HU205335B - Ceramic body with self-carrying structure and containing metal carbide and process for producing same - Google Patents

Description

(57) KIVONAT

A találmány tárgya eljárás fémkarbidtartalmú önhordó kerámiatest előállítására, amikor is fém alapanyagot megolvasztunk és az olvadékot semleges atmoszférában permeábilis szerkezetet alkotó részecskékből felépülő, széntartalmú, nemfémes anyaggal létrehozott keverék belső szerkezetébe juttatjuk, amivel a benne levő szénből karbidot képezünk, majd a kapott kerámiaanyagot lehűtjük. A találmány szerinti eljárás lényege abban van, hogy a keveréket a fém alapanyagnál magasabb olvadáspontú darabos vagy szálas Ömlesztett töltőanyaggal és a fém alapanyaggal teljes mértékben karbiddá alakítható széntartalommal alakítjuk ki, míg a fém alapanyagként hafniumot és/vagy cirkóniumot és/vagy titánt tartalmazó olvadék bejuttatását és a karbidképzést úgy végezzük, hogy a keveréket és a szilárd halmazállapotú fém alapanyagot egymással felületi érintkezésben rendezzük el, majd a hőmérsékletet a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó értéktartományba emelve és abban tartva a megolvasztott fém alapanyag és a keverék közötti felületi érintkezés révén a keverékbe behatoló fém alapanyaggal az ott levő szenet fokozatosan alakítjuk karbiddá. Tárgya továbbá a jelen találmánynak olyan fémkarbidtartalmú önhordó szerkezetű kerámiatest, amely fémkarbidból álló vázszerkezetet és abba ágyazva ettől a karbidtól eltérő anyagú részecskéket tartalmaz. Lényege, hogy a vázszerkezet fém alapanyagként titánból és/vagy hafniumból és/vagy cirkóniumból van elemi széntől mentes fémkarbidos kerámiamátrixként kiképezve, amely vele egyidejűleg a karbidképzéssel létrehozott, a karbidképzés hőmérsékletén a fém alapanyaggal szemben semlegesen viselkedő anyagot vagy titán, hafnium és cirkónium közül legalább egy karbidját tartalmazza.

A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 205 335

HU 205 335 Β

A találmány tárgya eljárás fémkarbidtartalmú összetett önhordó szerkezetű kerámiatest előállítására, amikor is fém alapanyagot, különösen a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fémet megolvasztunk és az olvadékot semleges atmoszférában permeábilis szerkezetet alkotó részecskékből felépülő, széntartalmú, nemfémes anyaggal létrehozott keverék belső szerkezetébe juttatjuk, amivel a benne levő szénből karbidot képezünk, majd a kapott kerámiaanyagot lehűtjük. A találmány tárgya tovább az eljárással is előállítható fémkarbidtartalmú önhordó szerkezetű kerámiatest.

Az elmúlt években komoly érdeklődés mutatkozott a kerámiaanyagok és az összetett szerkezetű kerámiatestek alkalmazása iránt ipari létesítményekben, elektromos berendezésekben, gépekben, általában a technológiai folyamatokban. A kerámiaanyagok keménysége, tűzálló volta, hőszigetelő és elektromos szigetelő tulajdonságai, az eróziós hatásokkal és korrózióval szembeni ellenállása olyan tulajdonságok, amelyek a felhasználástól függően igen előnyösek lehetnek. Ezért a fémekkel szemben különösen az összetett szerkezetű kerámiaanyagok alkalmazása nyújthat sok előnyt, hiszen a kerámiaanyagokra támaszkodva olyan szerkezeti elemek is létrehozhatók, amelyek fémekből kialakítva kedvezőtlen használati jellemzőket mutatnak.

A fémek ismert kerámiaanyagokkal való felváltását azonban néhány erős korlát akadályozza, amelyek általában a kerámiaanyagok fejlesztésében és gyártásában jelentkeznek, különösen akkor, amikor igen magas technológiai igényeknek kell a kerámiaanyagokkal megfelelniük. Az ismert eljárások szerint megemelt hőmérséklet és nyomás alkalmazásával, tehát megemelt hőmérsékletű préseléssel, szintereléssel, szintereléses préseléssel porkohászati módszerekkel készítenek kerámiatermékeket. Ezeket az előállítási technológiákat számos hátrányos tényező jellemzi. A technológia korlátái és hátrányai mindenekelőtt az alakismétlés, a komplex alakzatok előállításának nehézségeiből, a szinterelhető porok előállítási költségeiből, a porok tulajdonságainak nehéz reprodukálhatóságából, valamint a szinterelést kísérő jelentős zsugorodásból következnek.

A műszaki gyakorlatban jól ismertek a kerámiaszerkezetű karbidok. Ezek felhasználására számos kísérlet történt. Az összetevőket a porból kiinduló megmunkálási technikákkal is szilárd termékké lehet alakítani és így bizonyos kereskedelmi sikert el lehetett érni. Az ilyen jellegű termékek hiányosságainak kiküszöbölésére ismertté vált szilícium-karbid szilíciummal való átjáratásának (átitatásának) módszere, amely viszonylag sűrű kerámiatestet eredményez. A legjellemzőbb a REFEL név alatt ismeretes eljárás, amikor is a megolvadt szilíciumba szénből és szilícium-karbidból létrehozott porózus formatestet merítenek. A megolvadt szilícium reakcióba lép a szénnel és így a formatest létrehozásához alkalmazott szilícium-karbidot kiegészítő, a formatest belső járatait részben vagy teljesen kitöltő szilícium-karbid keletkezik. A kapott kerámiatestet a viszonylagos sűrűség, de a nagy morzsalékonyság jellemzi, felépítésében a szilícium-karbid mellett szilícium is részt vesz. Ez a folyamat az ipari gyakorlatban eléggé elterjedt, de nincs arra utalás, hogy a szilícium mellett más fémmel is lehet hasonló karbidos reakciót lejátszatni. A szilícium egyébként a periódusos rendszer IVB csoportjának az egyetlen olyan eleme, amelyről a tudomány mint kerámiaszerkezetű karbidképző anyagról beszámol, ezért nincs is okunk annak feltételezésére, hogy más fémek hasonló folyamatban kerámiaszerkezetű karbid képzésére alkalmasak lehetnének.

