203860. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üreggel kialakított alakos termék előállítására öntéssel
1 HU 203 860 B 2 zel a 24 üreggel ellátott 18 összetett szerkezetű kerámia test a kívánt alkalmazásnak megfelelő formában hozható létre. Nyilvánvaló, hogy a töltőanyag tulajdonságainak fenti felsorolásakor, amikor azt permeábüisnak, alakíthatónak és szükség esetén egymáshoz kötődő részecskékből állónak írtuk le, a töltőanyagból készült ágy vagy egy részének tulajdonságaira gondoltunk. A töltőanyag alkotóelemei között ugyanis lehetnek olyan részecskék, amelyek ezeknek a feltételeknek mind nem tesznek eleget. A töltőanyag készíthető homogén anyageloszlással, ugyanazon anyag különböző szemcsézettségű frakcióiból, illetve több különböző anyagból. Ez utóbbi esetben a töltőanyagban lehetnek a szinterelési folyamatban nem résztvevő, más részecskékhez, illetve egymás részecskéihez nem tapadó összetevők, amelyek az oxidációs reakcióhőmérsékletén is megőrzik individuális jellemzőiket. A fontos azonban az, hogy a velük kialakított töltőanyag az oxidációs reakció feltételei között biztosítsa a kívánt összekapcsolódást, szinterelődést. Ezekre az anyagokra általában nem nagyon van szükség, az esetek többségében sikerült olyan töltőanyagot választani, amely az említett permeabüitási, alakítási és kötődési feltételeknek eleget tesz és minden összetevője ezeknek a tulajdonságoknak a kialakításában aktív. Vannak olyan anyagok is, amelyek az oxidációs reakció hőmérséklete alatti hőmérsékleteken lényegében különálló részecskékből állnak, vagyis a sablont körülvevő töltőanyag képes a hőtágulással járó hatásokat követni, amikoris az olvadáspont elérésével járó térfogatkülönbségek nem játszanak szerepet, de az anyag az oxidációs reakció hőmérsékletének elérésekor egymáshoz kötődő részecskéket tartalmaz, amelyek a töltőanyag szükséges mechanikai szüárdságát biztosítják, megelőzik az oxidációs reakciótermék növekedésének, illetve fejlődésének kezdeti szakaszában az üreg összeomlását. Az alkalmas töltőanyagok között szerepelnek a szüícium vegyületei, mint szilícium-dioxid, szüícium-karbid, azalumínium-trioxid, a cirkónium-dioxid és ezek keverékei. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során igen jó hatással vethetők be a dópoló anyagok. Ezek az oxidációs reakciót kedvezően befolyásolják. A fém alapanyagot kiegészítő dópoló anyagok számos példája ismeretes, és ezek hatása igen sok tényezőtől függ, maga a dópoló anyag egyedül a hatás meghatározásához nem elegendő. Ilyen tényezők például a fém anyagok választéka, ha több dópoló anyagöt használunk, koncentrációik, az oxidálószer minősége, összetétele, valamint a reakció lefolytatásának feltételei. A dópoló anyago(ka)t általában a fém alapanyag ötvöző összetevőiként visszük be a folyamatba, de ugyanúgy lehetséges a töltőanyag vagy a töltőanyag egy részének kiegészítése a dópoló anyaggal. Ez utóbbi esetben különösen a tartó zónába célszerű a dópoló anyag bevitele. A töltőanyagot a dópoló anyaggal sokféle módon lehet kiegészíteni. Az egyik lehetőség a dópoló anyag eloszlatása a töltőanyag ágyának egészében például a részecskék bevonataként vagy különálló részecskék formájában, amikoris különösen célszerű a dópoló anyagot a fém alapanyag közelében a töltőanyagban feldúsítani. A töltőanyag ágyán vagy ágyában egy vagy több dópoló anyag rétege is kialakítható, amikoris belső nyílással, járatokkal, perforációval, üres terekkel és hasonlókkal kell biztosítani az átjárhatóságot. Igen hasznos megoldás az, amikor a dópoló anyagból vagy anyagokból folyadékot, például oldatot készítünk és ezzel a töltőanyag egész ágyát átitatjuk. Ugyancsak alkalmas forrása lehet a dópoló anyagnak egy olyan merev test, amelyet a dópoló anyagból készí tünk és amely a sablon és a töltőanyag közötti térbe kerül. így például szüícium-dioxid tartalmú üveget alkalmazhatunk a sablon felületén, amivel az alumínium fém alapanyag oxidációs reakcióját kedvezően befolyásoló szüíciumot vihetünk a reakcióba. Amikor a sablont a megolvasztott fémmel, tehát alumíniummal felváltjuk (ennek belső dópolása például ötvözet formájában szintén lehetséges) és az így kapót együttest oxidáló környezetben, adott esetben levegőben felhevítjük (ez utóbbi esetben 850 ... 1450 "C, előnyösen 900 ... 1350 °C értéktartományba eső hőmérsékletet biztosítunk), polikristályos kerámia szerkezet kialakul és a töltőanyag ágyát átnőve vastagszik. Ha a dópoló anyag a fém alapanyag és a töltőanyag között van elrendezve, a polikristályos kerámia szerkezet a dópoló anyag rétegét átnőve hatol be a töltőanyag ágyába, vagyis belőle a dópoló anyag rétegénél vastagabb termék keletkezik. A sablon felületéhez illesztvfe, illetve a töltőanyagból álló ágyban egy vagy több dópoló anyagot lehet használni. A fém alapanyagot szintén ki lehet egészíteni dópoló összetevőkkel, például ötvözet létrehozására. A fém alapanyagot ötvözetként létrehozva vagy megválasztva a szükséges kiegészítő fémek koncentrációit a töltőanyaghoz adagolt dópoló anyagokkal lehet kiegyenlíteni, vagy fordítva. Alumíniumot mint fém alapanyagot használva, ha az oxidálószer levegő, a különösen jól használható dópoló anyagok a magnézium és a cink, amelyek hatásait a továbiakban leírt egyéb anyagok előnyösen fokozzák. Ezeket a fémeket vagy megfelelő forrásaikat az alumínium alapú kiindulási fémbe ötvöző összetevőként visszük be, részarányuk a létrejövő anyag tömegéhez viszonyítva 0,1... 101% mindegyikre külön-külön. A dópoló anyagok koncentrációját általában olyan egyéb tényezőktől függően határozzuk meg, mint a dópoló anyagok koncentrációja, az alapanyag, az oxidációs reakció lefolytatásának feltételei. A megfelelően választott koncentrációban jelen levő dópoló anyag elősegíti a kerámia anyag növekedését, a fémes alapanyag transzportját és hozzájárul ahhoz, hogy az oxidációs reakció eredményeként kapott kerámia anyag növekedési morfológiája kedvező legyen. A polikristályos oxidációs reakciótermék növekedését, különösen alumínium alapanyagra épülő rendszerekben számos más anyag is képes kedvezően befolyásolni. A hasznos dópoló fémek között van például a szilícium, a germánium, az ón és az ólom, különösen magnéziummal vagy cinkkel kombinálva. Ezeket a fémeket vagy alkalmas forrásaikat az alumínium alap5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 10
