FI90058C - Aggregat foer framstaellning av keramiska sammansatta strukturer och foerfarande foer framstaellning av en sjaelvbaerande keramisk sammansatt struktur - Google Patents

Description

90058

Kooste keraamisten sekarakenteiden valmistamiseksi ja menetelmä itsekantavan keraamisen sekarakenteen tuottamiseksi Aggregat för framställning av keramiska sammansatta strukturer och förfarande för framställning av en självbärande keramisk 5 sammansatt struktur

Keksinnön kohteena on kooste käytettäväksi valmistettaessa sellaista 10 itsekantavaa keraamista sekarakennetta, joka käsittää täyteainetta ja täyteaineen sisäänsä sulkemaa monikiteistä keraamista matriisia, joka käsittää perusmetallin hapettumisreaktiotuotteen hapettimen kanssa ja mahdollisesti yhden tai useamman metallin ainesosia.

15 Keksinnön kohteena on myös menetelmä itsekantavan keraamisen sekarakenteen tuottamiseksi, joka on muodostettu perusmetallin hapettamisella, joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: (a) kuumennetaan perusmetalli hapettimen läsnäollessa muodostamaan sulan metallin massa, joka on pintakosketuksessa täyteaineen massan kanssa, ja annetaan sulan perus-20 metallin reagoida hapettimen kanssa sanotussa lämpötilassa muodostamaan hapettumisreaktiotuotteen, joka tuote on kosketuksessa sulan metallin massan ja hapettimen kanssa näiden välillä, (b) pidetään lämpötilaa yllä perusmetallin pitämiseksi sulana ja jotta sulaa perusmetallia vähitellen vetäytyisi hapettumismireaktiotuotteen läpi kohti hapetinta ---- 25 ja täyteaineen massaan siten, että hapettumisreaktiotuotteen muodostu- minen jatkuu täyteaineen massassa hapettimen ja aikaisemmin muodostuneen hapettumisreaktiotuotteen välisellä rajapinnalla, ja (c) jatketaan . ’ reaktiota niin kauan, että täyteaineen massa suodattuu keraamisen seka rakenteen tuottamiseksi käsittäen hapettumisreaktiotuotteen.

... 30 Tämän keksinnön kohteena on siis kooste, jota käytetään keraamisten '.· sekarakenteiden valmistamiseksi sekä menetelmä koosteen käyttämiseksi.

Kooste käsittää perusmetallin massan suunnattuna suhteessa läpäisevän täyteaineen massaan, jotka sijoitetaan edellä mainittuun yleensä seg-35 mentoituun säiliöön ja kuumennetaan hapettimen läsnäollessa perusmetal---- Iin sulattamiseksi ja sulan perusmetallin hapettamiseksi, jotta voidaan muodostaa monikiteinen keraaminen matriisi, joka sulkee sisäänsä täyteaineen.

2 90058 Tämän hakemuksen aihe liittyy hakijan US-patenttiin 4,851,375 nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Keraamiset sekarakennekappaleet ja menetelmät niiden valmistamiseksi". Tässä patentissa esitetään uusi menetelmä itsekantavan keraamisen sekarakenteen tuottamiseksi kasvat-5 tamalla hapettumisreaktiotuote perusmetallista läpäisevään täyte -ainemassaan.

Menetelmä itsekantavan keraamisen kappaleen tuottamiseksi hapettamalla perusmetalliesiaste on esitetty yleisesti hakijan US-patentissa 10 4,713,360 nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Uudet keraamiset materiaalit ja menetelmät niiden valmistamisessa". Tässä keksinnössä käytetään hyväksi hapettamisilmiötä, jota voidaan edistää käyttämällä perusmetalliin lejeerattua yhtä tai useampaa lisäainetta, jotta voidaan saada aikaan toivotun kokoisia itsekantavia keraamisia kappaleita, 15 jotka on kasvatettu esiasteperusmetallin hapettumisreaktiotuotteena.

Edellämainittua menetelmää parannettin käyttämällä yhtä tai useampaa ulkoista lisäainetta levitettynä esiasteperusmetallin pintaan, kuten on selvitetty hakijan US-patentissa 4,853,332 nimellä Marc S. Newkirk et 20 ai ja nimeltään "Menetelmät itsekantavien keraamisten materiaalien valmistamiseksi".

- - Edellämainittujen menetelmien kehittäminen edelleen mahdollistaa itse kantavien keraamisten rakenteiden muodostamisen, jotka sisältävät yhden 25 tai useamman ontelon, jotka toistavat käänteisesti muotoillun esiasteperusmetallin positiivisen muotin geometrian, joka perusmetalli on upotettu mukautuvan täyteaineen petiin, joka on itsesitoutuva tietyissä olosuhteissa, joita on kuvattu hakijan US-patentissa 4,828,785 nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Menetelmä keraamisten sekaraken-• : 30 neartikkeleiden valmistamiseksi käänteisen muodon toiston avulla ja menetelmällä saadut tuotteet".

Yllämainittujen menetelmien lisäparannus mahdollistaa vielä itsekan-tavien keraamisten kappaleiden muodostamisen, joilla on negatiivinen 35 malli, Joka toistaa käänteisesti perusmetallin positiivisen mallin, joka esiaste on sijoitettu täyteaineen massaa vastaan, kuten on kuvattu 3 90058 hakijan US-patentissa 4,859,640 nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Menetelmä keraamisten sekarakennekappaleiden valmistamiseksi, joiden pinnat on muodostettu muodon toistamisella ja menetelmällä saadut kappaleet".

5

Edellämainittujen menetelmien lisäparannus käsittää lisäksi keraamisen sekarakennekappaleen muodostamisen säiliöön tai kotelointielimeen, joka koostuu materiaalista, esimerkiksi Inconelista, jossa on Inconel- seos, jossa on 39,0-8,7 9% Ni, 14,0-31,0 % Cr, 0,0-24,6 % Fe, sekä mahdolli-10 sesti pienempiä määriä C, Mg, S, Si, Cu, Ti, AI, Nb, Mb, jonka lämpö-laajenemiskerroin on suurempi kuin keraamisella sekarakennekappaleella, jolloin monikiteistä keraamista kappaletta ja kotelointielintä jäähdytettäessä jälkimmäinen kutistesovitetaan keraamisen sekarakennekappaleen ympärille, jotta siihen saadaan aikaan puristuspaine. Tekniikka 15 on selvitetty US-patentissa 5,017,533 nimellä Marc S. Newkirk et ai ja nimeltään "Keraamiset sekarakenteet, joissa on sisäisesti sovitetut kotelointielimet ja menetelmät niiden valmistamiseksi".

Kaikkien yllämainittujen hakijan patenttien koko kuvauksiin ja alla-20 mainittuihin patentteihin viitataan selvästi tämän hakemuksen yhteydessä.

- Viime vuosina on esiintynyt yhä lisääntyvää mielenkiintoa keramiikan käyttöön rakennesovelluksissa, joissa on aikaisemmin käytetty metal-25 leja. Sysäyksenä tälle mielenkiinnolle on ollut keramiikan paremmuus suhteessa metallien tiettyihin ominaisuuksiin, joita ovat ruosteenkes-tokyky, kovuus, kimmokerroin ja tulenkesto-ominaisuudet.

Nykyiset yritykset tuottaa kestävämpiä, luotettavampia ja sitkeämpiä 30 keraamisia artikkeleita keskittyvät paljolti (1) parempien prosessointimenetelmien kehittämiseen monoliittiselle keramiikalle ja (2) uusien materiaaliseosten, pääasiassa keraamisten matriisisekarakenteiden, kehittämiseen. Sekarakenne on rakenne, joka käsittää heterogeenisen materiaalin, kappaleen tai artikkelin, joka koostuu kahdesta tai useam-: 35 masta erilaisesta materiaalista, jotka yhdistetään sisäisesti sekara- kenteen toivottujen ominaisuuksien aikaansaamiseksi. Esimerkiksi kaksi 4 90058 erilaista materiaalia voidaan yhdistää sisäisesti sulkemalla toinen toisen matriisin sisään. Keraaminen matriisisekarakenne käsittää tyypillisesti keraamisen matriisin, joka sisältää yhtä tai useampaa erilaista täyteainetta, joita voivat olla esimerkiksi hiukkaset, kuidut, 5 sauvat tai vastaavat.

Hakijan patenteissa kuvataan uusia prosesseja, joiden avulla ratkaistaan tavanomaiseen keraamiseen teknologiaan liittyviä ongelmia tai rajoituksia sekarakenteita valmistettaessa esimerkiksi kokoonpurista-10 maila tai sintraamalla.

Tyypillinen kooste, jota voidaan käyttää hyväksi tämän keksinnön mukaisissa tietyissä suoritusmuodoissa ja jota on kuvattu yllämainituissa hakijan patenteissa, sisältää perusmetallin sijoittamisen kosketukseen 15 läpäisevän täyteaineen massan tai pedin kanssa, joka on sijoitettu sopivaan astiaan tai säiliöön. Astian tai säiliön on pystyttävä kestämään reaktio-olosuhteita ja säilyttämään rakenteellisen yhtenäisyytensä, jolloin se voidaan valmistaa tulenkestävästä materiaalista, kuten Inconel-metallista, jossa on Inconel-seos, jossa on 39,0-8,7 9% Ni, 20 14,0-31,0 % Cr, 0,0-24,6 % Fe, sekä mahdollisesti pienempiä määriä C,

Mg, S, Si, Cu, Ti, Ai, Nb, Mb, ruostumattomasta teräksestä tai vastaa-vasta. Jos säiliön lämpölaajenemiskerroin on kuitenkin huomattavasti suurempi kuin täyteainepedin vastaava kerroin, säiliö laajenee nopeammin kuin täyteainepeti, kun koostetta kuumennetaan perusmetallin sulat-25 tamiseksi alkuvaiheessa. Tämä voi johtaa ei-toivottavien halkeamien, tyhjiöiden tai epäjatkuvuuksien muodostumiseen täyteainepetiin, kun laajeneva säiliö liikkuu siitä poispäin.

