203857. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű kerámia test előállítására fémalapanyag oxidálásával és önhordó szerkezetű kerámia test
1 HU 203 857 B 2 egészítjük ki, hozzá második (idegen) fémet adagolunk, a fém alapanyagot mozgásba hozzuk, az oxidációs reakciót folytatjuk és ezzel a mozgásba hozott fémben a fém alapanyag mennyiségét lecsökkentjük, a kerámia testben a második fémmel és a fém alapanyag- 5 gal feldúsult egy vagy több fémes fázist hozunk létre, és ezzel a fémes fázisokat tartalmazó fémes komponenssel létrejött, lényegében spinellektól mentes, vagy az oxidációs reakciótermék kezdő felületére korlátozott jelenlétű spinellt befogadó kerámia testet készí- 10 tünk. A találmány szerinti eljárással készült kerámia testben a második fém jelenlétével és tulajdonságaival biztosítja a kerámia test jellemzőinek kívánt megváltoztatását és mindenekelőtt azt, hogy jelenlétük csak az oxidációs reakciótermék keletkezésének kezdeti 15 időszakában létrejött felületre korlátozódjon. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjában a második fémet a fém alapanyag ötvözésével visszük be a folyamatba, de lehetséges a második fém elrendezése a fém alapanyagon a megemelt 20 hőmérséklet alkalmazása előtt is. Ha töltőanyagot használunk, célszerű foganatosítási mód adódik alakos termékek előállítására. Ilyenkor a második fémet a töltőanyaggal keveijük ki, vagy annak rétegként úgy hozzuk létre, hogy az oxidációs reakciótermék átnövé- 25 se, a fém alapanyag mozgása során az a kerámia szerkezetbe be tudjon épülni. A fém alapanyag környezetébe a második fémet célszerű lehet a reakció feltételei között felbomló fémtartalmú vegyületként bevinni. 30 Az oxidációs reakció időtartamát célszerűen úgy választjuk, hogy ezzel az oxidációs reakciótermékben több fémes fázis alakulhasson ki. A fémes fázist adott esetben a fém alapanyag nélkül vagy annak minimális mennyiségével is létre lehet hozni, ha a reakciót ele- 35 gendő hosszú ideig tartjuk fenn. A fém alapanyagot célszerű lehet a megemelt hőmérséklet alkalmazása előtt vagy közben dópolni, mivel ily módon az eljárás feltételei javulnak. Ugyancsak a kitűzött feladat megoldására dolgoz- 40 tunk ki önhordó szerkezetű kerámia testet, amely fém alapanyag és gőz vagy gáz fázisú oxidálószer jelenlétében a fém alapanyag megolvasztásával és oxidálásával létrehozott polikristályos oxidációs terméket és a fém alapanyag oxidálatlan részecskéit tartalmazza. A ta- 45 lálmány szerint a polikristályos reakciótermékben belső forrásból származó második fém részecskéi vannak eloszlatva és szükség szerint benne töltőanyag van, ahol a fémes összetevők részaránya 1... 40 tf%. A második fém lehet egyenletesen eloszlatva a termé- 50 ken, de célszerű lehet a reakció feltételeit úgy megválasztani, hogy a kerámia test egy részében koncentrálatlan legyen jelen. A találmány szerinti eljárásban és kerámia testben célszerűen alumínium fém alapanyagot alkalmazunk, 55 míg a második (idegen) fém alumínium, titán, vas, nikkel, réz, cirkónium, hafnium, kobalt, mangán, szilícium, germánium, ón, ezüst, arany vagy platina, illetve ezek ötvözetei, keverékei, intermetallikus vegyületei, stb. 60 A találmány szerinti eljárás segítségével olyan kerámia test állítható elő, amelynek második fémes öszszetevője biztosítja a kívánt tulajdonságokat Ez a fémes összetevő általában olyan mennyiségben van jelen, amennyire a kívánt tulajdonságok eléréséhez szükség van. A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti foganatosítási módok, kiviteli példák alapján mutatjuk be részletesen. Az önhordó szerkezetű kerámia testek előállítására szolgáló találmány szerinti eljárás foganatosításakor fém alapanyag oxidációs reakcióját valósítjuk meg. A fém alapanyagot oxidálőszer, különösen gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer jelenlétében hevítjük és belőle olvasztott testet hozunk létre. Az olvasztott test az oxidálószerrel reakcióba lép és alkalmas hőmérsékleten olyan oxidációs reakciótermék jön létre, amely a fém alapanyag olvasztott testének határfelületét borítja. Ez kezdetben mind az oxidálószerrel, mind pedig a fém alapanyaggal kapcsolatban van. Ezen a hőmérsékleten az olvasztott testet a fém alapanyag képes megfelelő transzport folyamat révén az oxidációs reakcióterméken keresztül elhagyni és az oxidálószer felé vándorolni. A megolvadt fémet második vagy idegen fémmel egészítjük ki, amikor ez a mozgása megkezdődik és ennek megfelelően egy második fémet is a folyamatba viszünk. Ennek eredményeként olyan fémes összetevője lesz a kerámia testnek, amely a megolvadt fém alapanyagot és az idegen fémet tartalmazza, ez a komponens az oxidációs reakcióterméken keresztül mozog és amikor a fém alapanyag eléri az oxidációs reakciótermék határfelületét, a gőzfázisú oxidálószerrel reakcióba lép, aminek révén a polikristályos szerkezetű kerámia test tömege folyamatosan növekszik. Az oxidációs reakciót addig folytatjuk, amíg a szükséges nagyságú, illetve alakú oxidációs reakciótermék ki népi alakul. Ez a fémes összetevőket anyagában eloszlatva homogén vagy inhomogén módon tartalmazza. A fémes összetevők között szerepel a fém alapanyag, valamint a második (idegen) fém, amelynek mennyisége elegendő ahhoz, hogy a kerámia test egy vagy több tulajdonságát megfelelő módon biztosítsuk. A kívánt tulajdonságot a fém jelenléte és/vagy tulajdonságai képesek biztosítani. A második fémet a fém alapanyag mozgásához a kerámia test kialakulási folyamatában adjuk hozzá, a második fémet a fém alapanyag szállítja az oxidációs reakcióterméken keresztül. Míg az oxidálószerrel kapcsolatba kerülő fém alapanyag lényegében oxidálódik / és az oxidációs reakciótermék anyagát növeli, addig a második fém lényegében oxidálatlan marad és általában fémes formában oszlik meg a kerámia anyag szerkezetében. A kerámia test kialakulása közben a második fém annak integrális részévé válik, biztosítja egy vagy több terméktulajdonság módosítását, szükség szerinti javítását. A második fémet a fém alapanyag alkotórészeként is bevihetjük, vagyis ilyenkor az olvadt fém alapanyag azt az olvasztott testből viszi a kerámia testbe. Az oxidációs reakciótermék kialakulása folyamán a fém 4
