202167. lajstromszámú szabadalom • Összetett szerkezetű önhordó kerámia test és eljárás annak előállítására
HU 202167B tett szerkezetű kerámia anyagú test sűrű, benne folyamatosan hiányok, zárványok nem észlelhetők. Ha viszont a folyamatot tovább folytatjuk, vagyis minél több fémet próbálunk oxidálni az adott eljárási feltételek fenntartása mellett, a testben viszonylag sok pórus alakul ki. A létrejövő összetett szerkezetű kerámia test végülis a fém alapanyagból készült kiindulási test pozitív alakzatának eredeti méreteit, geometriai konfigurációjának negatívját mutatja, figyelembe véve a megmunkálás során az olvadáspontot túlhaladó hőmérsékleten bekövetkező térfogatváltozásokat. A találmány szerinti eljárással előállított alakos termékeket az ábrák mutatják, az ábrákon általában kicsinyített méretekben mutatjuk be a részelemeket. így például a 9., 10. és 11. ábrán olyan alkatrészek látszanak, amelyek vastagsága a papírét alig haladja meg. Itt a vonal vastagságát azért növeljük meg, hogy az elrendezésben ez az elem is jól látható legyen. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során pozitív alakzatra hozott 2 fém alapanyagot hozunk létre (1. ábra), amelyben például négyszögletes keresztmetszetű 4 árok és hengeres keresztmetszetű 6 üreg van. Ez utóbbi lehet kis méretű furat, vagy más alkalmas módon elkészített lyuk, amely 8 felületből kiindulva van kialakítva, továbbá a 8 felületből 9 merőleges kiemelkedés áll ki (1. ábra). A 4 árok, a 6 üreg és a 9 merőleges kiemelkedés a 8 felület alkotórészeit képezik és a 2 fém alapanyag ezek révén adja azt a pozitív alakzatot, amelyet a 3. ábrára való hivatkozással az inverz reprodukálással előállított negatív alakzatba viszünk át. A 2 fém alapanyagból álló testben 11 felső gallér is ki van alakítva, amely 7a oldalfelületből nyúlik ki, és a 11 felső gallér egyik oldala a 8 felülettel összeolvad, annak meghosszabbítását képezi. A 2 fém alapanyag további részei 10 felületet határoznak meg (1 A. ábra), amely a 8 felülettel szemben helyezkedik el és ugyanúgy 7a, 7b (1. ábra), 7c és 7d (1 A. és 2. ábra) oldalfelületekkel is szemben van. Ez utóbbiakból négy-négy van. A 10 felület, a 7a, 7b oldalfelületek és a 11 gallérnak a 8 felületbe nem eső része alkotja a 2 fém alapanyagnak nem reprodukálásra szánt részét, amikor semleges anyagból álló ló ágy és 14 töltőanyag között X-X síkban van az érintkezési felület kialakítva (2. ábra), amint erre a továbbiakban még visszatérünk. Itt és a továbbiakban a semleges anyag olyan anyagot jelöl, amely a fém alapanyaggal gyakorlatilag nem lép reakcióba, azt a megolvadt fém alapanyag nem nedvesíti, vagyis olyan anyagot, amely az olvadt fémet az oxidációs reakció feltételei között nem befolyásolja. A találmány szerinti eljárás foganatosítása céljából a 2. ábra szerinti elrendezésben a 2 fém alapanyagot 12 tűzálló edénybe helyezzük, amelynek falát például alumíniumoxid alkotja. Ebben szemcsés anyagból két réteget hozunk létre, vagyis a 12 tűzálló edény alsó részében alakítható 14 töltőanyagot rétegezünk, míg a 12 tűzálló edény felső részében (általában az X-X sík feletti részben) alakítható semleges anyagból készült 16 ágyat hozunk létre. A 2 fém alapanyagnak nem reprodukálásra szánt részét aló ágyba merítjük, vagyis az a 14 töltőanyaggal nem érintkezik. A 2 fém alapanyag általában alumínium, de célszerű