202800. lajstromszámú szabadalom • Önhordó kerámiaszerkezet és eljárás összetételben és/vagy mikroszerkezetben különböző két összeépült tartományt tartalmazó önhordó kerámiaszerkezet előállítására
1 HU 202 800 B 2 Találmányunk megolvadt alapfém oxidálásával megvalósított, olyan új, önhordó kerámiaszerkezetre és előállítási eljárására vonatkozik, amely első és behatároló tartományokból áll, mely tartományok összetételben és/vagy mikroszerkezetben különböznek egymástól. Találmányunk tárgya kapcsolódik a 818 943 számú 1986. január 15-én bejelentett, függő, közös, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentéshez, amely folytatása („continuation-in-part”) az 1985. szeptember 17-én bejelentett, 776 964 számú szabadalmi bejelentésnek, és ez folytatása az 1985. február 26-án bejelentett, 705 787 számú szabadalmi bejelentésnek, amely folytatása az 1984. március 16-án bejelentett, 591 392 számú szabadalmi bejelentésnek. Ezen bejelentéseket Marc. S. Newkirk és munkatársai tették „Uj kerámiai anyagok és eljárás ezek előállítására” címen. Fenti szabadalmi leírások valamilyen alapfém prekurzor oxidációs termékeként létrehozott kerámiatestek előállítási eljárását ismertetik. Az eljárás során olvadt fémet reagáltatnak gőzfázisú oxidálószerrel, így oxidált reakciótermék keletkezik, a fém az oxidált terméken keresztül az oxidálószer irányába vándorol (migrál), így olyan, folyamatosan növekvő, polikristályos kerámiatest alakul ki, amelyben a fémkomponens és/vagy porozitás előállítható úgy, hogy összefüggő fémkomponens legyen benne. Az eljárás, éppen úgy, mint az alumínium alapfém levegőn való oxidálásakor, javítható valamilyen ötvözött adalékanyag hozzáadásával. Ezt az eljárást módosították külső adalékanyagok az alapfém felületére juttatott adalékanyagok - alkalmazásával. Ilyen eljárásokat ismertetnek az 1986. január 27-én bejelentett, függő, közös, 822 999 számú, amerikai egyesült államokbeli találmányi leírásban, amely folytatása („continuation-in-part”) az 1985. szeptember 17-én bejelentett, 776 965 számú találmányi bejelentésnek, ez folytatása az 1985. június 25-én bejelentett, 747 788 számú találmányi bejelentésnek és ez folytatása az 1984. július 20-án bejelentett 632 636 számú találmányi bejelentésnek, mindegyiket Marc S. Newkirk és munkatársai jelentették be „Eljárás öntartó kerámiai anyagok előállítására” címen. Találmányunk tárgya az 1986. január 17-én bejelentett, függő, közös 819 397 számú amerikai egyesült államokbeli találmányhoz kapcsolódik, mely bejelentés folytatása az 1985. február 4-én bejelentett 697 876 számú szabadalmi bejelentésnek, mindkettőt Marc S. Newkirk és munkatársai jelentették be „összetett kerámiai termékek előállítási eljárása” címen. Ezekben a találmányi leírásokban olyan új, öntartó kerámia-készítmények előállítására szolgáló eljárást ismertetnek, amely során az oxidált reakciótermék az alapfémtől kiindulva az áteresztő (permeábilis) töltőanyagba növekedve alakul ki, átitatva a töltőanyagot a kerámia anyaggal (mátrixszal). Ahogyan azt az 1986.05.08-án bejelentett, 861 024 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban is ismertettük, a töltőanyaggal vagy az előformával együtt alkalmazhatunk olyan gátló anyagokat, amelyek segítségével, ha a kerámiatest előállítására gőzfázisú oxidálószert alkalmazunk, megszűnik az oxidációs reakciótermék képződése vagy növekedése a gáttal elválasztott térben. Megfelelő gát lehet bármilyen anyag, vegyület, elem, kompozíciós vagy egyéb