203857. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű kerámia test előállítására fémalapanyag oxidálásával és önhordó szerkezetű kerámia test
1 HU 203 857 B 2 a térfogat mind a zárvány formájában beépül, mind pedig a nagyobb tömegeket alkotó fémes részeket felöleli. A fémes összetevő a kerámia anyag számos tulajdonságát képes javítani, de sok esetben az alakíthatóság szempontjából is fontos a jelenléte. így például a kerámia struktúrában jelenlevő fém javíthatja a törékenységet, a hővezetőképességet, az elektromos ellenállást vagy vezetőképességet, stb. Az említett jellemzőket egyetlen fém alapanyag alkalmazása mellett nem mindig lehet megfelelően biztosítani, ezért találmányunk feladata a megfelelő mechanikai jellemzők meÚett mindenek előtt a hőfizikai, illetve elektromos jellemzők befolyásolására alkalmas szerkezet létrehozása, amit felismerésünk szerint egy belülről bevitt további fémes komponens beépítésével érünk el. A találmány szerinti eljárás és kerámia test további ismertetésében a következő értelmezéssel bíró kifejezéseket használjuk: A .kerámia test” vagy „kerámia anyag” fogalma a jelen találmány értelmezésében egyáltalában nem korlátozó a klasszikus értelemben vett kerámia anyagokra, amelyek lényegében teljes térfogatukban nemfémes és más szervetlen összetevőkből állnak. A találmány szerint előállított és alkalmazott kerámia anyag, illetve test olyan szerkezetű, hogy legfontosabb, domináns jellemzőit, és/vagy összetételét tekintve lényegében a kerámia testre emlékeztet, de kisebb vagy akár nagyobb mennyiségekben tartalmazhat egy vagy több fémes összetevőt, valamint összekötött járatokat alkotó vagy elszigetelt porozitást, amely a fém alapanyag, oxidálószer vagy dópoló anyag jelenlétének következtében alakul ki és a térfogatbvan részaránya 1 ..40 tf%, de lehet nagyobb is. Az „oxidációs reakciótennék” fogalma a találmány értelmében egy vagy több oxidált állapotú fémet jelöl, ahol a fémet más elemnek vagy vegyületnek, illetve azok valamilyen kombinációjának elektront leadó vagy azzal elektront megosztó összetevőnek tekintjük. Ennek megfelelően az oxidációs reakciőtermék egy vagy több fém és oxidálószer reakciójának eredménye, ahol alkalmas oxidálószer a következő: oxigén, nitrogén, halogének, kén, foszfor, arzén, szén, bór, szelén, tellur, ezek vegyületei és keverékei, mint például a szilícium-dioxid (ez kiváló oxigénforrás), metán, etán, propán, acetilén, etilén és propilén (mint szén forrásai), továbbá keverékek, mint levegő, H2/H20 és C0/C02, illetve ez utóbbi kettő (tehát és CO/CQ}) keveréke, amelyek különösen alkalmasak a környezet oxigénaktivitásának csökkentésére. A „gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer” olyan oxidálószer, amely egy megadott gázt vagy gőzt tartalmaz, esetleg ebből az anyagból áll, ez annyit jelent, hogy a megadott gőz vagy gáz a reakció feltételei között az oxidálószerben a kizárólagos, a túlnyomó, vagy legalábbis a nagyobb részt alkotó oxidáló összetevő, amely az oxidációs reakció feltételei között a fém alapanyag oxidálását biztosítja így például a levegő általában nitrogéntartalmú gáznak minősül, hiszen nitrogéntartalma sokkal nagyobb, mint benne az oxigén mennyisége, mégis a levegőt a találmány vonatkozásában oxigéntartalmú gáznak tekintjük, mivel a fém alapanyag oxidációs reakciójánek lefolytatásánál levegő alkalmazása esetében a hatás mindenekelőtt az oxigén jelenlétének köszönhető. Ennek megfelelően a levegő ez esetben az oxigéntartalmú gáz kategóriájába esik, a nitrogéntartalmú gázok között a jelen találmány értelmében oxidálószerként nem említhető meg. A nitrogéntartalmú gáz, mint oxidálószer példája lehet a 96 tf% nitrogént és a 4 tf% hidrogént tartalmazó formázó gáz. A „fém alapanyag” olyan viszonylag tiszta fémes tulajdonságú anyag, amely kereskedelmi forgalomban beszerezhető fémes összetevőket tartalmaz a szokásos szennyezésekkel, adott esetben ötvözőanyagokkal, ötvöző vegyületekkel és intermetallikus vegyületekkel. Ha a leírás egy meghatározott fémet, például alumíniumot említ, akkor a találmány a fenti tisztasági feltételeknek megfelelő férnie vonatkozik, hacsak a leírás ezzel kapcsolatban más feltételeket nem említ. A „második fém” vagy „idegen fém” fogalma olyan fémes anyagot, fémek kombinációját, ötvözetet vagy intermetallikus vegyületet, illetve az említettek bármelyikének olyan forrását jelenti, amely alkalmas arra, hogy a keletkező kerámia test fémes komponensei közé a reakció előtt vagy a reakció feltételei között beépüljön, a fém alapanyag részecskéit felváltsa, kiegészítse, vagy azokkal kapcsolódjon. A definíció vonatkozik azokra az intermetallikus vegyületekre, ötvözetekre, szilárd oldatokra és hasonló képződményekre, amelyek a fém alapanyag és a második fém között lejátszódó folyamatok eredményeként jönnek létre. A „mozgás” fogalmát a jelen találmány értelmében megolvadt fémmel kapcsolatban használjuk, és ez a megolvadt fémnek az oxidációs reakció feltételei között az oxidációs reakciótermékben kialakuló áramlását, migrációját jelenti. A kitűzött feladat megoldása érdekében eljárást dolgoztunk ki önhordó szerkezetű kerámia test előállítására fém alapanyag oxidálásával, valamint önhordó szerkezetű kerámia testet is létrehoztunk. A javasolt eljárás során fém alapanyagot gáz vagy gőz halmazállapotú oxidálószer jelenlétében felmelegítünk és megemelt hőmérsékleten olvasztott testet hozunk létre, amelyet az oxidálószerrel érintkezésbe hozunk, ezzel oxidációs reakcióterméket állítunk elő, amelyet egyrészt az olvasztott testtel, másrészt a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószerrel érintkezésben tartunk, a megemelt hőmérsékleten a megolvasztott fémet mozgásba hozzuk oxidációs reakciótermékén keresztül az oxidálószer irányában, az oxidálószenei az oxidációs reakciótermék felületén érintkezésbe hozzuk és ezzel az oxidációs reakciótermék vastagságát növeljük, majd a reakciót folytatjuk és ezzel a fém alapanyag oxidációs reakciótörmékéből és a mozgásba hozott fém megszilárdulásával kialakuló fémes összetevőt tartalmazó kerámia testet hozunk létre, ahol a találmány szerint a fémet a megemelt hőmérséklet alkalmazása előtt vagy közben második (idegen) fémmel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
