik vagy

6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4