203854. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta alumíniumoxid előállítására
1 HU 203 854 B 2 \' mú gőzfázisú oxidálószerrel reagáltatunk — készített alumínium-oxidból kapunk. A fentiekben C) pont alatt felsorolt, közös szabadalmi leírásokban új kerámia kompozíció szerkezetek előállítási eljárásait ismertetik. Ezekben az eljárásokban az oxidációs reakciót olyan kerámia kompozíciószerkezetek előállítására hasznosítják, amelyekben a polikristályos kerámiaanyag (mátrix) lényegében inert töltőanyaggal van átitatva. Az eljárás során permeábilis töltőanyag mellett elhelyezett alapfémet hevítenek, így olvadt alapfémet állítanak elő, és ezt az előzőekben ismertetettek szerint gőzfázisú oxidálószerrel reagáltatják a kívánt oxidációs reakciótermék növekedésével és a szomszédos töltőanyagba jut, majd az oxidálószerrel reagálva a korábban képződött termék felületén további oxidációs reakcióterméket alakít ki. A növekvő oxidációs reakciótermék átitatja vagy beágyazza a töltőanyagot, és ennek eredményeként a töltőanyagot beágyazó, kerámiaanyag kompozíciószerkezet képződik. Például abban az esetben, ha alapfémként adalékanyagot tartalmazó alumíniumot, oxidálószerként levegőt és permeábilis töltőanyagként szemcsés vagy poralakú alumínium-oxidot alkalmaznak, olyan kompozíció képződik, amely alumíniumoxidba ágyazva, alumínium-oxid részecskéket és az egész kompozícióban diszpergálva különböző, fémes összetevőket tartalmaz. A találmányunk szerinti eljárás azon a felismerésen alapszik, hogy ha az oxidációs reakcióterméket alumínium-oxid töltőanyagot alkalmazva, azt átitatva alakítjuk ki, és ha töltőanyagként relatíve szennyezett, például szilikáttartalmú alumínium-oxidot alkalmazunk, a töltőanyag az eljárás folyamán reagál az alumínium alapfémmel, és így tisztább alumínium-oxidot és kisebb fémtartalmú, például szilíciumtartalmú terméket nyerünk. Ennek következtében az eljárással nagytisztaságú alumínium-oxidot állíthatunk elő, kisebb tisztaságú alumínium-oxid kiindulási anyagot alkalmazva. A találmányunk szerinti eljárás során alumínium alapfémet hevítünk oxigéntartalmú, gőzfázisú oxidálószer jelenlétében, és így olvadt alumíniumtestet kapunk. Az olvadt alumíniumfémből az oxidálószenei érintkeztetve oxidációs reakciótermékként alumínium-oxid képződik. A technológiai körülményeket úgy állítjuk be, hogy az olvadt fém fokozatosan áthaladjon a képződött alumínium-oxid reakcióterméken az oxidálószer irányába, és így az oxigéntartalmú gőzfázisú oxidálószer és a korábban képződött alumínium-oxid oxidációs reakciótermék határfelületén folyamatosan alumínium-oxid oxidációs reakiótermék képződik. A hevítést az alumínium alapfém olvadáspontja feletti, de az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékleten végezzük. A hevítést annyi ideig folytatjuk, hogy polikristályos, alumínium-oxid kerámiatest képződjön. A test tartalmazhat egy vagy több, alumínium-oxidtól eltérő, fémes anyagot, például nem oxidált alapfémet, adalékanyagokat vagy mindkettőt. Találmányunk azon a felismerésen alapszik, hogy a fentiek szerint előállított, polikristályos kerámiatermékben lényegében az összes, alumínium-oxidtól eltérő anyag a) hozzáférhető a felületről, ha a kerámiaterméket előzőleg összetörjük; és b) ez az anyag elsősorban fémes, nem kerámia anyag. Az alumínium-oxidtól eltérő anyagokat ezután extraháljuk, kioldjuk vagy diszpergáljuk a kerámiatestből egy vagy több kilúgozószer alkalmazásával. A kilúgozószer lehet gáz vagy folyadékformájú. Kívánatos lehet több kilúgozó művelet, és a műveletek között tipikusan egy vizes mosás alkalmazása. A találmány szerinti eljárásban a kapott polikristályos anyagot megfelelő őrlő, porító vagy ehhez hasonló művelettel a kívánt szemcseméretűre vagy szemcseméret tartományba eső szemcseméretűre aprítjuk. Az így kapott anyagot egy vagy több kilúgozószerrel vagy kilúgozószer sorozattal érintkeztetjük. Kilúgozószerként alkalmazhatunk, a szennyeződéstől függően, megfelelő savakat, lúgokat vagy olyan hatásos oldószereket, amelyek segítségével az alumínium-oxidtól eltérő anyagok, például nem oxidált fém alumínium, az alapfém ötvözetei, az adalékanyagokból származó fémek vagy ezek kombinációi eltávolíthatók az alumínium-oxidtól eltérő anyagok, például nem oxidált fém alumínium, az alapfém ötvözetei, az adalékanyagokból származó fémek vagy ezek kombinációi eltávolíthatók az alumínium-oxidból. Ezt a kilúgozó eljárást addig folytatjuk, míg az összetört polikristályos anyagból olyan mértékben eltávolítjuk az alumíniumoxidtól eltérő anyagokat, hogy a kapott alumíniumoxid tisztasága legalább 99,9 tömeg%, előnyösen 99,99 tömeg% vagy attól tisztább lesz. A találmányunk szerinti eljárással előállított alumínium-oxidok határfelülete rendkívül tiszta, nincs rajta másik fázis. Ez az anyag olyan intragranuláris törési tulajdonságát eredményezi, amely tulajdonság a hagyományos eljárással előállított alumínium-oxidokból gyakran hiányzik. Ez a tulajdonság bizonyos alkalmazásoknál, például csiszoló vagy fényező anyagként alkalmazva, rendkívüli előnyöket jelent. Találmányunk nemcsak olyan nagy tisztaságú alumínium-oxid előállítására vonatkozik, amelyet alumínium alapfém oxidációs reakciójával állítunk elő, hanem olyan eljárásra is, amelynek során az oxidációs növekedési folyamat alatt a termékben lévő, egyéb oxidtípusú szennyeződések alumínotermikus redukciójával kisebb tisztaságú, szemcsés alumínium-oxidból nagyobb tisztaságúó alumínium-oxid termék állítható elő. Ebben az esetben az alumínium alapfémet úgy helyezzük el, illetve orientáljuk az alumínium-oxid alapú áteresztő töltőanyag masszához, oxidálószer, célszerűen levegő jelenlétében, hogy az oxidációs reakciótermék képződése a töltőanyag massza irányába és belsejébe történjen. így az oxidációs reakciótermék növekedése a töltőanyag massza irányába és belsejében történik. A növekvő oxidációs reakciótermék áthatol a töltőanyag masszán vagy beágyazza azt, így alumínium-oxid-fém kompozícióból álló kerámiaszerkezet képződik. Az alumínium-oxid bázisú töltő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