A 3 288 573 Isz. US szabadalmi leírás nagy hőállóságú termékek előállítására mutat be eljárást. A szabadalom kitanítása szerint grafitrészecskéket vesznek körül titán-, cirkónium-, hafnium-, vanádium-, nikkel-, tantál-, króm-, molibdén-, volfrám- és szilíciumtokozással, ahol a tokozás anyaga karbidképző anyagként szerepel. A porózus szerkezetű grafittestet az említett fémek közül bármelyik, de különösen a szilícium olvadékával átjáratják, ezzel szinte minden grafitrészecske körül karbidbevonatot képeznek. Az így kapott végtermék jelentős mennyiségű, a reakcióban részt nem vett szenet tartalmaz, így a végtermék a grafit számos tulajdonságát mutatja, különösen hősokkal szemben nagy az ellenálló képessége.

Várhatóan kiváló összetevők lehetnek a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fémek karbidjai, vagyis a titán, a cirkónium és a hafnium karbidja. Ezeknek a fémeknek a karbidjait általában jól ismert nagy hőmérsékletű szintézissel állítják elő, amikor is a porított fémet és a szenet meggyújtják, a lokálisan begyújtott keverékben az égési front áthalad és így fémkarbid keletkezik. Az eljárás előnytelen tulajdonsága azonban, hogy az égés során jelentős mennyiségű gáz keletkezik, az anyagokban, illetve a környezetben jelen levő szennyezések miatt porózus, inhomogén mikrostruktúra alakul ki. A porozitást az is okozhatja, hogy a reakció erőteljesen exoterm (hőtermelő) jellege miatt a képződő reakciótermék megolvad, majd a megszilárdulás folyamatában ez lokálisan összezsugorodik. Az égést nyomás hatásával kísérve a mikrostruktúra tulajdonságai javíthatók.

A titán és cirkónium karbidjának kerámiajellegű szerkezetek előállítására szolgáló felhasználására mutat példát a DE-C3 2 128 270 Isz. szabadalmi leírás, amely eljárást javasol sűrű tűzálló tulajdonságú anyagok előállítására, illetve ilyen anyagokat ismertet. Az eljárás szerint por alakú alapanyagot, így titán- és cirkon ium-karbidot szintereléssel formatestté alakítanak és ezt a formatestet legalább két fémből álló ötvözettel itatják át, mégpedig vákuum vagy semleges atmoszféra fenntartása mellett. Az ötvözet legalább egy összetevője a szilícium, kobalt, króm, vas, titán, alumínium, nikkel, berillium és bór közül kerül ki, míg legalább egy további összetevője az alumínium, réz, kobalt és vas közül. A formatest alapanyagához szenet kevernek, amelyet kokszosítanak és az ötvözetet alkotó fémek közül legalább egy karbidját a koksz és a fém közötti reakcióval állítják elő. Az így előállított termék 65-90 tf%-ban a tűzálló tulajdonságú vázszerkezetet képző por alakú alapanyagból áll, 35-10 tf%-ban karóidból,

HU 205 335 B illetve a fémből (ötvözetből) tevődik össze. Fontos lépése az eljárásnak a gázok kiűzése szén kokszosítása előtt. Az előállított kerámiaszerkezet lényeges jellemzője, hogy a benne szereplő anyagok hőtágulási tényezője csak kis mértékben tér el.

Az említett DE szabadalmi leírás szerinti eljárással előállított anyagot a viszonylag nagy tűzállóság jellemzi. A soklépéses eljárás azonban költséges, a szintereléses vázszerkezet különösen bonyolult mechanikai szerkezetekben való felhasználáskor nem minden esetben biztosítja a kellő szilárdságot és élettartamot.

Megállapítható, hogy az ismert eljárások segítségével a technológiai folyamatokban jól használható tűzálló tulajdonságú, kerámiaszerkezetű karbidok nem állíthatók elő. Ezért találmányunk feladata az említett hiányosságok megszüntetése, olyan összetett szerkezetű kerámiatest létrehozása, amely nagy szilárdságú, sűrűségű, homogén szerkezetű és megfelelő alaktartást mutat.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a fém alapanyag, tehát a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fém és a szén között a reakciót nem szabad az égés magas hőmérsékletén lefolytatni, hanem a fémet megolvadt állapotban kell a nem feleslegben jelen levő szénnel reakcióba vinni.

A kitűzött feladat megoldásaként ennek megfelelően fémkarbidtartalmú összetett szerkezetű önhordó kerámiatest előállítására szolgáló eljárást dolgoztunk ki, amikor is fém alapanyagot megolvasztunk és az olvadékot semleges atmoszférában permeábilis szerkezetet alkotó részecskékből felépülő, széntartalmú, nem fémes anyaggal létrehozott keverék belső szerkezetébe juttatjuk, amivel a benne levő szénből karbidot képezünk, majd a kapott kerámiaanyagot lehűtjük, és a találmány szerint a keveréket darabos vagy szálas ömlesztett töltőanyaggal és a fém alapanyaggal teljes mértékben karbiddá alakítható széntartalommal alakítjuk ki, míg a fém alapanyagként hafniumot és/vagy cirkóniumot és/vagy titánt tartalmazó olvadék bejuttatását és a karbidképzést úgy végezzük, hogy a keveréket és a szilárd halmazállapotú fém alapanyagot egymással felületi érintkezésben rendezzük el, majd a hőmérsékletet a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó értéktartományba emelve és abban tartva a megolvasztott fém alapanyag és a keverék közötti felületi érintkezés révén a keverékbe behatoló fém alapanyaggal az ott levő szenet fokozatosan alakítjuk karbiddá. A permeábilis szerkezetű keverékben a töltőanyagot általában az ugyancsak a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fém karbidjából vagy más, a karbidképződés feltételei között viszonylag semleges anyagból, esetleg különböző ilyen jellegű anyagok keverékéből hozzuk létre.

