HU210664B - Assembly and method for the preparation of self-supporting ceramic composite structures - Google Patents

Description

A találmány tárgya elrendezés és eljárás összetett szerkezetű önhordó kerámiatestek készítésére. A találmány szerinti elrendezésben fém alapanyag olvadéktestét permeábilis szerkezetű töltőanyag tömegével, ágyával osztott tartályon belül hozzuk kapcsolatba és oxidálószer jelenlétében a fém alapanyagot oxidálva a töltőanyag részecskéit befogadó polikristályos kerámia mátrixot hozunk létre.

Az elmúlt években egyre fokozódó érdeklődés, kereslet tapasztalható az újszerű lehetőségeket ígérő kerámia anyagok iránt, amelyek a várakozások szerint alkalmasak lehetnek a fém szerkezeti elemek kiváltására. Ebben a tekintetben igen fontos, hogy a kerámia anyagok néhány tulajdonságukat tekintve a fémeknél jóval kedvezőbbek. Az említett tulajdonságok közé kell a korrózióval szembeni ellenállást, a keménységet, a rugalmassági modulust, valamint a tűzállósági jellemzőket sorolni.

A kerámia anyagok hiányossága azonban törékenységük, szilárdsági jellemzőik nem mindig kielégítő volta. Ezek kiküszöbölésére tovább fejlesztették a monolitikus kerámiák előállítására szolgáló ismert eljárásokat, valamint ettől függetlenül próbálkozások történtek új összetételű kerámia kidolgozására, amelyek összetett szerkezetét kerámia mátrix határozza meg. Az összetett szerkezet fogalmán olyan anyagot értünk, amely eloszlásában heterogén módon két vagy több különböző összetevőből épül fel és ezek az összetevők egymást áthatva, befogadva biztosítják a kívánt végtermék kedvező tulajdonságait. Az összekapcsolás egyik lehetősége az, amikor az egyik anyag mátrixot alkot és a másik anyag ennek a mátrixnak a szerkezetébe ágyazódik be. A kerámia mátrixok tipikusan egy vagy több különböző alakú, összetett töltőanyagot fogadhatnak be, mint például szemcséket, szálas, pálcikaszerű, stb. anyagokat. Ilyen megoldás ismerhető meg például az EP-A150 519 lsz. közzétételi iratból.

A találmány célja olyan újszerű elrendezés, illetve eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi nagy szilárdságú, kívánt alakú kerámia termékek előállítását, ahol a kerámia termék alakját mátrix szerkezet képezi, melyben töltőanyag is van.

A találmány alapja az a felismerés, hogy fém alapanyag oxidációs reakcióterméke szilárd halmazállapotban hatékonyan növeszthető, ha a fém alapanyagot meg olvasztjuk és az adott feltételek között létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékleten tartjuk. Ilyenkor az oxid mint oxidációs reakciótermék a fém felületén szilárd állapotban jelen van, a megolvadt fémet átengedő szerkezetet alkot és a kialakuló fizikai hatások révén a megolvadt fém eredeti helyét elhagyva az oxidálószer felé mozog, miközben, legkésőbb az oxidációs reakciótermék és az oxidálószer külső határfelületén, oxidálódik, az oxidációs reakciótermék térfogatát növeli. Ez a folyamat lefolytatható úgy is, hogy az oxidációs reakciótermék növekedése során töltőanyag ágyába hatol be, annak részecskéit, a töltőanyag szerkezetének megbontása nélkül, magába fogadja. Az oxidációs folyamat egy vagy több dópoló anyag bevitelével előnyösen befolyásolható, adott esetben gyorsítható, illetve a szerkezet tulajdonságai javíthatók

A dópoló anyagok bevitelének több lehetősége adódik, különösen említésre méltó az ötvöző összetevőként vagy a felületre felvitt rétegként való bevitel.

A találmány alapvető felismeréséhez tartozik az is, hogy megfelelő öntőminta alakítható ki töltőanyagból és ez az öntőminta a fém alapanyag oxidációs folyamatában szerkezeti tényezőként vesz részt. Az öntőminta kialakításával egy vagy több üreget, áttört szerkezetet tartalmazó munkadarabok is létrehozhatók. A töltőanyag átnövesztésével az oxidációs reakciótermék önhordó szerkezetű munkadarabot alkothat.

A felismeréshez tartozik az is, hogy az összetett szerkezetű kerámia test létrehozható olyan tartályban vagy tokozásban, amelynek például rozsdamentes acél anyagát a létrejövő kerámia szerkezetnél nagyobb hőtágulási tényező jellemzi és így a tokozás, a tartály a kerámia szerkezet megerősítésére használható oly módon, hogy a felhevült állapotú kerámia testet szorosan körbevesszük a tokozással, amely aztán az elrendezés lehűlésekor rászorul a kerámia szerkezetre. Ezzel erőteljes előfeszítés biztosítható.

A tartályt vagy edényt, ha abban oxidációs reakcióval kívánunk kerámia anyagot létrehozni, igen nagy szilárdságú anyagból kell létrehozni. Ezért különösen

HU 210 664 B alkalmasak erre a célra a különböző nikkel vagy vas alapú ötvözetek, különösen a rozsdamentes acélok és a hasonló ötvözetek. Ha azonban a tartály anyagának hőtágulási tényezője jelentősen túllépi a töltőanyag ágyára jellemző értéket, akkor az elrendezésnek a fém alapanyag megolvasztásához szükséges felhevítése során a tartály jóval nagyobb mértékben tágulhat ki, mint a töltőanyag ágya. Ennek következményeként a kész kerámia anyagban kedvezőtlen hatású repedések, üregek, folyamatossági hiányok jelenhetnek meg, amelyek okát mindenekelőtt a tartály tágulása során nem egyenletesen kitáguló töltőanyag jelenlétében kell látni.

A kitűzött feladat ennek megfelelően olyan elrendezés és eljárás kidolgozása, amellyel összetett szerkezetű önhordó kerámiatestek készíthetők, amely testek repedéstől, felületi üregektől, folytonossági hiányoktól mentesek.

A kitűzött feladat megoldására kidolgozott elrendezésben a találmány szerint a töltőanyaggal és töltőanyag részecskéit befogadó polikristályos struktúrájú kerámia mátrixszal felépülő, a kerámia mátrixban fém alapanyag oxidációs reakciótermékét és adott esetben egy vagy több fémes összetevőt tartalmazó összetett kerámia szerkezet létrehozására (a) osztott tartállyal, (b) töltőanyagnak az osztott tartályban eloszlatott permeábilis szerkezetű masszájából létrehozott ággyal és (c) a töltőanyag permeábilis szerkezetű masszájával érintkezőén elrendezett, fém alapanyagot leadó forrástesttel van kialakítva, ahol az osztott tartály egy vagy több, anyagában a töltőanyagnál nagyobb hőtágulási tényezőjű szegmenst tartalmaz, továbbá a szegmensek hőtágulásukkor egymást elkerülő módon, az osztott tartálynak a hőmérséklet emelkedésekor bekövetkező térfogatváltozását, radiális méretnövekedését korlátozó módon vannak egymáshoz csatlakoztatva. Az osztott tartály célszerűen lyukasztással és belső béléssel ellátott szegmensekből van felépítve.

Igen előnyös megoldás, ha az osztott tartály (i) két vagy több koaxiálisán elrendezett hengerpalást alakú szegmensből van hengerszerű testet meghatározóan kialakítva, ahol (ii) a szegmensek páronként egymás mellett elrendezett, adott esetben radiális irányban egymáshoz képest eltolt longitudinális szélekkel vannak kialakítva, és a szegmensek között körvonal mentén fennmaradó térközt meghatározóan vannak elrendezve. A radiális irányú eltolás általában azt jelenti, hogy a longitudinális szélek közül az egyik a szegmensek által meghatározott körvonalon kívül helyezkedik el, míg a másik a körvonalon, vagy azon belül van kialakítva.

