203859. lajstromszámú szabadalom • Eljárás összetett felépítésű önhordó kerámia struktúrák előállítására, valamint összetett felépítésű önhordó szerkezetű kerámia borítású fémes struktúra
1 HU 203 859 B 2 találmány szerinti eljárás foganatosításával előállított összetett felépítésű önhordó kerámia struktúra oldalnézete és részbeni keresztmetszete, a 14. ábra üreges előminta nedves masszás öntésére szolgáló kétrészes öntőszerszám nyitható változatának keresztmetszete, a 15. ábra üreges előminta előállítására alkalmas és a 14. ábra szerinti szerszámmal előállítható öntőminta felülnézete, a 15 A. ábra a 15. ábra szerinti A-A keresztmetszete az üreges előmintának, a 16. ábra a 15A. ábrán bemutatott üreges előminta belső terében a fém alapanyag első fonását valamint az előminta fölött a fém alapanyag tartályát tartalmazó elrendezés részbeni kimetszéssel ábrázolt keresztmetszete, ahol a tartály gravitációs kapcsolatban van a fém alapanyag első forrásával és az elrendezés tűzálló edényben semleges anyagból létrehozott ágyba van mélyítve, a 17. ábra a 15A. ábrának megfelelő előfonna alkalmazásával, a találmány szerinti eljárás foganatosításával előállított belül fémet tartalmazó összetett felépítésű önhordó kerámia struktúra keresztmetszete, a ál 8. bra fém alapanyag tartályát, gátló elemmel bevont előmintát és az olvasztott fémet továbbító vezetéket tartalmazó együttes elrendezése tűzálló edényben kialakított semleges anyagú tartóágyban, keresztmetszetben, a 18A. ábra a 18. ábra szerinti A-A vonal mentén az ott ábrázolt előminta keresztmetszete, a 19. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosításával a 18. ábra szerinti elrendezésben előállított összetett felépítésű önhordó kerámia struktúra perspektivikus nézete, a 20. ábra gátló elemmel bélelt központi furatot tartalmazó előminta oldalnézete, illetve részbeni keresztmetszete, a 20A. ábra a 20 ábra szerinti előminta oldalnézete az A-A vonal mentén, a 21. ábra a 20. ábra szerinti előminta elrendezése tűzálló anyagból készült edényben megolvasztott fém alapanyagban, keresztmetszetben, részbeni kitöréssel, a 21 A. ábra a 21. ábra szerinti elrendezés felülnézete, a 22. ábra a 21. ábra szerinti elrendezés felhasználása mellett a találmány szerinti eljárás foganatosításával előállított kerámia felületű öszszetett felépítésű önhordó fém struktúra, a 23. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítása során alkalmazott előminta egy további lehetséges kiviteli alakja keresztmetszetben, illetve oldalnézetben, míg a 24. ábra a 23. ábra szerinti előminta felülnézete. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során töltőanyag tömegéhez viszonyítva fém alapanyagot tartalmazó tartályt úgy rendezünk el, hogy a megolvadt halmazállapotú fém a töltőanyaggal kapcsolatba kerülő fém alapanyagot annak fogyása mértékében kiegészíthesse. A fém alapanyag a töltőanyag egy részével vagy teljes felületével érintkezik. A töltőanyag tömegének legalább egy felületét célszerűen gátló elemmel zárjuk le vagy kapcsoljuk össze, majd az így alakított együttest oxidáló hatású környezetbe helyezzük. Ha az oxidálószer elegendő mennyiségben van jelen az előmintában, az együttest semleges kémhatású környezetbe is helyezhetjük. Ezt követően a fém alapanyagot és a töltőanyagból készült előmintát olyan hőmérsékletre hevítjük, amely a fém alapanyag olvadáspontja felett, de az adott oxidálószer jelenlétéből létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatt van. A töltőanyag tömegét úgy alakítjuk, hogy az az oxidációs reakcióterméket annak kifejlődése során átengedje, azt az oxidációs reakciótermék átjárhassa, és ha az oxidálószer gőz vagy gáz halmazállapotú öszszetevőket tartalmaz, például levegő, akkor a töltőanyag tömege permeábilis legyen az oxidálószerrel szemben. Amikor a megolvadt fém alapanyag az oxidálószerrel érintkezik, közöttük kémiai reakció zajlik le, amelynek eredményeként oxidációs reakciótermék keletkezik. Ez utóbbi a töltőanyag tömegébe behatol, azt átjárja, kerámia mátrixba befogadja a töltőanyag alkotóelemeit és így bonyolult felépítésű polikristályos anyag jön létre a kerámia mátrix alapján. Az oxidációs reakciótermék tömegének legalább egy részét az olvasztott fém alapanyaggal kapcsolatban toljuk, másik részét az oxidálószerrel érintkeztetjük és így az oxidálószer állandó hatása közben a fém alapanyag fokozatosan átszállítódik az oxidációs reakciótermék rétegén keresztül, eljut az utóbbi és az oxidálószer közötti határrétegre. Itt a megolvadt fém alapanyag érintkezik az oxidálószerrel, lezajlik az oxidációs reakció, aminek következtében a töltőanyag tömegébe a polikristályos oxidációs reakciótermék kerámia jellegű anyaga folyamatosan behatol. A polikristályos anyagban a fém alapanyagban eredetileg is jelen volt fémes összetevők, az oxidálószer redukált összetevői oxidálatlan állapotban tehernek jelen, de előfordulhat az is, hogy a kerámia szerkezetben kis méretű belső üregek, porozitások maradnak. Ezek általában egyenletesen oszlanak meg az anyag belsejében. A találmány szerinti eljárás foganatosításával kapott kerámia struktúrákban az oxidációs reakciótermék általában egymással kapcsolatban álló és az esetek többségében háromdimenziós szerkezetet alkotó kristallitokból áll, amelyek között az oxidációs reakcióból kimaradt vagy abban eleve részt sem vett fémes összetevők egymással kapcsolódó járatokat, egymástól elválasztott szigeteket, különálló szemcséket, zárványokat alkothatnak. így tehát a töltőanyag tömegének az oxidációs reakciótennék infiltrációjával kapott kerámia anyag állítható elő. A találmány szerinti eljárás foganatosítása általában addig tart, amíg a polikristályos kerámia mátrix anyaga a töltőanyag kívánt méretű infiltrációját és beágyazását biztosítja, ahol a kívánt méretet sok esetben gátló elem alkalmazásával lehet biztosítani, amely a töltőanyag tömegének legalább egy határfelületét ké5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