A fémkarbidot vagy más anyagot tartalmazó töltőanyagot szemcsés formában keverjük ki a szénforrással és ezzel permeábilis szerkezetű keveréket vagy ágyat hozunk létre, amelyet előnyösen formatestként mintázunk meg. Az ágy vagy a formatest egy vagy több, lényegében semleges vagy a reakció feltételei között a reakcióban nem részt vevő töltőanyagot tartalmazhat, például fémoxidokat, különböző fémek karbidjait, nitridjeit, boridjait stb. A töltőanyag - akár a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fém karbidja, akár más anyag alkossa azt - olyan fékező közegként szerepel, amely a fém és a szén közötti exoterm jellegű reakció ütemét képes visszafogni. Ászén forrása általában lehet elemi szén, például grafit vagy redukálható fémkarbid, például molibdén-karbid, esetleg más hasonló anyag. Grafit esetében a töltőanyaggal való kikeverés igen könnyen végrehajtható. A molibdén-karbid tartalmú töltőanyag esetében a kapott végtermék a fém alapanyag karbidja mellett molibdént is tartalmaz,

A töltőanyagból és fém alapanyagból, valamint szénforrásból a fentiek szerint előállított együttest lényegében semleges atmoszférában a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó hőmérsékletre hevítjük. A hőmérsékletet és a felületi érintkezést elegendő ideig tartjuk fenn ahhoz, hogy a megolvadt fém fokozatosan behatolhasson a permeábilis szerkezetű keverékbe, a megolvadt fém és a szénforrásban levő szén között a reakció lefolytatódhasson, mégpedig a fémkarbid keletkezése mellett. A megolvadt fémmel a töltőanyagot annyi ideig tartjuk kapcsolatban, hogy ezzel lényegében befejeződhessen a karbid képződése, vagyis a szén gyakorlatilag teljes mértékben karbiddá alakuljon. Az így kapott anyagot lehűtve olyan önhordó szerkezetű kerámiatestet kapunk, amely a megolvadt fém és a szén között a két anyag találkozása során lezajló reakció eredményeként keletkező karbidot (titán, cirkónium vagy hafnium karbidját) és az így kialakuló kerámiaszerkezetbe beágyazott töltőanyagot tartalmazza. Ha a fém alapanyagot a szénhez viszonyítva a sztöchiometriai aránynál nagyobb mennyiségben, tehát feleslegben visszük a reakcióba, a kapott összetett szerkezet a reakcióból kimaradt fémet is tartalmaz.

A kitűzött cél elérésére létrehozott fémkarbidtartalmú önhordó szerkezetű kerámiatest a találmány szerint titán, hafnium és cirkónium közül legalább egy karbidjára épülő töltőanyagot és a töltőanyagot beágyazva befogadó kerámiamátrixot tartalmaz, ahol a kerámiamátrix lényegében titán, hafnium vagy cirkónium mint fém alapanyag karbidjából van a fém alapanyag és hozzá képest legfeljebb a sztöchiometriai arányban szénforrásban jelen levő szén közötti, a töltőanyagot és bele keveréssel bevitt szénforrást tartalmazó permeábilis szerkezetű keveréknek in situ átjáratásával járó, lényegében a reakcióban a teljes szénmennyiséget hasznosító reakció segítségével kialakítva.

A javasolt kerámiatest egyik előnyös kiviteli alakjában a töltőanyag ugyanannak a fémnek a karbidjával van kialakítva, mint amelyből a fém alapanyag áll. Ha tehát a fém alapanyag titán, a töltőanyag titán-karbidból áll. A végtermék ez esetben a reakció eredményeként létrejövő titán-karbid mátrixot és a töltőanyag titán-karbidját egységes szerkezetben tartalmazza. Egy másik lehetőség szerint, ha töltőanyagként a periódusos rendszer IVA csoportjába‘tartozó fém, tehát titán, cirkónium vagy hafnium karbidját használjuk, akkor a fém alapanyagot a töltőanyag fémétől eltérőleg választjuk meg, de az is a IVA csoportba tartozik. Ez

HU 205 335 Β utóbbi esetben olyan temier szilárd oldat alakul ki, amely a szenet, a töltőanyagot és a két fémet tartalmazza. Egy másik lehetőség szerint a töltőanyagban viszonylag semleges kémhatású összetevőt is figyelembe veszünk, például fémoxidot, fémboridot vagy fémnitridet. A töltőanyag ennek megfelelően állhat karbidos vagy karbid nélküli keverékekből, tiszta anyagokból. A töltőanyag megválasztása a végeredményként kapott összetett szerkezetű kerámiatest tulajdonságainak megválasztásában fontos, mint arról a továbbiakban még szó lesz.

A találmány értelmében tehát olyan eljárást dolgoztunk ki, amelynek eredményeként a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fém karbidját a fém és szén közötti reakció révén létrehozzuk, ezt a karbidot fémkarbidot és/vagy töltőanyagot, esetleg szilárd temier karbidoldatot is tartalmazó töltőanyaggal hozzuk érintkezésbe és így összetett kerámiaszerkezetet hozunk létre, amelyben szükség szerint a fém alapanyag fémes, tehát karbonizálatlan állapotban megjelenhet, ahogy további fémek is előfordulhatnak, mint a fém alapanyag kiegészítői, vagy a szén leadására képes anyagok összetevői.

Atalálmány tárgyát a továbbiakban példakénti foganatosítási módok, illetve kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesen, amikor is a csatolt rajzra hivatkozunk. A rajzon az I. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosításához szükséges elrendezés keresztmetszete.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során az

1. ábrán látható elvi megoldásra támaszkodó elrendezést hasznosítunk. Ennek alapja (10) hőálló edény, amely ez ábrázolt esetben hengeres alakú, anyaga grafit, belső terét hőállő anyagból, például titán-karbidból készült (11) bélés borítja. A (11) bélés által meghatározott belső tér egy részét permeábilis szerkezetű anyagból előkészített (14) keverék (ágyazat) tölti ki, és ez (12) fém alapanyagot vesz körül, amely a (14) keverék legalább egy belső felületével érintkező cirkónium és/vagy hafnium és/vagy titán anyagú testet alkot. A (14) keverék szénforrásból, például elemi szénből vagy grafitból és a (11) bélés anyagához hasonlóan a karbidképzési reakció tervezett körülményei között lényegében semleges, szilárd halmazállapotát legalább egy ideig megőrző töltőanyagból, adott esetben redukálható karóidból és hasonló anyagokból van kiképezve. Erre a célra például a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fémek felelnek meg.