Tässä keksinnössä yhdistyvät ylläkuvattujen hakijan patenttien proses-• : 30 sit sekä uudet menetelmät keraamisten sekarakenteiden valmistamiseksi hapettumisreaktioilmiön avulla.

Keksinnön mukainen koosten on pääasiassa tunnettu siitä, että kooste käsittää: V: 35 (a) säiliön, 5 90058 (b) säiliöön sijoitettua läpäisevää täyteainetta ja (c) täyteaineen kanssa kosketukseen sijoitettua perusmetallia, 5 jonka säiliön lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin täyteaineen massan lämpölaajenemiskerroin, ja jossa koosteessa on säiliön kehällä yksi tai useampi laajennusliitos, jotka määrittävät välilleen segmenttejä silloin kun laajennusliitoksia on useampi kuin yksi ja jolloin laajennusliitoksen tai -liitosten ansiosta säiliön seinän tai segment-10 tien lämpölaajeneminen tapahtuu kehämäisesti, jolloin voidaan estää säiliön seinän tai segmenttien säteittäinen laajeneminen säiliön tilavuuden suurenemisen vähentämiseksi.

Keksinnön mukaisessa säiliössä voi siis olla yksi tai useampi laajen-15 nusliitos edellä olevan mukaisesti, säiliön kehän ollessa jaettu seg-mentteihin (sen ollessa siis segmentoitu) silloin kuin laajennusliitoksia on useampia kuin yksi. Kun tekstissä jatkossa puhutaan segmentoidusta säiliöstä, katsotaan tekstin kuitenkin kattavan myös sen suoritusmuodon, jossa laajennusliitoksia on vain yksi.

20 Tämän keksinnön mukaisesti järjestetään kooste käytettäväksi valmis-tettaessa itsekantavaa keraamista sekarakennetta, joka käsittää moni-- - kiteisen keraamisen matriisin sisäänsä sulkeman täyteaineen, joka mat riisi käsittää esiastemetallin hapettumisreaktiotuotteen hapettimen 25 kanssa ja valinnaisesti yhden tai useamman metalliainesosan. Kooste käsittää segmentoidun säiliön, joka voi olla valinnaisesti vuorattu revitetyllä vuoraussylinterillä, kuten metalliseulalla, esimerkiksi ruostumattomalla metalliseulalla, ja se voi olla rei'itetty. Segmentoitu säiliö voi käsittää pitkittäisistä segmenteistä koostuvan lieriömäi-30 sen hoikin, johon on sijoitettu läpäisevä täyteainemassa ja perusmetallin massa kosketukseen täyteaineen massan kanssa. Perusmetallin massa voi olla esimerkiksi upotettuna täyteaineen massaan. Segmentoitu säiliö koostuu yhdestä tai useammasta segmentistä, joiden lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin täyteaineen massan, ja segmentit on mitoitettu ja : . : 35 konfiguroitu siten, että ne määrittävät välillään yhden tai useamman ; laajennusliitoksen. Laajennusliitokset ovat tehokkaita mahdollistamaan 6 90058 segmenttien lämpölaajenemisen ympäryslaajenemisen avulla estäen näin segmenttien säteittäisen laajenemisen, jolloin ne voivat vähentää säiliön tilavuuden paisumista. Segmentoitu säiliö voidaan tukea millä tahansa sopivalla tukivälineellä.

5

Keksinnön toisessa suoritusmuodossa segmentit käsittävät runko-osan, jossa on vastakkaiset pitkittäisreunat ja ainakin yksi pitkittäinen reunalaippa, joka (i) liittyy runko-osaan säteittäisesti ulottuvan olakkeen välityksellä ja (ii) on säteittäisesti sivussa runko-osasta ja 1Q ulottuu siitä kehämäisesti olakkeen ulkopuolelle loppuen pitkittäisreu-naan, joka on säteittäisesti sivussa runko-osasta käsittäen näin sivussa olevan pitkittäisreunan. Tämän rakenteen avulla saadaan kehämäinen välystila olakkeen ja sivussa olevan pitkittäisreunan välille. Säiliön yhden segmentin sivussa oleva pitkittäisreuna sijaitsee rinnan vierei-15 sen segmentin pitkittäisreunan kanssa, jolloin saadaan aikaan ainakin jonkin verran segmenttien lämpölaajenemista kehämäisessä välystilassa.

Vaikka segmentoitu säiliö voidaan valmistaa mistä tahansa sopivasta materiaalista, tämän keksinnön tietyissä suoritusmuodoissa segmentoitu 20 säiliö käsittää suositeltavasti metallin, joka valitaan ryhmästä, joka koostuu nikkeliperusteisista ja rautaperusteisista korkealämpötilai-_* sista seoksista, esimerkiksi ryhmästä, joka koostuu ruostumattomasta .! ! teräksestä, Inconel-seoksesta, Fecral-seoksesta, Hastelloy-seoksesta ja

Incoloy-seoksesta. (Inconel, Fecral, Hastelloy ja Incoloy ovat eri 25 valmistajien tavaramerkkejä liittyen korkeita lämpötiloja kestäviin nikkeli- ja rautaperustaisiin seoksiin, jotka ovat koostumukseltaan . . · seuraavat: - Inconel-seos, jossa on 39,0-8,7 9% Ni, 14,0-31,0 % Cr, 0,0-24,6 % Fe, sekä mahdollisesti pienempiä määriä C, Mg, S, Si, ·': 30 Cu, Ti, AI, Nb, Mb, - Fecral-seos, jossa on 18,0-27,0 % Cr, 51,0-73,0 % Fe ja 5,0-25,0 % AI, - Hastelloy-seos, jossa on 9,0-74,0 % Ni, 0,0-29,5 % Cr, 0,0-21,0 % Fe, 0,0-26,0 % Mb, sekä mahdollisesti pienempi määriä y: 35 C, Mg, S, Si, Cu, Ti, AI, MO, CO ja ·. - Incoloy-seos, joka on nikkeli-kromi-rauta-koboltti-seos.

7 90053 Tämän keksinnön mukaisesti saadaan aikaan myös menetelmä keraamisen sekarakennekappaleen tuottamiseksi ylläkuvatun mukaisesti hakijan patentteihin liittyen.

5 Keksinnön mukainen menetelmä on pääasiassa tunnettu siitä, että menetelmä käsittää lisäksi seuraavaa: sijoitetaan täyteaineen massa säiliöön, jonka lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin täyteaineen massan lämpölaajenemiskerroin, jonka säiliön kehällä on yksi tai useampi laa-jennusliitos, jotka määrittävät välilleen segmenttejä silloin kun laa-10 jennusliitoksia on useampi kuin yksi ja jolloin laajennusliitoksen tai -liitosten ansiosta säiliön seinän tai segmenttien lämpölaajeneminen tapahtuu kehämäisesti, jolloin voidaan estää säiliön seinän tai segmenttien säteittäinen laajeneminen säiliön tilavuuden suurenemisen vähentämiseksi.

15

Menetelmä käsittää olennaisesti seuraavaa: kuumennetaan perusmetalli hapettimen läsnäollessa reaktiolämpötila-alueelle sulan metallin massan muodostamiseksi laajemmassa pintakosketuksessa täyteaineen massan kanssa, ja annetaan sulan perusmetallin reagoida reaktiolämpötila-alueella 20 hapettumisreaktiotuotteen muodostamiseksi. Reaktiolämpötila-alue on perusmetallin sulamispisteen yläpuolella ja tuotteen sulamispisteen alapuolella. Saatava tuote on kosketuksessa sulan metallin massan ja hapettimen kanssa sekä näiden välillä, ja lämpötilaa pidetään yllä, jotta perusmetalli voidaan pitää sulana, ja sulaa perusmetallia vetäy-25 tyy vähitellen hapettumisreaktiotuotteen läpi kohti hapetinta ja täyteaineen massaan siten, että hapettumisreaktiotuotteen muodostuminen jatkuu täyteaineen massassa hapettimen ja aikaisemmin muodostuneen hapettumisreaktiotuotteen välisellä rajapinnalla. Reaktiota jatketaan niin kauan, että täyteaineen massa suodattuu keraamisen sekarakenteen 30 tuottamiseksi, joka käsittää hapettumisreaktiotuotteen. Menetelmän parannus käsittää sen, että täyteaineen massa sijoitetaan segmentoituun säiliöön, kuten yllä on määritetty.

Tässä yhteydessä ja patenttivaatimuksissa käytettyinä seuraavilla ter-35 meillä on seuraavat merkitykset.

8 90059

Termin "keraaminen" ei tule ajatella olevan rajoitetun keraamiseen kappaleeseen termin klassisessa merkityksessä eli siinä merkityksessä, että se muodostuu kokonaan ei-metallisista ja epäorgaanisista materiaaleista, vaan se viittaa pikemminkin kappaleeseen, joka on pääasiassa 5 keraaminen joko koostumukseltaan tai hallitsevilta ominaisuuksiltaan, vaikka kappale voi sisältää vähäisiä tai huomattavia määriä yhtä tai useampaa metallista ainesosaa, jotka on saatu perusmetallista tai pelkistetty hapettimesta tai lisäaineesta, tyypillisimmin alueella noin 1-40 tilavuusprosenttia, mutta se voi sisältää enemmänkin metallia.

10 "Hapettumisreaktiotuote" tarkoittaa yleensä yhtä tai useampaa metallia hapettuneessa tilassa, jossa metalli on luovuttanut elektroneja toiselle alkuaineelle, yhdisteelle tai näiden yhdistelmälle tai sillä on ollut yhteisiä elektroneja viimeksimainittujen kanssa. Tämän määritel-15 män mukaisesti "hapettumisreaktiotuote" sisältää siis yhden tai useamman metallin reaktion tuotteen hapettimen kanssa, joita hapettimia ovat esimerkiksi tässä hakemuksessa kuvatut hapettimet.