Ugyancsak célszerű megoldás, ha a szegmensek egymással szemben elrendezett longitudinális szélekkel és legalább egy hosszirányban kialakított oldalperemmel határolt testként vannak elrendezve, ahol az oldalperemek (i) a testhez vállrészen vannak csatlakoztatva, (ii) a test által meghatározott felületből radiálisán kiállóan, a vállrész által meghatározott felületen kívül vannak elrendezve és (iii) a test által meghatározott felületből kiálló longitudinális széleket tartalmaznak, ahol a vállrész és a test másik longitudinális széle között térköz van, míg az osztott tartályt alkotó szegmensek körvonalon kívül fekvő longitudinális széle a szomszédos szegmens hozzá közelebb fekvő longitudinális szélével hőtáguláskor a szegmens körvonal menti kitágulását megengedő térközt meghatározóan van elrendezve. Az oldalperemek célszerűen a szegmensek testéhez viszonyítva radiális irányban kívül vannak kialakítva és ennek megfelelően az oldalperemek lezáró longitudinális szélei radiálisán a testhez viszonyítva kiálló élt tartalmaznak.

Az osztott tartályt célszerűen magas olvadáspontú nikkel vagy vas alapú ötvözetből, például rozsdamentes acélból alakítjuk ki.

Az osztott tartály egy további előnyös kiviteli alakjában hengeres hüvelyt alkotó longitudinális palástelemekként kialakított szegmensekből van összeállítva és legalább egy szegmensében lyukasztással ellátott bélés van elrendezve.

A szegmenseket kívülről célszerű lehet támasztóelemmel körbevenni, ami az előállítási folyamatot könnyíti. A támasztóelem adott esetben lyukasztással ellátott, az osztott tartályt befogadó hengeres edény.

Az elrendezésben célszerűen a forrástestet a fém alapanyag mellett dópolő anyaggal egészítjük ki, míg a töltőanyag ágyát laza szerkezetű összetevőkből hozzuk létre.

A kitűzött feladat megoldására szolgáló eljárás megvalósítása során fém alapanyag oxidjával kerámia szerkezetű anyagot hozunk létre és a találmány értelmében (a) fém alapanyagot célszerűen gáz vagy gőz halmazállapotú összetevőt tartalmazó oxidálószer jelenlétében hevítünk, hevítés közben töltőanyagból álló ággyal érintkeztetjük, a fém alapanyagból olvadéktestet hozunk létre, az olvadéktestben levő fém alapanyagot az oxidálószerrel létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékleten, célszerűen mintegy 600 °C és mintegy 1700 °C közötti értéken tartva az oxidálószerrel reakcióba visszük és a keletkezett oxidációs reakcióterméket az olvadéktest felületével és az oxidálószerrel érintkezésben tartjuk; (b) a hőmérsékletet továbbra is az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti értéken tartva az olvadéktestből a megolvadt fém alapanyag az oxidációs reakcióterméken keresztül folyamatosan az oxidálószer irányába áramlik, miközben az a töltőanyaggal kitöltött térrészbe jut és ezzel a töltőanyag ágyán belül, az oxidálószer és a már kialakult oxidációs reakciótermék határfelületén az oxidációs reakcióterméket folyamatosan növesztjük; és (c) az oxidációs reakciótermék növesztését a töltőanyag ágyának teljes átjáratásáig folytatjuk, amivel az oxidációs reakcióterméket és a töltőanyagot tartalmazó összetett szerkezetű kerámia anyagot hozunk létre, ahol a töltőanyag ágyát egy vagy több szegmensből álló, a töltőanyag ágyánál nagyobb hőtágulási tényezővel jellemzett anyagból készült osztott tartályban hozzuk létre, a szegmenseket a hőmérséklet növelése

HU 210 664 B során egymáshoz viszonyítva a töltőanyag ágyát körbefogóan tágulást megengedő, de a radiális méretezést korlátozó módon rendezzük el. Ezzel azt biztosítjuk, hogy a tágulás olyan irányban zajlik, amelynél az osztott tartály térfogatának növekedése minimális ütemen tartható.

A találmány szerinti eljárást célszerűen alumínium fém alapanyaggal valósítjuk meg, amikor is az oxidálószerben gőz vagy gáz halmazállapotú összetevőként oxigéntartalmú gázt, előnyösen légköri nyomású levegőt alkalmazunk. Az oxidációs reakcióval ez esetben általában a 850... 1450 °C hőmérséklettartományban a reakció hőmérsékletét megválasztva az oxidációs reakcióterméket alumínium-trioxid formájában hozzuk létre.

A találmány szerinti eljárás foganatosításában alumínium mellett hasznos lehet fém alapanyagként szilíciumot, titánt, ónt, cirkóniumot vagy hafniumot választani, amikor is a fém alapanyag tulajdonságainak javítására, a kapott kerámia anyag szerkezeti jellemzőinek befolyásolására dópoló anyagot is alkalmazhatunk.

A találmány szerinti eljárás és elrendezés további ismertetése során, illetve az igénypontokban alkalmazott alapfogalmak értelmezése a következő:

A „kerámia test” vagy „kerámia anyag” fogalma a jelen találmány értelmezésében egyáltalában nem korlátozható a klasszikus értelemben vett kerámia anyagokra, amelyek lényegében teljes térfogatukban nemfémes és más szervetlen összetevőkből állnak. A találmány szerint előállított és alkalmazott kerámia anyag, illetve test olyan szerkezetű, hogy legfontosabb, domináns jellemzőit, és/vagy összetételét tekintve lényegében a kerámia testre emlékeztet, de kisebb vagy akár nagyobb mennyiségekben, különálló szigetekben vagy járatokban tartalmazhat egy vagy több fémes összetevőt, valamint összekötött járatokat vagy egymástól elválasztott üregeket alkotó porozitást. A fém összetevők megjelenése, illetve a porozitás kialakulása a fém alapanyag, oxidálószer esetleg dópoló anyag jelenlétének, esetleges beadagolásának következménye; a térfogatban részarányuk 1... 40 tf% de lehet nagyobb is.

Az „oxidációs reakciótermék” fogalma a találmány értelmében fém(ek) egy vagy több oxidálószerrel való érintkeztetésének eredményét jelöli, ahol a fémet más elemnek vagy vegyületnek, illetve azok valamilyen kombinációjának elektront leadni vagy azzal elektront megosztani képes összetevőnek tekintjük. Ennek megfelelően a definícióval értelmezett oxidációs reakciótermék egy vagy több fém és valamilyen, a leírásban kifejtett feltételeket teljesítő oxidáló hatású anyag között kialakult reakció eredménye.

Az „oxidálószer”, illetve „gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer” fogalma elektron befogadására, illetve elektron megosztás útján történő befogására alkalmas egy vagy több összetevőt takar, amely a reakció feltételei között lehet szilárd, folyékony vagy általában gáz halmazállapotú (ez utóbbi esetben gőz állapotú is lehet), de ezek keveréke (így többek között folyadék és gáz keveréke) szintén használható.