A (10) hőálló edény tartalmával együtt kemencébe kerül, amelyet az ábra nem ábrázol. Ez például indukciós kemence, amely kívülről légmentesen lezárható, benne semleges atmoszféra létesíthető. A kemence mindenekelőtt konduktív hőátadást kell hogy biztosítson, bár a sugárzásos hőátadás ugyancsak fontos szerephez juthat a (10) hőálló edény tartalmának hevítésében.

Az 1. ábra szerinti elrendezést az ábrán ugyancsak nem látható optikai pirométer érzékelési zónájában helyezzük el és azt úgy állítjuk be, hogy a (10) hőálló edény belső terére jellemző hőmérsékletértéket mérhessünk, aminek alapján a kemence hőmérséklet-szabályozása biztosítható. A kemencét alkalmassá tesszük semleges gáz folyamatos áramlásának fenntartására.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során szenet és szükség szerint egyéb töltőanyagokat tartalmazó permeábilis szerkezetű keverékkel a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fémet, vagyis titánt, hafniumot vagy cirkóniumot hozunk felületi kapcsolatba. A fém alapanyag általában tiszta, vagy olyan, viszonylag tiszta, kereskedelmi forgalomban beszerezhető anyag, amelyben a megjelölt fém alapanyag a mennyiség túlnyomó részét alkotja. Egyébként ötvözetek is felhasználhatók, hiszen a legtisztább fémeknél is jelen vannak a tőle idegen, adott esetben szennyező összetevők. A fém alapanyagot és a permeábilis szerkezetű keveréket többféle módon hozhatjuk egymással kapcsolatba. Mint az 1. ábrán látható, a fém alapanyagból álló forrástest a keverékbe ágyazható, vagy a fém alapanyag a töltőanyagból készült ágyra helyezhető, azzal felületileg oldalsó irányban is kapcsolatba hozható, esetleg más módon biztosítható közöttük az érintkezés.

A permeábilis szerkezetű keverék vagy ágy formatest alakját is felöltheti, anyagában azonban mindig jelen van valamilyen töltőanyag és olyan szénfonás, amely a megolvadt fém alapanyaggal érintkezve szenet szabadít fel a karbidképződési reakcióhoz. Szénfoirásként általában elemi szenet vagy olyan fémkarbidot használunk, amelyet a fém alapanyag magas hőmérsékleten redukálni tud. A fém alapanyag mennyiségét nagyobbra választjuk, mint amennyi a sztöchiometriai arányból következne a karbid előállításához, mivel ily módon a reakcióba bevitt gyakorlatilag teljes szénmennyiséget karbiddá lehet alakítani. Természetesen a sztöchiometriai arányban jelen levő szén is elegendő lehet. A találmány igen fontos jellegzetessége, hogy a szénforrás által biztosított szénnek gyakorlatilag teljes mennyiségét reakcióba kell vinni, mivel a szabadon visszamaradó szén a szerkezetbe beépülve annak keménységét csökkenti, esetleg további fontos paramétereit lerontja. Elemi szén alkalmazása esetén ajánlatos a nagy tisztaságú szén bevitele, mivel a szénnel kapcsolódóan igen sok szennyezés jelenhet meg, mint például a hidrogén vagy a szénhidrogén, amelyek gázként szabadulnak fel a karbidképződés hőmérséklet-tartományában, a végtermék porozitását okozva. Az elemi szén célszerűen grafit, kőolajbepárlás végeredményeként kapott koksz, korom, amely lehet amorf vagy kristályos szerkezetű. A szén alkalmazása szempontjából célszerű a púderszerű, a finomrészecskés, a szálas vagy pelyhesített szénváltozatok felhasználása, ahol a frakciók a 0,044-0,84 mm, előnyösen azonban a 0,150,32 mm szemcsézettség! tartományba esnek.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során olyan feltételek alakulnak ki, amikor is a reakció hajlamos exoterm jellegűvé válni. Ez különösen nagy fűtőértékű széntípusoknál fordulhat elő, aminek eredménye az elkészülő kerámiatermék megrepedezése, benne az anyag megfolyása. Ezért az amorf szén, illetve a finom szénpor túlságosan nagy reakcióképességet mutathat, vagyis nem alkalmas szabályozható sebességű reakció

HU 205 335 Β lefolytatására, hacsak a töltőanyag ebben a vonatkozásban nem segít. A nagyobb kristályosodási fokú szén, mindenekelőtt a nagyobb pelyhekben létrehozott grafit kevéssé reakcíóképes, különösen a korommal összehasonlítva. Ha a nagyobb reakcióképességű szén áll rendelkezésre, akkor azt célszerű nagyobb részecskékként felhasználni, mivel így is lehet a reakciót lassítani. Ugyanígy a formatestet, a töltőanyag-keveréket alkotó semleges összetevők jelenléte lassítja a reakció lefutását, miközben a végtermék szerkezetébe a töltőanyag beépül, ahogy ezt a következőkben még ismertetjük.

A szénforrás egy vagy több olyan fémkarbidból is létrehozható, amelyeket a megolvadt fém alapanyag képes redukálni. A fémkarbidok elemi szénnel együtt is bevihetők a reakcióba, de a szénforrásban nem szabad több szenet a reakcióba vinni, mint amennyire a fém mennyisége alapján a sztöchiometriai arányt figyelembe véve szükség van a karbonképződéshez. A redukálható karbidok között találjuk a molibdén, a króm, a kobalt, a vas, a nikkel és a vanádium karbidját. A találmány kidolgozásakor figyelembe vettük azt is, hogy a fém alapanyag általában képes a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó más fém karbidját redukálni, de ez a reakció viszonylag lassú, ezért nem igazán ajánlható. Hajói redukálható fémkarbidot használunk szénforrásként, a megolvadt fém alapanyag a karbidképződés mellett felszabadítja a bevitt karbidot alkotó fémet. így például titánt fém alapanyagként használva, a töltőanyagba vaskarbidot vagy molibdénkarbidot keverve olyan összetett szerkezetű kerámiatestet kapunk, amely a titán-karbid mellett vasat vagy molibdént fémes alakban tartalmaz. Ezzel a megoldással a végtermékbe egy további fémes összetevő, adott esetben vas vagy molibdén vihető be, amelynek jelenléte az összetett szerkezetű kerámiatest mikrostruktúrájának és tulajdonságainak szabályozhatósága szempontjából fontos. A kiegészítő fémmennyiség a szabályozás rugalmasságára ad módot. Mivel a molibdén olvadáspontja viszonylag nagy, a titánnál jobban húzható, ezért a titán-karbid kerámiatermékben jelen levő fémes molibdén a mikrostruktúra jellemzőit kedvezően befolyásolhatja, olyan termék állítható elő, amely a molibdén jelenlétének köszönhetően több jellemzőjében igen kedvező. A fémkarbid mint szénforrás azzal a további előnnyel is jár a tiszta szén alkalmazásával szemben, hogy a redukálási folyamat magában is lassítja az egyébként exoterm jelleg felvételére hajlamos karbidképződési reakciót és így a redukálható fémkarbid, esetleg elemi szénnel együtt használva, különösen előnyös a szén nagy reakcióképességének korlátozása szempontjából.

