203860. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üreggel kialakított alakos termék előállítására öntéssel
1 HU 203 860 B 2 anyagba úgy ötvözzük, hogy a kapott anyagban részarányuk 0,5... 151% legyen. A tapasztalatok azt mutatják azonban, hogy a legjobb növekedési kinetikai és növekedési morfológiai hatásokkal akkor lehet számítani, ha ezek a dópoló anyagok az ötvözetben 1 ... 10 t%-os arányban vannak jelen. Az ólom ugyan hasznos dópoló anyag, de csak nehezen ötvözhető az alumíniumba, ebből a célból legalább 1000 °C hőmérsékletet kell biztosítani, mivel egyébként oldékonysága alumíniumba nagyon kicsi. Ismert viszont az a magoldás, hogy az ólmot más ötvöz összetevőkkel, különösen ónnal együtt visszük be, ami oldhatóságát jelentősen javítja és biztosítja, hogy az ötvöző összetevőt alacsonyabb hőmérsékleten tudjuk az alumíniumba bevinni. Az alumínium fém alapanyag tulajdonságainak szükség szerinti befolyásolását biztosító további dópoló anyagok példái a nátrium, lítium, kalcium, bór, foszfor és ittrium, amelyek szintén felhasználhatók különkülön vagy kombinációban egy vagy több más dópoló anyaggal is, az oxidálószertől és a folyamat feltételeitől függően. A nátrium és lítium részaránya általában igen kicsi, az esetek többségében legfeljebb 0,1 .. 0,2 ezrelék; ezek külön és együtt vagy más dópoló anyagokkal kombinálva használhatók. A ritkaföldfémek, mint például cérium, lan tán, prazeodínium, neodímium és szamárium különösen más dópoló anyagokhoz keverve szintén jó dópoló anyagok. Mint már említettük, a dópoló anyag bevezetésének nem egyetlen módja a fém alapanyag ötvözése. A dópoló anyagot, akár egy vagy több fémes vagy nem fémes összetevőből áll, célszerű lehet vékony rétegben fölvinni a sablon felületére vagy felületének egy részére. Ezzel ugyanis lokálisan lehet a fém alapanyagból keletkező kerámia test növekedését befolyásolni. A kerámia szerkezet polikristályos összetevője a kijelölt felületeknél a többieknél erőteljesebben képes a töltőanyag rétegébe átnőni. A polikristályos szerkezetű kerámia anyag növekedési folyamatát tehát a dópoló anyag lokalizált elrendezésével is elő lehet segíteni, amikor a sablon kijelölt felületénél beépített dópoló anyag hatására a töltőanyag ágyába az anyag növekedése szabályozott módon zajlik. A dópoló anyagot tartalmazó bevonat vagy réteg általában viszonylag vékony, különösen ha az elkészítendő kerámia termék méreteihez viszonyítjuk és ezért az oxidációs reakciótermék növekedése során hatásosan képes a dópoló anyag rétegén áthatolni, sokkal vastagabb lesz, mint amilyen mélységet a dópoló anyag rétege elfoglal. A dópoló anyag rétegét kialakíthatjuk festéssel, szórással, gőzölögtetéssel, szitanyomással vagy más olyan módszerrel, amely alkalmas a szükséges vastagságú réteg létrehozására. Különösen célszerű a szuszpenziók vagy paszták alkalmazása, de adott esetben a szilárd szemcsés dópoló anyag vagy vékony üvegszerű rétege, esetleg filmje a sablon felületével érintkezve is elhelyezhető. A dópoló anyagban lehetnek szerves vagy szervetlen kötőanyagok, vivőanyagok, oldószerek és/vagy egyéb szerkezeti anyagok. A sablon felületére felszórt porszerű dópoló anyag szintén ismert felület egészére vagy csak egy részére. A folyékony szuszpenzió, amely vízzel és szükség szerinti szerves kötőanyaggal készült szórással vihető fel a sablon felületére, belőle az oldó- és kötőszer nedves összetevőjének elpárologtatása után jól tapadó bevonat alakul ki, amely a sablonnak a megmunkálás előtti kezelését nem zavarja. A kívülről felvitt dópoló anyagok általában a felület egy részét borítják, a sablonon kialakított egységes vastagságú rétegben. A tapasztalat szerint a dópoló anyag mennyisége igen széles értéktartományban változhat, például fém alapanyagként alumíniumot használva a kísérletek során nem sikerült olyan alsó vagy felső határt meghatározni, amely alatt illetve fölött a dópoló anyag hatása nem lenne észlelhető. így például alumíniumot és magnéziumot tartalmazó fém alapanyag esetén, ha az oxidálószer levegő vagy oxigén, a szüícium-dioxid réteg alkalmas arra, hogy szilícium forrása legyen. Az egyik mérés szerint a fém alapanyag minden g-jára viszonyított 0,00003 g szilícium, vagy ami evvel egyenértékű, a fém alapanyag felületének minden cm^-ére 0,0001 g szilícium megfelelő dópoló hatást fejt ki. Ebben az esetben a dópoló anyagot a felület egészére vagy csak egy részére visszük fel, a felületi részarány a dópoló anyaggal bevont felületre vonatkozik. Egy másik kísérletben alumíniumot és szilíciumot tartalmazó fém alapanyagból oxigén Vagy levegő mint oxidálószer jelenlétében alakítottunk ki kerámia struktúrát és azt találtuk, hogy a magnézium, mint dópoló anyag magnézium-oxd (MgO) formában már a fém alapanyag minden g-jára számított 0,0008 körüli mennyiségben, vagy ami ezzel egyenértékű, a magnézium-oxiddal bevont felület minden cm2-ére számítva kb. 0,003 g magnézium a kívánt hatást kifejtette. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során célszerű lehet gátló elem alkalmazása, amely a töltőanyagban elhelyezve képes olyan határfelületet meghatározni, amelyet növekedési folyamata során az oxidációs reakciótermék nem vagy csak jelentéktelen mértékben lép túl, mivel képes az oxidációs reakciótermék növekedési folyamatát leállítani vagy jelentősen lelassítani. Gátló elemként minden olyan anyag (vegyület), szerkezet, összeállítás, együttes, stb. használha tó, amely a találmány szerinti eljárás foganatosításához szükséges feltételek között integritását legalábbis korlátos mértékben megtartja, nem illékony, a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószert átengedi, de egyúttal alkalmas az oxidációs reakciótermék növekedésének megállítására, helyi késleltetésére, lassítására az oxidációs folyamatot reakcióméregként képes befolyásolni, azaz tetszőleges mechanizmus révén az oxidációs reakciótermék növekedését korlátozni, megállítani tudja. Az alkalmas anyagok között említhetjük a kalcium-szulfátot (gipsz), a kalcium-szilikátot, a portlandcementet, ezek keverékeit, amelyek különösen alumínium fém alapanyag és oxigéntartalmú gáz, például levegő mint oxidálószer reakciója esetében biztosítják a gátló elem funkciójának megbízható 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 11