A „fém alapanyag” olyan viszonylag tiszta vagy nagy tisztaságú fémes tulajdonságú, általában a kereskedelmi forgalomban beszerezhető anyag, amely a fémes összetevőket a szokásos szennyezésekkel, adott esetben ötvözőanyagokkal, ötvöző vegyületekkel és intermetallikus vegyületekkel együtt tartalmazza. Ha a leírás fém alapanyagként egy meghatározott fémet, például alumíniumot említ, akkor a találmány a fenti tisztasági feltételeknek megfelelő fémre (alumíniumra) vonatkozik, hacsak a leírás ezzel kapcsolatban más feltételeket nem említ.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti foganatosítási mód, illetve kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti elrendezés vázlatos oldalnézete, részbeni kimetszéssel, amelyen az osztott tartály látható, az

A. ábra az 1. ábrán A szaggatott vonallal jelölt részlet vázlata nagyításban, az

IB. ábra az 1. ábrán kijelölt B-B vonal menti metszet, az

IC. ábra az 1. és 1B. ábrán bemutatott osztott tartály egy szegmensének perspektivikus nézete kicsinyítésben, a

2. ábra az 1. ábra szerinti elrendezés felülnézetben, részbeni kimetszéssel, kicsinyítésben,

3. ábra az 1. ábra szerinti elrendezésben létrehozott önhordó szerkezetű összetett kerámia test oldalnézete, részbeni kimetszéssel, a

4. ábra hőtáguláskor egymást kikerülő longitudinális szélekkel ellátott szegmensek keresztmetszete, a hőtáguláskor felvett helyzet szaggatott vonalas bemutatásával, az

5. ábra az 1. ábra szerinti elrendezésben alkalmazott szegmensek egy másik lehetséges elrendezési módja, a

6. ábra a találmány szerinti elrendezésben alkalmazott osztott tartály kialakításának egy másik lehetősége, míg a

7. ábra az 5. ábra szerinti szegmensekből felépített osztott tartály felülnézete lyukasztott béléssel, szaggatott vonallal a hőtáguláskor felvett állapot bemutatásával.

A találmány szerinti, összetett szerkezetű kerámia test előállítására szolgáló elrendezést 10 együttesként mutatjuk be (1. ábra). Ez lényegében hengeres alakú, 12a, 12b és 12c szegmensekből álló hengeres alakú 12 osztott tartályt tartalmaz, amelynek felépítése legjobban az 1B. ábrán követhető. A 12a, 12b és 12c szegmensek mindegyikét egymással párhuzamos 16a, 16a', 16b, 16b', 16c, 16c' longitudinális szélek határolják. A 12 osztott tartály perforált felépítésű, vagyis a 12a, 12b, 12c szegmensek mindegyikében szabályos kiosztásban 14 lyukasztás található. A 12a, 12b és 12c szegmenseket úgy rendezzük el, hogy a 12 osztott tartály belső tere lényegében hengeres alakú legyen, és ebben a belső térben permeábilis szerkezetű töltőanyagból 18 ágyat hozunk létre.

Az 1B. és 2. ábrán jól látható, hogy a 12 osztott tartály 12a, 12b és 12c szegmensei egymást kikerülőén vannak elrendezve. Ez annyit jelent, hogy a 12a, 12b és

HU 210 664 B

12c szegmensek által meghatározott körvonalból a 16a', 16b és 16c longitudinális szélek kiállnak, míg a 16a, 16b' és 16c' longitudinális szélek a szegmensek által meghatározott körvonalon belül vagy azon helyezkednek el. Az egymással párhuzamos longitudinális szélek, pl. 16c és 16a longitudinális szélek a hőtáguláskor is szükséges kapcsolatot biztosítják, a 12 osztott tartály belső terét mindenkor lezárják. Itt és a továbbiakban, valamint az igénypontokban a radiális megjelölést az osztott tartály külső körvonalára merőleges irányra használjuk, vagyis például az 1B. ábra szerinti elrendezésben ez a 12a, 12b, 12c szegmensek által kijelölhető körvonal sugárirányát jelenti. Ennek megfelelően a kerületi irány az osztott tartály körvonalára tangenciális irányt jelenti. Az 1B. ábrára hivatkozással ezt az irányt meghatározhatjuk a 12a, 12b és 12c szegmensek felső oldalperemeire.

Az ábrákon bemutatott kiviteli alakoknál az osztott tartály általában körhenger alakú teret határoz meg, maga a körhenger nagyjából 120°-os körívet meghatározó körszegmensekből épül fel. Nyilvánvaló azonban, hogy a szegmensek száma lehet kettő is, ahogy négy vagy több. Az IC. ábra perspektivikusan mutatja magát a 12b szegmenst, amelyben a 16b és 16b' longitudinális szélek, 19b felső körvonalú szél és 21b alsó körvonalú szél határozzák meg a szegmens térbeli alakját.

Az ábrákon bemutatott szegmenseket meghatározó longitudinális szélek az ábra szerint egyenes vonalúak, ezek párhuzamosak az osztott tartály hossztengelyével. Nyilvánvaló azonban, hogy ez az elrendezés nem az egyetlen lehetséges vagy kötelező, hiszen az osztott tartály alsó és felső szél között más, például spirális vagy egyéb görbült alakú longitudinális szélek szintén kialakíthatók. Ugyancsak nem feltétlenül szükséges az osztott tartályt állandó keresztmetszeti méretekkel létrehozni, a szegmensek kúp, gömb, félgömb vagy más kívánt alakú teret ugyancsak meghatározhatnak. Az osztott tartálynak a hengeres keresztmetszete szintén nem feltétlenül szükséges, hiszen adott esetben létrehozható ovális, sokszög vagy más alakú keresztmetszettel. Ha az osztott tartályt négyzet vagy téglalap keresztmetszettel hozzuk létre, akkor a szegmensek síklapok, amelyek egymásra fekszenek. A szegmensek helyzetének biztosítására összefogó elemeket is lehet használni, de ilyeneket az ábrán nem mutatunk be. Ha a szegmenseket csak egy ideig kell összefogni, akkor a fém alapanyag hevítése során elégő vagy elpárolgó szerves polimerizált anyagot is használhatunk, amikor 32 hengeres edényt és 36 törmelékes anyagot használunk fel 30 támasztóelemként a szegmensek összefogására. A szegmensek kívánt helyzetének fenntartására minden olyan megoldás megfelelő, amellyel az összetett szerkezetű kerámia test létrehozása során az osztott tartály alakja megtartható, feltéve, hogy a megoldás nem kíván olyan elemeket, amelyek az osztott tartály szegmenseinek hő hatására bekövetkező tágulásakor a folyamatot zavaqák. A szegmenseknek az alakját meghatározó és a közöttük levő kapcsolatot biztosító szélei általában célszerűen longitudinálisak és a szegmens alsó és felső széle között a hossztengellyel párhuzamos egyenes vonalak mentén vannak kialakítva.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során szükséges fém alapanyagot 20 forrástest tartalmazza. Ez az ábrákon bemutatott elrendezésnél különböző keresztmetszetű hengeres elemekből áll, keresztmetszete kör alakú, benne 22 és 24 korong alakú kiemelkedések vannak. A 20 forrástest meghosszabbításában ugyanabból a fém alapanyagból álló 26 tartály van, amely a 20 fomástest felső szintje fölött helyezkedik el. A 26 tartály szemcsézett gátló anyagból álló 28 ágyba sülylyeszthető, amelynek anyagát úgy választjuk meg, hogy abban a polikristályos oxidációs reakciótermék a találmány szerinti eljárás foganatosítása során ne alakulhasson ki. Ilyen például a Norton Co. alumíniumtrioxidja (El Alundum név alatt forgalmazzák), amely ötvözött alumíniumból készül, 1250 °C hőmérsékleten levegőn történő oxidálással. Az alumínium alapanyag ez esetben 10 t% szilíciumot és 3 t% magnéziumot tartalmaz. A 28 ágy szemcsézettségével szemben nincsenek különleges követelmények.

A fentieknek megfelelően a 12 osztott tartályon belül permeábilis szerkezetű töltőanyagból álló 18 ágy van a 12 osztott tartály 21 alsó körvonalú szélétől egészen az 1. ábrán bejelölt X-X síkig kialakítva, míg a gátló anyagból létrehozott 28 ágy az előbb említett X-X síktól felfelé húzódik a 12 osztott tartály 19 felső zárófelületéig. A X-X síkot szükség szerint fizikai jellegű gáttal, például rozsdamentes acélból készült lemezzel is el lehet választani, és így a 18 és a 28 ágy anyagai egymással nem is érintkeznek. Ha erre a fizikai gátra van szükség, akkor abban a 26 tartály és a 20 forrástest közötti kapcsolat biztosítására, tehát a megolvadt fém alapanyag szabad áramlásának lehetővétételére nyílást hozunk létre.