Mint már említettük, a töltőanyagba bevitt fémkarbid a fém alapanyag karbidja is lehet, bár előnyösebbnek tűnik az eltérő fémkarbidok használata. Mindkét esetben a fémkarbid a végtermékben töltőanyagként szerepel. Ha tehát titán fém alapanyagot és töltőanyagként (tehát a szénforrást tartalmazó ágyban vagy előmintában) titán-karbidot alkalmazunk, a végtermék mind a kezdettől fogva az ágyban vagy a formatestbe'n jelen levő fémkarbidot, mind pedig a fém alapanyag és a szénforrás közötti reakció eredményeként keletkezett karbidot tartalmazza. A töltőanyagként jelen levő fémkarbid a reakcióban gyakorlatilag nem vesz részt, jelentős mennyiségű hőt abszorbeál, amivel á reakciót lassítja. Ez különösen akkor lényeges, ha a szénforrás a viszonylag nagy reakcióképességű amorf szerkezetű korom. Ezen túlmenően a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fémek között temier szilárd oldatként létrejövő vegyes karbidok is lehetségesek, amelyeket például a (Ζ^Τίι.^Ο/ΗίχΤίμ^Ο és (Z^Hf^QC képletekkel írhatunk le. Ezért a találmány szerinti eljárás egy foganatosítási módjában a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó egyik fémet választjuk fém alapanyagként, míg az ágyat vagy a formatestet egy ugyanebbe a csoportba tartozó másik fém karbidjával hozzuk létre, hogy az említett képlettel jellemezhető vagy hasonló összetételű szilárd oldatok keletkezhessenek. A töltőanyagban a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fémek karbidjain kívül más fémkarbidok is bevihetők, amelyek a reakciót mindaddig fékezik, amíg a szénforrással és a fém alapanyaggal érintkezve megőrzik stabilitásukat. Viszonylag hosszú ideig stabil marad például a szilícium, a tantál vagy a volfrám karbidja. Az eljárás segítségével kapott végtermék kémiai összetételét, mikrostruktúráját és ennek megfelelően tulajdonságait tehát a töltőanyagban szereplő karbidok megválasztásával is lehet szabályozni. Célszerűen a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fém karbidja mellett más töltőanyagok is jelen vannak. Az említett szilárd oldatok létrehozása a hővezetés jelentős lecsökkentésével, az elektromos ellenállás növekedésével és a keménység komoly mértékű javulásával jár együtt. A szilárd oldatban a két vagy több összetevő egymáshoz viszonyított arányát a fém alapanyag ötvözésével ugyanúgy lehet befolyásolni, mint por alakú karbidoknak porózus szerkezetű előmintába vagy ágyba való bekeverésével. Adott esetben mindkét karbid ugyanannak a fémnek a karbidja lehet, de ha kívánatos, a töltőanyag több karbid keverékeként ugyancsak létrehozható, egyéb összetevőket tartalmazhat, amelyek megválasztásakor a végtermék kívánt tulajdonságainak megfelelően kell eljárni.

A szénforrással együtt használt töltőanyaggal szemben követelmény a viszonylag magas olvadáspont. Enélkül ugyanis a töltőanyag a folyamat feltételei között nem képes stabilitását megőrizni. A töltőanyag olvadáspontját általában úgy állítjuk be, hogy az a fém alapanyag olvadáspontjánál és a karbidképződési folyamatra jellemző hőmérsékletnél magasabb legyen. A folyamat hőmérsékletét ugyanakkor bizonyos mértékig csökkenteni lehet a fém alapanyag ötvözésével, amikor is a kiindulási fém alapanyagnál kisebb olvadáspontú anyag szintén részt vesz a folyamatban és a kisebb olvadáspontú fémet a kisebb olvadáspontú töltőanyag is kiegészítheti.

A találmány szerinti eljárás foganatosításakor tehát a fém alapanyagból olyan olvadéktestet hozunk létre, amely töltőanyagot és szénforrást tartalmazó permeábilis szerkezetű masszával vagy ággyal egy vagy több felület mentén érintkezik, vagy legalábbis ehhez a fe5

HU 205 335 Β lülethez igen közel helyezkedik el. Az egymáshoz viszonyított elrendezés részletei a találmány szempontjából nem lényegesek, de ezzel biztosítani kell azt, hogy a fém alapanyag a töltőanyagba behatolhasson, annak legalább egy részét magába ágyazhassa. Ennek során a töltőanyag szerkezeti kialakításával biztosítjuk, hogy a képződő kerámia a töltőanyag szerkezetét ne rombolja szét, anyagát ne helyezze át Szükség szerint a folyamat feltételei között a reakcióban gyakorlatilag nem részt vevő, azzal szemben lényegében semleges egy vagy több összetevőt tartalmazó töltőanyag is használható, amely az ágy vagy formatest részét képezi. Az ilyen összetevők alapanyagai különböző fémek, mint alumínium, titán, cirkónium, hafnium, tantál, cérium, szkandíum, tórium, urán és ittríum oxidjai, boridjai, nitridjei vagy karbidjai. A semleges hatású összetevők szintén a végtermék kívánt tulajdonságainak beállítása szempontjából fontosak. A töltőanyagban alkalmazott összetevők fizikai megjelenésével szembeni követelmények nem igazán szigorúak, erre a célra jól használhatók a kerámia- és fémszálak, szemcsék, porok, rudak, pálcikák, tűzálló jellegű szövetek, a lyukacsos habszerű kerámiaanyagok, a lemezek, a lapocskák, a tömör és üreges gömbszerű részecskék. A formatest vagy az ágy a töltőanyagok homogén vagy heterogén keverékeként egyaránt létrehozható.

