202800. lajstromszámú szabadalom • Önhordó kerámiaszerkezet és eljárás összetételben és/vagy mikroszerkezetben különböző két összeépült tartományt tartalmazó önhordó kerámiaszerkezet előállítására
5 HU 202 800 B 6 is, amikor a két tartomány összetétele hasonló vagy lényegében azonos. Az első tartomány és a behatároló tartomány közötti különbség világosan felismerhető, ha megvizsgáljuk a találmányunk szerint előállított kerámiaszerkezet keresztmetszetét. Az első tartományhoz képest a határozottan elkülönülő határsáv vagy határtartomány könnyen megfigyelhető szabadszemmel vagy nagyítóval. A határtartomány az első tartománynál sűrűbbnek látszik (és valószínűleg az is), mint az első tartomány, míg az első tartomány krisztallit mérete nagyobb, mint a behatároló tartományé, és az első tartományban lévő üregek és/vagy fémes zárványok is nagyobbak. Az első tartomány általában durvább, nyitottabb szerkezetű, mint a behatároló tartomány, ez utóbbi tartomány láthatólag finomabb szemcséjű és sűrűbb. A kerámiaszerkezet keresztmetszetében a behatároló tartomány általában úgy néz ki, mint az első tartománynak megfelelő magon vagy szubsztrátumon lévő sűrű, felületi sáv vagy kéreg. A behatároló tartomány képződési feltételei akkor jönnek létre, amikor a polikristályos anyag oxidálószerrel való képződéséhez szükséges, olvadt fém továbbítása a polikristályos anyagon keresztül egy bizonyos értékre (vagy ez alá) csökken - ezt nevezhetjük növekedés-módosítási értéknek - vagy teljesen megszűnik. Bár nem szándékozunk a képződésre vonatkozóan végérvényes elméletet felállítani, úgy gondoljuk, hogy a növekedés-módosítás értékét az első tartomány egy adott zónájában akkor érjük el, amikor ebben a zónában az olvadt fém továbbítása elkülönül az olvadt fémtesttől. Ez az elkülönülés történhet úgy, hogy az olvadt fémtesttől a zónán keresztül kialakult, olvadt fémcsatoma megszakad vagy az olvadt fémtest elfogy vagy eltávolítjuk az olvadt fémtestet. Valószínűleg, amikor ez bekövetkezik, a kapilláris erők, amelyek szállítják az olvadt alapfémet az oxidálószer irányába, lecsökkennek, és a polikristályos anyag tovább növekszik, ez alacsonyabb energia szinten történik, amelyen viszonylag kevesebb oxidálható alapfém nedvesíti az oxidációs reakciótermék egy adott területét. Ennek következtében olyan oxidációs, polikristályos reakciótermék keletkezik, amely sűrűbb és finomabb szemcséjű, és amelyben az olvadt fémet az oxidálószer irányába szállító csatornák kisebb keresztmetszetűek, mint az első tartományban. Ezekben a lecsökkent keresztmetszetű csatornákban a fém áramlását kisebb kapilláris erők segítik elő. Az a tény, hogy a behatároló tartomány élesen elkülönül az első tartománytól, azt mutatja, hogy a növekedés-módosítás vagy a reakció körülmények változása, amelynek eredményeként az első tartománybeli polikristályos anyag képződés átalakul behatároló tartománybeli polikristályos anyag képződéssé, hirtelen megy végbe. A változások hirtelen volta összhangban van azzal a feltételezéssel, hogy az olvadt fém folyamatos szállításának csökkenése vagy megszűnése a növekedés-módosító változás, ugyanis az ilyen csökkenés vagy megszűnés várhatóan hirtelen következik be. Az olvadt fémtest elfogyás például analóg jelenség a mozgó járműben elfogyó benzin által előidézett jelenséggel; a működés mindaddig normális vagy közel az, amíg az üzemanyag el nem fogy vagy olyan kis értékűre csökken le, hogy a motorhoz történő üzemanyag szállítás hirtelen megszűnik. Az olvadt fém folyamatos szállításának hirtelen