A találmány szerinti elrendezésben a 12 osztott tartály megfogására célszerű lehet 30 támasztóelem beépítése (1., 1B. és 2. ábra), amely 32 hengeres edényként van kialakítva. A 32 hengeres edény 32a alsó fallal van lezárva, oldalfalaiban 34 lyukasztás van kialakítva. A 32 hengeres edényt szükség szerint kerámia anyagból hozhatjuk létre, amelynek hőtágulási tényezője a 18 ágyat alkotó permeábilis szerkezetű töltőanyag hőtágulási tényezőjével egyezik vagy ahhoz közeli értékű. A 32 hengeres edényt a 12 osztott tartálynál nagyobb átmérővel hozzuk létre, vagyis közöttük gyűrű alakú tér van, amelyet a 12 osztott tartály külső felülete és a 32 hengeres edény belső felülete között 36 törmelékes anyaggal töltünk ki. A 36 törmelékes anyag olyan kerámia anyag nagyobb darabkáit jelenti, amelyek hőtágulási tényezője egyenlő a 32 hengeres edény és a permeábilis szerkezetű töltőanyagból álló 18 ágy hőtágulási tényezőjével, vagy legalábbis ahhoz közeli értékű. A 36 törmelékes anyagot célszerűen viszonylag nagy és szabálytalan alakú kerámia darabokként használjuk fel, amivel a darabok között viszonylag nagy érintkezési teret biztosítunk. Ennek a megoldásnak az a magyarázata, hogy gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer, például levegő alkalmazásakor a 34 lyukasztáson keresztül behatoló oxidálószernek el kell tudni jutnia a permeábilis szerkezetű töltőanyagból álló 18 ágyig, vagyis útjának a 34 lyukasztáson, a 36 törmelé5

HU 210 664 Β kés anyag járatain és a 12 osztott tartály 14 lyukasztásán keresztül viszonylag szabadnak kell lennie. Az oxidálószer a 18 ágyon keresztül jut el a fém alapanyagig·

Mint az az 1A. és 1B. ábrán is látható, a 12 osztott tartály belső terében rozsdamentes acélból készült, kis lyukakkal ellátott 38 ernyő helyezhető el, amely bélésként működik. A bélés feladata a kis méretű részecskék, a permeábilis szerkezetű töltőanyagból létrehozott 18 ágy részecskéinek visszatartása, vagyis annak megakadályozása, hogy ezek a részecskék a 12 osztott tartály 14 lyukasztásán át eltávozzanak.

A találmány szerinti elrendezés egy tipikus megvalósításánál a fém alapanyagból készült 20 forrástest és 26 tartály anyaga alumínium. A 18 ágy a továbbiakban még részletesen ismertetendő töltőanyagok bármelyikéből állhat, ha szerkezete permeábilis, a gáz vagy gőz halmazállapotú oxidálószert átengedi. A 12 osztott tartály létrehozásához nikkel vagy vas alapú magas olvadáspontú ötvözeteket használunk, például rozsdamentes acélt, de adott esetben más ötvözetek, fémek is felhasználhatók. Ezek az ötvözetek általában a töltőanyagból készült 18 ágyra jellemző bármely hőtágulási tényezőnél nagyobb hőtágulási tényezővel jellemezhetők. Ugyanez mondható el a fém alapanyag oxidációjával létrejövő polikristályos kerámia anyagról is, amelynek hőtágulási tényezője szintén nem nagy. Az 1. ábrán bemutatott elrendezést összeállítása után kemencébe helyezzük. Ezt célszerűen olyan kemenceként választjuk, amelybe a levegő viszonylag szabadon beáramolhat. Ezzel a gőz halmazállapotú oxidálószer behatolása az elrendezésbe biztosított. A kemencén belül a fém alapanyag, például alumínium olvadáspontját meghaladó, de az alkalmazott oxidálószerrel, például a levegő oxigénjével létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletet biztosítunk. A hevítés során a 12a, 12b és 12c szegmensek jelentős mértékű hőtágulása következik be, mégpedig a 18 ágy tágulását nagyságrenddel meghaladó mértékben.

A találmány szerinti elrendezés egyik igen fontos gondolata az, hogy a 12a, 12b és 12c szegmenseknek a hevítés során bekövetkező hőtágulását a szegmensek által meghatározott körvonal mentén bekövetkező kerületi tágulás jelenti. Ezt például a 4. ábrán a 12a, 12b, 12c szegmensek szaggatott vonalú meghosszabbítása jelöli. Az osztott tartálynak a 4., 5. és 7. ábrán bemutatott szegmenseit szobahőmérsékleten folyamatos vonallal ábrázoljuk, míg a szaggatott vonal a hevítés során bekövetkező hőtágulással felvett állapotot jelenti, vagyis az oxidációs folyamat lefolytatásakor megfigyelhető elrendezést. A hőtágulással bekövetkező alakváltozásnak a 4., 5. és 7. ábrán szaggatott vonallal bemutatott mértéke általában a rajzon láthatónál kisebb, a hőtágulást a jobb érthetőség kedvéért a valódinál nagyobb méretűnek tüntetjük fel. A 4. ábrán bemutatott elrendezésre utalva jól látható, hogy a találmány szerinti elrendezésben a szegmensek hőtágulását a körvonal menti kitágulás jelenti, vagyis a szegmensek radiális kitágulása csak minimális mértékű lehet, tehát a 12 osztott tartály térfogata a hevítés során alig változik.

A találmány szerinti megoldás révén az egyes szegmenseknek a tartály hevítése során bekövetkező hőtágulása nem vezet az osztott tartály jelentősebb mérvű térfogati tágulásához. Ha a 12 osztott tartályt egyszerű, osztatlan hengeres hüvelyként hoznánk létre, a tartály térfogata a hevítés következtében viszonylag jelentős növekedést mutatna, a falak egymástól radiális irányban eltávolodnának. Az osztott tartály szegmenseinek kialakításával, közöttük a megfelelő kapcsolati rendszer létrehozásával, például az 1B. és a 4. ábra szerint, a 12 osztott tartály térfogati tágulása alapvetően lecsökkenthető, aminek következményeként a 18 ágyba behatoló oxidációs reakciótermék üreges, repedéses vagy más előnytelen felépítése elkerülhető, ennek veszélye lényegében kiküszöbölhető.

A találmány szerinti elrendezésben a hőtágulásnak a térfogati növekedést csak legfeljebb kis mértékben megengedő másik megoldását az 5. ábra mutatja. Itt 23b és 23c szegmensek 25c' és 25b longitudinális széleikkel vannak egymással szomszédosán elrendezve, de a 25c' és 25b longitudinális szélek közötti távolság jóval nagyobb, mint a 4. ábra szerinti kiviteli alakban bemutatott 16b és 16c' longitudinális szélek közötti távolság. A 25b és 23c szegmensek felett 17 külső lezáróelem van elrendezve, amely az adott esetben a 23c szegmenssel van hegesztéssel összekapcsolva. Természetesen hegesztés helyett más összekapcsolási mód is alkalmazható. A17 külső lezáróelem a 23b szegmens körvonala felett van elrendezve, a 25c' longitudinális szél vonalában van szobahőmérsékleten, illetve kisebb hőmérsékleteken. A 17 külső lezáróelem a 25c' és 25b longitudinális szélek közötti távolságot, amely láthatóan viszonylag nagy, teljes mértékben lefedi és így elősegíti az osztott tartály belsejében elhelyezett ernyő vagy bélés megfogását, illetve a 23 osztott tartályon belül biztosítja a töltőanyag részecskéinek megfogását. Ha a 23 osztott tartály szegmensei a hőmérséklet hatására kitágulnak, a szobahőmérsékleten elfoglalt, folyamatos vonallal jelzett körvonal helyébe az 5. ábrán szaggatott vonallal jelölt körvonal lép. így a szegmens hőtágulása gyakorlatilag nem jár a belső térfogat változásával.