A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyösnek tekinthető foganatosítási módjában a szénforrást és az egy vagy több összetevőből álló töltőanyagot olyan formatestté formázzuk, amelynek alakja a kívánt végtermék alakjának felel meg. A formatest a kerámiaanyagok előállításában ismert formázási eljárások bármelyikével létrehozható. Hogy az egytengelyű összenyomás, az izosztatikus összenyomás, a szedimentációs öntés, a különböző egyéb öntési eljárások, a fröccsöntés vagy szálas anyagok kiöntése stb. közül melyik módszert választjuk, az a szénfoirás és a töltőanyag jellegzetességeitől függ. A karbonképződési reakcióval történő átjáratás előtt a töltőanyagot alkotó szálakat és/vagy részecskéket könnyű szintereléssel, esetleg szerves és/vagy szervetlen kötőanyagok alkalmazásával lehet a kívánt alakra hozni. Az alkalmazott kötőanyagokkal szemben azonban követelmény, hogy a végtermék tulajdonságait se az előállítás során, se pedig azt követően előnytelenül befolyásoló összetevőket ne tartalmazzon. A formatestet a kívánt alaktartásra és nyers állapotú szilárdságra méretezzük, de szerkezetével szemben alapvető követelmény a fém alapanyag olvadékával szembeni permeabilitás. Ez a formatest porozitását kívánja meg, amely számos tényezőtől függ, ideértve a reakcióban részt vevő szén és a reakcióval szemben semleges anyagok arányát, a szénforrás térfogatának növekedését a fémkarbid keletkezési reakciója során, továbbá a kívánt végtermékben szükséges porozitást, ha ez utóbbira igény van. A formatest porozitását alkotó járatokat és a végtermékben esetleg kialakuló pórusokat a megolvadt fém alapanyag képes betölteni, mégpedig akkor, ha a karbidképződéshez szükséges mennyiséget meghatározó sztöchiometriai arányoknál nagyobb mennyiségben van jelen. A formatest kívánt mértékű porozitása általában 5-90 tf% között lehet, a gyakorlat az esetek többségében a 35-60 tf% értéktartományt tekinti előnyösnek. A formatestet egy vagy több felülete mentén hozzuk a megolvadt fém alapanyaggal kapcsolatba és az érintkezést elegendő ideig tartjuk fenn ahhoz, hogy a fém alapanyag a formatest szerkezetét átjárhassa, benne karbidból álló kerámiamátrix jöhessen létre, amely a formatest eredeti határfelületéig terjedve fogadja magába a formatest anyagát, a benne eredetileg is jelen volt üres tereket, érintkezési üregeket a reakció termékével kitölthesse. Ennek eredményeként olyan összetett szerkezetű kerámiatestet kapunk, amely alakjában a formatest méreteit adott esetben igen nagy pontossággal követi és ezzel a kemény kerámiaanyagból a végtermék előállításához szükséges megmunkálási műveleteket gyakorlatilag szükségtelenné teszi.

Mint említettük, az összetett szerkezetű kerámiatest előállításához szükséges szén mennyiségét úgy választjuk meg, hogy az ne legyen nagyobb, mint a fém alapanyag karbidjának keletkezéséhez a sztöchiometriai arányból kővetkező szükséges mennyiség. Mivel a fém alapanyag mennyiségét a kívánt mennyiségű szénhez viszonyítva jól lehet szabályozni, így a végeredményként kapott összetett szerkezetű kerámiatest tulajdonságait a fém viszonylagos mennyiségével szabályozni, adott esetben módosítani lehet. Ha a reakcióhoz a fém alapanyag és a szénforrásban levő szén mennyiségét a sztöchiometriai arányban biztosítjuk, az összetett szerkezetű kerámiatest tulajdonságait lényegében a fém alapanyag karbidja határozza meg, vagyis a kapott kerámiatest, illetve mátrix a fémet tartalmazó anyaghoz képest kevésbé lesz merev, húzható, kisebb vezetőképesség! jellemzőket mutat. Ha a fém alapanyagot feleslegben visszük a reakcióba, tehát a töltőanyagból készült ágyat átjáró megolvadt fém alapanyagnak nem a teljes mennyisége vesz részt a reakcióban, a kapott mátrix több vagy kevesebb fémet tartalmaz szerkezetében elosztva. Ezért az összetett szerkezetű kerámiatest vagy mátrix tulajdonságait a fém alapanyag jellemzői a fém mennyiségétől függően akár dominánsan is meghatározhatják. Ez különösen vonatkozik a vezetőképesség!, a szilárdsági és a merevségi jellemzőkre. A fém alapanyagot általában olyan mennyiségben visszük a reakcióba, hogy azzal a kapott összetett szerkezetű kerámiatestben a szénforrásban jelen levő szén menynyiségének kimerülése után a pórusokat a reakció eredményeként keletkező karbid mellett fém töltse ki. Ez a lehetőség akkor előnyös, ha lényegében pőrusmentes, sűrű testet kell előállítani.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során általában a fém alapanyagot, például titánt öntvényként, lemezként vagy rúdként visszük reakcióba. A fémet legalább részben alkalmas szénforrásba ágyazzuk, például elemi szénbe, valamint a kívánt tulajdonságoknak megfelelő töltőanyagot választunk, amely például a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fém karbidja. Más töltőanyagok is figyelembe vehetők, mint például az alumínium, a cirkónium oxidjai stb. Az így kapott elrendezést vagy összeállítást általában szem6

