203861. lajstromszámú szabadalom • Merevkerámia hab és eljárás haboskerámia termék előállítására
1 HU 203 861 B 2 tettük fel, majd ezen a hőmérsékleten ugyancsak 2 órán keresztül tartottuk. A későbbi megállapítások szerint ez a melegítési időtartam teljes mértékben elegendő ahhoz, hogy a szivacsszerű fémszerkezet felületén levegőt átengedő bevonat alakuljon ki, mégpedig olyan vastagságban, amely önmagában is elegendő a fémből álló szerkezet megtámasztására, ha belőle a fém eltűnik. A melegítési időtartam elteltével a kemence hőmérsékletét 2,3 óra alatt 1300 °C-ra emeltük és ezt a hőmérsékletet 15 órán keresztül tartottuk. A hevítést követően a terméket a wollasztonitból álló ágyon a tűzálló edénnyel együtt eltávolítottuk a kemencéből és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. A megtekintést azt bizonyította, hogy a kapott termék ugyanazzal a nyitott cellás struktúrával rendelkezett, mint a kiindulási Duocel termék, de anyaga merev, szürke színű és durva tapintású volt. A méretekben nem tapasztaltunk változást, ami arra utalt, hogy a nyitott cellás struktúrát az eredeti szivacsszerű szerkezetből sikerült átvinni a kerámia szerkezetbe, annak ellenére, hogy a terméket hosszú időn keresztül, több mint 15 órán át a 6101 jelű alumínium-ötvözet olvadáspontja fölötti hőmérsékleten tartottuk. A keresztmetszetről készített mikrofelvételek bizonyították, hogy a szivacsszerű szerkezet olyan térelemekből áll, amelyekben kerámia csövecskékben fém mag van. A röntgendifrakciós vizsgálatok tanúsága szerint a kerámia anyag olyan három dimenziós szerkezetű, amelynek mátrixában alumínium fém részecskéi vannak, míg a mátrixot magát alumínium-trioxid alkotja. A fém mag anyaga alumínium. A kemény csőszerű fal elektromosan vezetőképes. 2 2. példa (a) Az 1. példában leírt eljárást ismételtük meg azzal az eltéréssel, hogy a kondicionált Duocel tömböt magnézium-nitrát 20%-os vizes oldatába merítettük, majd megszárítottuk, míg a 600 °C hőmérsékletű előmelegítést kihagytuk. Ezt követően 4 óra alatt a kemencébe helyezett szerkezet hőmérsékletét 1300 °C- ra emeltük és ezt a hőmérsékletet 15 órán keresztül tartottuk. A hevítés befejeztével a terméket lehűtöttük és szemrevételezéssel megállapítottuk, hogy külső megjelenésében hasonlít az 1. példa szerinti termékhez, de a keresztmetszetről készített mikrofelvételek tanúsága szerint a térbeli szerkezetet alkotó térelemek csöves struktúrájában fán mag nem volt található és a fal vastagabb volt, mint az 1. példa szerint előállított termék esetében. Az üres belső tér, vagyis a térelemek belső nyüásának átmérője lényegében ugyanakkora volt, mint a kiindulási Duocel termék térelemeinek vastagsága. A fal lényegében finoman eloszlatott alumínium fémet tartalmazód alumínium-trioxid mátrixként épült fel. A szerkezetben magnézium-aluminát-spinell jelenléte is meghatározható volt. (b) Az 1. példában ismertetettek szerint jártunk el, azzal a különbséggel, hogy a magnézium-nitrátos oldatba való merítés helyett kolloidális szilícium-dioxidba merítettük a szivacsszerkezetű tömböt. A tapasztalat szerint a magnézium-nitrát-oldat vagy a kollodiális szilícium-dioxid felvitelével biztosítható, hogy a hevítés előtt a szivacsszerű szerkezeten olyan bevonat alakul ki, amely képes a szerkezet integ- 5 ritását az alumínium-ötvözet olvadáspontja fölötti hőmérsékletre való felhevítése közbői biztosítani. Ezért általában nem mindig szükséges az olvadáspont alatti megemelt hőmérsékleten való melegítés végrehajtása. A magnézium-oxid és a szilícium-dioxid be- 10 vonatot ezen túlmenően dópoló anyag forrásai is, és a bennük levő fém elősegíti az alumínium-trioxidból keletkező kerámia növekedését, az olvasztott fémnek a létrejött kerámia anyagon történő átszállítását és ennek eredménye, hogy a Duocel termékben kezdetben 15 jelen levő alumínium teljes mennyisége vagy oxidálódott, vagy az oxidációs reakciótermékben eloszlott. 3. példa Finom szemcsézettségű, 0,001... 0,005 mm átmérő- 20 jű részecskékből álló alumínium-trioxid púdert ciklohexanon 20%-os nitrilgumis oldatában eloszlatva szuszpenziót készítettünk. Az 1. példa szerintivel azonos és előzetesen kondicionált Duocel tömböt bemerítettünk a szuszpenzióba és ezt úgy ráztuk össze, hogy a 25 fém felületein az alumínium-trioxid áteresztő tulajdonságú rétege jöjjön létre. A bevonattal ellátott tömböt a 2. példával azonos módon hevítettük. Az előállított termék vizsgálatával megállapítottuk, hogy, az oxidáló atmoszférában végrehajtott hevítés eredménye- 30 ként olyan nyitott cellás struktúra alakult ki, amelyben alumínium-trioxid falú csövecskék alkotják a térelemeket, a megolvasztott alumínium a csövecskék falában részben oszlott el, míg a csövecskék belső terében a fém egy része megmaradt. Az így kapott szi- 35 vacsszerű szerkezetet nagy szüárdság és jó elektromos vezetőképesség jellemzi. 4. példa (a) A 3. példában ismertetett eljárást úgy ismétel- 40 tűk meg, hogy alumínium-trioxid helyett 0,001... 0,01 m nagyságú szemcsékből álló finomra őrölt alumínium púdert használtunk a Duocel termékből kivágott szivacsszerkezetű blokk felületének bevonására és itt is nitrilgumis oldattal vittük fel a púdert. A hevítés 45 során a finom szemcsézettségű alumínium por lényegében oxidálódott a fém felületén és ezzel olyan alumínium-trioxid réteget biztosított, amely egyrészt átengedi a gáz halmazállapotú oxidálószert, másrészt elegendő a habosított fémtömb szerkezeti integritásá- 50 nak megtartására az alumínium olvadáspontját meghaladó hőmérsékletek elérése után is. A kapott hálószerű szerkezetről készített mikrofelvételek tanúsága szerint olyan összekötő elemek, térelemek alakultak ki, amelyeket csöves kerámia fal és alumíniumból álló 55 fém mag jellemez. A fal anyaga alumínium-trioxid, amelyben az alumínium van eloszlatva. (b) Az előző bekezdésben ismertetettekkel analóg eredményekre jutottunk akkor, amikora hevítést nem levegő jelenlétében, hanem nitrogénatmoszféra bizto-60 sításával hajtottuk végre. Az így kapott termék térele9