A találmány szerinti elrendezést, például az 1. ábra szerinti kiviteli alakban, elegendő hosszú ideig tartjuk az oxidációs reakció hőmérsékletén ahhoz, hogy a megolvadt fém alapanyag oxidációs folyamata végbemehessen és a 18 ágyban elrendezett töltőanyagot átjáró, magába ágyazó polikristályos oxidációs reakciótermék kialakulásával a kívánt összetett szerkezetű önhordó kerámia testet nyerjük. A 20 forrástestben levő fém alapanyag kimerülése esetén a 26 tartályból pótolhatjuk, amikor is a reakció elegendően hosszú ideig tartó folytatásával végül is a növekvő polikristályos szerkezetű kerámia anyaggal a 38 ernyőként a 12 osztott tartályban elrendezett bélés síkjáig készítjük el a polikristályos anyagot. Amikor a 38 ernyőig a kerámia testet létrehoztuk, a hőmérsékletet lecsökkentjük, az elrendezést hagyjuk lehűlni. A 12 osztott tartályt a 30 támasztó elemből kiemeljük, majd a 40 összetett szerkezetű kerámia testet belőle kinyerjük (3. ábra). A 40

HU 210 664 B összetett szerkezetű kerámia testet az 1. ábrán jelölt X-X sík mentén vagy a sík alatt kis távolságban kijelölt sík mentén történő átvágással nyerjük, majd az átvágással kapott felület szükség szerinti lecsiszolásával kapjuk azt a több elemből álló összetett szerkezetű kerámia testet, amely a 20 forrástest kiindulási alakját inverz módon reprodukálja. Ez az inverz reprodukálás annyit jelent, hogy a 40 összetett szerkezetű kerámia test belsejében 20' központi üreg van, amelynek középvonala mentén 22' és 24' megnövelt átmérőjű kamrák vannak kialakítva. Ez utóbbiakban a fém alapanyag visszamaradó része szilárd állapotban jelen lehet, ha az előállítás során az elrendezésbe a 26 tartályból több fémet juttattunk, mint amennyire szükség van a 40 összetett szerkezetű kerámia test létrehozásához. A 20 központi üregben visszamaradt fém alumíniumot ismert módszerekkel távolíthatjuk el, például fúrással vagy/és savas maratással, aminek eredményeként a 20' központi üreget tartalmazó, 22' és 24' megnövelt átmérőjű kamrákkal létrejött 40 összetett szerkezetű kerámia testet fémmentes állapotban kapjuk.

A 6. és 7. ábrán a találmány szerinti elrendezés egy másik kiviteli alakja látható, amelyben 42 osztott tartály 42a, 42b és 42c szegmensekből áll. A hőtágulást kiegyenlítő elrendezés itt is az egymással párhuzamos, egymással szemben elrendezett, a jelen esetben szintén egyenes vonalú 44a, 44a', 44b, 44b' és 44c, 44c' longitudinális szélekkel van meghatározva. A 6. ábra szerint a 42a, 42b és 42c szegmensek 45a, 45b és 45c felső záróéllel, valamint 47a és 47c alsó záróéllel vannak kialakítva. A 42b szegmens alsó záróéle a 6. ábrán nem látható, azt a többi elem fedi. A 6. ábrán a 42a szegmenst 49 lyukasztással ellátottan mutatjuk be, de a lyukak itt csak a felület egy részén vannak kialakítva, ami azonban nem jelenti azt, hogy általában a teljes felületet szokás lyukasztással ellátni. A 42b és 42c szegmenseknél a 49 lyukasztást nem mutatjuk be, bár itt is szokásosan a teljes felületet a lyukak szabályos rendszere töri át. A találmány szerinti elrendezésben a 42 osztott tartály falát vagy teljes felületén lyukasztjuk, vagy teljes mértékben lyukasztás nélkül hagyjuk, bár a közbenső megoldások is alkalmazhatók.

A 6. ábrán ugyan nincs feltüntetve, de a 7. ábrán jól látható, hogy célszerűen a 42 osztott tartály belső felületén 46 bélést alkalmazunk, amelynek anyaga szitaszerű felépítésben rozsdamentes acél. Ebben a megoldásban a 42a, 42b és 42c szegmensek mindegyike 48a, 48b, 48c oldalperemben végződik, amelyek radiális irányban kiállóan vannak a 42a, 42b és 42c szegmensek 50a, 50b és 50c hengerszerű palásteleméhez csatlakoztatva. A 48a, 48b és 48c oldalperemek külső szélei a 44a, 44b és 44c longitudinális széleket jelentik, amelyek a 44a', 44b' és 44c' longitudinális szélekhez képest, kívül, azokat fedően helyezkednek el. A 6. és 7. ábrán bemutatott kiviteli alaknál a 48a, 48b és 48c oldalperemeket az 50a, 50b és 50c hengerszerű palástelemekkel 52a, 52b és 52c vállrészen keresztül csatlakoztatjuk. így az 5. ábrán bemutatotthoz hasonló elrendezés alakul ki, azzal a különbséggel, hogy a 17 külső lezáró elem helyett itt a 48a, 48b, 48c oldalperemek biztosítják a szomszédos szegmens lefedését. A 48a, 48b, 48c oldalperemek a 42a, 42b és 42c szegmensek anyagának integrális részei, az összeköttetést maga az anyag és nem külön elvégzett művelet adja. A 42a, 42b, 42c szegmensek ennek megfelelően például préseléssel alakíthatók ki.

A 6. és 7. ábrán látható kiviteli alaknál a szomszédos 42a, 42b, 42c szegmensek között egy-egy viszonylag nagy térköz marad vissza. Ennek jó példája az 52c vállrész és a 44b longitudinális szél között létrejött, a 42 osztott tartály körvonalában kialakuló térköz (7. ábra), amely a szaggatott vonallal jelölten képes a 42 osztott tartálynak az összetett szerkezetű kerámia test előállításához szükséges felmelegítésekor, hevítésekor bekövetkező hőtágulását úgy felfogni, hogy ezzel a 42 osztott tartály térfogata nem vagy csak igen kis mértékben változik.

A találmány szerinti elrendezést az alábbi példa hivatott még részletesebben bemutatni.

Példa

Az 1. ábrán bemutatotthoz hasonló elrendezést készítettünk 304 jelű rozsdamentes acélból, amikor is az acéllemezből egymással párhuzamos szélekkel meghatározottan három elemet hoztunk létre. Az azonos nagyságú elemekből az 1. ábra 12 osztott tartályának megfelelő alakzat létrehozására hengeres összeállítást szereltünk össze, ahol lényegében 120°-os ívhez tartozóan hajlítottuk meg a lemezeket. A rozsdamentes acélból készült lemezek mindegyikét 1,59 mm átmérőjű lyukakból álló szabályos alakú lyukasztással láttuk el, ahol a lyukak egymáshoz viszonyítva 2,4 mm távolságra voltak elrendezve. A 304 jelű rozsdamentes acélból abroncsszerű megerősítő elemeket is létrehoztunk, amelyeket a szegmensek külső felületére hegesztettünk, mégpedig longitudinálisán kiálló irányban. A szegmenseket az 1B. és 2. ábra szerint egymást kikerülőén helyeztük el úgy, hogy hőtáguláskor ne feszülhessenek egymáshoz. Az abroncsszerű megerősítő elemeket úgy helyeztük el, hogy a hőtágulás során szintén ne képezhessenek megtámasztási felületeket. Az így előállított 12 osztott tartály belső átmérője hozzávetőlegesen 190 mm volt.

