198432. lajstromszámú szabadalom • Eljárás összetett szerkezetű önhordó kerámia termék előállítására, valamint összetett szerkezetű önhordó kerámia termék
1 2 A?, oxidálószer fogalma elektron befogadására, illetve elektron megosztás útján történő befogására alkalmas egy vagy több összetevőt takar, amely a reakció feltételei között lehet szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú (ez utóbbi esetben gőz alakú is lehet), de ezek keveréke (Így folyadék és gáz keveréke) szintén használható. Az alkalmas oxidálószerek között kell említeni azokat a vegyületeket, amelyeket a fém alapanyag képes redukálni. A fém alapanyag általában alumíniumot, titánt, szilíciumot, cirkóniumot, haniumot, ónt, továbbá olyan más femet jelöl, amely a polikristályos oxidációs reakciótermék kiindulási anyagaként felhasználható és a kereskedelmi forgalomban beszerezhető anyagok esetében a szokásos szennyezéseket, adott esetben ötvöző anyagokat tartalmazza, de lehet olyan ötvözet is, amelyben ez a fém a legfontosabb összetevő. Ha a leírás fém alapanyagként egy adott fémet, például alumíniumot említ, akkor a találmány a fenti tisztasági és összetételi feltételeknek megfelelő fémre vonatkozik, hacsak a leírás ezzel kapcsolatban mást nem említ. A töltőanyag olyan összetevőt jelent a találmány szerinti eljárás foganatosítása során, amely állhat egyetlen anyagból vagy több anyag keverékéből, a reakcióban részt vevő vágj' részt nem vevő anyagokból, egy vagy több anyagfázisból és szükség szerint tartalmazhat oxidálószert is, amelyek száma a kívánalmaknak megfelelően alakul, azaz a töltőanyag nem feltétlenül kell, hogy oxidálószert tartalmazzon. A töltőanyag fizikai összetételére vonatkozóan a lehetőségek igen szélesek a tapasztalat szerint a por, a pehely, a lemezke, a pellet, a mikogömbös, a huzalos, a belső üreges gömbökből álló részecskékkel kialakított töltőanyagok alkalmazása az általános. A részecskék lehetnek sűrűk vagy porózusak. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban példakénti foganatosítási módok és kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással mutatjuk be részletesen. A rajzon az 1. ábra a leírás 1. példája szerint összetett kerámia termékként kialakított kipufogócső-bélés fényképe, a 2. ábra az 1. ábra szerinti béléscső falának keresztmetszetéről készült mikrofelvétel, a 3. ábra a leírás 2. példája szerint elkészített összetett szerkezetű kerámia test keresztmetszetének mikrofelvétele, a 4. ábra a leírás 3. példája szerinti összetett szerkezetű kerámia kipufogóhoz létrehozott béléscső fényképe, az 5. ábra a leírás 6. példája szerint kialakított kerámia testen létrehozott fémtartalmú alfa-alumínium-trioxid tartalmú sűrű bevonat mikrofényképe, míg a 6. ábra a leírás 8. példája szerint kialakított béléscső és fémöntvény együttesen, mint kipufogórendszer elem, fényképen. A találmány szerinti eljárás foganatosításával létrehozott összetett szerkezetű kerámia testeket olyan előminta felhasználásával alakítjuk ki, amelyek a fém alapanyag és megfelelő töltőanyag kívánt szilárdságú együtteseként vannak kiképezve. A fém alapanyag a töltőanyag egész tömegében oszlik el. A töltőanyagban eloszlatott fém alapanyagot tartalmazó együttesek példái egybek között a kerámia anyag porával kikevert fémpor vagy a töltőanyagként alkalmazott kerámia porok keverékei. További példák lehetnek a fém alapanyagból létrehozott nyitott cellás szivacsszerű szerkezetek, amelyek celláit kerámia anyagú pora vagy kerámia lemezkékkel kikevert rövid fémszálak halmaza tölti ki, de ugyanúgy lehetséges fémhálóból készült rétegek kialakítása, amelyekben kerámia szálak vannak. További lehetőség fémből készült pelyhek vagy sörétszerű golyók kikeverése kis méretű kerámia golyókkal. A töltőanyag és a fém alapanyag keverékét úgy dolgozzuk fel, hogy abból kívánt alakú előminta készüljön. A nyers állapotú előmintát legalább akkora szilárdságúra kell kialakítani, hogy a kerámia anyag elkészítését megelőző műveletek során alakintegritását megtartsa és jól közelítse az előállítandó kerámia termék kívánt alakját. Az előminta lehet porózus anyagú is, abban az értelemben, hogy anyaga nem teljesen tömör, benne egymással érintkező belső pórusok lehetnek a részecskék vagy a töltőanyagot alkotó elemek között, de ugyanúgy kialakulhatnak pórusok a fém alapanyag cs a töltőanyag részecskéi, összetevői között. A találmány szerinti eljárás foganatosításában célszerűnek bizonyult az előmintát olyan mértékű porozhassa! létrehozni, bőgj' benne a gáz halmazállapotú oxidálószer képes legyen áramlani. Az előminta azonban olyan legyen, hogy azt az oxidációs reakciótermék kifejlődése, növekedése során mátrixként átjárhassa, de az előmintát ez a folyamat alakjában lényegében ne befolyásolja, azaz az oxidációs reakciótermék növekedése során az előminta konfigurációja, geometriája ne változzon meg, ne menjen tönkre. Az oxidációs reakciótermék mátrixának kifejlődésére az előniintában rendelkezésre álló térfogat általában az előminta teljes térfogatához képest legalább 5 tf%, de célszerűen inkább a 25 tf%-ná\ nagyobb térfogatokat használjuk. A kapott ö sszetett szerkezetű kerámia test optimális szilárdsága és integritása általában olyan összetételű előmíntával érhető el, amelyben a fém alapanyag térfogati részaránya - az oxidációban résztvevő és az oxidálósze rrel a kívánt oxidációs reakciótermeket létrehozó fémet tekintve - nagyobb, mint az előminta pórusainak térfogata, mint arról a továbbiakban még részletesen szó lesz. Ennek megfelelően az előmintán belül az oxidációs reakciótermék kifejlődéséhez rendelkezésre álló térbeli térfogat alsó hatása általában 5 tf%, a gyakorlatban elérhető legmagasabb érték általában 65 tf%, míg a legtöbb esetben a 25 ...35 tf% érték adódik. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során egy vagy több oxidálószerí alkalmazunk. Célszerű lehet szilárd oxidálószer keveréssel történő hozzáadása a töltőanyaghoz, vagy magának a töltőanyagnak a létrehozása szilárd oxidálószerből, amikoris a szilárd oxidálószert a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószerrel együtt használjuk. Az előmintában általában célszerű lehet pórusoktól mentes szerkezetet és szilárd oxidálószert használni, anikoris az előmintán belüli oxidációs reakció termékeként a fém alapanyag és a szilárd oxidálószer között lezajló folyamat eredménye jelenik meg. Ha az előmintát csak gáz vagy gőz halmazállapotú oxidálószerrel vesszük körül, az előminta felületén kialakuló tömör sűrű réteg a fém alapanyag és az említett gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer reakciótermékét jelenti:. Ha az előmintát semleges gázzal vesszük körül és olyan porból készült ágyba helyezzük, amely szilárd oxidálószerből áll, a kifejlődő sűrű, tömör felületi réteg a fém alapanyag és az előmintát körbevevő porított oxidálószer reakciójának 198.432 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6
