203710. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű kerámia test előállítására
1 HU 203 710 B 2 zött sem nedvesíteni nem tud, sem pedig kémiai reakció ótján megváltoztatni nem képes. A megolvadt fém alapanyag ennek megfelelően a bőr tartalmú anyagot és a töltőanyagot tartalmazó keveréket járja át, az infiltráció eredményeként a bórforrással reakcióba lép és létrejön a fém alapanyag boridja. A reakció hatásaként olyan önhordó szerkezetű összetett kerámia-fém kompozit anyag jön létre, amelynek nagy sűrűségű mikrostruktőráját a fém alapanyag boridjából és a fém alapanyagból létrejövő mátrixba beágyazott töltőanyag részecskéi alkotják. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módjánál a borid létrehozásához szükséges mennyiségű boridnál a sztöchimetriai arány szerint kevesebb vagy több bórt alkalmazunk. Célszerű lehet azonban a sztöchiometriai arány szerinti menynyiség biztosítása is. A sztöchiometriai aránytól való eltérés mértékét az határozza meg, hogy a kész összetett szerkezetű kerámia testben melyik összetevő tulajdonságait kívánjuk inkább érvényre juttatni. Amikor a bór mennyisége viszonylag kicsi, a kerámia szerkezetben a fém alapanyag tulajdonságai jelentkeznek erőteljesebben. Ha a bór feleslegben van jelen, akkor a létrejövő mátrix tulajdonságait mindenekelőtt a borid jellemzői határozzák meg. A töltőanyag az összetett szerkezetű test tulajdonságait célszerűen képes befolyásolni, csökkentheti a nyersanyagköltségeket, befolyásolhatja a borid képződésére vezető reakció kinetikáját, esetleg előnyösen mérsékelheti a hőfejlődést. Különösen előnyösnek bizonyult az a foganatosítási mód, amikor fém alapanyagként alumíniumot, bór tartalmú anyagként elemi tört választunk és ezekkel alumíniumot, valamint alumínium-boridot tartalmazó kerámia testet hozunk létre. A bór tartalmú anyag általában lehet a fém alapanyaggal redukálható fém boridja is, amikor a kerámia anyag mátrixában a fémborid férne is megjelenik. Igen előnyös fém alapanyagként titánt választani, amikoris a bór tartalmú anyag túlnyomórészt alumínium-dodekaborid. A találmány szerinti eljárás igen fontos előnyös vonása az, hogy a fém alapanyaggal átjárható anyagot elő lehet állítani olyan elomintaként, amelyet aztán a megolvadt fém átjár és ezzel alakját rögzíti. Ez az alak megegyezhet a végtermék kívánt alakjával. Az ilyen foganatosítás igen lényeges előnye az is, hogy az előminta hálószerű alakú is lehet, amikoris a megolvadt fém alapanyaggal való átjáratás révén az előminta hálós szerkezete megfelelően szilárd formában visszanyerhető és ennél nincs szükség további nagy energiaigényű megmunkálásra. A találmány szerinti eljárás további ismertetése során alkalmazott fogalmak a következők: A „fém alapanyag” fogalmán olyan fémet, például alumíniumot értünk, amely a kerémia testet eredményező reakció során polikristályos szerkezetté alakul át, mégpedig boriddá, amelyben ez a fém eloszlatva jelen lehet. A reakció feltételei között általában megfelelnek a viszonylag tiszta fémek is, sok esetben azonban kívánatos a nagyobb tisztaság biztosítása. A fém alapanyag fogalma azonban fedi a kereskedelmi for/ galomban hozzáférhető fémet és fém-ötvözeteket is, amelyek szennyezései egy adott specifikált érték alatt maradnak. Ötvözet esetében a fém alapanyagon olyan anyagot értünk, amelyben a megadott fém alapanyag a legnagyobb részarányban jelen levő összetevő, míg ha fém alapanyagként magát a fémet, például alumíniumot említjük, ezt a fémet az előbb említett meghatározások értelemszerű alkalmazása mellett kell azonosítani, hacsak a leírásból más nem derül ki. A „bórforrás” fogalma olyan bór tartalmú anyagot jelöl, általában elemi tört vagy meghatározott fém (fémek) boridját, amely a reakció kívánt feltételei között képes a fém alapanyaggal reakcióba lépve annak boridját létrehozni. A bórforrás a reakció feltételei között általában szilárd anyagot képez, de ha a fém alapanyag magas olvadáspontú, adott esetben célszerű lehet az olvadék mellett megolvadt állapotban jelen levő bórforrás alkalmazása. A „fém alapanyag boridja” olyan reakcióterméket jelöl, amely a bórforrás és a fém alapanyag között a találmány szerinti feltételek között lezajlott reakció terméke és jelentős részben a bór és a fém alapanyag közötti közvetlen reakció termékéből áll, de tartalmazhat olyan nagyobb összetettségű vegyületeket is, amelyek alkotóelemei között a bór tartalmú anyag más összetevői is szerepelnek. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban előnyös foganalosítási módok kapcsán, a csatolt rajza hivatkozásai ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra tűzálló edényben kialakított porszerű bór ágyba merített alumínium test elrendezés oldalnézetben és keresztmetszetben a találmány szerinti eljársás foganatosításának megkezdése előtt, a 2. ábra négyszázszoros nagyításban alumínium-boridot és fémet tartalmazó összetett szerkezetű kerámia test mikrofelvétele, ahol a fém alapanyag 3 t% magnéziumot és 10 t% szilíciumot tartalmazó alumínium ötvözet, amelyet borral 1200 'C hőmérsékleten az 1. példa szerint munkáltunk meg, a 3. ábra négyszázszoros nagyításban cirkónium-diboridból és cirkóniumból álló összetett szerkezetű kerámia test mikrofelvétele a 4. példa szerinti eljárással való előállítás után, a 4. ábra négyszázszoros nagyításban alumínium-trioxidot és alumíniumot tartalmazó összetett szerkezetű kerámia test mikrofelvétele, amelyet alumíniumtrioxidot és 1 tömeg% bórt tartalmazó előmintának a 9. példa szerint alumíniummal való átjáratásával állíottunk elő, míg az 5. ábra négyszázszoros nagyításban alumínium-trioxidot, alumínium-dodekaboridot és alumíniumot tartalmazó összetett szerkezetű kerámia test mikrofelvétele, amelyet a 9. példában leírt eljárással olyan előminta alumíniummal történő reaktív infultrációjával állítottunk elő, melyben 50 tömeg% AI2O3 és 50 tömeg% tör volt A találmány szerinti eljárás foganatosítása során önhordó szerkezetű kerámia test előállítása céljából megolvadt fém alapanyag reaktív infultrációjával bórforrással reakciót hoztunk létre. A reakció eredmé5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