HU 205 335 Β csézett formájú semleges anyaggal vesszük körül, amelyet a megolvadt fém a folyamat feltételei között sem reakcióba vinni, sem pedig nedvesíteni nem tud. Ezt a semleges anyagot tűzálló anyagú edényben, csónakban helyezzük el. A fém alapanyag egy vagy több felülete a töltőanyagból, illetve a szénforrásból kiállhat, de adott esetben a fém alapanyag teljes térfogatában beágyazható a töltőanyag ágyába. Ilyenkor a körbevevő semleges anyagra esetleg nincs is szükség. Az elrendezést kemencében helyezzük el és környezetében például argonból semleges kémhatású atmoszférát hozunk létre. Ebben az atmoszférában melegítjük fel és addig hevítjük, amíg a fém alapanyag meg nem olvad. A hőmérsékletet célszerűen a reakcióban létrejövő fémkarbid olvadáspontja alatti értéken tartjuk, miközben a fém alapanyag olvadt állapotát biztosítjuk. A reakció lefolytatásához a hőmérsékletet tehát a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó és a fém alapanyag karbidjának olvadáspontja alatt maradó hőmérsékletek közül választjuk. A hőmérséklet általában számos tényezőtől függhet, mint például a fém alapanyag összetételétől, az alkalmazott szénforrás felépítésétől, a töltőanyagoktól. A megolvadt fém a szénforrással érintkezésbe kerülve a karbid létrejöttét biztosítja és a reakciótermék folyamatosan jön létre, amíg a szénforrások ezt lehetővé teszik. Ahogy a karbid szilárd rétege kialakul, a megolvadt fém alapanyag a karbidon keresztül eredeti helyéről eltávozik, transzportja biztosítja, hogy a karbidrétegen belül, illetve az azon kívül fekvő szénforrásokkal érintkezve a fém alapanyagból karbid keletkezzen. így a fém alapanyag karbidja mellett töltőanyagot tartalmazó termék jön létre. Ha a fém alapanyag ötvözet, az összetett felépítésű végtermék a fém alapanyag egy vagy több ötvöző összetevőjét szintén tartalmazza, mégpedig tiszta, fémes állapotban vagy valamilyen vegyületként. Ugyanígy a végtermékben megjelenhet a redukálható fémkarbidokból felszabaduló fém is, továbbá a periódusos rendszer IVA csoportjába tartozó fémkarbidok szilárd oldata, vagy az előzőekben már említett kiegészítő töltőanyag.

A találmány szerinti eljárás segítségével kapott termékek viszonylag sűrű, önhordó szerkezetű testek, amelyek fémes és/vagy kerámiajellegű mikrostruktúrát mutatnak. A test tulajdonságait igen széles határok között lehet választani, vagyis sokféle felhasználásnak megfelelő anyagot lehet ily módon előállítani, ahol a tulajdonságok beállításában a fém alapanyag, a töltőanyag, a fémkarbidok, a semleges összetevők megválasztása segít, miközben a fém és a szén mennyiségi arányát is megfelelő módon változtatni lehet. Igen kopásálló termék állítható elő titánból, ha a töltőanyagot titán-karbidból hozzuk létre, a reakció lefolytatása során titánfelesleget biztosítunk, míg a szénforrás a töltőanyagba kevert szén.

A találmány szerinti eljárást a továbbiakban példák bemutatásával ismertetjük még részletesebben. A példák megvalósításához az 1. ábra szerinti elrendezésben hengeres alakú, grafitból készült (10) hőálló edényt használtunk, amelyet titán-karbidból álló (11) béléssel láttunk el.

Az 1., 2. és 3. példa titán mint fém alapanyag átalakítását mutatja titán-karbiddá, amikor is a töltőanyag titán-karbid, míg a 4. példa a cirkónium fém alapanyag hasznosságát bizonyítja.

1. példa

Az Alfa Product Devision of Morton Thiokol cég által előállított 99,7 tömeg% tisztaságú fémes titánból álló, 12,7 mm átmérőjű és 29,5 mm hosszúságú rudat alkalmaztunk az 1. ábra szerinti elrendezésben a 12 fém alapanyag kialakításához. Ez 0,354 mól titánt tartalmazott. A töltőanyag ágyát 0,354 mól széntartalmú szénforrással hoztuk létre 0,023 mól titán-karbid porba keverve. A titán-karbidot is a fenti cég állította elő, míg a szénforrás 0,15 mm lyukbőségű szitával nyert grafit volt.

A következő menetrend szerint hajtottuk végre a hőálló edény és tartalmának hevítését:

perc alatt a hőmérsékletet 1500 °C-ra emeltük, eközben 5 liter/perc intenzitással argont áramoltattunk a hőálló edény környezetében.

Az 1500 °C hőmérsékletet 10 percen át tartottuk.

A hőmérsékletet 15 perc alatt 1700 ^eC-ra emeltük fel.

Amikor a mért hőmérséklet 1590 °C értéket ért el, a hőmérséklet hirtelen megemelkedett, 2200 °C-ig ment fel, majd viszonylag gyorsan 1650 °C-ra lecsökkent.

Ezt követően 5 percen át 1700 °C hőmérsékletet tartottunk, majd az elrendezést hagytuk lehűlni.

A kapott elrendezést feltártuk és megállapítottuk, hogy az eredetileg a titánrúd által elfoglalt térfogat helyén üreg maradt vissza.

A hőálló edényből eltávolítottuk a reakcióterméket és optikai mikroszkóp segítségével szerkezetét megvizsgáltuk. Egyértelműen kimutatható volt, hogy a titán a töltőanyagból álló keverékbe hatolt és ott a szénnel reakcióba lépve teljes egészében titán-karbiddá alakult. Az ígykapott titán-karbid a töltőanyag részecskéit befogadó mátrixként mutatkozott, amely erősen kohézív struktúrát alkotott.

2. példa

Az 1. példa szerinti gyártótól származó és ugyancsak 12,7 mm átmérőjű, 29,0 mm magasságú, 99,7 tömegbe tisztaságú titánból álló rudat, amelynek titántartalma 0,348 mól volt, 0,24 mól szenet és 0,24 mól titán-karbidot töltőanyagként tartalmazó keverékbe ágyaztunk. A szén forrása acetilénkorom volt.

A hőálló edényt és tartalmát a következő menetrend szerint hevítettük:

perc alatt a hőmérsékletet 1550 °C-ra emeltük, miközben a hőálló edény környezetében 3 liter/perc intenzitással argont áramoltattunk.

Az 1550 °C hőmérsékletet 10 percen keresztül tartottuk.

A hőmérsékletet 1700 °C-ra emeltük.