"Hapetin" tarkoittaa yhtä tai useampaa sopivaa elektronien vastaanotin-20 ta tai yhdistettä, jolla on yhteisiä elektroneja toisen aineen kanssa, ja se voi olla kiinteä aine, neste tai kaasu (höyry) tai jokin näiden yhdistelmä, esimerkiksi kiinteä aine ja kaasu, prosessiolosuhteissa.

"Perusmetalli" viittaa siihen metalliin, esim. alumiiniin, joka on 25 esiaste monikiteiselle hapettumisreaktiotuotteelle ja sisältää tämän metallin suhteellisen puhtaana metallina, kaupallisesti saatavana metallina epäpuhtauksineen ja/tai siihen lisättyine ainesosineen tai seoksena, jossa tämä metalliesiaste on pääainesosa; ja kun tietty metalli mainitaan perusmetallina, esim. alumiini, tunnistettu metalli 30 tulisi tulkita tämän määritelmän mukaisesti, ellei tekstin asiasisältö muuta osoita.

Kuvio 1 on kaaviomainen, osittain poikkileikkauksellinen pystykuva koosteesta, joka on tämän keksinnön yhden suoritusmuodon mukainen, : : 35 mukaanlukien segmentoidun säiliön; 9 90058

Kuvio IA on suurennetussa mittakaavassa oleva osa kuvion 1 koosteen osasta, joka on osoitettu kuvion 1 katkoviivoitetulla alueella A;

Kuvio IB on suurennetussa mittakaavassa oleva kuva pitkin kuvion 1 5 linjaa B-B;

Kuvio 1C on pienennetyssä mittakaavassa oleva perspektiivikuva kuvioissa 1-1B esitetyn segmentoidun säiliön yhdestä segmentistä; 10 Kuvio 2 on yläkuva hieman pienennetyssä mittakaavassa kuvion 1 koosteesta;

Kuvio 3 on osittain poikkileikkauksellinen pystykuva itsekantavasta keraamisesta sekarakenteesta, joka on valmistetty käyttäen kuvion 1 15 koostetta;

Kuvio 4 on kaaviomainen tasokuva kuvioiden 1-2 koosteen segmentoidun säiliön yhdestä laajennusliitoksesta, jossa kuvassa sen lämpölaajennut rakenne on esitetty katkoviivoin; ja 20

Kuvio 5 on kuviota 4 vastaava kuva, joka esittää laajennusliitoksen toisen suoritusmuodon;

Kuvio 6 on pystyperspektiivikuva segmentoidun säiliön toisesta suori-25 tusmuodosta tämän keksinnön mukaisesti; ja

Kuvio 7 on ylätasokuva kuvion 5 segmentoidusta säiliöstä varustettuna ruostumattomalla terässeulalla, joka vuoraa segmentoidun säiliön rei'itetylla vuoraussylInterillä, ja kuvio 7 esittää lisäksi segmen-30 toidun säiliön lämpölaajenneen rakenteen katkoviivoin.

Piirustuksiin viitaten kuvio 1 esittää segmentoidun säiliön 12 käsittävän koosteen 10, joka säiliö on muodoltaan olennaisesti lieriömäinen ja koostuu kolmesta segmentistä 12a,12b ja 12c, mikä näkyy parhaiten 35 kuviosta IB. Kukin segmenteistä 12a,12b ja 12c loppuu pariin vastakkaisissa päissä olevia pitkittäisreunoja 16a,16a',16b,16' ja 16c,16c'.

10 90053

Segmentoitu säiliö 12 on rakenteeltaan rei'itetty siten, että kullakin segmenteistä 12a,12b ja 12c on niihin muodostettuna reikien 14 säännöllinen malli. Yksittäiset segmentit 12a,12b ja 12c on järjestetty suhteessa toisiinsa, jotta voidaan määrittää segmentoidun säiliön 12 olen-5 naisesti lieriömäinen sisätilavuus, johon säiliöön on sijoitettu läpäisevän täyteaineen peti tai massa 18.

Kuten kuvioista IB ja 2 parhaiten näkyy, segmentoidun säiliön 12 segmentit 12a,12b ja 12c on sijoitettu porrasmaisesti tai "tappihammas-10 pyörästön" omaisesti kuvion IB mukaisesti siten, että pitkittäisreunat 16a,16a',16b,16b' ja 16c,16c' on järjestetty säteittäisesti sivuun suhteessa viereiseen pitkittäisreunaan vuorottaisessa säteittäisessä sisään- ja ulossarjassa siten, että laajennusliitokset muodostuvat vierekkäisten segmenttien pitkittäisreunojen välille, kuten reunojen 15 16c ja 16a välille. Toisin sanoen vierekkäiset pitkittäisreunat sijait sevat säteittäisesti sivussa toisiinsa nähden. Piirustuksiin viitaten ja tässä yhteydessä sekä patenttivaatimuksissa käytettynä viittaus termiin "säteittäinen" tai "säteittäisesti" tai vastaava suhteessa suuntaan, mittaan tai vastaavaan viittaa suuntaan, joka ulottuu poikki 20 segmentoidun säiliön kehän, ja kuvion IB yhteydessä se viittaa esimerkiksi suuntaan tai mittaan pitkin ympyrän sädettä, joka lähenee segmenttien 12a,12b ja 12c aksiaalisuutta. Toisaalta viittaus termiin "kehämäinen" tai "kehämäisesti" tai vastaava viittaa suuntaan tai mittaan segmentoidun säiliön kehää pitkin. Piirustuksen IB yhteydessä 25 kehämäinen suunta tai mitta on esimerkiksi pitkin ympyrää, jota lähenevät segmenttien 12a,12b ja 12c ylämarginaalireunat.

Havainnollistetuissa suoritusmuodoissa segmentoidut säiliöt ovat yleensä muodoltaan lieriömäisiä, ja on järjestetty kolme segmenttiä, ' : 30 joista kukin on vastassa ympyrän kaaren noin 120 °:tta. Segmenttien pienempää tai suurempaa määrää voidaan tietenkin käyttää. Kuvio 1C on perspektiivikuva yksin segmentistä 12b, jossa kuvassa esitetään pitkittäisreunat 16b ja 16b', jotka ulottuvat tässä järjestyksessä päällimmäisen kehäreunan 19b ja alimmaisen kehäreunan 21b välille.

35 il 90058

Vastaavia havainnollistettuja segmenttejä määrittävät pitkittäisreunat ovat suoraviivaisia reunoja, jotka ulottuvat rinnan segmentoidun säiliön pituusakselin kanssa. On kuitenkin huomattava, että pitkittäis-reunojen muitakin rakenteita voidaan käyttää, kuten spiraalisia tai 5 muita käyrämäisiä pitkittäisreunoja, jotka ulottuvat säiliön ylä- tai alakehäreunojen välille. Segmentoidun säiliön ei myöskään tarvitse olla poikkileikkaukseltaan täysin vakio, vaan se voi määrittää olennaisesti kartion, pallon, puolipallon tai muun toivotun muodon. Lisäksi segmentoidun säiliön ei tarvitse olla rakenteeltaan pyöreä lieriö, vaan se 10 voi olla säiliö, joka on poikkileikkaukseltaan soikea tai monikulmai-nen. Poikkileikkaukseltaan neliömäisen tai suorakulmaisen säiliön sivut voisivat koostua esimerkiksi litteistä segmenteistä, joiden väliin on muodostunut laajennusliitoksia. Pitimiä (joita ei ole esitetty) voidaan käyttää pitämään säiliön segmenttejä paikoillaan. Esimerkiksi orgaani-15 sesta polymeerisestä materiaalista valmistettua sidemateriaalia, joka palaa loppuun tai höyrystyy, voidaan käyttää segmenttien pitämiseksi väliaikaisesti paikoillaan sillä välin, kun segmentoitu säiliö täyttyy ja tuet 30, jotka käsittävät lieriömäisen astian 32 ja palaset 36, sijoitetaan sen ympärille. Mitä tahansa muita sopivia välineitä voidaan 20 käyttää segmenttien pitämiseksi sopivassa aksiaalisuudessa, kuten väli-levyjä, täytelevyjä tai asennuspidikkeitä, edellyttäen, että ne eivät häiritse segmentoidun säiliön yksittäisten segmenttien sivuttaislaa-jenemisen toivottua suuntaa. Segmenttien reunat eli marginaali- ja syvennysreunat, joiden välille havainnollistettujen suoritusmuotojen 25 laajennusliitokset muodostuvat, ulottuvat yleensä pituussuuntaan segmentoidusta säiliöstä sen yläpäästä alapäähän.

Perusmetallilähde 20 on muodoltaan olennaisesti lieriömäinen ja poikkileikkaukseltaan ympyrämäinen, ja siinä on pari kiekonmuotoisia ul-30 konemia 22,24 siihen muodostettuna. Identtistä perusmetallia oleva varasto 26 sijoitetaan tämän päälle, ja se sijaitsee lähteen 20 vieressä. Varasto 26 voidaan sijoittaa hiukkasmaisen rajoitinmateriaalin petiin 28, joka ei helposti tue monikiteisen hapettumisreaktiotuotteen kasvua lävitseen prosessiolosuhteissa, esimerkiksi El Alundum -hiukkas-35 ten petiin (Norton Companyltä saatavia alumiinioksidihiukkasia) alu-miiniperusmetalliseoksen kanssa (10 % Si, 3 % Mg) ilmassa 1250 °C:ssa.

12 9 n Q 5 8

Hiukkaset voivat olla mitä tahansa sopivaa raekokoa, esimerkiksi US-standardin mukaista raekokoa 90, joka vastaa n. 160 mikronia. Segmentoidussa säiliössä 12 läpäisevän täyteaineen peti 18 ulottuu näin ollen säiliön 12 kehämäisestä pohjareunasta 21 suunnilleen tasolle, jonka 5 määrittää taso X-X kuviossa 1, ja rajoittimen peti 28 ulottuu yllämainitusta tasosta X-X säiliön 12 kehämäiseen yläreunaan 12. Fysikaalinen rajoitin, kuten ruostumaton teräslevy, voidaan sijoittaa valinnaisesti tasoon X-X täyteaineen pedin 18 erottamiseksi rajoittimen pedistä 28. Jos tällaista rajoitinlevyä käytetään, siinä tulisi olla reikä, 10 joka sallii sulan perusmetallin kulun varastosta 26 perusmetallin massaan 20.

