203863. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kerámiatestek egyesítésére lényegében kongruens felületek mentén
1 HU 203 863 B 2 A találmány tárgya eljárás kerámia testek egyesítésére lényegében kongruens felületek mentén. A találmány szerinti eljárással polikristályos kerámia anyagokból készült testek egyesítése válik lehetővé, ahol a testek közül legalább egyet olvasztott fém alapanyagból gőz, illetve gőzfázisú oxidálószer jelenlétében lefolytatott oxidációs reakció segítségével állítunk elő oly módon, hogy az olvasztott fém alapanyagnak-az oxidációs reakciótermékével alkotott határfelületén az olvasztott fém alapanyag transzportját előidézzük és így fémes részecskéket tartalmazó polikristályos szerkezetet hozunk létre. A találmány szerinti eljárásban szereplő kerámia test olyan háromdimenziós test, amelyben térfogatának legalább egy részét eloszlatott fém és oxidációs termék tölti ki. A kerámia test legalább egyik oldala, illetve felülete olyan kialakítású, hogy azzal másik kerámia test hasonló kialakítású felületével, illetve oldatával illeszkedik. A találmány szerinti eljárás foganatosításakor az egyesítendő kerámia testeket, amelyek közül az egyik ismertetett eljárás szerint készül, míg a másik vagy ezzel az eljárással, vagy más, a kerámia anyagok technológiájában hagyományosnak tekinthető eljárással van előállítva, úgy illesztjük össze, hogy az egyesítéshez kijelölt felület mentén lényegében egymáshoz illeszkedjenek. Az illeszkedés lehet szoros, de adott esetben célszerű lehet rés meghagyása a két test között. Az egyesítendő kerámia testeket oxidálószer jelenlétében a fém alapanyag olvadáspontja fölé, de az adott oxidálószer által kiváltott oxidációs reakció termékeként keletkező vegyület olvdáspontja alatti hőmérsékletre hevítjük és ezzel biztosítjuk, hogy a fém alapanyag a kerámia testből az illeszkedő felületen át oxidációs reakció révén eltávozzon, de azzal kapcsolatban maradva biztosítsa a két kerámia test egyesítését. A fentiek értelmében találmányunk olyan kerámia testek egyesítésére szolgáló eljárásra vonatkozik, amelynek felismerésünk szerint lényege, hogy olvasztott fém alapanyagból gőz, illetve gázfázisú oldószer jelenlétében lefolytatott oxidációs reakció segítségével, az olvasztott fém alapanyagnak az oxidációs reakciótermékének felületén történő átszállításával és azon való oxidálásával előállított, polikristályos oxidációs reakcióterméket és benne eloszlatott fém alapanyagot tartalmazó első kerámia testet térben elrendezünk; az első kerámia test mellé második kerámia testet helyezünk és az első és második kerámia testet összekötendő felületek mentén egymáshoz illesztjük, majd az egymáshoz illesztett első és második kerámia testet gőz, illetve gázfázisú oxidálószer jelenlétében az eloszlatott fém alapanyag olvadáspontját meghaladó hőmérsékletre hevítjük, ezzel az eloszlatott fém transzportját az összekötendő felületek irányába megindítjuk és az összekötendő felületeken, mint az oxidációs reakciótermékek határfelületén a fém alapanyagot átszállítjuk és a felület felé szállított fémből kialakuló oxidációs reakciótermék növekedésével az első és második kerámia testet összekötjük. A találmány szerinti eljárást célszerűen túlnyomórészt alumíniumból álló fém alapanyaggal foganatosítjuk, amikoris oxidálószerként levegőt alkalmazunk és segítségével oxidációs reakciótermékként alumínium-oxidot hozunk létre. Ugyancsak célszerű, ha a fém alapanyag titán, szilícium, cirkónium, hafnium vagy ólom, illetve ezek valamilyen arányú keveréke, míg az oxidációs reakciótennék oxid mellett célszerűen lehet nitrid vagy karbid. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja szerint az oxidációs reakciótermékben töltőanyagot, a fém alapanyagban dópoló anyagot oszlatunk el. Az egyesítés során az első és a második kerámia testet célszerűen szoros illeszkedésben helyezzük el, de adott esetben az eljárás foganatosítható nagyobb, nem feltétlenül párhuzamos vonalakkal határolt rés meghagyásával is. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során az alaktartás szempontjából kedvező, ha az összekötendő felülettől elkülönülő felületekre reakciót gátló anyagot viszünk fel, például kalcium-szulfátot, kalciumszilikátot, portlandcementet, trikalcium-foszfátot vagy ezek tetszőleges arányú keverékét. Ugyancsak előnyös az a foganatosítási mód, amikor az összekötendő felülettől elkülönülő valamelyik felületnél a kerámia testhez fém alapanyagot illesztünk, a további elkülönülő felületek legalább egy részére reakciót gátló anyagot viszünk fel, majd a fém alapanyagot és a kerámia testet a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó hőmérsékletre hevítjük, az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletet tartunk fenn és ezzel a fém alapanyagot a kerámia testbe juttatjuk, transzportját az összekötendő felület irányába kiváltjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítható azonos vagy közelítően azonos összetételű kerámia testekkel, de lehetséges az, hogy az egyik kerámia test nem az oxidációs reakcióterméket tartalmazó polikristályos kerámia anyagból van felépítve. A találmány szerinti eljárás részletes ismertetése során alkalmazott kifejezések értelmezése a következő: A „kerámia test” vagy „kerámia anyag” fogalma a jelen találmány értelmezésében egyáltalában nem korlátozható a klasszikus értelemben vett kerámia anyagokra, amelyek lényegében teljes térfogatukban nemfémes és más szervetlen összetevőkből állnak. A találmány szerint előállított és alkalmazott kerámia anyag, illetve test olyan szerkezetű, hogy legfontosabb, domináns jellemzőit, és/vagy összetételét tekintve lényegében a kerámia testre emlékeztet, de kisebb vagy akár nagyobb mennyiségekben tartalmazhat egy vagy több fémes összetevőt, valamint összekötött járatokat alkotó vagy elszigetelt porozitást, amely a fém alapanyag, oxidálószer vagy dópoló anyag jelenlétének következtében alakul ki és a térfogatban részaránya 1... 40 tf%, de lehet nagyobb is. Az „oxidációs reakciótermék” fogalma a találmány értelmében egy vagy több oxidált állapotú fémet jelöl, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
