203862. lajstromszámú szabadalom • Eljárás összetett szerkezetű önhordó kerámia termékek előállítására
1 HU 203 862 B 2 ayag, illetve test olyan szerkezetű, hogy legfontosabb, domináns jellemzőit, és/vagy összetételét tekintve lényegében a kerámia testre emlékeztet, de kisebb vagy akár nagyobb mennyiségekben, különálló szigetekben vagy járatokban tartalmazhat egy vagy több fémes összetevőt, valamint összekötött járatokat vagy egymástól elválasztott üregeket alkotó porozitást. A fém összetevők megjelenése, illetve a porozitás kialakulása a fém alapanyag, oxidálószer esetleg dópoló anyag jelenlétének, esetleges beadagolásának következménye; a térfogatban részarányuk 1... 401%, de lehet nagyobb is. Az „oxidációs reakciótennék” fogalma a találmány értelmében fém(ek) vagy több oxidálószerrel való érintkeztetésének eredményét jelöli, ahol a fémet más elemnek vagy vegyületnek, illetve azok valamilyen kombinációjának elektront leadni vagy azzal elektront megosztani képes összetevőnek tekintjük. Ennek megfelelően a definícióval értelmezett oxidációs reakciótermék egy vagy több fém és valamüyen, a leírásban kifejtett feltételeket teljesítő oxidáló hatású anyag között kialakult reakció eredménye. Az „oxidálószer” fogalma elektron befogadására, illetve elektron megosztás útján történő befogadására alkalmas egy vagy több összetevőt takar, amely a reakció feltételei között lehet szüárd, folyékony vagy áltapotú is lehet), de ezek keveréke (így többek között folyadék és gáz keveréke) szintén használható. A „fém alapanyag” olyan viszonylag tiszta vagy nagy tisztaságú fémes tulajdonságú, általában a kereskedelmi forgalomban beszerezhető anyag, amely a fémes összetevőket a szokásos szennyezésekkel, adott esetben ötvözőanyagokkal, ötvöző vegyületekkel és intermetallikus vegyületekkel együtt tartalmazza. Ha a leírás fém alapanyagként egy meghatározott fémet, például alumíniumot említ, akkor a találmány a fenti tisztasági feltételeknek megfelelő fémre (alumíniumra) vonatkozik, hacsak a leírás ezzel kapcsolatban más feltételeket nem említ. A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti foganatosítási mód, illetve kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az l.ábra fém alapanyagot tűzálló anyagú edényben tartalmazó együttes, ahol a fém alapanyagból álló öntecs megfelelő ágyban van elrendezve, rajta permeábilis szerkezetű réteget hordozó előminta van. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a szükség szerint — mint erről a továbbiakban még szó lesz — dópoló összetevővel kiegészített fém alapanyagot, mint oxidációs reakció kiindulási anyagát megfelelő alakra hozzuk, vagyis belőle öntecset, rudat, lemezt vagy hasonlót készítünk. A fém alapanyagot semleges hatású ágyban helyezzük el, szükség szerint tűzálló anyagú edényben vagy csónakban. A továbbiakban még szó lesz az előminta kialakításáról. Megfelelő töltőanyagból permeábilis szerkezetű előmintát hozunk létre .amelynek legalább egy jól meghatározott határfelülete van. Az előminta szerkezete olyan, hogy azon a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidáló öszszetevő könnyen áthatolhat, szerkezetébe az oxidációs reakciótermék könnyen bejuthat. Az előmintát a fém alapanyaggal szomszédosán, előnyösen azzal felületi érintkezésben helyezzük el. Általában az érintkezést egy vagy több felületen, szükség szerint csak egy felület egy részén biztosítjuk. Az előminta előbb említett határfejületét úgy rendezzük el, hogy az a fém alapanyag felületétől távolabb helyezkedjen el, azzal ne érintkezzen. Az előminta a fém alapanyaggal felületén célszerűen érintkezik. Adott estben előnyös lehet az a megoldás is, amikor az előminta részben belemerül a megolvadt fémbe, de üyenkor kerülni kell a teljes bemerülést, mivel a fém alapanyagba teljes térfogatával bemerülő előmintában a polikristályos kerámia mátrix szerkezete nem vagy csak nagy nehézséggel alakulhat ki. Az előminta felületén megfelelő módszerrel, például formázással, kenéssel vagy szórással bevonatként olyan áteresztő szerkezetű réteget hozunk létre , amely lényegében konform alakú az előminta meghatározott határfelületének geometriáját tekintve. Ez a réteg elegendően porózus ahhoz, hogy az oxidálószer gőz vagy gáz halmazállapotú összetevőjét átengedje és megteremtse annak feltételét, hogy az oxidádiós reakciótermék szerkezetébe behatolhasson. A nem szükségszerűen egyenletes vastagságú, de áteresztő szerkezetű réteg az előminta meghatározott határfelületét folyamatosan követi, estleg azt meghatározóan van elrendezve. Az oxidációs reakciótermék keletkezése során a határfelület irányában növekszik, azt elérve behatol a permeábilis szerkezetű rétegbe is, a kerámia termék egy jól meghatározott felületét, körvonalát vagy határrétegét alkotva. Az előmintából és a fém alapanyagból álló együttest megfelelő tartályban elrendezve a tartályt kemencébe helyezzük, amelyben a kívánt oxidálószer beáramlását, a tartályban való hozzáférését biztosítjuk. Az oxidálószer gőz vagy gáz halmazállapotú összetevőt is tartalmaz. Az elrendezést a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó, de az adott feltételek között létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatt maradó hőmérsékletre hevítjük. Ha a fém alapanyag alumínium, míg az oxidálószer levegőt tartalmaz gáz vagy gőz halmazállapotú összetevőként, a reakció hőmérséklete általában a 850 ... 1450 °C tartományba esik, előnyösen a 900... 1350 °C hőmérséklettartományt választjuk. Ebben a hőmérséklettartományban a fém alapanyag megolvad, belőle olvadéktest jön létre, amely az oxidálószerrel, különösen annak gőz vagy gáz halmazállapotú összetevőjével reakcióba lép. A reakció eredményeként az olvadéktest felületén az oxidációs reakciótermék rétege alakul ki. Ha az oxidáló környezetet fenntartjuk, a már kialakult oxidációs reakciótermék olyan feltételeket hoz létre, amelyek között a megolvadt fém fokozatosan elhagyja az olvadéktestet, a szüárd oxidációs reakciótermék rétegén keresztül az oxidálószer irányába halad és így a meghatározott határfelület felé növekedő oxidációs reakciótermék jön létre. Ez végülis kap5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
