202800. lajstromszámú szabadalom • Önhordó kerámiaszerkezet és eljárás összetételben és/vagy mikroszerkezetben különböző két összeépült tartományt tartalmazó önhordó kerámiaszerkezet előállítására
9 HU 202 800 B 10 1 tömeg% magnéziumot, 0,15 tömeg% mangánt, 0,4- 0,6 tömeg% szilíciumot, 0,15 tömeg% cinket és 0,15- 0,35 tömeg% krómot tartalníazott, készült 24,5 mm átmérőjű és 20,43 mm magas, hengeres bugát alumínium-oxid (El Alundum, 90 mesh) ágyba ágyaztunk úgy, hogy a buga felsó körfelületét beborította és lényegében elárasztotta az ágyazás. Az ötvözetet 1200 'C-ra beállított hőmérsékleten hevítettük 48 órán át levegőatmoszférában. Az oxidáció után a buga tömegének százalékos növekedése több, mint 23% volt Az eljárással készült termék metszete gépi pol írozás után több, mint 23% volt. Az eljárással készült termék metszete gépi polírozás után az első tartománybeli anyagra épült, sűrű behatároló tartományt mutatott. Ez a képződmény látható a 6. ábrán bemutatott fotomikrográfon. 7. példa A behatároló tartománybeli réteg kialakulásához szükséges idő meghatározására kereskedelemben beszerezhető, 5052 típusú alumínium-ötvözetből készült, 220,5 mm hosszú, 49 mm széles és 12,25 mm vastag rudakat (1-7. minták) alumínium-oxid (El Alundum, 90 mesh) ágyba ágyaztunk úgy, hogy a rúd (220,5 x x 49) mm-es felületét beborította és lényegében elárasztotta az ágyazás. A hét rúd mindegyikére adalékanyagot juttattunk úgy, hogy a beborított felületükön egyenletesen elszórtunk 1 g szilícium-dioxidoL A rudakat külön-külön 1125 "C-ra beállított reakcióhőmérsékleten, levegő atmoszférában, különböző ideig hevítettük. Az 1-7. mintákból metszeteket készítettünk, azokat géppel kipolúoztuk. A képeket a 7-13. ábrákon mutatjuk be. A mintákat megvizsgáltuk, és amelyiknél határréteg képződött, megmértük. A vizsgálat és a mérés eredményeit az 1. táblázatban foglaltuk össze, a táblázatban a behatároló rétegeket „sűrű réteg”-nck nevezzük. 1. táblázat Vastagság vizsgálat Minta Idd (óra) Megfigyelés Mért, sűrű felületi réteg (cm) 1 72 nincs sűrű réteg — 2 120 nincs sűrű réteg-3 144 sűrű réteg 0,33 4 168 sűrű réteg 0,42 5 192 sűrű réteg 0,33 6 240 sűrű réteg 0,66 7 288 sűrű réteg 0,83. A sűrű határtartomány 1. táblázatban összefoglalt mérési adatait úgy kaptuk, hogy a 9-13. ábrákon bemutatott fotomikrográfon a határréteghez rajzolt, szemben lévő nyilak csúcsai közötti fizikai távolságot mértük. Feltételezzük, hogy a szilíciumnak az adott reakciókörülmények között mutatott oxidációs ellenállásából adódóan, az olvadt alapfémben a szilíciumkoncentráció annak megfelelően növekszik, ahogyan az első tartománybeli polikristályos anyagban az olvadt alapfém szállítás csökken. Az alkalmazott reakciókörülmények között semmilyen fokon nem oxidálódott szilícium koncentrációja egy idő után nyilvánvalóan elég nagy lesz ahhoz, hogy az alapfém már akkor sem oxidálható, amikor az energiaviszonyok még nem csökkennek le a határtartomány képződéséhez szükséges értékre. Bár ezzel az elmélettel nem szándékozunk megkötéseket tenni, ez magyarázata lehet a kapott eredményeknek. Ennek megfelelően, bár a határtartomány képződéséhez az olvadt alapfém szállítás csökkentésével az energiaviszonyokat megfelelően le lehet csökkenteni, ez nem elegendő, a határtartomány polikristályos anyagának képződéséhez megfelelő mennyiségű, oxidálható alapfém is szükséges. Természetesen, ha megfelelő mennyiségű, olyan alapfém-kompoiienst alkalmazunk, amely az alkalmazott reakciókörülmények között nem oxidálható, ez megakadályozza az ezek között a körülmények között egyébként képződő határtartomány kialakulását, például az első tartomány kialakulásakor bekövetkező olvadt alapfém szállítás csökkenésekor. 8. példa Kísérletet végeztünk annak meghatározására, hogy ha a határtartomány kialakulása után, az első tartománybeli anyagot az olvadt alapfémtől elválasztjuk, az első tartománybeli anyag olvadt alapfémmel szomszédos része alkalmas-e arra, hogy saját határtartományt képezzen. Kereskedelemben beszerezhető 5052 alumíniumötvözetből készült, két darab 49 x 220,5 x 12,25 mm-es alumínium rúd mindegyike 49 x 22,05 mm-es felületének középső részére 0,3 g szih'cium-dioxidot tettünk. A szilícium-dioxidot a szélektől azonos távolságra körülbelül 26,90 cm2 felületen helyeztük el. A felületen szih'cium-dioxid adalékanyagot tartalmazó rudakat 90 El Alundum (szállító: Norton Company) ágyba helyeztük el. A kapott összeállítást az első reakciószakaszban 120 órán át levegőben hevítettük, és így olyan, cipószerű polikristályos anyagot kaptunk, amely egy első tartománybeli és egy vastag kéregből vagy határtartománybeli anyagból állt. Miután az anyagot szobahőmérsékletre hűtöttük, azon az oldalon, ahol az első tartományt elválasztottuk a határtartománytól, bőséges mennyiségű alumínium alapfém volt látható a művelet után. Az első tartománybeli anyagból merőlegesen kivágtunk egy olyan részt, amely szomszédos volt az alumínium alapfémmel ennek felületét simára csiszoltuk, és az egyik végére állítva alumíniumcsónakba tettük. A második reakciószakaszban a mintát 24 órára csőkemencébe helyeztük, és 1175 "C hőmérsékleten levegőáramban hevítettük. Eltávolítottuk a kemencéből, lehűtöttük, arról a végéről, amely nem volt érintkezésben az alumíniumcsónakkal, mintát vettünk, széthasítottuk, és lefényképeztük. A határtartomány képződését a 14. ábrán láthatjuk, az ábrán a határ területet az „új kialakulás” címke, az első tartományt az „alumínium kimerült” címke jelzi. A 14. ábrán az anyag 1 (XX)-szeres nagyításban látható, a méretvonalak mutatják, hogy a határtartomány anyaga majdnem 0,07 mm vastag. Tisztán látható, hogy a határtartomány anyaga sűrű, rendkívül finom mikroszerkezetű az első tartomány anyagához képest; az első tartomány anyagától a belezárt alumínium alapfém lényegében kifogyott 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