Tukivälineeseen viitataan yleensä numerolla 30 (kuviot 1,1B ja 2), ja se käsittää lieriömäisen astian 32, jossa on suljettu pohjaseinämä 32a 15 (kuvio 1) sekä sarja reikiä 34 sen pystysivuseinämään muodostettuina. Lieriömäinen säiliö 32 voidaan haluttaessa valmistaa materiaalista, kuten keraamisesta materiaalista, jonka lämpölaajenemiskerroin on identtinen täyteaineen pedin 18 lämpölaajenemiskertoimen kanssa tai sitä lähellä. Lieriömäisen astian 32 halkaisija on suurempi kuin seg-20 mentoidun säiliön 12 halkaisija, ja saatava rengastila segmentoidun säiliön 12 ulkokehän ja lieriömäisen astian 32 sisäkehän välillä täy-.'. tetään murskatun keraamisen materiaalin suurilla palasilla 36. Palaset 36 käsittävät ideaalisesti materiaalin, jonka lämpölaajenemiskerroin on identtinen lieriömäisen astian 32 ja täyteainepedin 18 vastaavan ker-25 toimen kanssa tai sitä lähellä. Murskatun keraamisen materiaalin palaset 36 ovat suuria ja epäsäännöllisesti muotoiltuja, jotta niiden välille voidaan saada aikaan runsaasti välitilaa. Tällä tavoin kaasu-faasihapetin, kuten ilma, pääsee helposti reikien 34 läpi sekä segmentoidun säiliön 12 palasten 36 ja reikien 14 välisten välitilojen läpi, 30 ja tätä myötä läpäisevän täyteaineen pedin 18 läpi.

Vuoraussylinteri, joka käsittää havainnollistetussa suoritusmuodossa ruostumattomasta teräksestä valmistetun avoinverkkoisen seulan 38 (joka näkyy parhaiten kuvioissa IA ja IB), vuoraa segmentoidun säiliön 12 35 sisäosan ja estää täyteainepedin 18 pienikokoisia hiukkasia putoamasta segmentoidussa säiliössä 12 olevien reikien 14 läpi.

13 90058

Tyypillisessä suoritusmuodossa perusmetallimassa 20 ja varasto 26 käsittävät kumpikin alumiiniperusmetallin, ja läpäisevän täyteaineen massa 18 käsittää minkä tahansa sopivan täyteaineen, joita ovat esimerkiksi tässä hakemuksessa muualla kuvatut täyteaineet. Segmentoitu 5 säiliö 12 voi käsittää nikkeli- tai rautapohjaisen korkealämpötilaisen seoksen, joita ovat esimerkiksi Inconel, Hastelloy tai Incoloy tai ruostumaton teräs tai mikä tahansa muu sopiva metalli tai seos. Tällaisten seosten lämpölaajenemiskertoimet ovat tyypillisesti suurempia kuin täyteainepedin 18 ja monikiteisen keraamisen materiaalin kertoi-10 met, joka keraaminen materiaali on muodostettu hapettamalla sula perusmetalli. Kuviossa 1 havainnollistettu kooste voidaan sijoittaa uuniin, joka on avoin ilmakehälle siten, että ilma kiertää siinä ja toimii kaasufaasihapettimena. Kooste kuumennetaan lämpötilaan toivotulla lämpötila-alueella, joka on esimerkiksi alumiiniperusmetallin sulamis-15 pisteen yläpuolella, mutta sen hapettumisreaktiotuotteen sulamispisteen alapuolella, hapen tai ilman kanssa. Kun segmentoidun säiliön 12 segmentit 12a,12b ja 12c kuumennetaan tällaisiin korkeisiin lämpötiloihin, ne laajenevat huomattavasti enemmän kuin peti 18.

20 Kun kooste kuumennetaan, suuren osan segmenttien 12a,12b ja 12c lämpö-. . laajenemisesta ottaa kuvion 4 mukaisesti yksittäisten segmenttien 12a,12b ja 12c kehämäinen laajeneminen (mikä on esitetty katkoviivoin kuviossa). Näin ollen kuviossa 4 (kuten kuvioissa 5 ja 7) segmentoidun säiliön segmentit on esitetty katkeamattomalla viivalla niiden ympä-25 ristön lämpötilan olosuhteissa ja katkoviivoin niiden lämpölaajenemis-: olosuhteissa, jotka on saavutettu sen jälkeen, kun kooste on kuumennet tu prosessin toimintalämpötila-alueelle. Lämpölaajenemisen määrää, joka on esitetty katkoviivalla kuvioissa 4,5 ja 7, ei ole piirretty mihin-kään tiettyyn mittakaavaan, ja sitä on hieman liioiteltu asian selven--- 30 tämiseksi. Kuviosta 4 voidaan todeta, että havainnollistettu järjestely sallii segmenttien lämpölaajenemisen kompensoinnin kehämäisellä laajenemisella konfiguraatioon, joka on esitetty katkoviivoin, jolloin voidaan ehkäistä segmenttien säteittäinen laajeneminen säiliön 12 tilavuuden paisumisen vähentämiseksi.

35 1* 9G058 Säiliön järjestäminen segmentoidun säiliön muotoon, jossa on segmenttien välisiä laajennusliitoksia, vähentää näin säiliön tilavuuden laajenemista yksittäisten segmenttien lämpölaajenemisen yhteydessä. Jos segmentoitu säiliö 12 järjestettäisiin sitä vastoin yksinkertaisen, 5 segmentoimattoman lieriömäisen hoikin muotoon, lämpölaajeneminen, jonka säiliö käy läpi, kun sitä kuumennetaan prosessissa käytettäviin korkeisiin lämpötiloihin, johtaisi säiliön tilavuuden lisääntymiseen sen laajetessa säteittäisesti ulospäin kuumentamisen yhteydessä. Kun säiliö segmentoidaan ja varustetaan segmenttien välisillä laajennusliitoksil-10 la, kuten on havainnollistettu esimerkiksi kuvioissa IB ja 4, säiliön 12 tilavuuden laajeneminen vähenee, ja tätä myötä tyhjiöiden, halkeamien tai muiden epäjatkuvuuksien muodostuminen petiin 18 kuumentamisen yhteydessä vähenee tai eliminoituu olennaisesti.

15 Kuviossa 5 esitetään toinen suoritusmuoto laajennusliitoksesta, jota voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisesti ja jossa segmenttien 23c ja 23b vastaavat pitkittäisreunat 25c' ja 25b' on sijoitettu toistensa viereen, mutta erotettu toisistaan huomattavasti enemmän kuin kuvion 4 suoritusmuodon vastaavat pitkittäisreunat 16c' ja 16b. Laajennuskappale 20 17, joka ulottuu pitkittäisesti yhtä laajalle kuin segmentit 23c ja 23b, hitsataan tai liitetään muuten segmenttiin 23c, ja se etenee sivusuunnassa pitkittäisreunansa 25c' ulkopuolelle päättyen suunnilleen kehämäiseen suuntaukseen pitkittäisreunan 25b kanssa. Laajennuskappale 17 peittää melko pitkän kehämäisen liitoksen, joka on järjestetty pit-25 kittäisreunojen 25c' ja 25b välille, auttaen näin tukemaan seulaa tai muuta vuorainta, jota voidaan valinnaisesti käyttää, ja/tai auttaen täyteaineen hiukkasia pysymään segmentoidussa säiliössä 23. Kun segmentoidun säiliön 23 segmentit lämpölaajenevat, segmentit ja niihin liittyvä laajennuskappale 17 laajenevat ympäristön lämpötilastaan, mikä on 30 esitetty katkeamattomin viivoin, lämpölaajenneeseen konfiguraatioonsa, mikä on esitetty katkoviivoin kuviossa 5.

Kuvion 1 koostetta pidetään sopivassa reaktiolämpötilassa niin kauan, että sula perusmetalli hapettuu monikiteisen hapettumisreaktiotuotteen ..! 35 muodostamiseksi, joka suodattaa ja sulkee sisäänsä täyteaineen 18 toi votun keraamisen sekarakennemateriaalin muodostamiseksi. Kun perusme- 15 90058 talli 20 on kulutettu, sitä täydennetään varastosta 26 tulevalla perusmetallilla, ja reaktiota jatketaan toivotun ajanjakson ajan, tavallisesti siihen asti, kunnes kasvava monikiteinen keraaminen materiaali kiinnittyy rajoittimeen, jonka tuottaa seulasta 38 koostuva vuoraussy-5 linteri, joka vuoraa säiliötä 12. Tässä vaiheessa lämpötilaa vähennetään, ja koosteen annetaan jäähtyä. Segmentoitu säiliö 12 poistetaan tukielimestä 30, ja keraaminen sekarakennekappale 40 (kuvio 3) erotetaan siitä. Keraaminen sekarakennekappale 40 voidaan saada leikkaamalla tasoa X-X pitkin (kuvio 1) tai hieman tason X-X alapuolella olevaa 10 tasoa pitkin, jotta voidaan saada aikaan olennaisesti lieriömäinen keraaminen sekarakennekappale 40 varustettuna sisäosalla, joka toistaa käänteisesti perusmetallin 20 muodon. Näin ollen keraamisella kappaleella 40 on keskiontelo 20' sekä suurentuneet kammiot 22' ja 24', jotka voidaan täyttää uudelleenjähmettyneellä perusmetallilla, jos 15 perusmetallin täydentämistä suoritettiin riittävästi pitämään nämä tilavuudet täytettyinä sulalla perusmetallilla, kunnes reaktio saatettiin loppuun. Jähmettynyt perusmetalli, esimerkiksi jähmettynyt alumiini, voidaan haluttaessa poistaa keraamisesta sekarakennekappaleesta 40 poraamalla ja kemiallisella syövyttämisellä keraamisen kappaleen 40 20 tuottamiseksi varustettuna ontolla reiällä, joka vastaa onteloa 20' . . ulottuen sen läpi ja sisältäen suurentuneet ontot kammiot 22' ja 24'.