A kemence energiaellátását megszüntettük, miközben a hőmérséklet emelkedése volt észlelhető 1890 °C csúcsértékig.

A kemencét hagytuk lehűlni.

HU 205 335 Β

Az 1. példához hasonló módon itt is a fém által eredetileg elfoglalt helyen üreg maradt vissza. Az üreget körbevevő reakciótennék vizsgálata azt mutatta, hogy a titán teljes mértékben behatott a töltőanyag ágyába, a szén mennyiségét elfogyasztotta, a kapott összetett szerkezetű kerámiatest nagy kohéziós erejű titán-karbid mátrixból állt, amelyben a titán is jelen volt.

3. példa

Az 1. példa szerinti gyártóműtől származó 12,7 mm átmérőjű és 30,0 mm magasságú, 99,7 tömeg% tisztaságú titánrudat 0,25 mól porított titán-karbidot mint töltőanyagot és 0,25 mól 0,84 mm bőségű szitával nyert olajkoksz frakciót tartalmazó ágyban helyeztünk el. A titán mennyisége ennek megfelelően 0,363 mól volt.

Az így kapott elrendezést a 2. példa szerinti menetrendet követve dolgoztuk fel. Hasonló felépítésű végterméket kaptunk, amelyben a titán helyén üreg maradt vissza, míg a végtermék struktúrája a 2. példában ismertetett jellegzetességeket mutatta.

4. példa

Bizonyítani kívántuk, hogy cirkóniumból többféle fémet tartalmazó termék állítható elő. Ezért titán-karbid töltőanyagot választottunk.

Egymáshoz kapcsolódóan két církóniumdarabot helyeztünk el az 1. ábra szerinti hőállő edényben. Ezek összesen 0,09 mól cirkóniumot tartalmaztak és olyan keverékbe ágyaztuk őket, amely 0,09 mól szenet (ez 0,15 mm lyukbőségű szitával kapott szemcsézettség! grafitrészecskéket jelentett) és töltőanyagként 0,09 mól porított titán-karbidot tartalmazott. A hoálló edényt tartalmával együtt argonáramlás fenntartása mellett 2250 °C hőmérsékletre hevítettük és ezt a hőmérsékletet 3 percen át tartottuk. Az anyag hőmérséklete eközben 2300 °C-ra emelkedett, míg a 3 perc elteltével a kemence energiaellátását megszüntettük.

Szobahőmérsékletre hagytuk az elrendezést lehűlni, a kapott reakcióterméket kinyertük és mind optikai mikroszkóp, mind pedig röntgendiffrakciós elemzéssel szerkezetét megvizsgáltuk. Megállapítottuk, hogy a reakcióból kimaradt fém és a titán-karbid ágy határfelületen mintegy 2-3 mm vastag rétegben (ΖΓο,₉Τί_0>1)0 Összetételű szilárd oldat alakult ki, míg a kerámiaszerkezetben visszamaradt fém anyagát cirkónium-karbid járta át.

Claims (12)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás fémkarbidtartalmú önhordó kerámiatest előállítására, amikor is fém alapanyagot megolvasztunk és az olvadékot semleges atmoszférában permeábilis szerkezetet alkotó részecskékből · felépülő, széntartalmú, nem fémes anyaggal létrehozott keverék belső szerkezetébe juttatjuk, amivel a benne levő szénből karbidot képezünk, majd a kapott kerámiaanyagot lehűtjük, azzal jellemezve, hogy a keveréket a fém alapanyagnál magasabb olvadáspontú darabos vagy szálas ömlesztett töltőanyaggal és a fém alapanyaggal teljes mértékben karbiddá alakítható széntartalommal alakítjuk ki, míg a fém alapanyagként hafniumot és/vagy cirkóniumot és/vagy titánt tartalmazó olvadék bejuttatását és a karbidképzést úgy végezzük, hogy a keveréket és a szilárd halmazállapotú fém alapanyagot egymással felületi érintkezésben rendezzük el, majd a hőmérsékletet a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó értéktartományba emelve és abban tartva a megolvasztott fém alapanyag és a keverék közötti felületi érintkezés lévén a keverékbe behatoló fém alapanyaggal az ott levő szenet fokozatosan alakítjuk karbiddá.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket hafnium, cirkónium és/vagy titán karbidját tartalmazó töltőanyaggal alakítjuk ki.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket az olvadékkal szemben semleges viselkedésű vagy a fenntartott hőmérsékleten az olvadékkal fémkarbidot képező töltőanyaggal alakítjuk ki.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket 0,044-0,84 mm szemcsenagyságú elemi szénnel alakítjuk ki.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket kőolajlepárlás melléktermékeként kapott koksszal alakítjuk ki.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket az olvadékkal redukálható fémkarbiddal alakítjuk ki.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket molibdén, króm, kobalt, vas, nikkel és vanádíum közül legalább egy karbidjával alakítjuk ki.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket töltőanyagként szálakból, szemcsés, habszerű, lemezkés, szilárd vagy üreges gömbös részecskékből alakítjuk ki.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém alapanyaggal felületi érintkezésben való elrendezés előtt a keverékből ismert módon a szilárd fém alapanyag legalább egy felületével konform felületű formatestet képezünk, majd a legalább egy konform felületről indulva az olvadékkal a formatest térfogatát legalább részben kitöltjük.
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket a fém alapanyag és a szén közötti reakcióból következő sztöchiometriai aránynál kisebb széntartalommal alakítjuk ki.
11. 11. A 2-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket a fém alapanyagtól eltérő fém karbidjával alakítjuk ki és a hőmérséklet fenntartásával a fém alapanyagot, a karbidot alkotó fémet és szenet tartalmazó szilárd temier oldatot hozunk létre.
12. 12. Fémkarbidtartalmú önhordó szerkezetű kerámiatest, amely fémkarbidból álló vázszerkezetet és abba ágyazva ettől a karbídtól eltérő anyagú ^részecskéket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a vázszerkezet fém alapanyagként titánból és/vagy hafniumból és/vagy cirkóniumból van elemi széntől mentes fémkarbidos kerámiamátrixként kiképezve, amely vele egyidejűleg a kar8

    HU 205 335 Β bidképzéssel létrehozott, a karbidképzés hőmérsékletén