203858. lajstromszámú szabadalom • Eljárás töltőanyagot tartalmazó kerámia termék előállítására
1 HU 203 858 B 2 tják a viszonylag könnyű kezelhetőséget Porozitásúknak kell biztosítania az oxidációs reakciótermékkel való infíltrációt valamint a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer könnyű áramlási útját. Ebből következően a töltőanyagnak nem szabad a reakciót lelassítani vagy olyan feltételeket teremtenie, amikor az oxigén vagy más oxidálószer hiánya miatt az oxidációs reakció határfelületén nemkívánatos fázisok jönnél létre. A tömörítvényekből készült előminták vagy nyers formák általában a nagyobb repedésektől vagy inhomogenitásoktól célszerűen mentesek, a tömörítvények maguk őrlés nélkül készülnek. Ugyanakkor a tömörítvényeket alkotó krisztallitok méreteik akár nagyon kicsinyek is lehetnek. Mivel a kerámia mátrixnak a találmány szerinti eljárással való létrehozása során a tömörítvény struktúrájában a krisztallitok helyzetüket lényegében nem változtatják, ezért ez utóbbiak a végtermékben a töltőanyag szerepét is játszák. így tehát az előzőekben ismertetett tömörítvények felhasználása a permeábilis szerkezetű ágy létrehozásához biztosítja, hogy a nagyon finom részecskékből létrehozott ágyak vagy előminták alkalmazásával addig járó nehézségek és hátrányok a kívánt finomságú töltőanyag felhasználása mellett elkerülhetők legyenek. A tömörítvény összetevőjét alkotó krisztallitok alakjával kapcsolatban nincsenek különleges megkötések. Lehetséges gömbszerű, huzalszerű vagy lemezkés alakú, a legszélesebb értelemben a részecskék fogalma a szálakat is felöleli, ezért a tömörítvények lehetnek szálkötegek, amelyeket szövéssel vagy más módszerrel hozunk az előminta alakjára Az előmintán belül a kötegek közötti nagyobb rések alkotják ebben az esetben a részecske közötti porozitást, míg az egyes szálak közötti finom nyílások a részecskén belüli porozítás alkotóelemei. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során célszerű lehet a permeábilis szerkezetű ágyat szivacsszerű szerkezetben kialakítani, pl. olyan lyukacsos kerámia anyagból, amelyben a szomszédos kerámia anyagú ágak közötti terek jelentik a részecskék közötti porozitást, míg magukban a kerámia ágakban elosztó finom porozítás adja azt a második anyagrendszert, amely a finomabb porozitást, tehát az előzőekben részecskén belülinek nevezett porozitást adja. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során célszerűen a fém alapanyag alumínium, az oxidációs reakciótermék alumínium-trioxid alfa-módosulata, míg a tömörítvényt alumínium-trioxid kristallitjaiból hozzuk létre. Ennek módszerei például a szórva szárítás vagy az agglomerálás, esetleg a részleges szinterelés. A tömörítvények nitrídálással vagy oxidálással kialakított reakciótermékből is létrehozhatók, de ugyancsak alkalmas erre a célra a karbotermikus reakció. A szálszerű anyagok alkalmazása esetén célszerű, ha azokat az oxidációs reakció feltételei között szerkezeti stabilitását nem megőrző, de az oxidációs reakció alatt anyagi integritását megtartó bevonattal látjuk el, mivel ebben az esetben a szál anyaga maga kevéssé lényeges a reakció lefolytatása szempontjából. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban példakénti foganatosítási módok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra kemencébe helyezett tűzálló anyagú edény egyszerűsített keresztmetszeti vázlata a találmány szerinti eljárás foganatosításához szükséges elrendezésben, a 2. ábra a találmány szerinti eljárás egy másik foganatosítási módjának megvalósítására alkalmas elrendezés vázlatos keresztmetszete, szintén kemence alkalmazása mellett, a 3. ábra letapogató (scanning) elektronmikroszkópos fevétel őrletlen alfa-módosulatú alumínium-trioxid részecskéről, amelyet porózus ágy vagy előminta létrehozásához a találmány szerinti eljárás foganatosítása során töltőanyag részecskéjeként alkalmazunk, a 4. ábra kétszázszoros nagyításban a találmány szerinti eljárás foganatosításához alkalmazott, a töltőanyagba beépített alfa-módosulatú alumínium-trioxid részecske őrletlen állapotban, míg az 5. ábra háromszázhúszszoros nagyításban fémmel átjárt alfa-módosulatú őrletlen alumíiumtrioxid részecske fényképe a találmány szerinti eljárás foganatosításával kapott termékben. A találmány szerinti eljárás foganatosítását a továbbiakban elsősorban olyan példa alapján mutatjuk be, amikoris oxidációs reakciótermék kerámia mátrixába beépített töltőanyag-részecskéket tartalmazó kerámia terméket állítunk elő, mégpedig oly módon, hogy alkalmas fém alapanyagból fémtestet hozunk létre és ezt töltőanyagból álló permeábilis szerkezetű masszával hozzuk kapcsolatba. A kapcsolatteremtés után olyan feltételeket teremtünk, hogy a fém alapanyag oxidálásával kapott oxidációs reakciótermék behatolhasson a permeábilis masszába Ebből a célból a fém alapanyagot gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer jelenlétében megolvasztjuk, az oxidálószer és a megolvadt fém alapanyag között a reakció feltételeit biztosítjuk és ezzel oxidációs reakcióterméket hozunk létre. Az oxidációs reakcióterméknek legalább egy részét a fém alapanyaggal kapcsolatban, a fém alapanyag és az oxidálószer között megemelt hőmérsékleten tartjuk, ezzel biztosítjuk a megolvadt fém transzportját eredeti helyéről az oxidációs reakciótermék rétegén keresztül a töltőanyagba, amivel biztosítjuk a töltőanyagból álló permeábilis masszán belül az oxidációs reakció folyamatos fenntartásának feltételeit az oxidálószer és a már kialakult oxidációs reakciótermék határfelületén, majd a reakciót annyi ideig folytatjuk, amennyire szükség van a töltőanyag permeábilis szerkezetű masszájának 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
