150817. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hő- és oxidációálló testek előállítására
Megjelent: 1964. március 32. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 150.817 SZÄM Nemzetközi osztály: H 05 b AI—74 ALAPSZÁM Magvar osztály: 21 h 1—12 Eljárás hó- és oxidációálló testek előállítására Aktiebolaget Kanthal cég, Hallstahammar (Svédország) Feltaláló: Dr. fii. Schrewelius Nils Gustav, Hallstahammar (Svédország) Ä bejelentés napja: 1962. február 24. A találmány új és hasznos szilíciumtartalmú testek előállítására vonatkozik, amelyek elektromos fűtőelemként hasznosíthatók. A találmány szerinti anyagok fémszilicidekból és szilieiumkarbidból épülnek fel, sziliciumkarbidtartalmuk 30—98% térfogat, fémszilicid tartalmuk pedig 2—70% térfogat lehet. A szilicid és sziliciumkarbid komponensek között fennálló összetételarány döntő fontossággal bír hőálló anyagokkal elérhető tulajdonságok szempontjából. Mivel mind a fémszilicid, mind a sziliciumkarbid rendkívül kedvező hőálló tulajdonságokkal bír, vár-ható az, hogy két főkomponensből összetett anyagok hőálló tulajdonságai is kedvezőek, mint ahogy utóbbi be is bizonyosodott. Azt találtuk, hogy kis fémszilicid mennyiségek is többek között előnyösen befolyásolják a sziliciumkarbid 1300 C° feletti hőmérsékleten való oxidációállóságát. Ennek folytán a találmány szerinti testek sziliciumkarbid-tartalma 30—98 térfogat. A fémszilicid legfeljebb 90 súly% mennyiségben az alább felsorolt fémek egyikéből vagy többjéből állnak: W, Mo, Cr, Ta, Nb, V, Hf, Zr, vagy titán csoportbeli fémek; és adott esetben 30 súly-0•'o-n.yi mennyiségben egy vagy több fémet tartalmazhatnak az Al, Be, Ca, Ce, Co, Cu, Mg, Fe, Mn, Ni csoportból és C vagy B elemekből. A felhasznált fémszilicidek Si-tartalmät magas értékre válasszuk, hogy a szilicid oxidációállóságát biztosítsa. A találmány szerinti vegyes szilicidek felhasználása esetében legalább 10 súly% Si-tartalom szükséges. Ennél kisebb mennyiségű szilíciumtartalom esetén a fémszilicid Si-tartalma nem bizonyul megfelelőnek a szemcsefelületen létrehozandó SÍO2 védőfelületi réteg kialakítására. Azt találtuk tovább, hogy a Si-tartalom 70 súly%-ot nem haladhatja meg, mivel ennél nagyobb Si-tartalom esetében az olvadáspont olyan alacsony, hogy a nyert termékek gyakorlatilag nem hasznosíthatók. A termék kialakítását célszerűen úgy végezzük, hogy a fémszilicid olvadáspontja egyensúlyi állapotban jóval magasabb érték legyen, mint a végtermék tervezett üzemhőmérséklete. A találmány szerinti termékek fenti szilicidek mellett mindig sziliciumkarbidet is tartalmaznak. Megjegyezzük azonban, melyre a továbbiak során úgyis fény derül, hogy a M0SÍ2 felhasználása különleges fontossággal bír a hőálló anyagok előállításánál, a M0SÍ2 és sziliciumkarbid keverékkel elért rendkívül kedvező eredmények miatt. A találmány a továbbiakban olyan kis porozitású szilicidtestek előállításával foglalkozik, amelynek során a sziliciumkarbid-vázat póruskitöltő fémjellegű kötőanyagokkal telítjük. A szakirodalomból ismeretes, hogy nem porózus sziliciumkarbid és fémszilicid testeket porkohászati úton, nyomás alatti szinterezéssel vagy nyomás alatti eljárással hideg úton lehet előállítani. Nyomás alatti szinterezéssel legfeljebb 60% szihciumkarbidot tartalmazó testeket lehet előállítani, míg a hideg úton nyert termékek elérhető sziliciumkarbid tartalma jóval alacsonyabb (60n o-nál nagyobb SiC-tartalmú testeket csak jelentős nehézségek árán lehet , előállítani). A találmány szerinti eljárás során a fenti nehézségeket kiküszöböltük és eljárásunkkal hő- és oxidációálló olyan testek állíthatók elő, amelyeit teljes porozitása a 10%-ot nem haladja meg, előnyösen 5% alatti érték, vagy annál jobb 2 térfogat% alatti érték, ha az anyag teljes térfogatára számítjuk; az anyagok szilárd anyagra és fémszilicidre számított sziliciumkarbid-tartalma pedig 98 térfogat%.
