203857. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű kerámia test előállítására fémalapanyag oxidálásával és önhordó szerkezetű kerámia test
1 HU 203 857 B 2 alapanyag oxidálódik és beépül a kerámia anyagba, mintha a reakciót elengedő ideig folytatjuk, a mozgásba hozott fém mennyiségben a fém alapanyag gyakorlatilag megszűnik jelen Irani, a második fémhez viszonyítva mennyisége elhanyagolhatóvá válik és ezért egy vagy több olyan fémes fázis alakul ki, amelyek a második fém mellett a fém alapanyag kisebb vagy nagyobb mennyiségét tartalmazzák. A kívánt fázisok az oxidációs reakció hőmérsékletén vagy az arra kijelölt hőmérséklettartományban jönnek létre, de kialakításuk elérhető a kerámia test fűtése, lehűtést kővető hőkezelése vagy pedig az előállítást követő megmunkálása révén. A kapott kerámia tennék fémes komponense egy vagy több fémes fázist tartalmaz, amely a kívánt tulajdonságok létrehozására szolgálnak. A második fémet a fém alapanyaghoz, illetve a kerámia test szerkezetéhez sokféle módon lehet adagolni. Az egyik lehetőség a fém alapanyag ötvözése még az oxidációs reakció megkezdése előtt, amikoris kívánt összetételű, esetleg kereskedelmi forgalomban is beszerezhető fém ötvözetet használunk. Egy másik lehetőség szerint a második fémet a fém alapanyag egy vagy több felületére, különösen arra a felületére viszszük fel, amelyen át az oxidációs reakciótermék növekedését előidézzük. Az oxidációs reakció folyamatának menetében a második fémet a fém alapanyag árama magával viszi, mozgásával azt az oxidációs reakciótermék belső részébe, illetve felületére viszi el és így a második fém a fémes komponens integrális része, a kerámia test alkotó anyaga lesz. Egy másik kiviteli alakban kompozit jellegű testet hozunk létre, amikoris az oxidációs reakcióterméket megfelelően választott töltőanyag vagy előminta anyagán növesztjük át, és ilyenkor célszerű megoldásnak bizonyul a második fémnek a töltőanyaghoz vagy az előminta anyagához való keverése, esetleg a töltőanyagban vagy az előmintán kialakított felületen való elhelyezése. Ebben az esetben az oxidációs reakciótermék növekedése során átjárja a töltőanyagot, vagyis a benne mozgó fém alapanyag képes a második fémmel kapcsolatba lépni, illetve annak forrására úgy hatni, hogy a második fémnek legalább egy része a fém alapanyag mozgásával haladjon tovább. így a fém alapanyaggal kapcsolódó vagy azzal szállított második fém be tud épülni a kerámia mátrixba. A fém alapanyag, vagy legalábbis annak egy része a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer hatására az oxidációs reakciótermék és az oxidálószer közötti határfelületen oxidálódik, ezzel az oxidációs reakciólermék tömege növekszik, míg a második fém a kialakuló kerámia termék belsejében oszlik el. Egy további lehetőség szerint a fém alapanyag mellett olyan vegyületet vagy keveréket használunk, amely tartalmazza a második (idegen) fémet és amely az oxidációs reakció feltételei között reakcióba lép a fém felszabadul, kapcsolódhat a fém alapanyag részecskéivel vagy azok mozgása során távozhat. Ilyen vegyület lehet például a megolvadt fém alapanyag által redukálható fémoxid. A vegyület alkalmazható bevonatként vagy rétegként a fém alapanyag felületén, de célszerű megoldás annak bekeverése a töltőanyagba vagy az előminta anyagába. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során szükség szerint dópolt — erről a későbbiekben még részletesen szó lesz — fém alapanyagot semleges anyagból készült ágyat tartalmazó csónakba vagy más tűzálló edénybe helyezzük. A fém alapanyagot, amely a találmány értelmében oxidációs reakció kiindulási anyaga, tuskó, rúd, lemez vagy hasonló alakban készítjük elő. Belőle oxidációs reakcióterméket állítunk elő, mégpedig megemelt hőmérsékleten oxidálószenei hozzuk kapcsolatba és ezzel polikristályos terméket növesztünk. Megállapítottuk, hogy a megemelt hőmérsékleten megolvadt fém alapanyagba a kerámia szerkezet test kialakulása folyamán második vagy idegen fémet lehet beadagolni. Az így kapott szerkezet az előállítás során alkalmassá válik a fém alapanyag és a második fém transzportjának biztosítására az oxidációs reakciótermék rétegén keresztül, mégpedig a kapilláris jelenségek révén. A fém alapanyag a második fémet magával viszi, így az a kialakuló kerámia test integrális részévé válik. A második fém szükséges mennyiségét a kiindulási fém alapanyagot, a tűzálló anyagból készült edényt és szükség szerint töltőanyagot vagy előmintát tartalmazó összeállításba többféle módon lehet bejuttatni. Az egyik lehetőség szerint a második fémet a fém alapanyaggal kikeverjük vagy eleve olyan kiindulási anyagot választunk, amely a szükséges második fémet ötvözőanyagként tartalmazza és kereskedelemben beszerezhető. A második lehetőség szerint az idegen fémet a fém alapanyag egy vagy több felületén is el lehet helyezni. Ha összetett szerkezetű kerámia testet kívánunk előállítani, egy harmadik lehetőség szerint a második fémet a töltőanyagba vagy az előminta anyagába keverjük és így, mint erről a későbbiekben még szó lesz, a második fém kívánt mennyisége átadható a mozgó megolvadt fém alapanyagnak, amely azt az oxidációs reakcióterméken keresztül magával viszi. Az eljárás révén kapott kerámia test szerkezeti vizsgálata azt mutatja, hogy abban a második fém és a fém alapanyag oxidálatlan összetevői jelen vannak. A kerámia testben a fémes összetevő alkothat összefüggő járatokat, de jelen lehet zárványok formájában is. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a második fémet elsősorban egy vagy több olyan tulajdonság alapján választjuk, amelyet az elkészült kerámia testnek kölcsönözni kell. A fémes összetevő alkalmas ugyanis arra, hogy a kerámia test néhány jellemzőjét javítsa, teljesítményét növelje. így például a kerámia testben eloszlatott fém előnyösen javíthatja a törékenységet, a rugalmasságot, a hővezetőképességet, a környezetre való veszélyesség fokát, valamint az elektromos vezetőképességet, ahol a szükséges változtatásokat, módosításokat egy részt a második fém megválasztásával, másrészt mennyiségének és eloszlatásának módjával biztosítjuk. Ha a kerámia testben a fém alapanyagtól eltérő fémes összetevőket is jelentősebb mennyiségben alkalmazunk, akkor a kerámia testek alkalmazási lehetőségeit jelentős mértékben bő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