- ·" Kuvioissa 6 ja 7 on esitetty keksinnön toinen suoritusmuoto, jossa segmentoitu säiliö 42 koostuu kolmesta segmentistä 42a,42b ja 42c, 25 joista kullakin on vastaavat vastakkaiset pitkittäisreunat 44a,44a'; 44b,44b'; ja 44c,44c'. Vastaavat päälimarginaalireunat 45a,45b ja 45c : : : ja vastaavat alamarginaalireunat 47a,47b ja 47c on esitetty kuviossa 6.

(Segmentin 42b alamarginaalireuna ei näy kuviossa 6.) Segmentti 42a on esitetty kuviossa 6 lävistettynä useilla rei'illä 49, jotka on sijoi-30 tettu segmentin 42a koko pinnalle, vaikka kaikkia reikiä ei ole esitetty paremman havainnollistamisen aikaansaamiseksi. Segmentit 42a ja 42c on havainnollistettu siten, että niiden rakenne on rei'ittämätön esi--...· tyksen parantamiseksi. On todettava, että tavallisesti kaikki säiliön .·.·. segmentit ovat joko revitettyjä tai rei'ittämättömiä, jotta voidaan 35 saada aikaan joko täysin rei'itetty tai rei'ittämätön säiliö.

16 90058

Vuoraussylinteri 46 käsittää avoinverkkoisen ruostumattoman terässeulan sekä vuorauksen segmentoidun säiliön 32 sisäosalle. (Vuorein 46 on jätetty pois kuviosta 6 esityksen selventämiseksi.) Tässä suoritusmuodossa kullakin segmentillä 42a,42b ja 42c on marginaaliuloke 48a,48b ja 5 48c, jotka liittyvät niihin vastaavassa järjestyksessä ja sijaitsevat säteittäisesti ulospäin niihin liittyvistä rakenneosista 50a,50b ja 50c, jotka ovat lieriömäisellä tasolla ja ovat havainnollistetussa suoritusmuodossa konfiguraatioltaan kaarimaisia. Olakkeet 52a,52b ja 52c muodostetaan marginaaliulokkeiden 48a,48b ja 48c yhtymiskohtaan 10 niihin liittyvien rakenneosien 50a,50b ja 50c kanssa, ja ne ulottuvat säteittäisesti näiden välille. Marginaaliulokkeet päättyvät vastaaviin pitkittäisreunoihin 44a,44b ja 44c, ja vastaavat rinnakkaiset pitkit-täisreunat 44a',44b' ja 44c' sijoitetaan säteittäisesti sisäänpäin niiden vastaavista pitkittäisreunoista 44a,44b ja 44c. Kuvioissa 6 ja 7 15 havainnollistetuissa suoritusmuodoissa saatavan liitosrakenteen voidaan havaita olevan samanlainen kuin kuvion 5 suoritusmuodon paitsi, että laajennuskappaleen 17 hitsaamisen sijasta kunkin laajennusliitoksen poikki marginaaliulokkeet 48 on muodostettu sisäisesti yksittäisten segmenttien runko-osan kanssa esimerkiksi puristamalla.

20

Havainnollistetulla rakenteella saadaan aikaan kehämäiset välystilat • ·" vierekkäisten segmenttien välille. Tyypillinen kehämäinen välystila muodostuu esimerkiksi olakkeen 52c ja pitkittäisreunan 44b' välille, ja * tällaiset kehämäiset välystilat mahdollistavat segmenttien 42a,42b ja 25 42c kehämäisen lämpölaajenemisen, mikä on osoitettu katkoviivoin ku- : viossa 7, estäen tai olennaisesti eliminoiden näin segmentoidun säiliön 42 tilavuuden paisumisen.

·.*. Seuraava esimerkki havainnollistaa tämän keksinnön mukaisen yhden suo- ... 30 ritusmuodon.

17 90058

ESIMERKKI

Kooste 5 Järjestettiin kooste, joka oli olennaisesti samanlainen kuin kuviossa 1 havainnollistettu kooste, jossa segmentoitu säiliö (vastaten kuvion 1 kohtaa 12) koostui revitetystä 22-asteisesta 304-seoksisesta ruostumattomasta teräslieriöstä, joka oli leikattu yhdensuuntaisesti lieriön pitkittäiskeskiakselin kanssa kolmeen samankokoiseen segmenttiin, jois-10 ta kukin käsitti näin kaarimaisen massan, vetäen kokoon ympyrän kaaren 120®. Ruostumattomassa teräslevyssä oli säännöllinen reikämalli, jotka reiät olivat halkaijaltaan 0,159 cm (0,0625 tuumaa) ja järjestetty 0,238 cm (3/32 tuuman) keskuksiin. Kulmavahvikkeet, jotka oli myös valmistettu 304-seoksisesta ruostumattomasta teräksestä, hitsattiin 15 segmenttien ulkopintoihin ulottuen segmenteistä pituussuuntaan. Segmentit järjestettiin "hammaspyörästön" muotoon, kuten kuvioissa IB ja 2 on havainnollistettu, jotta voitiin järjestää laajennusliitokset kunkin kolmen segmentin välille. Kulmavahvikkeet sijoitettiin poispäin laa-jennusliitoksia määrittävistä pitkittäisreunoista, jotta ei häirittäisi 20 segmenttien kehämäistä lämpölaajenemista. Segmentoidun säiliön sisähal-. . kaisija oli noin 18,3 cm (7,5 tuumaa).

Perusmetallin lieriömäinen massa sijoitettiin segmentoituun säiliöön sama-akselisesti sen pituussuuntaisen keskiakselin kanssa ja upotettiin 25 täyteaineen massaan (vastaten kuvion 1 kohtaa 18), joka koostui 90- raekokoisesta (vastaa n. 160 mikronia) 38 Alundumista (Norton Company) : varustettuna piilisäaineella, kuten alla on kuvattu. Perusmetallin säiliö (vastaten kuvion 1 kohtaa 26) sijoitettiin sen päälle ja perus-metallin massan viereen ja upotettiin petiin (vastaten kuvion 1 kohtaa --- 30 28), joka koostui käsittelemättömästä 90-raekokoisesta (n. 160 mikro nia) 38 Alundumista. Toisin sanoen hiukkasmaisen Alundumin petiä, joka sulki sisäänsä säiliön massan, ei käsitelty lisäaineella. Kumpikin perusmetallin massa käsitti alumiiniseoksen, joka sisälsi 10 paino-prosenttia piitä ja 3 painoprosenttia magnesiumia, jotka toimivat si-35 säisinä lisäaineina. Segmentoidun säiliön kooste ja sen sisältö tuettiin kuviossa 1 havainnollistetun tyypin mukaisella tukirakenteella 18 90058 käsittäen ulkoisen lieriömäisen astian (vastaten kuvion 1 kohtaa 32) varustettuna ilmarei'illä (vastaten kuvion 1 kohtaa 34) halkaisijaltaan 1,905 cm (0,75 tuumaa), jotka oli porattu siihen satunnaisen mallin mukaisesti. Lieriömäinen tukiastia oli keraaminen kappale sisähalkaisi-5 Jaltaan noin 31,75 cm (12,5 tuumaa), joka oli muodostettu alumiinioksi-disesta valettavasta tulenkestävästä aineesta, kuten AP Greencast 94 (AP Green Corp.). Lieriömäisen segmentoidun säiliön ja ulkoisen lieriömäisen tukiastian välinen rengastila täytettiin epäsäännöllisesti muotoillusta raakavaluisesta keraamisesta materiaalista koostuvista 10 suurista palasista (vastaten kuvion 1 kohtaa 36), joka materiaali oli identtinen materiaalin kanssa, josta lieriömäinen tukiastia valmistettiin.

Vuorain (vastaten kuvioiden 1 ja IB kohtaa 38) järjestettiin vuoraa-15 maila segmentoidun säiliön sisäosa 26-asteisella ruostumattomalla teräksellä 304.

Täyteaineen sekoittaminen 20 Yhdeksänkymmentäseitsemän paino-osaa 90-raekokoisia (n. 160 mikronia), 38 Alundum -hiukkasia sekoitettiin kolmeen paino-osaan kaupallista Newport #1 kuivaa hiekkaa, joista 88 painoprosenttia sisälsi 100 seu-lamitan (n. 160 mikronia) hiukkasia tai hienompia hiukkasia. Hiukkasten seos sekoitettiin kuulamyllyssä 24 tunnin ajan, jonka jälkeen koostetta 25 kuumennettiin ilman ilmakehässä 1250 °C:sta 1425 °C:en 24 tunnin ajan. Hiekka (piidioksidi) lasittui ja sitoutui alumiinioksidihiukkasiin. Saatu agglomeroitunut materiaali jauhettiin tämän jälkeen hienojakoisen hiukkasmaisen materiaalin aikaansaamiseksi, ja sitä käytettiin läpäisevän täyteaineen massana.

I 30

Keraamisen sekarakennemateriaalin muodostaminen

Ylläkuvattu kooste sijoitetaan uuniin, joka on ilmastoitu kiertävän ilman ilmakehän aikaansaamiseksi, ja kuumennetaan ympäristön lämpöti-35 lasta 1250 °C:en lämpötilaan kymmenen tunnin aikana, jonka jälkeen sitä I? 90058 pidetään 1250 °C:ssa 225 tuntia ja annetaan jäähtyä kolmenkymmenen tunnin aikana ympäristön lämpötilaan.

Muodostui keraaminen sekarakennekappale, joka käsitti sulan alumiini -5 seoksen ja ilman hapen monikiteisen hapetturaisreaktiotuotteen, joka sulki sisäänsä sekoitetun täyteaineen. Saatu keraaminen sekarakennekappale otettiin talteen koosteesta, ja keraamisen sekarakennekappaleen sisäosa oli täyttynyt jäljellä olevalla, kuluttamattomalla, uudelleen jähmettyneellä alumiiniperusmetallilla alkuperäisen perusmetallin läh-10 demassan muodossa. Segmentoitu säiliö voidaan helposti poistaa murtamalla se irti sekarakennekappaleen pinnasta, mikä johtuu prosessista tuloksena olevasta säiliön olennaisesta hapettumisesta ja alhaisesta lujuudesta.