A fém alapanyagból elkészített hengeres testet helyeztünk az osztott tartály belsejében el, az osztott tartály hossztengelyével koaxiálisán és a belső teret ezt követően a Norton Co. 38 Alundum jelű készítményéből álló töltőanyag ágyában helyeztük el, amely ágy az

1. ábra szerinti 18 ágynak felel meg. A töltőanyagot szilíciummal, mint dópoló anyaggal egészítettük ki. Az 1. ábra 26 tartályával analóg módon a fém alapanyagból itt is tartályt hoztunk létre, amelyet a fém alapanyagból készült forrástest felső részéhez illesztettünk és körülötte 38 Alundum jelű készítményből dópoló anyag bevitele nélkül hoztunk létre ágyat. Mindkét esetben 90 őrleményt használtunk. A fém alapanyag mind a 20 forrástestben, mind pedig a 26 tartályban 101% szilícium és 3 t% magnézium tartalmú alumínium ötvözet, ahol az ötvöző összetevők a belső dópoló anyag szerepét látják el. Az osztott tartályt tartalmával

HU 210 664 B együtt az 1. ábrán bemutatotthoz hasonló tartószerkezetbe helyeztük, amely az ott bemutatott 32 hengeres edénynek megfelelő külső hengerből állt. Ebben 19 mm átmérőjű, véletlenszerű eloszlásban létrehozott légáteresztő nyílások voltak, amelyek a 34 lyukasztásnak (1. ábra) felelnek meg. A külső henger nagyjából 320 mm belső átmérőjű kerámia test volt, amelyet önthető alumínium-trioxidból, például az AP Green Corp. cég által gyártott AP Greencast 94 jelű tűzálló anyagból készítettünk el. A hengeres alakú osztott tartály és a külső, támaszelemként szolgáló henger közötti teret az 1. ábrán bemutatott 36 törmelékes anyag szerepének biztosítására szabálytalan alakú öntött kerámia darabokkal töltöttük ki, amelyeket a külső henger alapanyagából hoztunk létre.

Az osztott tartály belső terében 304 jelű rozsdamentes acélból készült lyukasztott lemezt helyeztünk el, amely az 1. és 18. ábra szerinti 38 ernyő, mint bélés szerepét játszotta.

A 38 Alundum jelű készítmény 90 őrleményéből 97 t%-nyit 3 t%-nyi 1 jelű száraz homokkal (a Newport kereskedelmi homok) kevertük ki, ahol a homok 88 t%-ban legfeljebb 0,149 mm szemcsézettségű volt. A részecskéket golyós malomba helyeztük, 24 órán keresztül őröltük, majd levegő jelenlétében 24 órán keresztül 1250... 1425 °C hőmérsékleten égettük. A homok mint szilícium-dioxid csillogó anyaggá alakult, az alumínium-trioxid részecskéinek bevonatát alkotva. Az így kapott összetömörödött anyagot finomszemcsés anyaggá őröltük és a töltőanyag permeábilis szerkezetű ágyát ebből készítettük el.

A fentiekben leírt elrendezést szellőzéssel ellátott kemencébe helyeztük, ahol a levegő cirkuláltatásával biztosítottuk az oxidálószert. A kemencét a környezeti hőmérséklettől mintegy 10 óra alatt emeltük 1250 ’Cra, ezt követően ez utóbbi hőmérsékletet 225 órán keresztül tartottuk, majd 30 órás hűtési folyamattal tértünk vissza a környezeti hőmérsékletre.

A lehűlt elrendezést kinyertük a töltőanyag ágyából. Megállapítható volt, hogy olyan polikristályos oxidációs reakcióterméket tartalmazó összetett szerkezetű kerámia test keletkezett, amelyben a megolvadt alumínium és a levegő mint oxidálószer közötti reakció eredményeként létrejött anyag a dópolt töltőanyag részecskéit magába fogadta. Az összetett szerkezetű kerámia test belső terében az alumínium fém alapanyagnak a reakcióban részt nem vett része megszilárdult állapotban maradt vissza, mégpedig az eredeti fém forrástest alakjában. Az osztott tartályt az összetett szerkezetű test felületéről könnyen el lehetett távolítani, de ehhez össze kellett törni, mivel a folyamat eredményeként szilárdsága lecsökkent, anyaga nagy mértékben oxidálódott.

A találmány szerinti eljárás az itt leírt elrendezésekkel jól foganatosítható. A fém alapanyag és az oxidálószer, valamint szükség szerint egy vagy több, a fém alapanyagot kiegészítő dópoló anyag alkalmazásával az eljárás különböző módokon foganatosítható, ehhez sokféle elrendezés hozható létre. így például a fém alapanyag lehet alumínium, szilícium, titán, ón, cirkónium vagy hafnium. A legelőnyösebbnek az alumínium mint fém alapanyag alkalmazása bizonyult, amelynél a legjobb eredményeket oxigén tartalmú gáz mint oxidálószer hatása biztosította. A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös foganatosításánál az oxidálószer lényegében levegő, a oxidációs reakció eredményeként alumínium-trioxid keletkezik, a hőmérséklettartomány 850... 1450 °C, amelyen az oxidációs reakció megbízhatóan végbemegy. Minél inkább tűzálló, magasabb olvadáspontú a kiindulási fém alapanyag, annál magasabb olvadáspontú osztott tartállyal kell az elrendezést létrehozni.

A kinyert összetett szerkezetű kerámia test szerkezeti vizsgálata bizonyítja, hogy a polikristályos felépítésű oxidációs reakciótermék egymással három dimenzióban kapcsolódó krisztallitokból épül fel. A krisztallitok között a fémes összetevő is jelen lehet, ezen kívül pórusok szintén kialakulhatnak, ahol a folyamat feltételeitől, a fém alapanyagtól, a dópoló anyagtól függően mind a pórusok, mind pedig a fémes összetevő rövidebb-hosszabb járatokban egymással is kapcsolódnak.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a polikristályos felépítésű oxidációs reakcióterméket a fém alapanyag oxidálásával addig állítjuk elő, amíg az oxidációs reakciótermék a töltőanyag részecskéit a kívánt mértékben át nem járja. Ezt a kívánt mértéket például az osztott tartály belső felületének kialakításával vagy belső bélés alkalmazásával lehet beállítani. Az osztott tartály, illetve a bélés a polikristályos kerámia anyag további növekedése szempontjából gátló anyagként működik, vagyis a bélés, illetve a tartály képes arra, hogy az összetett szerkezetű kerámia test külső felületének geometriáját nagy pontossággal meghatározza.

A fém alapanyag a forrástestből kifogyó fém utánpótlását biztosító tartályként is elrendezhető a töltőanyag masszájában vagy ágyában. A tartályt úgy rendezzük el, hogy a gravitációs erő hatására a megolvadt fém az elfogyó fém helyébe follyék és így az oxidációs reakció folyamatában kimerülő forrástest utánpótlása fémmel biztosított legyen. Erre különösen akkor van szükség, ha a polikristályos szerkezetű kerámia anyagot viszonylag nagy mennyiségben kell előállítani.

A találmány szerinti eljárásnak olyan foganatosítási módja is lehetséges, amikor a permeábilis szerkezetű töltőanyag masszáját a megfelelően kialakított felületű fém alapanyaggal szoros érintkezésben hozzuk létre. Ennek az az előnye, hogy a létrejövő összetett szerkezetű kerámia struktúra egy vagy több belső üreggel őrzi negatív mintaként a fém alapanyag eredeti alakját, inverz módon reprodukálja a fém alapanyagot. így például a fém alapanyagból készült alakos test teljes egészében beágyazható a permeábilis szerkezetű töltőanyag masszájába és megfelelő oxidatív feltételek között olyan kerámia test hozható létre, amely a fém alapanyagot körbevevő töltőanyag részecskéit teljes egészében befogadó, a töltőanyag kiindulási szerkezetét gyakorlatilag nem befolyásoló oxidációs reakciótermékből épül fel. Ilyenkor a fém alapanyag helyén üreg marad vissza. A visszamaradó üreg alakja pontosan

HU 210 664 Β követi a kiindulási fém alapanyag alakját, vagyis a töltőanyag ilyenkor mintegy öntőmintaként viselkedik. Mivel a töltőanyagon belül az oxidációs reakciótermékből kifejlődő héjszerkezet két oldalán az ilyen kifejlesztés során jelentős nyomáskülönbség alakulhat ki, a töltőanyagba beágyazott fém alapanyag felületének szomszédságában vagy a töltőanyag egészében önhordó szerkezetet kell létrehozni, például a töltőanyag részecskéinek szintereléses vagy más módon történő öszekapcsolásával. Az ilyen egymáshoz kapcsolt részecskék az oxidációs reakciótermék növekedésének kezdeti szakaszában elegendő mechanikai szilárdságot adhatnak az összeállításnak ahhoz, hogy a növekvő héj szerű oxidációs reakciótermék a folyamat kezdetén a nyomáskülönbség miatt ne omoljon össze. Az oxidációs reakciótermék egy adott vastagságtól kezdve általában már szerkezetileg is képes a nyomáskülönbség elviselésére, ilyen pótlólagos, kiegészítő jellegű szilárdságnövelő intézkedésre nincs szükség.