lehet más fémes anyagok ál15 kalmazása is. A 4 árok, a 6 üreg, a 8 felület és a 9 merőleges kiemelkedés szorosan érintkezik a töltőanyagból álló ággyal, vagyis az alakítható 14 töltőanyag kitölti mind a 4 árkot, mind a 6 üreget, fedi a 8 felületet és a 9 merőleges kiemelkedés felületeit, követi a pozitív alakzatot. A 6 üreg ebben az esetben hengeres keresztmetszetű. A 14 töltőanyag ennek megfelelően a X-X síkon csak a 4 árkon és a 6 üregen belül nyúlik túl. A 2 fém alapanyag nem reprodukálásra szánt részeit, mint említettük aló ágy veszi körül, amely semleges anyagból van kialakítva. A 4 árok egymással szembeni nyitott végein a 14 töltőanyag nem nyúlik túl, vagyis a 4 árok egymással szembeni végeinél átmeneti réteg van az alakítható 14 töltőanyag és a semleges anyagból álló 16 ágy között. Ha erre szükség van, a 4 árok két szemközti végénél megfelelő elválasztó eszköz, mint papír, karton, műanyag réteg, fémlemez (célszerűen perforált fémlemez) vagy ernyő helyezhető el, aminek segítségével a 14 töltőanyag kicsorgása a 4 árokból, illetve összekeveredése a 16 ágy semleges anyagával az együttes összeállítása közben elkerülhető. Amikor a 2. ábra szerinti összeállítást olyan hőmérsékletre hevítjük, amikor a fém alapanyag olvadáspontját túllépi, de a kiválasztott oxidálószerrel alkotott oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatt van, olyan gőzfázisú oxidálószert vezetünk be, amely a gátló anyagból készült ágyon áthatol, majd a töltőanyagon átáramolva kapcsolatba kerül a megolvadt fémmel. Ennek következményeként a megolvadt fém oxidálódik, az oxidációs reakciótermék keletkezését követően az alakítható 14 töltőanyagból készült ágyba hatol át. Az oxidációs reakciótermék növekedése során azonban nem képes a 16 ágyba, annak semleges anyagába nagyobb mértékben áthatolni, ezért aló ágy alkalmas arra, hogy a megolvasztott fémből az oxidációs reakciótermékek ebbe az irányba történő migrációját megakadályozza. így például a fém alapanyagot alumíniumból előkészítve és oxidálószerként levegőt használva az oxidációs reakciónak 850 és 1450 °C közötti hőmérsékletet választunk, célszerűen 900... 1350 °C tartományba eső hőmérsékletet alkalmazunk. Ilyenkor tipikusan alfa-alumíniumoxid keletkezik, de egyéb szerkezetű alumíniumoxidok is létrejönnek. Az oxidációs reakciótermék kezdetben vékony réteget alkot a megolvadt fém határán, amelyen keresztül a megolvadt fém képes áthatolni. így a 2 fém alapanyag által elfoglalt térfogatból a semleges anyagból álló 16 ágyon belül a reakció folyamatában a 2 fém alapanyag fokozatosan kiáramlik, az oxidációs reakcióterméken keresztül annak külső felülete felé vándorol és ott kapcsolatba kerül a gőzfázisú oxidálószerrel. A 14 töltőanyag rétegében az oxidálószer hatására a fém a határfelületen, vagyis az oxidációs reakciótermék felületén az oxidálószerrel reakcióba lép és anyaga az oxidációs reakciótermék tömegét növeli. Aló ágy semleges anyagú részecskéinek a 2 fém alapanyag vándorlása következtében kiürült térbe való elmozdulása elfogadható, vagyis ez az anyag kitöltheti a 2 fém alapanyag által eredetüeg elfoglalt helyet, ha ez károsan nem befolyásolja a kerámia test növekedési folyamatát. Természetesen szükség esetén, ha ezt a pozitív alakzat geometriai viszonyai indokolják, célszerű lehet a 16 ágy anyaló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 9