15 Keksinnön menetelmää voidaan soveltaa koosteilla, joissa on yksi tai useampi tässä yhteydessä kuvatuista piirteistä. Koosteet voidaan valmistaa ja menetelmä suorittaa millä tahansa sopivalla yhdistelmällä, johon kuuluvat perusmetalli, hapetin ja valinnaisesti perusmetallin yhteydessä käytettävä yksi tai useampi sopiva lisäaine. Perusmetalli 20 voidaan valita esimerkiksi ryhmästä, joka koostuu alumiinista, piistä, - - titaanista, tinasta, sirkoniumista ja hafniumista. Suositeltavaa on, että perusmetalli on alumiiniperusmetalli ja että kaasufaasihapetin käsittää happea sisältävän kaasun. Esimerkiksi keksinnön yhdessä suoritusmuodossa hapetin käsittää ilman, hapettumisreaktiotuote käsittää 25 alumiinioksidin ja lämpötila-alue on noin 850-1450 °C. Kun halutaan tulenkestävämpi perusmetalli, säiliölle valittavan metallin on oltava ehkä tulenkestävämpi.

Kuten hakijan patenteissa on selvitetty, monikiteisessä hapettumisreak-30 tiotuotteessa on yhdistyneitä kristalliitteja, jotka ovat tavallisesti yhdistyneitä kolmessa ulottuvuudessa. Lisäksi metallista ainesosaa ja/tai huokoisuutta on jakaantuneena tai dispergoituneena koko keraamiseen kappaleeseen, joka ainesosa tai huokoisuus voi olla yhdistynyttä tai yhdistymätöntä riippuen prosessiolosuhteista, perusmetallista, 35 lisäaineesta, jne.

20 90059 Tätä keksintöä sovellettaessa prosessia jatketaan, kunnes perusmetallin hapettamisella aikaansaatu monikiteinen hapettumisreaktiotuote on suodattanut ja sulkenut sisäänsä täyteaineen toivotussa määrin, mitä voidaan säädellä kasvattamalla monikiteinen materiaali kosketukseen seg-5 mentoidun säiliön sisäosan tai sitä vuoraavan vuoraimen kanssa. Segmentoitu säiliö tai vuorain toimivat rajoittimena monikiteisen keraamisen materiaalin lisäkasvulle, joten niitä voidaan käyttää rajoittimena tai pysäyttimenä, joka määrittää keraamisen sekarakenneraateriaalln ulkopinnan geometrian.

10

Perusmetalli voidaan valinnaisesti järjestää siten, että se toimii perusmetallin säiliönä, joka täydentää täyteainemassan kanssa kosketuksessa olevaa perusmetallin lähdettä menetelmien mukaisesti, jotka on selvitetty toisessa hakijan US-patenttissa 4,900,699 nimellä Marc S.

IS Newkirk et ai ja nimeltään "Säiliön syöttömenetelmä keraamisten seka-rakenteiden valmistamiseksi ja menetelmällä tehdyt rakenteet". Perus-metallisäiliö virtaa painovoimavirtausyhteyden välityksellä täydentämään perusmetallia, joka on kulunut loppuun hapettamisreaktioprosessis-sa, taaten näin, että perusmetallia on runsaasti saatavilla prosessin 20 jatkamiseksi, kunnes hapettamisreaktiolla on muodostettu toivottu määrä monikiteistä materiaalia.

Keksinnön tietyissä suoritusmuodoissa läpäisevän täyteaineen massa mukautetaan muotoiltuun perusmetalliin, joka sijoitetaan mukautuvaan ..· 25 yhteyteen täyteaineen kanssa siten, että saatu keraaminen sekarakenne on muodostanut siihen negatiivisen mallin tai yhden tai useamman onte-: lon, joka toistaa käänteisesti perusmetallin massan muodon tai geomet rian. Muotoillun perusmetallin massa voi olla esimerkiksi kokonaan .·. upotettu läpäisevän täyteaineen massaan, kuten on selvitetty hakijan 30 US-patentissa 4,828,785, jossa tapauksessa, kun sula perusmetalli hapettuu ja saatava hapettumisreaktiotuote suodattuu läpäisevän täyteaineen ympäröivään petiin, muodostuu ontelo saatavaan keraamiseen seka-rakennekappaleeseen sulan perusmetallin siirtyessä. Saatava ontelo toistaa käänteisesti muotoillun perusmetallin massan tai muotin geo-35 metriän, joka on alunperin upotettu täyteaineeseen. Tällaisessa tapauksessa, johtuen siitä, että paine-ero muodostuu täyteaineessa olevan ha- 90058 pettumisreaktiotuotteen kehittyvän kuoren poikki, läpäisevä täyteaine tai ainakin tällaisen täyteaineen yksi tukivyöhyke, joka sijaitsee välittömästi uppoutuneen muotoillun perusmetallin vieressä, tulisi sintrauttaa tai muutoin itsesitouttaa sopivalla lämpötila-alueella.

5 Tällainen itsesitoutuminen saa aikaan mekaanisen lujuuden alkuperäisen kasvuvaiheen aikana, joka lujuus riittää estämään hapettumisreaktio -tuotteen kasvavan kuoren romahtamisen johtuen sen poikki ulottuvasta paine-erosta. Kun hapettumisreaktiotuote kasvaa riittävän paksuksi, siitä tulee riittävän vahva paine-eron kestämiseksi.

10

Kuten hakijan US-patentissa 4,859,640 on selvitetty, osa perusmetallin massasta voi olla muotoiltu tiettyyn konfiguraatioon, ja perusmetallin massan muotoiltu osa voi olla upotettu läpäisevään täyteaineen massaan, jolloin jäljelle jää täyteaineesta vapaana olevan perusmetallin ei-15 toistava osa. Tällaisessa tapauksessa täysin koteloitunut ontelo, joka on eristetty ympäröivästä ilmakehästä, ei muodostu sulan perusmetallin siirtymisen avulla, kun kasvava hapettumisreaktiotuote suodattuu ja sulkee sisäänsä täyteaineen. Tämän vuoksi paine-ero-ongelma ei tule vastaan eikä itsesitoutuva täyteaine ole olennainen, mutta sitä voidaan 20 tietenkin käyttää tarvittaessa.

; Tulisi kuitenkin ymmärtää, että keksinnön soveltamiselle ei ole vält tämätöntä, että metallin massa on muodostettu muotoillusta massasta, joka kaikki tai osa siitä on käänteisesti toistettu läpäisevässä täy-25 teaineessa. Esimerkiksi perusmetalli, jonka muoto on epäolennainen, voidaan sijoittaa yksinkertaisesti läpäisevän täyteaineen pedin päälle ja sulattaa tai sulan perusmetallin määrä voidaan tuoda kosketukseen täyteaineen pedin kanssa siten, että siitä muodostettu hapettumisreak-tiotuote suodattuu ja sulkee sisäänsä täyteaineen.

30

Perusmetalli voi käsittää yhden tai useamman kappaleen, ja se voi olla yksinkertaisesti lieriö, tanko, harkko, billetti tai vastaava tai se voidaan muotoilla sopivasti millä tahansa sopivalla tavalla, kuten työstämällä, valamalla, muovaamalla, pursottamalla tai muotoilemalla 35 perusmetalli muulla tavoin. Keraamiseen sekarakennekappaleeseen näin muodostunut negatiivinen malli tai ontelo sisältää perusmetallia tai on 22 9 0 0 53 sen täyttämä, joka jähmettyy uudelleen, kun rakenteen annetaan jäähtyä prosessoinnin jälkeen. Uudelleen jähmettynyt perusmetalli voidaan valinnaisesti poistaa sitä sisältävästä negatiivisesta mallista tai ontelosta, kuten alla on kuvattu. Saatava muotoiltu keraaminen sekarakenne-5 tuote käsittää näin täyteaineen, jonka on sulkenut sisäänsä monikitei-nen keraaminen matriisi ja joka on sisäisesti sovitettu yhteen tai useampaan kotelointielimeen. Keraaminen matriisi itse voi sisältää valinnaisesti perusmetallin yhtä tai useampaa hapettumattomia ainesosia tai tyhjiöitä tai molempia, ja sen pintageometrian valitun muodon sane-10 lee säiliön konfiguraatio, johon täyteainepeti on sijoitettu. (Keraamiseen matriisiin valinnaisesti hajautuneita perusmetallin hapettumattomia ainesosia ei tule sekoittaa mihinkään uudelleen jähmettyneeseen perusmetalliin, joka on jäänyt jäljelle negatiiviseen malliin tai onteloon, jonka perusmetallin upotusmassa on muodostanut täyteainemassaan. 15

Vaikka keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viitaten erityisesti alumiiniin suositeltavana perusmetallina, muita sopivia perusmetalleja, jotka täyttävät tämän keksinnön kriteerit mutta eivät ole niihin rajoitettuja, ovat esimerkiksi pii, titaani, tina, sirkonium ja hafnium.

20 Tämän keksinnön mukaiset tietyt suoritusmuodot sisältävät esimerkiksi seuraavia vaihtoehtoja: perusmetallina alumiini, hapettumisreaktiotuot-teena alfa-alumiinioksidi tai alumiininitridi; perusmetallina titaani ja hapettumisreaktiotuotteena titaaninitridi tai titaaniboridi; perusmetallina pii ja hapettumisreaktiotuotteena piikarbidi, piiboridi tai 25 piinitridi.

