203857. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű kerámia test előállítására fémalapanyag oxidálásával és önhordó szerkezetű kerámia test
1 HU 203 857 B 2 ennek megfelelően előfordulhat, hogy a kialakuló oxidációs reakciótermékben a megolvadt fém migrációja nem tud bekövetkezni, vagy csak nagyon lassú. Éppen ezért a reakció megtervezésekor óvatosan kell eljárni, mivel sokféle fémes kombináció jöhet létre, de egyidejűleg biztosítani kell a kerámia test fémes összetevőjének folyékony állapotát a reakció folyamatában, mivel ez a fém alapanyag áramlását megkönnyíti azon a hőmérsékleten, amely az oxidációs reakció hőmérsékletén fellép. Ha a második fémet a fém alapanyagnak a reakció előtti oxidálásával biztosítjuk, vagy olyan ötvözetet választunk, amely a kereskedelmi forgalomban beszerezhető és a kívánt összetételt mutatja, a második fémet a kerámia test szerkezetébe a fém alapanyag olvasztott testéből a fémalapanyag maa viszi be. Ezzel a második fém a kialakuló oxidációs reakciótermék részévé válik. A második fémnek a fém alapanyaggal való továbbvitelét a reakció hőmérséklete, a kialakult olvasztott test fizikai feltételei határozzák meg. A transzport folyamatot ezen túlmenően olyan tényezők is meghatározzák, mint a fémes kiindulási anyag homogenitása, az adott fémek adott összetétele mellett létrejövő fémes fázisok tulajdonságai a reakció hőmérsékletén, stb. A találmány szerinti eljárás oly módon is foganatosítható, hogy a második fém, vagy annak alkalmas forrása a fém alapanyaghoz képest kívül helyezkedik el. Ilyenkor további tényezőket, paramétereket is figyelembe kell venni. így egyebek között fontos szerepet játszhatnak a fém alapanyag és a második fém közötti kapcsolatot befolyásoló metallurgia jellemzők, amelyek egyértelműen befolyásolják, hogy a második fém milyen mennyiségben képes a megolvadt fém alapanyagba átmenni. Ha a második fémet a fém alapanyaghoz képest kívül helyezzük el, az utóbbi megolvasztása után az érintkezés biztosítja, hogy a második fém a fém alapanyaggal a kerámia szerkezetbe távozhasson. A két fém között lehet oldási kapcsolat, egymással kapcsolódhatnak fizikai vagy kémiai folyamat révén, közöttük intermetallikus vegyületek vagy más fémes fázisok jöhetnek létre. Ennek megfelelően a második fémnek a fém alapanyagba való bevezetése, illetve a bevezetési folyamat intenzitása számos tényezőtől függhet Ilyen tényező lehet a második fém fizikai állapota a reakció hőmérsékletén, a diffúziós kölcsönhatás intenzitása a fém alapanyag és a második fém között a második fém oldhatósága vagy oldékonysági rátája a fém alapanyagra vonatkoztatva vagy fordítva, a fém alapanyag oldhatósága a második fémben, továbbá az intermetallikus vegyületek vagy más fémes fázisok kialakulása a fém alapanyag és a második fém között. Ennél a megoldásnál tehát arra kell vigyázni, hogy a reakció hőmérsékletével biztosítsuk, a második fémnek a fém alapanyagba adagolt mennyisége révén olyan fémes an ag jöjjön létre, amely legalább részben folyékony é; amely képes a kialakuló oxidációs reakcióterméke / belül vándorolni, vagyis biztosítani a fém alapanyagnak a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószerhez \ •« ló eljutását és ezzel a kerámia test növekedését. A találmány értelmében a második fémet a mozgásban levő fém alapanyagba bevezetve, vagy a mozgásban levő fém keverékből az oxidációs reakció miatt a fém alapanyagot az oxidációs reakciótermékbe átvíve és ezzel mennyiségét csökkentve olyan fémes anyag vagy fémes fázis alakul ki, aminek eredményeként a fém alapanyagból és a második fémből egy vagy több különböző fémes fázis jön létre. Figyelembe kell azonban venni, hogy a fém alapanyag és a második fém egyes kombinációi jelentős mértékben növelhetik a keverék folyékonyságát, csökkenthetik viszkozitását, vagy esetleg más mechanizmusok révén okozhatják, hogy a fém a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer felé olyan intenzitással kezd áramolni, amely mellett a kívánt oxidációs reakciótermék kialakulása nem biztosított. Ilyen esetekben az oxidációs reakció lelassulhat, esetleg leállhat, vagyis a második fém megválasztásakor az ilyen jelenségeket is gondosan figyelembe kell venni. A fentiek értelmében a második fém szükséges mennyiségét a kerámia fém alapanyag előállítási folyamata előtti ötvözéssel is lehet biztosítani. Ha a fém alapanyag alumínium, vagy túlnyomórészt alumíniumot tartalmazó fém, az oxidálószer pedig levegő, tehát az oxidációs reakciótermék túlnyomórészt alumínium-trioxidból jön létre, a második fémet általában a titánt, rézt, nikkelt, szilíciumot, vasat és krómot tartalmazó csoportból választjuk, mennyiségét pedig a fentieknek megfelelően, a konkrét reakciófeltételeket figyelembe véve határozzuk meg. így például célszerű lehet a kerámia test anyagát rézzel vagy rézt tartalmazó fémes fázisokkal kiegészíteni. A kerámia test fémes összetevőjének tulajdonságait vagy magának a testnek a tulajdonságait vagy magának a testnek a tulajdonságait olyan fém adagolásával kívánatos javítani, amely a fém alapanyaggal kombinálva a szükséges hőmérsékleten, vagyis a létrejött kerámia test alkalmazásának körülményei között nem okozza a test tulajdonságainak leromlását. Az alumíniumot és rezet tartalmazó fémek fázisok között vannak olyanok, mint például a Cu^A^ összetételű fázis, amelynek hőmérséklete magasabb lehet, mint az alumíniumé. Ennek megfelelően a kerámia testben rézben ily módon feldúsított fázisokat létrehozva biztosítható, hogy a kerámia test megemelt hőmérsékleteken is mutatja kedvező tulajdonságait. A szükséges fázisátalakulások feltételeinek létrehozásához, vagyis a kívánt rézmennyiség beviteléhez és így a Cug Al4 összetételű fémes fázisok kialakításához célszerű olyan alumínium ötvözetet használni, amely I0t%rezet tartalmaz. Természetesen a réz mennyisége nem minden esetben ennyi, az a feltételektől függően változik. Az alumíniumot mint fém alapanyagot, és a rezet, mind második fémet tartalmazó ötvözetet a kívánt oxidációs reakciótermék létrehozásához szükséges hőmérséklet alá hevítjük, de ez a hőmérséklet túllépi a réz-alumínium ötvözet olvadáspontját. Ez a hőmérséklet tehát az ötvözet olvadáspontja és az alumínium-trioxid olvadáspontja közötti tartományba esik. Amikor a megolvadt alumínium az oxidálószerrel reakcióba lép, közöttük 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7
