198431. lajstromszámú szabadalom • Eljárás csiszoló anyagok előállítására
1 2 gű oxidációs reakciótermékkel és abba beágyazódjon. A kiindulási fém és a töltőanyag ilyen, egymáshoz képest történő ehlyezése és irányítása elérhető úgy, hogy a kiindulási fém testét egyszerűen beágyazzuk a szemcsés töltőanyagba, vagy az egy vagy több darabból álló kiindulási fémet beletesszük a töltőanyag ágyba vagy egyéb elrendezésű töltőanyag szemcséi közé, vagy a két összetevőt egymás mellé helyezzük. A töltőanyag leivet például lemezke formájú, gömbágy (szilárd vagy üreges), por vagy más szemcsés anyag, aggregátum, tűzálló rost, csövecske, korong és hasonló vagy ezek kombinációja. A töltőanyagot minden esetben úgy rendezzük el, hogy a növekvő oxidációs reakciótermék behatoljon a töltőanyagba, vagy legalább egy részét beborítsa úgy, hogy a töltőanyag részecskéi vagy darabjai közötti űrt kitöltse az oxidációs reakciótermék mátrixa. Ha az oxidációs reakciótermék áthatolható töltőanyag tömegen keresztül növekedésének elősegítésére vagy megkönnyítésére szükséges vagy kívánatos egy vagy több dópolóanyag alkalmazása, a dópolóanyagot tehetjük a kiindulási fémbe vagy fémre, vagy pedig ezen felül a dópolóanyagot tehetjük a töltőanyagra vagy az alkothat egy egységet a töltőanyaggal. Ily módon a dópolóanyag vagy anyagok alkalmazhatók a kiindulási fém ötvözőanyagaként, vagy az előzőekben leírtak szerint a dópolóanyaggal a kiindulási fém felületének legalább egy része lefedhető. F.z az anyag felvihető a töltőanyagra is, alkothat egy egyseget a töltőanyaggal vagy annak egy részével, de alkalmazható az eddigiekben ismertetett lehetőségek egyenként, külön-külön, vagy több kombinációjában. Abban az esetben, ha a dópolóanyagot a töltőanyaggal együtt alkalmazzuk, eljárhatunk bármilyen alkalmas módon, például úgy, hogy rmom cseppek vagy részecskék formában a dópolóanyagot a töltőanyag egész tömegében diszpergáljuk, előnyösen töltőanyagból álló ágynak a kiindulási fémmel szomszédos részében. Bármelyik dópolóanyag úgy is felvihető a töltőanyagra, hogy belőle egy vagy két réteget képezünk az ágyon vagy az ágyon belül, olyan részeken, például belső nyílásokon, hézagokon, utakon, közbülső üregekben vagy hasonló helyeken, amelyek áthatolhatóvá teszik az ágyat. A dópolóanyagot folyamatosan leadó anyagforrás úgy is létrehozható, hogy a dópolóanyagot rideg testben helyezzük el és a rideg testet hozzuk érintkezésbe a kiindulási fém felszínének legaláhb egy részével és a töltőanyagból álló ággyal. Például, ha a felhasznált dópolóanyag szilícium, akkor szilíciumtartalmú vékony üvegből vagy más anyagból álló réteget helyezhetünk el a kiindulási fémre, amelyre valamilyen szekunder dópolóanyagot korábban már ráhelyeztünk. Amikor a szilíciumtartalmú anyaggal beborított, kiindulási fémet oxidáló környezetben megolvasztjuk (például alumínium esetén levegő atmoszférában, 850...1450 °C, előnyösen 900...1850 °C tartományba eső hőmérsékletet biztosítunk), a polikristályos kerámiai anyagnak az áthatolható töltőanyagba való árnövelése megindul. Abban az esetben, ha a dópolóanyagot kívülről visszük fel a kiindulási fém felületének legalább egy részére, a polikristályos oxidszerekezet általában az áthatolható töltőanyagban fejlődik, lényegében a dópolóanyag rétege felett (mégpedig általában az alkalmazott dópolóanyag rétegének szélességében). Minden esetre kívülről a kiindulási