202168. lajstromszámú szabadalom • Módosított fémtartalmú önhordó kerámiatest és eljárás annak előállítására
HU 202168B anyago(ka)t adunk, a kivitelezést bármelyik, a közös szabadalmi leírásokban ismertetett módon végezhetjük. Alumínium alapfém esetén, különösen, ha az oxidálószer levegő, hatásosan alkalmazhatjuk a következő adalékanyagokat: magnézium, cink, szilícium, melyek akár önmagukban, akár egymással kombinálva, akár egyéb, a következőkben bemutatásra kerülő adalékanyagokkal kombinálva is használhatók. Ezeket a fémeket vagy megfelelő forrásukat ötvözhetjük az alumíniumalapú alapfémmel, olyan koncentrációban, hogy a kapott, adalékanyagtartalmú fém teljes tömegére vonatkoztatva, külön-külön számolva 0,1-10 tömeg%-ban legyenek jelen. Ezeket az adalékanyagokat vagy megfelelő forrásaikat (például magnézium-oxid, cink-oxid, szilícium-oxid) kívülről is alkalmazhatjuk az alapfémre. így alumínium-oxid kerámia szerkezetet állíthatunk elő alumínium-szilícium ötvözetből mint alapfémből levegővel végzett oxidálással magnézium-oxid felületi adalékanyaggal, melynek mennyisége az oxidálandó alapfém egy grammjára számolva legalább 0,0008 g, & az alapfém 1 cm2 felületére számolva legalább 0,003 g. Levegővel oxidált alumínium alapfém esetén a következő adalékanyagok is hatásosan alkalmazhatók: nátrium, germánium, ón, ólom, lítium, kalcium, bór, foszfor és ittrium, melyek alkalmazhatók önmagukban vagy egy vagy több, egyéb adalékanyaggal kombinálva az oxidálószertől és a technológiai körülményektől függően. Adalékanyagként hatásosan alkalmazhatók a következő ritka földfém elemek is: cérium, lantán, prazeodimium, neodimium és szamárium elsősorban más adalékanyagokkal kombinálva. Ezeken kívül a fent ismertetett közös szabadalmi leírásokban említett adalékanyagok is alkalmazhatók az alumíniumalapú alapfémből kiinduló rendszerben a polikristályos, oxidációs reakciótermék növekedésének az elősegítésére. Oxidálószerként, az előzőekben említetteknek megfelelően alkalmazhatunk szilárd, folyékony vagy gőz (gáz) fázisú anyagokat. A találmány szerinti eljárásban általában a következő oxidálószereket alkalmazzuk: oxigén, nitrogén, valamüyen halogén, kén, foszfor, arzén, szén, bőr, szelén, tellur valamint ezek vegyületei és kombinációi, mint például szilícium-dioxid (mint oxigénforrás), metán, etán, propán, acetüén, etilén és propilén (mint szénforrás), valamint elegyek, mint például levegő, hidrogén és víz elegye, szén-monoxid és szén-dioxid elegye. Ez utóbbi két elegypár hatásosan alkalmazható a környezet oxigénátalakításának csökkentésére. 11 gőzfázisú oxidálószerek alkalmazása előnyös. Ha töltőanyaggal együtt gáz- vagy gőzfázisú oxidálószert, például levegőt alkalmazunk, a töltőanyagot úgy választjuk meg, hogy az a gázfázisú oxidálószer számára átjárható legyen, abból a célból, hogy az oxidálószernek kitett töltőanyag ágyba a gőzfázisú oxidálószer olymértékben tudjon behatolni, hogy érintkezhessen a megolvadt fémmel. A „gőzfázisú oxidálószer” alatt elgőzölögtetett vagy normál állapotban gázállapotú, oxidáló hatású anyagot értünk. Gőzfázisú oxidálószerként alkalmazhatunk előnyösen például oxigént vagy oxigéntartahnú gázokat (mint például levegőt), de például alumínium alapfém esetében, nyüvánvaló gazdasági okokból, általában előnyösebb a levegő alkalmazása. Ha valamilyen oxidálószert úgy jellemzőnk, hogy valamilyen speciális gázt vagy gőzt tartalmaz, ez olyan oxidálószert jelent, amelyben ez a speciális gáz vagy gőz az alapfém egyedüli oxidálószere vagy azt túlnyomórészben vagy legalább lényeges mennyiségben oxidálja az alkalmazott oxidáló körülmények között. Például, annak ellenére, hogy a levegőben a fő alkotórész a nitrogén, az alapfém egyedüli oxidálószere mégis az oxigén, mert azt lényegesen jobban oxidálja, mint a nitrogén. Fentieknek megfelelően a levegőt az „oxigén tartalmú” oxidálószerek közé soroljuk, nem a „nitrogéntartalmú” oxidálószerek közé. A „nitrogéntartalmú” oxidálószerekre példaként a leírásunkban és az igénypontokban „formáló gáz” néven szereplő gázt említjük, amely körülbelül 96% nitrogéngázt és körülbelül 4% hidrogéngázt tartalmaz. Abban az esetben, ha szüárd oxidálószert alkalmazunk, az oxidálószert általában az egész töltőanyag ágyban vagy annak alapfémhez közeli részében diszpergáljuk. A szemcseformájú oxidálószert a töltőanyaggal elkeverve alkalmazzuk, vagy az oxidálószert használhatjuk a töltőanyag szemcséken bevonat formájában is. Bármilyen, megfelelő, szilárd oxidálószert alkalmazhatunk, mint például bőrt, szenet vagy redukálható vegyületeket, úgymint szilícium-dioxidot vagy olyan boridokat, amelyek termodinamikus stabüitása kisebb, mint az alapfém borid reakcióterméké. Abban az esetben például, ha alumínium alapfém oxidálására szilárd oxidálószerként bort vagy redukálható boridot használunk, a kapott, oxidációs reakciótermék alumínium-borid. Néhány esetben az oxidációs reakció olyan gyorsan megy végbe valamely, szilárd oxidálószerrel, hogy az oxidációs reakciótermék, a folyamat exoterm jellege következtében hajlamos az összeolvadásra. Ebben az esetben a kerámiatest mikroszerkezeti egysége tönkremehet. Ez a gyors, exoterm reakció úgy kerülhető el, hogy a kompozícióhoz olyan, viszonylag inert töltőanyagot keverünk, amelynek kicsi a reakcióképessége. Az ilyen töltőanyagok abszorbeálják a reakcióhőt, ezáltal minimalizálják a hőmegfutási lehetőségeket. Inert töltőanyagként jól alkalmazható az előállítandó oxidációs reakciótermékkel azonos anyag. Abban az esetben, ha a találmány szerinti eljárásban folyékony oxidálószert alkalmazunk, a teljes töltőanyag ágyat vagy az olvadt fémhez közeli részét impregnáljuk az oxidálószerrel. A töltőanyag impregnálása történhet például az oxidálószerrel való bevonással vagy beáztatással úgy, hogy a töltőanyagot bemerítjük az oxidálószerbe. A „folyékony oxidálószer” alatt olyan oxidálószert értünk, amely az oxidációs reakció körülmények között folyékony, így valamely folyékony oxidálószer prekurzora lehet olyan szilárd só, amely a reakció körülményei között megolvad. Természetesen a folyékony oxidálószer prekurzora maga is lehet folyékony, mint például az olyan anyagok oldatai, amelyekkel a töltőanyagot teljesen vagy részben impregnáljuk, ame-12 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
