150817. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hő- és oxidációálló testek előállítására
150.817 9 vagy elszenesíthető anyag finomszemcsés homogén tömegét teljes egészében előreformált alaktestté sajtoljuk, amelyet oxidálásnak vagy pirolízisnek vetünk alá olyan módon, hogy a formázott alaktest széntartalma részben kiégés vagy gáz alakú elgőzölés útján legalább a test egyes részein csökkenjen, miáltal olyan közbenső termékhez jutunk, amely szervetlen szénvegyületet, mint pl. sziliciumkarbidet és szenet tartalmaz, mimellett a test különböző részeinek széntartalma eltérő. Ezt a közbenső terméket, részben szénnel elkevert, szilíciumtartalmú fémmel pórustelítjük oly módon, hogy a szén teljesen sziliciumkarbid formájában kötődjön vagy a végtermék vázát erősítse. A pórustelítő eljárás során a közbenső test azon részei, amelyekben a széntartalom relatíve alacsony, nagyobb mennyiségű ötvözetet, azaz fémszilicidet vesznek fel, e magas széntartalmú részekben a szilícium, jó része sziliciumkarbiddá alakul. Ez utóbbiak ennek megfelelően relatíve nagy sziliciumkarbiddal és relatíve alacsony fémszilicid-tartalommal rendelkeznek. Az előre kialakított alaktest mérete és alakja ezen műveletek során gyakorlatilag nem változik. A pórustelítő eljárás folyamán több szilíciumra van szükség. Ezért az ötvözetpor sziliciumtartalrnát magasabbra választjuk meg, mint az olyan ötvözetben, amelyet szinterezett végtermékeknél szoktunk felhasználni. A fentiekben kifejtett, jelen találmány szerinti eljárás kivitelezésénél kiindulási anyagként sziliciumkarbidet és széntartalmú anyagot tiszta szén vagy elszenesíthető anyag formájában használunk fel. A sziliciumkarbid szemcsefinomságát 43 mikron alatti finomságra választjuk meg. Azonban felhasználhatunk más szemcsefinomságú anyagot is, így, pár mm nagyságú sziliciumkarbid szemcsék is megfelelőek. Felhasználhatunk igen finom. 10 mikron szemcsenagyság alatti anyagot is. A beadagolt szén lehet grafit, előnyösen kolloid formában vagy korom, mint pl. füstkorom. Egyes esetekben, különösen nagy sziliciumkarbid-tartalmú testek előállításánál szükséges, vagy olyan testeknél, amelyek sziliciumkarbid-tartalmaJ egyes részeken magas, előnyösen használhatunk fel szabad formájú szenén kívül elszenesíthető anyagokat, mint pl. műanyagot vagy egyéb szerves termékeket, amelyek egyidejűleg az alaktest kötőanyagaiként is alkalmazhatóak. Az eljárás kivitelezésénél rendkívül lényeges, a szabad formájú szén és a szerves anyag arányainak beállítása. A szabad formájú szén szilicidázálása folyamán ugyanis a térfogat megkettőződik, ezért túl nagy mennyiségű szabad szenet az előre kiképzett alaktest nem tartalmazhat, különben a pórusok és likacsok a szén sziliciddé való átalakulása folyamán szétroncsolódnak. A műanyagok elszenesítésénél keletkező szabad szén másrészről rendkívül finom szemcséjű és laza, így a műanyagok nagyobb mennyiségben alkalmazhatók. Ennek folytán, ha olyan alaktest kialakítását célozzuk, amelynek a szilicíumkarbidtartalma térfogatszázalékban 85 vagy ennél magasabb, az esetben célszerű a szabad formájú szenet trtalmazó anyagot elszenesíthető anyaggal kombinálni. Ilyen kombináció állhat pl. kolloid grafitból és műanyagból, mint pl. furánbázisú műanyagból. Mind az előre kiképzett testben, mind a közbenső termékben levő sziliciumkarbid részecskék, a vázat alakítják ki és ezek a karbidrészecskék változatlanul megmaradnak a végtermékben is. A közbenső termékben, a sziliciumkarbid részecskék közti térben grafit és/vagy elszenesíthető anyag található, de a pörustelítő eljárás folyamán ezek a térközök is átitatódnak a fémszilicid ötvözettel, mimellett széntartalmuk sziliciumkarbiddá alakul át, és ezek a részek egyidejűleg sziliciumkarbiddal is átitatódnak, míg az összes pórus telítődik. A végtermék ennek megfelelően lényegében pórusnélküli tömör test lesz, amely az eredeti, a frissen keletkezett sziliciumkarbidból és f'émszilicidből épül fel. Arra a felismerésre is jutottunk, hogy a fentiekben leirt módon kialakított alaktestek helyileg oxidálhatok oly módon, hogy a széntartalom csökken vagy teljes vagy részleges elégés folytán, mimellett szénmonoxid keletkezik és/vagy, ha a szén elszenesíthető formában van jelen, akkor a pirolízis folytán elgazosodik, a széntartalom elgőzölögtethető. Ha az így kapott közbenső termék pórustelítését frissen képződött részben sziliciumkarbiddal végezzük, akkor a test különböző részein különböző pórustelítési hatásfokot kapunk, mimellett a megmaradt pórusok a fémötvözettet itatódnak át. Ily módon olyan végtermék állítható elő, amely egyes részeinek fémszilicid-tartalma nagyobb, mint egyéb részeken. A szén elégetéssel való eltávolítása különböző módon történhet. Előnyös eljárás hosszúkás tárgyak, mint pl. csövek vagy rudak hőkezelésére az, mikor a cső egy részét helyezzük be a kemencébe és addig tartjuk ott, amíg a megfölelő szénmennyiség eltávozik. Olyan eljárás is lehetséges, hogy a teljes tárgyat kemencébe helyezzük, hűtőkarikákkal szereljük fel és ily módon a hőmérséklet az alaktest egyes részein úgy szabályozható, hogy szén sem elégés, sem elgőzölgés folyamán nem távozik el. Az amorf szén oxidációja általában 400 Cc -on is bekövetkezik, de grafit formájú szén elégés útján csak 800 C° körül távolítható el. 1000 C°-on pár óra után az elégés tökéletes lesz. Ha különböző fajtájú szeneket használunk fel, mint pl. grafitot és elkokszosított műanyagot, akkor a közbenső termék széntartalmának szabályozására további lehetőség van. Az elégési folyamat során, a hosszabb vagy rövidebb test hossza mentén, szabályozható hőmérsékleti gradiens alakítható ki, miáltal a megmaradt széntartalom ezen határ mentén folyamatosan relatíve nagy értékektől egészen kis értékekig változtatható. Ez előnyös, mivel a végtermék szilicidtartalma nem változik nagy gradienssel, kívánt módon, hanem szakaszosan vagy folyamatosan. Mint már említettük, a találmány különösen jól alkalmazható elektromos ellenálláselemek előállítására. Az ismert ilyen elemek előállításánál változó ellenállásgrádiensű ellenállástestek végződéseinek és hevítő zónáinak kialakítására volt szükség, vagyis arra, hogy a csatlakozó végződéseket nagyobb keresztmetszettel vagy különböző összetételű anyagok összeillesztésével végezzék el. Ha
