203862. lajstromszámú szabadalom • Eljárás összetett szerkezetű önhordó kerámia termékek előállítására
1 HU 203 862 B 2 elemek vagy vegyületek illetve kombinációik, amelyek a folyamat feltételei között gázként vagy gőzként vannak jelen. így keverékben vagy külön-külön használhatók a következők: oxigén, nitrogén, halogén elem, kén, foszfor, arzén, szén, bór, szelén, tellúr, ezek vegyületei és keverékei, a metán, etán, propán, acetilén, etilén, propilén (a szénhidrogének a szén forrásai), továbbá olyan keverékek mint a levegő, H2/H20 és C0/C02, illetve ez utóbbi kettő (tehát a H2/H20 és a CO/CO^) keverékei, amelyek különösen alkalmasak a környezet oxigénaktivitásának csökkentésére. A levegőt különösen előnyösnek kell nyilvánvaló gazdasági szempontok miatt tekinteni. Ha az oxidálószert úgy azonosítjuk, hogy az egy meghatározott gázt vagy gőzt tartalmaz, esetleg ebből az anyagból áll, ez annyit jelent, hogy a megadott gőz vagy gáz a reakció feltételei között az oxidálószerben a kizárólagos, a túlnyomó vagy legalábbis a nagyobb részt alkotó oxidáló összetevő, amely az oxidációs reakció feltételei között a fém alapanyag oxidálását biztosítja. így például a levegő általában nitrogéntartalmú gáznak minősül, hiszen nitrogéntartalma sokkal nagyobb, mint benne az oxigén mennyisége, mégis a levegőt a találmány vonatkozásában oxigéntartalmű gáznak tekintjük, mivel a fém alapanyag oxidációs reakciójának lefolytatásánál levegő alkalmazása esetén a hatás mindenekelőtt az oxigén jelenlétének köszönhető. Ennek megfelelően a levegő ez esetben az oxigéntartalmú gáz kategóriájába esik, a nitrogéntartalmú gázok között a jelen találmány értelmében oxidálószerként nem említehető meg. A nitrogéntartalmú gáz, mint oxidálószer példája lehet a 96 tf% nitrogént és a 4 tf% hidrogént tartalmazó formázó gáz. Az oxidálószernek lehet szüárd és/vagy folyékony halmazállapotú összetevője is, ahol a halmazállapot az oxidációs reakció megemelt hőmérsékletén értendő. A szüárd és/vagy folyékony halmazáüapotú oxidálószer kiegészíti a gáz vagy gőz halmazáüapotú oxidálószert. A szüárd oxidálószer alkalmazása esetén ezt általában a töltőanyag ágyában eloszlatjuk, vagy a fém alapanyag környezetében a töltőanyag adott részében kikeverten használjuk, amikoris szemcsés anyagként a töltőanyag részecskéivel keveredik, vagy esetleg a szemcsés töltőanyag részecskéin létrehozott bevonatként van jelen. A szüárd oxidálószerek között varrnak elemek, mint a bór vagy a szén, de találhatók közöttük redukálható vegyületek is, mint oxidok, karbidok, vagy boridok, ha azok termodinamikai stabilitása kisebb mint a fém alapanyag és az oxigén vagy bór vagy szén reakciójával létrejövő terméké. A folyékony oxidálószerek alkalmazása esetén a töltőanyag tömegének egészét vagy célszerűen csak egy részét, mégpedig a megolvasztott fém alapanyag környezetében impregnáljuk, mégpedig a töltőanyag átitatásával vagy részecskéinek bevonásával. Amikor folyékony oxidálószert említünk, olyan anyagot értünk ezen, amely az oxidációs reakció feltételei között folyékony halmazállapotú még akkor is, ha ezt a halmazállapotot szüárd halmazállapotból kiindulva a megemelt hőmérséklet hatásával biztosítjuk. Ezért az oxidációs rekció hőmérsékletén megolvadó sók is folyékony oxidálószemek minősülnek. A folyékony oxidálószernek lehet folyékony halmazáüapotú elővegyülete is, például olyan anyag oldata, amelyet a töltőanyag egészének vagy egy részének impregnálására annak bemerítésével használunk, és amely az oxidációs reakció feltételei között megolvad vagy felbomlik és ezzel biztosítja a szükséges oxidáló összetevőt. A folyékony oxidálószerek példái között keü említeni a kis olvadáspontú üvegeket. Az előminta anyagát elegendően nagy porozitással, ületve permeabüitással keü összeáüítani ahhoz, hogy az oxidálószer, pontosabban annak gőz vagy gáz halmazáüapotú összetevője az anyagon áthatolhasson és a fém alapanyaggal érintkezésbe léphessen. Az előminta szerkezetileg elegendően nagy permeabüitást keü, hogy mutasson az oxidációs reakciótermékkel szemben is, amelynek növekedése során az előminta szerkezete lényegében nem változhat. Ez annyit jelent, hogy az előminta konfigurációját vagy geometriáját a növekvő oxidációs reakciótermék az anyag elrendezésének megzavarásával, a részecskék áthelyezésével vagy bármilyen más módon nem változtathatja meg. Abban az esetben, ha az oxidálószemek szüárd és/vagy folyékony halmazáüapotú összetevője is van, vagyis a gáz vagy gőz halmazáüapotú összetevőt más oxidáló hatású összetevők is kiegészítik, az előmintát úgy keü összeáüítani, hogy az oxidációs reakció terméke bármely oxidálószert is alapul véve szerkezetében annak megzavarása nélkül növekedhessen. Nyüvánvaló, hogy a továbbiakban az előminta vagy permeábüis szerkezetű előminta fogalmán olyan anyagelrendezést értünk, amely a megfelelő alak meüett az előzőekben említett porozitási és/vagy permeabüitási követelményeknek képes eleget tenni. A permeábüis szerkezetű előminta formázását, kialakítását az ismert hagyományos módszerekkel lehet vérehajtani, amikoris előre meghatározott alakot hozunk létre. Az ismert módszerek között szerepelhet a fröccsöntés, a szedimentációs öntés, a különböző minták alkalmazása, a vákuum formázás, stb., amelyekre itt nem kívánunk különösen kitérni, hiszen a találmány tárgyát nem érintik. A formázás módszerét általában az anyag minősége határozza meg. A permeábüis szerkezetű előminta, mint már említettük, a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer hatását fokozó, kiegészítő folyékony vagy szüárd halmazáüapotú összetevőt is tartalmazhat. Az előmintát legalább egy jól meghatározott határfelülettel keü létrehozni, anyaga viszonylag alaktartó legyen, nyers áüapotú szilárdságával biztosítsa az előkészítő műveletek során az alaktartást, ületve a kerámia mátrix kifejlesztése során midaddig őrizze meg eredeti alakját, amíg a kerámia anyag azt ki nem tölti. A permeábüis szerkezettel természetesen biztosítani keü az oxidációs reakciótermék polikristályos részecskéivel történő átjárhatóságot. Mindez annyit jelent, hogy az előminta permeábüis szerkezetű anyagát olyan összetevőkből keü öszszeáüítani, amelyeket a megolvadt fém alapanyag képes megnedvesíteni, és amelyeket a polikristályos oxi5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 8
