202167. lajstromszámú szabadalom • Összetett szerkezetű önhordó kerámia test és eljárás annak előállítására
HU 202167B ületi részeinél az oxidációs reakció kinetikája a kívánt legyen, míg a nem reprodukálásra szánt részek környezetében ez a reakció ne induljon meg, illetve maradjon alacsony szinten. Az oxidációs reakciótermékek szabályozott növekedésének, illetve fejlődésének eredményeként a pozitív alakzatú fém alapanyag behatol az alakítható töltőanyag rétegébe, míg maga az anyag nem növekszik, vagy csak kis mértékű növekedést mutat a nem reprodukálásra szánt részek környezetében és ennek hatására a fém alapanyag növekedése az adott helyeken elősegíthető vagy lefékezhető. A dópolóanyagot a fém alapanyagból készült alaptest pozitív alakzatú részének felületére kívülről lehet felvinni, de emellett, vagy ettől függetlenül lehetséges a pozitív alakzattal szembeni töltőanyagrétegbe való bevitele, amikoris a dópoló anyag a pozitív alakzat felületével szomszédosán, vagy azzal érintkezőén van elrendezve. A töltőanyagból készült ágy tartalmazhat az előzőeken túlmenően szilárd és/vagy folyékony halmazállapotú oxidálószert (erről a későbbiekben még szó lesz), és ezt az oxidálószert célszerűen a pozitív alakzat szomszédságában visszük be a töltőanyagba. Ebben az esetben az oxidálószer irányába történik a test kialakulása, illetve ebben az irányban az könynyebbé válik. Gátló anyag, vagy növekedésfékező eszköz segítségével a polikristályos oxidációs termék növekedése befolyásolható. Hatékony gátló anyagnek bizonyultak azok, amelyeket a transzport folyamatban résztvevő folyékony fém az adott feltételek között nem tud nedvesíteni, vagyis nem alakulhat ki szoros kapcsolat a gátló anyag és az olvadt fém között, ami a növekedési folyamatokat fékezi vagy leállítja. Olyan gátló eszközöket is lehet használni, amelyek hajlamosak a megolvadt fém alapanyaggal reakcióba lépni és ezzel a további növekedést lassítani. Különösen hasznos gátló anyagnak bizonyult a kalcium-szulfát, a kalcium-szilikát, a portlandcement, néhány fémötvözet, mint rozsdamentes acél, a sűrű vagy laza szövetű kerámia jellegű anyagok, mint alumínium-oxid, amelynek különös előnye, hogy alumíniumból álló fém alapanyaga mellett is használható. A gátló anyag összetevői között szerepelhet alkalmas éghető vagy illó anyag, amelyet a melegítési folyamat eltávolít az összetevők közül, vagy olyan anyagot is választhatunk gátlásra, amely melegítés során felbomlik és ezzel a gátló anyagot permeábilissá teszi, esetleg javítja annak porozitását, valamint permeabilitását. A fém alapanyag nem reprodukálásra szánt felületeit is célszerűen a gátló anyaggal borítjuk be, vagy hozzuk kapcsolatba. Ennek során a gátló anyagot célszerűen a nem reprodukálásra szánt rész felületével vagy alakjával konform módon hozzuk létre, ami a nemkívánatos növekedés megelőzését biztosítja. A különböző lehetőségek kombinációja ugyancsak elfogadható megoldás, vagyis a gátló anyag rétegét a fém alapanyagból készült kiindulási test nem reprodukálásra szánt részére helyezzük, vagy azzal kapcsolatba hozzuk, míg külső dópoló anyagot használunk a pozitív alakzattal jellemzett résszel szembeni töltőrétegnél vagy a pozitív alakzatnál. A fém alapanyagból készült kiindulási test nem reprodukálásra szánt része a töltőanyag rétegéből kiállhat és ekkor nem feltét9 lenül szükséges a gátló anyag vagy más hasonló megoldás alkalmazása, tehát ez a rész a légkör hatásának kitehető akkor is, amikor az oxidációs reakciótermékek légköri növekedésének feltételei rosszak, a növekvés késleltetett vagy kizárt, kivéve a fém alapanyagból készült kiindulási testnek azokat a felületeit, amelyeket külső dópoló szerrel vagy szilárd, illetve folyékony halmazállapotú oxidálószerrel hozzuk kapcsolatba. Bár a találmány szerinti eljárást és szerkezetet a továbbiakban alumíniumra való hivatkozással ismertetjük részletesen, ahol az alumínium az egyik legjobban alkalmazható kiindulási fém, a találmányi gondolat korlátozása nélkül más fémek is használhatók az eljárás foganatosítására. Néhány további alkalmas fém a szilícium, a titán, az ón, a cirkónium és a hafnium, de ez a lista nem meríti ki a leheőségeket. Mint már az előzőekben említettük, a reakciót szilárd, folyékony, vagy gőzfázisú oxidálószerekkel, valamint ezek keverékével lehet lefolytatni. így például a tipikus oxidálószerek között szerepel az oxigén, a nitrogén, a halogéngáz, a kén, a foszfor, az arzén, a szén, a bór, a szelén, a tellur, ezek vegyületei és kombinációi. A vegyületek példájaként említhetjük a metánt, etánt, propánt, acetilént, etüént és a propilént (ezek szén forrásaiként működnek), a szilícium-dioxidot, mint oxigénforrást és a keverékeket, mint a levegőt, H2 és H2O, valamint CO és CO2 tartalmú keverékeket, ahol a két utóbbi arra alkalmas, hogy a környezetben az oxigén aktivitását korlátozza. Az oxidálószer megválasztása a találmányi gondolat szempontjából kevésbé lényeges. A továbbiakban gőzfázisú oxidálószer alkalmazását feltételezve írjuk le a találmányt. Gáz vagy gőzfázisú oxidálószer alkalmazása esetén a töltőanyag a gőzfázisú oxidálószerrel szemben — ebbe a fogalomba a gázfázisú oxidálószer is beletartozik — áteresztő, vagyis az oxidálószer jelenlétének hatására a töltőanyagból álló ágy az oxidálószerrel telítődik és így az az ágyban elrendezett olvasztott fém alapanyaggal kapcsolatba kerülhet. A „gőzfázisú oxidálószer” fogalmán olyan gőzfázisú vagy normál összetételű gáz halmazállapotú anyagot értünk, amely oxidáló atmoszféra létrehozására alkalmas. A gőzfázisú oxidálószerek között kell említeni az oxigént és az oxigént tartalmazó keverékeket (közöttük a levegőt), különösen ha a fém alapanyag alumínium. A levegő alkalmazása mellett a nyilvánvaló gazdasági szempontok szólnak. Ha az oxidálószert olyan anyagból hozzuk létre, amely gázt vagy gőzt tartalmaz, ez annyit jelent, hogy az oxidálószer az alkalmazott fém alapanyag egyedüli, domináns vagy legalábbis fontos oxidálószerét tartalmazza olyan feltételek között, hogy a folyamat során az oxidálószer gáz halmazállapotú legyen. Habár a levegő túlnyomó részét nitrogén alkotja, az oxigén a levegőben a fém alapanyag egyedüli vagy leglényegesebb oxidálószere, mivel az oxigén sokkal erősebb oxidálószer, mint a nitrogén. Ez annyit jelent, hogy a levegő az „oxigéntartalmú gázok” között szerepel, mint oxidálószer, de a „nitrogéntartalmú gázként” az oxidálószerek között a levegő nem szerepel. Ha oxidálószerként „nitrogéntartalmú gázt” említünk, akkor 10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