fém felületére és/vagy az áthatolható töltőanyagból álló ágyra felvitt egy vagy több dópolóanyag alkalmazható. Ezen belül a dópolóanyaggal ötvözött kiindulási fém és/vagy a kiindulási fémre kívülről felvitt dópolóanyag hatása fokozható úgy, hogy az adott dópolóanyagot további mennyiségben az ágyra felvfve is alkalmazzuk és fordítva. Abban az esetben, ha valamely kerámiai kompozit szerkezet kialakításához kiindulási fémként alumíniumot vagy ötvözeteit és oxidálószerként oxigéntartalmú gázt alkalmazunk, az ötvözőanyagként felhasznált vagy a fémre felvitt dópolóanyag az előzőekben leírtak szerinti mennyisége általában megfelelő. A kiindulási fémet ezután olvasztótégelybe, vagy más tűzálló anyagi! tartályba helyezzük úgy, hogy a tartályban az áthatolható töltőanyag tömege oxidáló anyagot tartalmazó atmoszférában (tipikusan környezeti nyomáson lévő levegőben) szomszédos legyen a fém felületével vagy vegye azt körül. Az így létrejött összeállítást ezután kemencébe tesszük és tipikusan 850 °C-tól 1450 °C-ig terjedő hőmérsékletre hevítjük. Az alkalmazott hőmérséklettartomány legelőnyösebben 900 °C és )!350 °C között van, a töltőanyagtól, a dópolóanyagtól vagy anyagok koncentrációjától, illetve kombinációjától függően. Ennek következtében megindul a kiindulási féin transzportjának folyamata a külső rétegek. így az alumínium kiindulási fémet általában védő oxidrétegen át. A folyamatosan fenntartott nagy hőmérséklet hatására a kiindulási fém érintkezik az oxidálószerrel, ez lehetővé teszi az előzőekben leírtak szerint a polikristályos reakciótermék képződését. Ha a kerámiai kompozitszerkezet előállításához szilárd oxidálószert használunk, ezt diszpergálhatjuk a kiindulási fémet körülvevő töltőanyag teljes térfogatában vagy annak egy részében. Ha folyékony oxidálószert alkalmazunk, a megfelelő folyékony oxidálószerrel bevonhatjuk vagy átitathatjuk a töltőanyagot. Mindenesetre az oxidációs reakciótermék fokozatosan átitatja a szomszédos, áthatolható töltőanyagot az összekapcsolódó oxidációs reakciótermék mátrixával, amely tartalmazhat nemoxidált fémes összetevőket, mint például valamely redukálható dópolóanyag fémes alkotórészeit, és így összefüggő kompozíciót képez. A növekvő polikristályos mátrix átitatja a töltőanyagot, vagy abba behatol. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható töltőanyagok a kiindulási fémtől és az oxidációs atmoszférától függően a következők lehetnek: oxid-, nitrid-, borid- vagy karbidvegyületek önállóan vagy kombinációban. Az ilyen vegyületek tipikus képviselői például az alumínium-oxjd, szilícium-karbid, szilícium-dioxid, szilícium-alumínium-oxinitrid, cirkónium-oxid, cirkónium-borid, titán-nitrid, bárlum-titanát, bór-nitrid, szilídum-nitrid, gyémánt, titán-diborid, magnézium-aluminát-spinell és ezek keverékei. A jelen találmány szerinti eljárás azonban foganatosítható tetszőleges töltőanyaggal, amelynek jellemzői alkalmasak az előállított csiszolóanyag tulajdonságainak kívánt irányú befolyásolására. A következő példa a találmány további lényeges vonatkozásait is bemutatja. Találmányunk szerinti, eljárással készített csiszolóanyagot hasonlítottunk össze hagyományosan gyártott alumínium-oxid csiszolóanyaggal (38 Alundum, Norton Co. gyártmány, 14 mesh-es szitafrakció) kereskedelemben kapható acéltest csiszolóképesség vizs-198.431 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7