Voidaan käyttää kiinteää, nestemäistä tai kaasufaasihapetinta tai tällaisten hapettimien yhdistelmää. Tyypillisiä kaasufaasihapettimia ovat esimerkiksi rajoituksitta happi, typpi, halogeeni, rikki, fosfori, 30 arseeni, hiili, boori, seleeni, telluuri ja/tai näiden yhdisteet tai yhdistelmät kuten piidioksidi (hapen lähteenä), metaani, etaani, propaani, asetyleeni, eteeni, ja propyleeni (hiilen lähteinä) sekä seokset kuten ilma, H2/H20 ja C0/C02, joista kaksi jälkimmäistä (eli H2/H20 ja C0/C02) ovat hyödyllisiä vähentämään ympäristön happiaktiviteettia.

35 Tämän mukaisesti keksinnön mukainen keraaminen rakenne voi käsittää hapettumisreaktiotuotteen, joka käsittää yhden tai useamman oksidin, 23 9 0 0 5 3 nitridin, karbidin, boridin ja oksinitridin. Tarkemmin sanottuna ha-pettumisreaktiotuote voi olla esimerkiksi yksi tai useampi alumiinioksidi, alumiininitridi, piikarbidi, piiboridi, alumiiniboridi, titaani -nitridi, sirkoniumnitridi, titaaniboridi, sirkoniumboridi, piinitridi, 5 hafniumboridi ja tinaoksidi.

Vaikka mitä tahansa sopivia hapettimia voidaan käyttää, keksinnön tiettyjä suoritusmuotoja kuvataan alla viitaten kaasufaasihapettimien käyttöön. Jos käytetään kaasufaasihapetinta, täyteaine on läpäisevä kaasu-10 faasihapettimelle siten, että täyteaineen pedin ollessa alttiina hapet-timelle kaasufaasihapetin läpäisee täyteainepedin tullakseen kosketukseen siinä olevan sulan perusmetallin kanssa. Esimerkiksi happea sisältävät happi- tai kaasuseokset (mukaanlukien ilman) ovat suositeltavia kaasufaasihapettimia, kuten alumiinin ollessa perusmetallina ilman 15 yhteydessä, jolloin ilma on tavallisesti suositumpi sen ilmeisestä taloudellisuudesta johtuen. Kun kaasufaasihapetin tunnistetaan tietyn kaasun tai höyryn sisältäväksi tai käsittäväksi, tämä tarkoittaa hape-tinta, jossa tunnistettu kaasu tai höyry on perusmetallin ainoa, hallitseva tai ainakin merkittävä hapetin käytettävässä hapettavassa ympä-20 ristössä vallitsevissa olosuhteissa. Vaikka esimerkiksi ilman pää-ainesosa on typpi, ilman happipitoisuus on perusmetallin ainoa tai hallitseva hapetin, koska happi on merkittävästi voimakkaampi hapetin kuin typpi. Tämän vuoksi ilma määritetään "happea sisältävänä kaasuha-pettimena" muttei "typpeä sisältävänä kaasuhapettimena". Esimerkki 25 "typpeä sisältävästä kaasuhapettimesta" on "muodostuskaasu", joka sisältää 96 tilvauusprosenttia typpeä ja 4 tilavuusprosenttia vetyä.

Kun käytetään kiinteää hapetinta, se on tavallisesti hajautuneena koko täyteainepedin läpi tai perusmetallin vieressä olevan pedin osan läpi 30 täyteaineen kanssa sekoitettujen hiukkasten muodossa tai ehkä päällysteinä täyteainehiukkasten päällä. Voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa kiinteää hapetinta, mukaanlukien alkuaineet, kuten boori tai pelkistyvät yhdisteet kuten piidioksidi tai tietyt boridit, joiden lämpödynaa-minen stabiliteetti on alhaisempi kuin perusmetallin boridireaktiotuot-35 teella. Kun esimerkiksi käytetään booria tai pelkistyvää boridia kiin- 24 90053 teänä hapettimena alumiiniperusmetallin yhteydessä, saatava hapettumis-reaktiotuote on alumiiniboridi.

Joissakin tapauksissa hapettumisreaktio voi edetä niin nopeasti kiin-5 teän hapettimen yhteydessä, että hapettumisreaktiotuote pyrkii sulamaan prosessin eksotermisesta luonteesta johtuen. Tämä ilmiö voi heikentää keraamisen kappaleen mikrorakenteellista yhtenäisyyttä. Tämä nopea eksoterminen reaktio voidaan välttää sekoittamalla koosteeseen suhteellisen inerttisiä täyteaineita, joiden reaktiivisuus on alhainen. Täl-10 laiset täyteaineet absorboivat reaktion lämmön minimoiden minkä tahansa lämmönkarkaamisvaikutuksen. Esimerkki tällaisesta sopivasta inerttises-tä täyteaineesta on täyteaine, joka on identtinen aiotun hapettumis-reaktiotuotteen kanssa.

15 Jos käytetään nestemäistä hapetinta, täyteaineen koko peti tai sen sulan metallin vieressä oleva osa päällystetään hapettimella tai kostutetaan hapettimella esimerkiksi upottamalla täyteaineen kyllästämiseksi. Viittaus nestemäiseen hapettimeen tarkoittaa hapetinta, joka on neste hapettamisreaktio-olosuhteissa, ja näin ollen nestemäisellä ha-20 pettimella voi olla kiinteä esiaste, kuten suola, joka on sulassa muodossa hapettamisreaktio-olosuhteissa. Nestemäisellä hapettimella voi olla vaihtoehtoisesti nestemäinen esiaste, kuten materiaalin liuos, jota käytetään kyllästämään koko täyteaine tai osa siitä ja joka sulatetaan tai hajotetaan hapettamisreaktio-olosuhteissa sopivan hapettimen 25 osuuden aikaansaamiseksi. Tässä määritettyinä esimerkkejä nestemäisistä hapettimista ovat alhaissulatteiset lasit. Jos käytetään nestemäistä ja/tai kiinteää hapetinta, muttei kaasufaasihapetinta, segmentoitu säiliö ja mikä tahansa sen yhteydessä käytettävä tukirakenne ei voi olla lävistetty tai rakenteeltaan rei'itetty kaasufaasihapettimen pääs-30 tämiseksi sen läpi.

Hapetinta, joka on nestemäinen tai kiinteä prosessiolosuhteissa, voidaan käyttää kaasufaasihapettimen yhteydessä. Tällaiset lisähapettimet voivat olla erityisen hyödyllisiä edistämään perusmetallin hapettumista 35 mielellään täyteainepedissä pikemminkin kuin sen rajapintojen ulkopuolella. Toisin sanoen tällaisten lisähapettimien käyttö voi luoda täyte- 25 90058 aineeseen ympäristön, joka on suotuisampi perusmetallin hapettumis-kinetiikalle kuin täyteaineen ulkopuolella olevalle ympäristölle. Tämä parannettu ympäristö on hyödyllinen edistämään matriisin kehittymistä täyteaineessa rajalle asti ja minimoimaan ylikasvua.

5 Tämän keksinnön yhteydessä käytettävä täyteaine voi olla yksi monista materiaaleista, jotka sopivat tähän tarkoitukseen. Täyteaine voi olla "mukautuva" täyteaine, joka termi tarkoittaa tässä yhteydessä ja patenttivaatimuksissa sitä, että täyteaine voidaan sijoittaa säiliöön ja 10 että se mukautuu säiliön sisäkonfiguraatioon. Mukautuva täyteaine voi myös mukautua perusmetallin lähteen massaan, joka on upotettu säiliöön tai sijoitettu mukautuvaan yhteyteen säiliön kanssa, kuten yllä on kuvattu. Jos esimerkiksi täyteaine käsittää hiukkasmaisen materiaalin, kuten tulenkestävän metallioksidin, esimerkiksi alumiinioksidin, hie-15 noja rakeita, täyteaine mukautuu säiliön tai kotelointielimen sisäkonfiguraatioon, johon se on sijoitettu. Ei kuitenkaan ole välttämätöntä, että täyteaine on hienojen hiukkasten muodossa ollakseen mukautuva täyteaine. Täyteaine voisi olla esimerkiksi kuitujen muodossa, kuten lyhyiksi leikattujen kuitujen muodossa tai kuituisen villamaisen mate-20 riaalin, esim. teräsvillan, muodossa. Täyteaine voi käsittää myös kahden tai useamman tällaisen geometrisen konfiguraation yhdistelmän eli esimerkiksi hienojen hiukkasmaisten rakeiden ja kuitujen yhdistelmän. Jotta tässä käytettävä mukautuva täyteaine voitaisiin sisällyttää tähän yhteyteen, on ainoastaan välttämätöntä, että täyteaineen fysikaalinen 25 konfiguraatio on sellainen, että se sallii täyteaineen täyttävän segmentoidun säiliön sisäpinnan konfiguraation ja mukautuvan siihen, johon säiliöön täyteaine on sijoitettu. Tällainen mukautuva täyteaine mukautuu myös läheisesti perusmetallin massan pintoihin tai siihen osaan, joka on upotettu mukautuvan täyteaineen massaan tai sijoitettu mukautu-30 vaan yhteyteen massan kanssa. Mitä tahansa hyödyllistä muotoa tai täyteaineen muotojen yhdistelmää voidaan käyttää, joita ovat esimerkiksi ontot kappaleet, hiukkaset, jauheet, kuidut, karvat, pallot, kuplat, teräsvilla, levyt, aggregaatti, langat, sauvat, tangot, levykkeet, kuulat, putket, tulenkestävä kuitukangas, pikkuputket tai näiden yhdis-35 telmät. Sopivia keraamisten täyteaineiden koosteita ovat metallien oksidit, karbidit, nitridit ja boridit, kuten alumiinioksidi, piikarbi- 26 90053 di, Citaanioksidi, hafniumoksidl, sirkoniumoksidi, titaaniboridi ja alumiininitridi.

Kuten yllämainituissa hakijan US-patenteissa 4,713,360 ja 4,853,352 on 5 selvitetty, yhtä tai useampaa sopivaa lisäainetta voidaan käyttää helpottamaan hapettumisreaktiotuotteen kasvua sulasta perusmetallista.

