202800. lajstromszámú szabadalom • Önhordó kerámiaszerkezet és eljárás összetételben és/vagy mikroszerkezetben különböző két összeépült tartományt tartalmazó önhordó kerámiaszerkezet előállítására
11 HU 202 800 B 12 A 8. példa világosan mutatja, hogy míg az első tartomány egyik zónájában elegendő alapfémet kell szállítani a határtartomány kialakítására, addig a másik, az alapfémtesttől lényegében elzárt zóna alkalmazható arra (az alapfémtesttől való elválasztás után), hogy kialakítsa a saját, azaz egy másik határtartományát. A 8. példa olyan szakaszos reakciót mutat, amelyben az első szakaszban az első tartománybeli polikristályos anyag keletkezik, majd a reakciót egy átmeneti időre megszakítjuk. Ez alatt az idő alatt az első tartománybeli anyagot, pontosabban annak kiválasztott részét elválasztjuk az olvadt alapfémtől, miután a kerámiaszerkezetet szobahőmérsékletre lehűtöttük, és a levágott rész felületét simára csiszoljuk. Ezután, a második reakciószakaszban a behatároló tartományt az első tartománybeli anyag leválasztott és kialakított részén képeztük ki. Az a tény, hogy a behatároló tartomány az első szakaszban képződött első tartománybeli, második reakciószakaszhoz kivágott részén képződött, azt mutatja, hogy nem lényeges, és nem szükségszerű, hogy a behatároló tartomány az első reakciószakaszban alakuljon ki. Ahogyan az előzőekben ismertettük, a kerámiatestet valamilyen, megfelelő alapfémből készítjük az ismertetett, a közös szabadalmi bejelentésekben bemutatott eljárások szerint Az egyik, találmányunk szerinti, előnyös eljárással úgy készítünk kompozíciót, hogy az alapfém felületéhez, azzal érintkezésben helyezzük el a töltőanyagot, és az eljárást addig folytatjuk, amíg az oxidációs reakciótermék át nem itatta a töltőanyagot egészen annak valamilyen megfelelő gáttal meghatározott határáig. Az előnyös előformált töltőanyag megfelelően porózus vagy permeábilis, hogy gázfázisú oxidálószer esetén átengedje az oxidálószert a töltőanyagon a fémmel való érintkezéshez, valamint, hogy lehetővé tegye az oxidált reakciótermék növekedését a töltőanyagban. Más esetben az oxidálószer elhelyezhető a töltőanyag között vagy annak részét képezheti. Töltőanyagként általában megfelelő szokásos formájú kerámiai anyagokat, például szemcsés anyagokat, porokat, lemezkéket, üreges testeket, gömböket, rostokat, tűformájú anyagokat használunk. Szemcsés vagy szálas fém töltőanyagokat is használhatunk az idegen fémmel való interdiffúziótól bevonattal védett formában; vagy abban az esetben, ha a. töltőanyag tulajdonságait is módosítani kívánjuk, bevonat nélkül, amikoris a töltőanyag interdiffúzióba léphet az idegen fémmel. Ezen túlmenően a töltőanyag ágy tartalmazhat erősítő rudakból, lemezekből vagy huzalokból álló rácsot is. Általában ezekben a polikristályos kerámia szerkezetekben, így a kerámia kompozíciókban is, az oxidációs reakciótermék krisztallitok egymással összekapcsolódva alakulnak ki. A fémtartalmú komponens legalább egy része is összefüggő (összekapcsolódott) és a kerámiatest külső felületéről hozzáférhető. Ahogyan már a közös szabadalmi bejelentések ismertetésénél is említettük, az alapfémmel együtt alkalmazott adalékanyagok előnyösen befolyásolhatják az oxidációs reakciófolymatot, különösen olyan rendszereknél, ahol alumínium alapfémből indulunk ki. Az adalékanyag szerepe nem annyira magától az adalékanyag anyagától, inkább számos, egyéb tényezőtől függ. Ezek a tényezők például a következők: egy vagy két adalékanyag alkalmazása esetén az adalékanyagok speciális kombinációja, egy külső adalékanyag és egy, az alapfémmel ötvözött adalékanyag kombinációja, az adalékanyag(ok) koncentrációja, az oxidáció körülményei és az eljárás körülményei. Az alapfémmel együtt alkalmazott adalékanyag vagy adalékanyagok 1. lehemek az alumínium alapfém ötvözetei, 2. alkalmazhatók az alapfém felületének legalább egy részére, vagy 3. keverhetők vagy társítható a töltőanyag vagy az előformált töltőanyag legalább egy részével, vagy az 1., 2. vagy 3. alatt felsoroltak kombinációja is haszálható. Például valamilyen ötvözött adalékanyag alkalmazható önmagában vagy egy második, külső adalékanyaggal együtt. A 3. alatt felsorolt esetben, amikor a töltőanyaghoz további adalékanyago(ka)t, a kivitelezést bármelyik, a közös szabadalmi leírásóban 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 következóben bemutatásra kerülő adalóanyagokkal kombinálva is használható. Ezeket a fémeket vagy megfelelő forrásukat ötvözhetjük az alumíniumalapú alapfémmel, olyan koncentrációban, hogy a kapott, adalékanyag-tartalmú fém teljes tömegére vonatkoztatva, külön-külön számolva 0,1-10 tömeg%-ban legyenek jelen. Ezeket az adalékanyagóat 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, és 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 átrium, melyek alkalmazhatók önmagukban vagy egy vagy több, egyéb adalékanyaggal kombúiálva az oxidálószertől és a technológiai körülményektől függően. Adalékanyagként hatásosan alkalmazható a következő ritka földfém elemek is: cérium, lan tán, prazeodimium, neodimium és szamárium elsősorban más adalékanyagókal kombinálva. Ezeken kívül a fent ismertetett közös szabadalmi leírásóban említett adalékanyagok is alkalmazható az alumíniumalapú alapfémből kiinduló rendszerben a polikristályos, oxidációs reakciótermék növekedésének az elősegítésére. Oxidálószeiként, az előzőekben említetteknek megfelelően alkalmazhatunk szilárd, folyékony vagy gőz (gáz) fázisú anyagokat. A találmány szerinti eljárásban általában a következő oxidálószereket alkalmazzuk: oxigén, nitrogén, valamilyen halogén, kén, foszfor, arzén, szén, bór, szelén, tellur, valamint ezek vegyületei és kombinációi, mint például szilícium-dioxid (mint oxigénfonás), metán, etán, propán, acetilén, etilén és propilén (mint szénfonás), valamint elegyeik, mint például levegő, hidrogén és víz elegye, szén-monoxid és szén-dioxid elegye. Ez utóbbi két elegypár hatásosan alkalmazható a környezet oxigénaktivitásának csökkentésére. A találmány szerinti eljárásban bármilyen megfelelő oxidálószert alkalmazhatunk, de elsősorban a gőzfázisú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