anyag, amely a találmányunk szerinti eljárás körülményei között sértetlen marad, nem illékony és előnyösen a gőz fázisú oxidálószer számára átjárható, emellett képes helyileg gátolni, mérgezni, leállítani, zavarni, megelőzni vagy egyéb módon megakadályozni az oxidációs reakciótermék továbbnövekedését. Alumínium alapfém esetében jól alkalmazható gátló anyagok például a kalcium-szulfát (párizsi cement), kalcium-szilikát, Portland cement és ezek keverékei. Ezeket a töltőanyag felületén általában szuszpenzió- vagy pasztaformában alkalmazzuk. Ezek a gátló anyagok megfelelő bomlékony vagy illékony anyagokat is tartalmazhatnak, amelyek hő hatására elpárolognak vagy elbomlanak, ezáltal növelik a gátló anyagok porozitását és áthatolhatóságát. Ezen túlmenően a gátló anyagok tartalmazhatnak megfelelő, szemcsés tűzálló anyagot is, az eljárás közben esetleg fellépő zsugorodás vagy tördelődés megakadályozására. A találmány szerinti eljárásban gátanyagként elsősorban olyan szemcsés anyagot alkalmazunk, amelynek ugyanolyan az expanziós koefficiense, mint a töltőágynak vagy az előformázott anyagnak. Például, abban az esetben, ha az előformázott anyag alumínium-oxidot tartalmaz, és a kapott kerámiai anyag is alumínium-oxidot tartalmaz, a gátló anyagot alumínium-oxidot szemcsékkel keverhetjük, a kívánatos szemcseméret 0,025- 1,27 mm, de még ettől kisebb is lehet Alkalmazhatók olyan gátló anyagok is, amelyek tűzálló kerámiát vagy legalább az egyik végükön nyitott fémhüvelyeket tartalmaznak, ezek lehetővé teszik, hogy a gőzfázisú oxidálószer áthatoljon az ágyon, és érintkezzen az alapfémmel. Ezek a közös szabadalmi bejelentések olyan kerámiaszerkezetek előállítási eljárására vonatkoznak, amelyek valamilyen oxidációs reakcióterméket és adott esetben, az alapfém prekurzorból származó, egy vagy több nem oxidált alkotórészt vagy üregeket vagy mindkettőt tartalmaznak. Az oxidációs reakciótermék olyan, összefüggően porózus anyag lehet, amelyben a pórusok helyét részben vagy teljes egészében fémfázis foglalhatja el. Az összefüggő porozitás kialakulása nagymértékben például a következő tényezőktől függ: az oxidációs reakciótermék képződési hőmérsékletétől, az oxidációs reakció időtartamától, az oxidációs reakció időtartamától, az alapfém összetételétől vagy adalékanyagok jelenlététől. Az összefüggő porozitású rész egy része a kerámiaszerkezet külső felületéről vagy felületeiről hozzáférhető vagy valamilyen utókezelő művelettel, például gépi megmunkálással, vágással, csiszolással vagy hasítással hozzáférhetővé tehető. A találmányunk szerinti eljárás azon a látszólag nemkívánatos jelenségen alapul, amely a frissen képződött polikristályos anyag és az oxidálószer határfelületénél lép fel, és abban mutatkozik meg, hogy az olvadt fém szállítása az oxidációs reakciózónához lelassul vagy megszakad. Ezt a jelenséget arra hasznosíthatjuk, hogy két tartományból álló polikristályos anyagot állítsunk elő úgy, hogy az oxidációs reakciózónába megfelelő mennyiségű olvadt fémet szállítunk. így a találmányunk eljárás olyan önhordó, polikristályos anyagot, például alfa-alumínium-oxidot tartalmazó kerámiaszerkezet előállítására, amely egy ún. első tartományt és az első tartománnyal összeépült, ún. behatároló tartományt tartalmaz, mely tartományok öszszetételben vagy mikroszerkezetben vagy mindkettőben különböznek egymástól. A találmány szerint, az alapfémet olvadáspontja feletti hőmérsékletre, de az oxidációs 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