Yhtä tai useampaa lisäainemetallia voidaan lejeerata perusmetalliin (US-patentti 4,713,360) tai yhtä tai useampaa lisäainetta tai niiden lähdettä (kuten lisäainemetallien oksidit) voidaan levittää ulkoisesti 10 muotoillun perusmetallin pintaan tai sitä lähelle (US-patentti 4,853,352). Vaihtoehtoisesti tai lisäksi niissä tapauksissa, joissa kasvava hapettumisreaktiotuote suodatetaan täyteaineeseen (kuten kuvioissa 1-2 havainnollistetussa suoritusmuodossa), yhtä tai useampaa lisäainetta voidaan lisätä itse täyteaineeseen tai täyteaine voi käsit-15 tää lisäaineen. Kahta tai kaikkia kolmea yllämainittua tekniikkaa voidaan käyttää yhdessä. Tässä yhteydessä ja patenttivaatimuksissa viittauksen lisäaineeseen, jota "käytetään perusmetallin yhteydessä", on tarkoitettu sisältävän minkä tahansa yllämainitun tekniikan tai minkä tahansa näiden tekniikoiden yhdistelmän. Sopivat lisäaineet käsittävät 20 yhden tai useamman seuraavan metallin lähteen: magnesium, sinkki, pii, germanium, tina, lyijy, boori, natrium, litium, kalsium, fosfori, yttrium ja harvinaiset maametallit. Harvinaiset maametallit valitaan mielellään seuraavasta ryhmästä: lantaani, serium, praseodyymi, neodyymi ja samarium. Esimerkiksi magnesium- ja piilisäaineiden yhdistelmän on 25 havaittu olevan erityisen tehokas, kun sitä käytetään alumiiniperusme-talien yhteydessä ilman ollessa hapettimena.

Keraamiset sekarakenteet, jotka saadaan tätä keksintöä soveltamalla, muodostavat tavallisesti tiheän, koherentin massan, jossa noin 30 5-98 tilavuusprosenttia sekarakenteen kokonaistilavuudesta koostuu yhdestä tai useammasta täyteaineen ainesosasta, jotka ovat uppoutuneina monikiteiseen matriisimateriaaliin. Monikiteinen matriisimateriaali koostuu tavallisesti perusmetallin ollessa alumiini ja ilman tai hapen ollessa hapetin noin 60-98 painoprosentista (monikiteisen materiaalin 35 painosta) yhdistynyttä alfa-alumiinioksidia ja noin 1-40 painoprosentista (sama peruste) perusmetallin hapettumattomia ainesosia.

Claims (12)

27 9 0 0 5 3

1. Kooste (10) käytettäväksi valmistettaessa sellaista itsekantavaa keraamista sekarakennetta, joka käsittää täyteainetta ja täyteaineen 5 sisäänsä sulkemaa monikiteistä keraamista matriisia, joka käsittää perusmetallin hapettumisreaktiotuotteen hapettimen kanssa ja mahdollisesti yhden tai useamman metallin ainesosia, tunne t tu siitä, että kooste (10) käsittää: 10 (a) säiliön (12), (b) säiliöön sijoitettua läpäisevää täyteainetta ja (c) täyteaineen kanssa kosketukseen sijoitettua perusmetallia, 15 jonka säiliön (12) lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin täyteaineen massan lämpölaajenemiskerroin, ja jossa koosteessa on säiliön kehällä yksi tai useampi laajennusliitos, jotka määrittävät välilleen segmenttejä (12a,12b,12c) silloin kun laajennusliitoksia on useampi kuin yksi 20 ja jolloin laajennusliitoksen tai -liitosten ansiosta säiliön seinän tai segmenttien lämpölaajeneminen tapahtuu kehämäisesti, jolloin voidaan estää säiliön seinän tai segmenttien säteittäinen laajeneminen säiliön tilavuuden suurenemisen vähentämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kooste, tunnettu siitä, että • säiliö koostuu sylinterimäisestä hylsystä tai kahdesta tai useammasta segmentistä (12a,12b,12c), jotka määrittävät akselin ympärille lieriömäisen pinnan sylinterimäisen säiliön määrittämiseksi, jossa yhteinen akseli on säiliön pituusakselina ja jolloin sylinterimäisen hylsyn 30 laajennusliitoksen tai peräkkäisten segmenttien pituusreunat on asetettu rinnakkain, jotta voidaan määrittää segmenttien väliset laajen-nusliitokset, jolloin vierekkäisten segmenttien välille saadaan kehämäinen liikkumisvara.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kooste, tunne ttu siitä, että laajennusliitokset muodostuvat kahden vierekkäisen segmentin välille 28 90 059 siten, että jokainen pitkittäisreuna (16a,16a',16b,16b' ja 16c,16c') on järjestetty säteittäisesti sivuun suhteessa viereiseen pitkittäisreu-naan (16c,16b';16c',16a';16a,16b).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kooste, tunnettu siitä, että segmentit (42a,42b,42c) käsittävät runko-osan, jossa on vastakkaiset pituusreunat sekä ainakin yksi pituussuuntainen marginaaliuloke (48a,48b,48c), joka marginaaliuloke: (i) on liitetty runko-osaan säteittäisesti ulottuvalla olakkeella (52a,52b,52c), (ii) on säteittäi-10 sesti sivussa runko-osasta ja ulottuu kehämäisestä siitä olakkeen (52a,52b,52c) ulkopuolelle ja (iii) päättyy pitkittäisreunaan (44a,44b,44c), joka on säteittäisesti sivussa runko-osasta käsittäen näin sivussa olevan pituusreunan (44a,44b,44c), jolloin voidaan järjestää kehämäinen liikkumavaratila olakkeen ja sivussa (44a,44b,44c) ole-15 van pituusreunan välille siten, että säiliön yhden segmentin sivussa oleva pituusreuna (44a,44b,44c) on rinnan viereisen segmentin pituus-reunan (44c',44a',44b') kanssa, jotta ainakin osa segmenttien lämpölaajenemisesta tapahtuisi kehämäiseen liikkumavaratilaan.

5. Patenttivaatimuksen 1,2,3 ja 4 mukainen kooste, tunnettu siitä, että säiliö (12) käsittää metalliseoksen, joka valitaan nikkeli-perustaisista ja rautaperustaisista korkealämpötilaisista seoksista koostuvasta ryhmästä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kooste, tunnettu siitä, että metalliseos valitaan seuraavasta ryhmästä: ruostumaton teräs, nikkeli-kromi-rauta-molybdeeni-seos, rauta-kromi-alumiini-seos, 30. nikkeli-kromi-rauta-molybdeeni-seos, nikkeli-kromi - rauta-koboltti - seos.

7. Patenttivaatimuksen 1,2,3,4,5 tai 6 mukainen kooste (10), tunnettu siitä, että säiliö (12) käsittää lieriömäisen hylsyn, aina-35 kin yhden pituussuuntaisen segmentin tai kaksi tai monta sylinterimäi-sen hylsyn pituussuuntaista seinäsegmenttiä ja joka kooste (10) lisäksi 29 9 0 0 5 3 käsittää ainakin yhden valinnaisesti rei'itetyn vuoraussylinterin (46) täyteaineen ja säiliön (12) välillä.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1,2,3,4,5 tai 6 mukainen kooste (10), 5 tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi tukivälineen (30), joka käsittää rei'itetyn astian joka on sijoitettu säiliön ulkopuolelle sijoitettuna kosketukseen sen kanssa säiliöön (12).

9. Menetelmä itsekantavan keraamisen sekarakenteen tuottamiseksi, joka 10 on muodostettu perusmetallin hapettamisella, joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: (a) kuumennetaan perusmetalli hapettimen läsnäollessa muodostamaan sulan metallin massa, joka on pintakosketuksessa täyteaineen massan kanssa, ja annetaan sulan perusmetallin reagoida hapettimen kanssa sanotussa lämpötilassa muodostamaan hapettumisreaktio-15 tuotteen, joka tuote on kosketuksessa sulan metallin massan ja hapettimen kanssa näiden välillä, (b) pidetään lämpötilaa yllä perusmetallin pitämiseksi sulana ja jotta sulaa perusmetallia vähitellen vetäytyisi hapettumismireaktiotuotteen läpi kohti hapetinta ja täyteaineen massaan siten, että hapettumisreaktiotuotteen muodostuminen jatkuu täyteaineen 20 massassa hapettimen ja aikaisemmin muodostuneen hapettumisreaktiotuotteen välisellä rajapinnalla, ja (c) jatketaan reaktiota niin kauan, että täyteaineen massa suodattuu keraamisen sekarakenteen tuottamiseksi käsittäen hapettumisreaktiotuotteen, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää lisäksi seuraavaa: sijoitetaan täyteaineen massa 25 säiliöön (12), jonka lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin täyteaineen massan lämpölaajenemiskerroin, jonka säiliön kehällä on yksi tai useampi laajennusliitos, jotka määrittävät välilleen segmenttejä (12a,12b,12c) silloin kun laajennusliitoksia on useampi kuin yksi ja jolloin laajennusllitoksen tai -liitosten ansiosta säiliön seinän tai 30 segmenttien lämpölaajeneminen tapahtuu kehämäisesti, jolloin voidaan estää säiliön seinän tai segmenttien säteittäinen laajeneminen säiliön tilavuuden suurenemisen vähentämiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 35 että täyteaine käsittää mukautuvaa täyteainetta. 30 90058

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perusmetallin yhteydessä käytetään ainakin yhtä lisäainetta .

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9,10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliö (12) koostuu sylinterimäisestä hylsystä tai kahdesta tai useammasta segmentistä, jotka määrittävät akselin ympärille lieriömäisen pinnan sylinterimäisen säiliön määrittämiseksi, jolloin sylinterimäisen hylsyn laajennusliitoksen tai pe-10 räkkäisten segmenttien pituusreunat on asetettu rinnakkain, jotta voidaan määrittää segmenttien väliset laajennusliitokset, jolloin vierekkäisten segmenttien välille saadaan kehämäinen liikkumisvara. 15 3i 9 0 0 58 * Patentkrav