A találmány értelmében tehát a fém alapanyag kívánt alakra hozható és a fém alapanyag alakos részét a permeábilis szerkezetű töltőanyag masszájába ágyazhatjuk, amikor is a töltőanyagtól mentes fémfelületek az oxidációs reakció során nem kerülnek inverz reprodukálásra. Ilyenkor a környező atmoszférától elválasztott belső üreg nem alakítható ki, hiszen az oxidációs reakciótermék a töltőanyagba hatol be, annak szerkezetét fogadja magába. Ebben az esetben tehát a nyomáskülönbség problémája nem lép fel és így a töltőanyagból sem kell bizonyos meghatározott szilárdságú szerkezetet kialakítani, bár ez adott esetben kívánatos lehet.

Az is nyilvánvaló, hogy a jelen találmány szerinti eljárás szempontjából nem lényeges, hogy a fém alapanyag alakos testként van-e kialakítva, amelynek teljes térfogatát vagy a térfogat egy részét inverz módon a permeábilis szerkezetű töltőanyaggal reprodukálni kell. A töltőanyag ágyára egyszerűen elhelyezhető a fém alapanyag egy darabkája, majd azt megolvasztjuk vagy a fém alapanyagot eleve olvasztott állapotban helyezzük el a töltőanyagon és így az oxidációs reakciótermék a töltőanyag felszínétől kezdve indulva növekszik a töltőanyag szerkezetébe.

A fém alapanyagnak a töltőanyagba beágyazott része állhat egy vagy több darabból, kialakítására nézve lehet egyszerű henger, rúd, öntecs, tömb vagy hasonló, alakítása lehetséges a fémmegmunkálás tetszőleges eszközeivel mint forgácsolással, öntéssel, extrudálással, hengerléssel, stb. Az összetett szerkezetű kerámia testben a fém alapanyag eltávozásával visszamaradó negatív alakzatot vagy üreget a megszilárdult fém alapanyag kisebb-nagyobb mennyisége töltheti ki, miután az oxidációs reakciót befejeztük. A megszilárdult fém alapanyagot az üregből ismert módon távolíthatjuk el. Az így kapott összetett szerkezetű alakos kerámia termék ennek megfelelően polikristályos kerámia mátrixot, a kerámia mátrixba ágyazott töltőanyagot és szükség szerint egy vagy több belső megerősítő elemet tartalmazhat. A kerámia mátrix alkotói között lehet a fém alapanyag egy vagy több oxidálatlan összetevője, szerkezetében a fém mellett üregek, pórusok is jelen lehetnek, míg felületi alakját az határozza meg, hogy a töltőanyagba milyen alakú fém alapanyagot helyeztünk. A fém alapanyag tehát ennek megfelelően általában jelen van a kerámia mátrix összetevői között és ugyancsak megjelenhet a negatív alakzat vagy az üreg belső terében, amikor a fém alapanyag az oxidációs reakció befejezésekor lehűl.

A találmányt az előzőekben mindenekelőtt alumíniumra, mint fém alapanyagra hivatkozással írtuk le. Ez azonban nem jelentheti a fém alapanyag korlátozását az alumíniumra. Számos további fémmel is lefolytatható a javasolt eljárás, mint például szilíciummal, titánnal, ónnal, cirkóniummal vagy hafniummal. A fém alapanyagot alumíniumként megválasztva általában az alumínium-trioxid alfa módosulatát vagy alumíniumnitridet kapunk oxidációs reakciótermékként; titán fém alapanyag esetében az oxidációs reakciótermék titánnitrid vagy titán-borid; ha a fém alapanyag szilícium, általában szilícium-karbid, szilícium-borid vagy szilícium-nitrid az oxidációs reakciótermék legfontosabb összetevője. A reakció lefolytatásához a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószeren kívül alkalmas lehet a szilárd vagy folyékony halmazállapotú oxidálószer is. A különböző halmazállapotú oxidálószerek keverékben szintén használhatók. Nem teljes listája az oxidálószereknek a következő: oxigén, nitrogén, halogénelem, kén, foszfor, arzén, szén, bór, szelén, tellúr, ezek vegyületei és keverékei, mint például a szilícium-dioxid (ez kiváló oxigénforrás), metán, etán, propán, acetilén, etilén és propilén (mint szén forrásai), továbbá keverékek, mint levegő, H₂/H₂O és CO/CO₂, illetve ez utóbbi kettő (tehát H₂/H₂O és CO/CO₂) keveréke, amelyek különösen alkalmasak a környezet oxigénaktivitásának csökkentésére. Ennek megfelelően a találmány szerinti eljárással előállított kerámia testben lehetséges, hogy egy vagy több oxid, nitrid, karbid, borid és oxinitrid van, mint oxidációs reakciótermék, jelen. Alumínium mint fém alapanyag alkalmazása esetén tehát az oxidációs reakciótermék lehet az alumínium oxidja, nitridje, karbidja, boridja, míg szilícium esetében a borid, titánnál a nitrid, borid, stb. Általában megállapítható, hogy az oxidációs termékek a nitridek, boridok, karbidok, szilicidek és az oxidok. A folyamat molibdénből kiindulva molibdén-szilicid oxidációs reakciőtermékkel is megvalósítható.

A találmány szerinti eljárás foganatosításakor általában gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószert használunk. Ez azonban nem jelenti, hogy adott esetben nem lehet célszerű folyékony vagy szilárd halmazállapotú oxidálószer alkalmazása. Ha a töltőanyagot átnövő kerámia szerkezet létrehozásához az oxidáló anyagot gáz vagy gőz szolgáltatja, a töltőanyagot olyan szerkezetűnek kell kialakítani, hogy ágya a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószert átengedje, az lényegében akadálymentesen kerüljön az olvasztott fémmel kapcsolatba. A gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer olyan gőzt vagy normál állapotban gáz alakú anyagot jelent, amely célszerűen atmoszferikus nyomáson oxidáló környezet létrehozására képes. így pél9

HU 210 664 B dául a gáz halmazállapotú oxidálószerek közül mindenekelőtt az oxigén és az oxigéntartalmú gázok alkalmazása a legcélszerűbb (ideértve a levegőt), és ha a fém alapanyag alumínium, a kerámia terméket alumínium-oxidból kell előállítani, akkor nyilvánvaló gazdasági meggondolások miatt a levegő a legkedvezőbb oxidálószer. Ha az oxidálószert úgy azonosítjuk, hogy az egy megadott gázt vagy gőzt tartalmaz, esetleg ebből az anyagból áll, ez annyit jelent, hogy a megadott gőz vagy gáz a reakció feltételei között az oxidálószerben a kizárólagos, a túlnyomó vagy legalábbis a nagyobb részt alkotó oxidáló összetevő, amely az oxidációs reakció feltételei között a fém alapanyag oxidálását biztosítja. így például a levegő általában nitrogéntartalmú gáznak minősül, hiszen nitrogéntartalma sokkal nagyobb, mint benne az oxigén mennyisége, mégis a levegőt a találmány vonatkozásában oxigéntartalmú gáznak tekintjük, mivel a fém alapanyag oxidációs reakciójának lefolytatásánál levegő alkalmazása esetében a hatás mindenekelőtt az oxigén jelenlétének köszönhető. Ennek megfelelően a levegő ez esetben az oxigéntartalmú gáz kategóriájába esik, a nitrogéntartalmú gázok között a jelen találmány értelmében oxidálószerként nem említhető meg. A nitrogéntartalmú gáz, mint oxidálószer példája lehet a 96 t% nitrogént és 4 tf% hidrogént tartalmazó formázó gáz.