megszakadása nemcsak úgy következhet be, hogy az olvadt fémtest hirtelen elfogy, hanem úgy is, hogy az olvadt fémet a fémtesttől az oxidálószer határfelületiéhez szállító csatorna eldugul vagy elzáródik. Ez akkor fordul elő, ha az olvadt alapfémtest kimerül, de nem fogy el, és legalább egy része lesüllyed és így nem érintkezik a növekvő polikristályos anyaggal. Például a lesüllyedt, olvadt fémtest elválhat a polikristályos anyagtól, a perifériális széleken maradnak érintkezésben. A polikristályos anyag és az olvadt fémtest közötti kisebb érintkezési felület az áramlás csökkenését eredményezi. Az első tartományhoz szállított alapfém mennyiség lecsökkenése vagy megszűnése bekövetkezhet az olvadt fém kimerülése vagy elfogyása miatt, ez bizonyos esetekben elegendő a kerámiaszerkezet határtartományának kialakulásához. Előnyösebb azonban, ha a folyamatot úgy irányítjuk, hogy az oxidációs reakció megszűnése a lrívánt mennyiségű, első tartománybeli polikristályos anyag képződése után, de az olvadt alapfémtest kimerülése vagy növekedése módosító elfogyása előtt következzen be. Például olyan esetben, ha az első reakciófázisban a kívánt méretű első tartomány már kialakult, de még sok olvadt fém megy az első tartományba, a kemence hőmérsékletét a reakcióhőmérséklet alá csökkenthetjük, például úgy, hogy a fűtést teljesen kikapcsoljuk, és az olvadt fémet, valamint az első tartománybeli polikristályos anyagot engedjük lehűlni. Az újra megszilárdult alap fémtestet elválasztjuk az első tartománybeli polikristályos anyagtól, és ez utóbbit oxidálószerjelenlétében újra melegítjük. A prekurzor alapfémétől ilyen módon elválasztott, első tartományban lévő összefüggő alapfém reagál az oxidálószerrel az előzőekben leírtaknak megfelelően. Ha a reakciót ilyen szakaszos módon vezetjük (első reakció szakasz, átmeneti szakasz és második reakció szakasz), szükségtelenné válik annak a kezdeti alapfém mennyiségnek a pontos kiszámolása, amely ahhoz lenne szükséges, hogy az olvadt fém szállítás lecsökkenése vagy megszűnése a polikristályos anyag kívánt növekedési szakaszában következzen be. Ezen túlmenően ez a szakaszos üzemmód lehetővé teszi, hogy az első tartománybeli polikristályos anyagot vágással, csiszolással, esztergályozással vagy más megmunkálással a kívánt méretűre és alakúra formázzuk a határtartomány kialakításához szükséges második reakciószakaszt megelőzően. Az adott esetben méretre szabott és megfelelően kialakított polikristályos anyag felületét megfelelő gátló anyagokkal bizonyos helyeken el lehet választani. Ahogyan már korábban ismertettük, ezek a gátló anyagok az alkalmazási helyükön megakadályozzák a határtartomány kialakulását. így, valamely megfelelő gátló anyag, például egy réteg párizsi- vagy Portland cement olyan formában vihető fel a polikristályos anyag első tartományára, hogy a kívánt formájú határtartomány keletkezzen. Természetesen a határtartomány a polikristályos anyag első tartományának teljes felületén is kialakítható. Az első tartománybeli anyag vagy egy része megfelelő művelettel, például vágással, csiszolással, fűrészeléssel, repesztéssel vagy más megfelelő módon választható el az alapfémtől. Az elválasztott, első tartománybeli anyag a második reakciószakasz megkezdése előtt bármilyen kívánt alakúra formázható. A leírásunkban az első tartománybeli, polikristályos anyag alakítására alkalmazott „formázás” kifejezés alatt, megszorítás nélkül, minden fajta formázást, így például vágást, csiszo5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
