203854. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta alumíniumoxid előállítására
1 HU 203 854 B 2 Találmányunk lényegében tiszta alumínium-oxid előllítási eljárására vonatkozik. Még közelebbről találmányunk olyan, lényegében tiszta alumínium-oxid előállítási eljárásra vonatkozik, amelyet alumínium alapfém és oxigéntartalmú gáz különleges oxidációs reakciójából származó oxidációs termékből porítással és tisztítással nyerünk. Találmányunk ezen túlmenően kisebb tisztaságú elumínium-oxid nagyobb tisztaságú alumínium-oxid termékké történő feldolgozási eljárására is vonatkozik. A technika állásából ismertek olyan új eljárások, amelyekkel önhordó kerámiatesteket állítanak elő valamilyen alapfém oxidálásával. Az eljárás eredményeként polikristályos, adott esetben fémes összetevőket tartalmazó oxidációs reakciótermék keletkezik. Ilyen eljárásokat ismertetnek például a következő szabadalmi leírásokban: A) 818 943 számú, 1986. január 15-én bejelentett, 776 964 számú, 1985. szeptember 17-én bejelentett, 705 787 számú, 1985. február 26-án bejelentett és az 591 392 számú, 1984. március 16-án bejelentett amerikai egyesült államokbeli folytatólagos szabadalmi bejelentésekben, amelyeket Marc S. Newkirk és munkatársai tettek „Új kerámia anyagok és ezek előállítási eljárása” címen; B) 822 999 számú, 1986. január 27-én bejelentett, 776 965 számú 1985. június 25-én bejelentett, és a 632 636 számú, 1984. július 20-án bejelentett amerikai egyesült államokbeli folytatólagos szabadalmi bejelentésekben, amelyeket Marc S. Newkirk és munkatársai tettek „Öntartó kerámiai anyagok előállítási eljárása” címen; és C) 819 397 számú, 1986. január 17-én bejelentett, és 697 876 számú, 1985. február 4-én bejelentett amerikai egyesült államokbeli folytatólagos szabadalmi bejelentésekben, amelyeket Marek S. Newkirk és munkatársai tettek „kerámiatest kompozíció és előállítási eljárásai” címen. Az előzőekben felsorolt, közös szabadalmi bejelentése találmányunk leírásában teljes egészében hivatkozási alapul szolgálnak. Ezekben a közös szabadalmi leírásokban, új polikristályos kerámia anyagok vagy polikristályos, kerámiai kompozíció anyagok vagy polikristályos, kerámia kompozíció anyagok oxidációs előállítási eljárásait ismertetik. Az oxidáció valamilyen alapfém és valamilyen gőzfázisú oxidálószer, például elgőzölt vagy normál állapotban gőzfázisú anyag között játszódik le. Ezt az eljárást ismertetik a fentiekben A) pont alatt felsorolt, közös tulajdonságú szabadalmi leírásokban. Az ismert eljárás szerint valamilyen alapfémet, például alumíniumot az olvadáspontja feletti, de az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevítenek, ennek hatására olvadt alapfémtest képződik, amelyből gőzfázisú oxidálószerrel érintkeztetve, megfelelő körülmények közöt oxidációs reakciótermék keletkezik. Az oxidációs reakcióterméket — ami az olvadt alapfém és az oxidálószer között helyezkedik el — vagy legalább egy részét ezen a hőmérsékleten érintkezésben tartják a megolvadt alapfémmel és oxidálószerrel. így az olvadt fém az oxidációs reakcióterméken keresztül az oxidálószer irányába halad! Az így átszállított (átjutott) olvadt fém további reakcióba lép az oxidálószerrel a korábban képződött oxidációs reakciótermék határfelületén. A folyamat előrehaladásával az így képződött oxidációs reakcióterméken keresztül tovább folytatódik a fém áthaladása, és így tovább nő az egymással összekapcsolódó krisztallitokból álló kerámiaszerkezet kialakulása. A kapott kerámiatest fémes alkotóelemeket, például nem oxidált alapfém részeket és/vagy üregeket tartalmaz. Ha az oxidációs reakciótermék valamilyen oxid, oxidálószerként oxigént vagy oxigént tartalmazó gázelegyet, például levegőt alkalmaznak. Gazdaságossági megfontolásokból a levegő alkalmazása előnyös. Tágabb értelemben a fentiekben felsorolt, közös szabadalmi, valamint a jelenlegi találmányi leírásunkban oxidáción olyan folyamatot értünk, melyben valamely fém elektront ad át vagy oszt meg egy vagy több elemből vagy vegyületből álló oxidálószerrel. Bizonyos esetekben az oxidációs reakciótermék növekedésének elősegítésére illetve befolyásolására az alapfém mellett egy vagy több adalékanyagot alkalmaznak; ezek az adalékanyagok ötvöződnek az alapfémmel. Például alumínium alapfém és levegő oxidálószer esetén előnyösen alkalmazható adalékanyag a magnézium és a szilícium, de a két legnagyobb csoporthoz tartozó, hasonló adalékanyagok is ötvözhettük alumíniummal és használhatók alapfémként A kapott oxidációs reakciótermék alummium-oxidból, főleg alfa-alumínium-oxidból áll. A fentiekben B) pont alatt felsorolt, közös szabadalmi leírásokban olyan, továbbfejlesztett eljárást ismertetnek, amely azon a felismerésen alapul, hogy a fentiekben ismertetett növekedés elősegítése úgy is történhet hogy egy vagy több adalékanyagot az alapfém felületén vagy felületein alkalmaznak. így nem szükséges az alapfém ötvözése az adalékanyagokkal. Például alumínium alapfém és levegő oxidálószer esetén magnéziumot, cinket és szilíciumot alkalmazhatnak adalékanyagként. Ezzel amegoldással olyan, kereskedelemben beszerezhető fémek és ötvözetek alkalmazhatók, amelyeket egyébként nem tartalmaznának megfelelő mértékben a kompozíciók. Ez a felismerés abból a szempontból is előnyös, hogy a kerámiatest növekedése a véletlenszerű növekedés helyett előidézhető az alapfém felület egy vagy több kiválasztott részén. így az alkalmazott eljárás hatékonyabbá tehető például olyan módon, hogy az adalékanyagot csak egy felületre vagy az alapfém felületének csak egy részére viszszükfel. Ilyen módon, a fentiekben említett, közös szabadalmi leifásokban ismertetett eljárásokkal oxidációs reakcióban, viszonylag könnyen nagy méretűre növelhet tő alumínium-oxid termékek állíthatók elő. Az így kapott alumínium-oxid jól használható különböző termékek előállítására. Találmányunk olyan, lényegében tiszta alumínium-oxid előállítási eljárására vonatkozik, amelyet az előbb említett oxidációs eljárással — amelyben például alumínium alapfémet oxigéntartal-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
