203858. lajstromszámú szabadalom • Eljárás töltőanyagot tartalmazó kerámia termék előállítására
1 HU 203 858 B 2 mék olyan nagy sűrűségű, jól megkötött tömör szerkezetű, gyakorlatilag pórusok nélküli test, amely az oxidációs reakciótermékkel átjárt, ez utóbbiból létrejött polikristályos kerámia szerkezetű mátrixszal megszilárdított töltőanyag permeábilis szerkezetű teste alapján a fém alapanyag hevítése során kialakuló oxidációs reakcióval jön létre, ahol a polikristályos mátrixban a fém alapanyag, illetve annak fémes összetevői oxidálatlan formában is jelen lehetnek. Ha a fém alapanyag a kerámia szerkezetben jelen van, alkothat különálló vagy egymással összekapcsolódó részeket, járatokat. Ezek általában kis, mikroszkópikus mennyiségű fémet jelentenek, de a kerámia test felületén összefüggő makroszkópikus fémtömegek is megjelenhetnek, amelyeket megfelelő szerkezetű átmeneti rétegek kötnek össze a kerámia anyaggal. A találmány szerinti eljárással tehát kerámia felületű fémes összetevők hozhatók létre, amelyek szilárdságát a fémes alap, míg keménységét, eróziós hatásokkal szembeni ellenállását és/vagy egyéb kerámia jellegű tulajdonságait a kerámia anyagú felületi réteg határozza meg. A találmány szerinti eljárásnak abban a foganatosítási módjában, amikoris porózus szerkezetű előmintát vagy a töltőanyagból készült porózus felépítésű ágyat alkalmazunk, olyan végterméket nyerünk, amely alakjában majdnem pontosan megfelel a kívánalmaknak. Az előállított tennék külső felületi konfigurációját a permeábilis szerkezetű anyag külső felületi konfigurációját a folyamat kezdetén egyértelműen meghatározó eszközzel lehet bitosítani, például — ha a permeábilis szerkezetű testet részecske ágyba helyezzük — a részecskékből álló anyagrétegbe olyan elemeket helyezve, amelyek képesek az oxidációs reakciótermék növekedési folyamatát megállítani. Ha feltételezzük, hogy a fém alapanyag kezdeti mennyiségét úgy választottuk meg, hogy a permeábilis szerkezetű testben levő üregeket az oxidációs reakciótermék a fém alapanyag felhevítése után folyamatosan és teljesen kitölti, valamint biztosítottuk, hogy a folyamat során a fém alapanyag gyakorlatilag teljes mennyisége oxidált legyen, továbbá az oxidációs reakciótermék a belső járatokat, üregeket teljesen átjárja, valamint azt is feltételezve, hogy a permeábilis szerkezetű test a fém alapanyag kiindulási mennyiségét teljes egészében vagy jelentős részben körbeveszi, a hevítéses reakcióval előállított termékben olyan üres rész vagy belső tér alakul ki, amely megfelel a fém alapanyag kiindulásakor elfoglalt térfogatának, inverz módon reprodukálja a fém alapanyag kiindulási külső felületi konfigurációját. Ha az alkalmazott fém alapanyag mennyisége elegendő ahhoz, hogy a permeábilis szerkezetű testben levő összes belső üreget, pórust az oxidációs reakciótermék kitölthesse, az így előállított termék homogén szerkezetű szilárd test lesz, amelynek külső alakja teljes mértékben megfelel a permeábilis szeikezetű kiindulási test alakjának, benne a fém mennyiségétől és a reakció idejétől, körülményeitől függően pórusok jelenlehetnek. a 2. ábrára hivatkozással a találmány szerinti eljárás egy másik előnyös foganatosítási módját mutatjuk be részletesen. Az itt látható elrendezésben lényegében ugyanolyan alakú terméket állítunk elő, mint az 1. ábra szerinti megoldással. A tűzálló anyagból készült 10 edény belső terében permeábilis szeikezetű 12a testet helyezünk el, amely töltőanyagból előmintaként van kialakítva, konfigurációjában az előállítani kívánt tennék alakját követi. A találmány szerinti eljárásban az előmintát például töltőanyag krisztallitjainak porózus tömörítvényeiből állítjuk elő, ahol a tömörítvényeket például szintereléssel kapcsoljuk össze és így a kiválasztott alakú terméket állítjuk elő, amely a jelen esetben négylevelű lóherére emlékeztető kezdetben üres 18a belső üreget határoz meg. A tennék előállításához szükséges fém alapanyagból 1 la testet hozunk létre, amelyet 24 tartóedényben rendezünk el. A 24 tartóedény is tűzálló anyagból készült és ezt a 10 edény felső részében helyezzük el oly módon, hogy benne 26 középső nyílást alakítunk ki, amely a 18a belső üregbe vezet át, mégpedig az előmintában kialakított 28 beömlés segítségével. A 2. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítása előtt állapotot mutatja, amikor a 10 edény már a 14 kemencében van elrendezve (ez utóbbit az 1. ábrával kapcsolatban már ismertettük), de a kemence felfűtése során még a fém alapanyag olvadáspontját nem értük el. A hevítés folyamatában, célszerűen annak kezdeti szakaszától kezdődően 15 és 16 szelepeken keresztül levegőt vagy más gőz, illetve gáz halmazállapotú oxidálószert áramoltatunk és ezzel az előminta környezetében és anyagában oxidáló hatású atmoszférát biztosítunk. A fém alapanyag 1 la teste a hőmérséklet megkívánt értékének elérésekor megolvad, kitölti az előminta belső terét és ennek eredményeként a meginduló oxidációs reakció terméke az előminta testébe kezd hatolni. A folyamatot megfelelő dópoló anyaggal tudjuk elősegíteni, amikoris a dópoló anyagot kívánt vagy szükséges mennyiségben akár a fém alapanyaghoz ötvözve, akár az előminta belső felületén bevonatként alkalmazva vagy az előminta anyagában eloszlatva használjuk. Ebben az esetben is a folyamat eredményeként kapott végtermék olyan merev kerámia szerkezetű test, amely az előminta töltőanyagának oxidációs reakcióterméket képező mátrixszal való átjáratásával alakul ki, amelyben a fém alapanyag oxidálatlan részecskéi és/vagy pórusok is jelen lehetnek. A találmány szerinti eljárás részleteinek további ismertetése céljából, különösen a gyakorlat által igen hasznosnak és előnyösnek bizonyult megoldások bemutatására olyan permeábilis szerkezetű testet töltőanyagból álló ágyat vagy előmintát) használunk, amelynek alapanyaga őröletlen porózus alumíniumtrioxid, amelynek alfa-módosulatából tömörítvényeket készítünk. Az előállítást metallurgiai tisztaságú alumínium-trihidrát kalcinálásával biztosítjuk, amikoris a kristallitok alumínium-trioxid alfa-módosulatából jönnek létre. Ilyen jellegű részecskékből álló anyag kereskedelmi forgalomban is hozzáférhető, mint például az Alcan márkanév alatt kapható C-70 sorozatú alumínium-trioxidok. Ebbe a sorozatba a C-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 8