Szilárd oxidálószer alkalmazása esetén ezt általában a töltőanyag ágyában eloszlatjuk, vagy a fém alapanyag környezetében a töltőanyag adott részében kikeverten használjuk, amikor is szemcsés anyagként a töltőanyag részecskéivel keveredik, vagy esetleg a szemcsés töltőanyag részecskéin létrehozott bevonatként van jelen. A szilárd oxidálószerek között vannak elemek, mint a bőr vagy a szén, de találhatók redukálható vegyületek, mint a szilícium-dioxid vagy azok a boridok, amelyek termodinamikai stabilitása kisebb, mint a fém alapanyag és a borid reakciójával létrejövő terméké. így például alumínium fém alapanyag mellett oxidálószerként bórt vagy redukálható bórvegyületet alkalmazva a létrejövő oxidációs reakciótermék az alumínium-borid.

Bizonyos feltételek között a szilárd oxidálószer jelenlétében lezajló oxidációs reakció olyan intenzív módon folyhat le, hogy az oxidációs reakciótermék a folyamat exoterm jellege miatt esetleg megolvad. Ez erőteljesen károsíthatja az előállított kerámia struktúra finomszerkezeti homogenitását. Az exoterm reakció gyors lefutását elkerülhetjük, a folyamatot szükség szerint lelassíthatjuk, ha a töltőanyagba viszonylagosan semleges összetevőket keverünk, amelyeket a kis reakcióképesség jellemez. A semlegesnek tekinthető töltőanyagok példái között szerepelnek azok, amelyek az adott oxidációs reakcióban reakciótermékként nyerhetők.

A folyékony oxidálószerek alkalmazása esetén a töltőanyag tömegének egészét vagy célszerűen csak egy részét, mégpedig a megolvasztott fém alapanyag környezetében, impregnáljuk, mégpedig a töltőanyag átitatásával vagy részecskéinek bevonásával. Amikor folyékony oxidálószert említünk, olyan anyagot értünk ezen, amely az oxidációs reakció feltételei között folyékony halmazállapotú még akkor is, ha ezt a halmazállapotot szilárd halmazállapotból kiindulva a megemelt hőmérséklet hatásával biztosítjuk. Ezért az oxidációs reakció hőmérsékletén megolvadó sók is folyékony oxidálószemek minősülnek. A folyékony oxidálószemek lehet folyékony halmazállapotú elővegyülete is, például olyan anyag oldata, amely a töltőanyag egészének vagy egy részének impregnálására annak bemerítésével használunk, és amely az oxidációs reakció feltételei között megolvad vagy felbomlik és ezzel biztosítja a szükséges oxidáló összetevőt. A folyékony oxidálószerek példái között kell említeni az alacsony olvadáspontú üvegeket. Szilárd és/vagy folyékony halmazállapotú oxidálószer alkalmazása esetén, ha nincs szükség gáz vagy gőz halmazállapotú oxidálószerre, a találmány szerinti elrendezésben, illetve eljárásban az osztott tartályt és a benne, illetve vele csatlakozóan kialakított támasztó szerkezeteket nem kell lyukasztással ellátni, hiszen nincs szükség a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer szabad útjának biztosítására.

A gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer hatását azonban a folyékony és/vagy szilárd halmazállapotú oxidálószerek jól egészíthetik ki. így a töltőanyag ágyába bekevert oxidatív összetevő különösen jó hatású lehet az oxidációs reakció meggyorsításában, ha az a határfelületek mögött van a töltőanyagba bekeverve. Ennek megfelelően a kiegészítő oxidálószerekkel a fém alapanyag oxidációs folyamatának kinetikáját előnyösen befolyásolhatjuk, mégpedig egyszerűbb eszközökkel, mint ha ezt a befolyást a töltőanyagon kívül elhelyezkedő tényezőkkel próbálnánk biztosítani. A kerámia mátrix kifejlődését az ilyen pótlólagos oxidálószerek a töltőanyagon belül jelentős mértékben elősegítik, a bekeverés konfigurációjával pedig biztosítható a kitűzött alak nagy pontosságú elérése.

A találmány szerinti eljárás, illetve elrendezés megvalósításához szükséges töltőanyagot az erre a célra alkalmas anyagok széles köréből lehet választani. A töltőanyag lehet alakítható, ami annyit jelent, hogy az osztott tartályban a töltőanyag egyenletesen elosztok, követi a belső térben kialakított felületeket. Ez a fém alapanyagra is vonatkozik, vagyis az alakítható töltőanyag mind a fém alapanyagból készült forrástestet, mind pedig az osztott tartály belső felületeit jól követi. Ha a töltőanyagot például alumínium-trioxidból, vagy más tűzálló fémoxid finom szemcsés frakciójából hozzuk létre, akkor mind a tartály, mind pedig a tokozás, illetve a fém alapanyag felületének pontos követése biztosítható. A töltőanyagnak azonban egyáltalában nem kell finomszemcsés anyagnak lennie ahhoz, hogy alakítható legyen. Létrehozható rövid szálakból, gyapotszerű anyagokból, például acélgyapotból. A töltőanyag két vagy több különböző geometriai konfigurációjú összetevőből is létrehozható, ha ezzel biztosítható a tartály belső terének jő kitöltése, a felületekhez való pontos illeszkedés. Természetesen a fém alapanyaghoz való pontos illeszkedés biztosítása is alapfeltétel, legalábbis a fém alapanyagból álló forrástestnek azoknál a részeinél, amelyeket a töltőanyagba merítünk. A töltő10

HU 210 664 B anyag különböző alakú és anyagi minőségű frakciókból is kikeverhető, például üreges testekből, szemcsékből, porokból, szálakból, pálcikákból, gömbökből, golyókból, acélgyapotból, lemezkékből, tömörítvényekből, forgácsokból, rudakból, egyenes szálakból, lemezekből, pelletekből, csövekből, tűzálló szálakból, csőszerű készítményekből. A kerámia alapú töltőanyagok alapanyagai közé lehet sorolni az alumínium, a szilícium, a titán, a hafnium, a cirkónium oxidjait, karbidjait, nitrideit és boridjait.

Mint már említettük, a találmány szerinti eljárás foganatosításában az oxidációs reakciótermék kifejlesztésének elősegítésében egy vagy több „dópoló összetevő” is igen előnyös hatást fejthet ki. A dópoló összetevő bevihető a folyamatba akár a fém alapanyag ötvöző összetevőjeként, akár a fém alapanyag felületére vagy felületének közvetlen környezetében elhelyezett forrásként, mint például a dópoló anyag redukálható oxidjaként. A két lehetőség együttesen is használható, míg további lehetőségként adódik az is, hogy a növekvő oxidációs reakciótermék tulajdonságainak befolyásolására, mint például az 1. és 2. ábrán bemutatott kiviteli alakoknál a dópoló összetevőket részben vagy teljes mértékben a töltőanyagba visszük be, illetve ilyen összetevőket tartalmazó anyagokból készítjük el a töltőanyag permeábilis szerkezetű ágyát. Mint említettük, az említett lehetőségek egyidejűleg is kihasználhatók. Amikor tehát a dópoló anyagot a találmány értelmében a fém alapanyaggal együtt használjuk, ez az említett három lehetőség valamelyikének kihasználását jelenti. A dópoló anyagok közé kell sorolni a magnéziumot, a szilíciumot, a cinket, a germániumot, az ónt, az ólmot, a bórt, a nátriumot, a kalciumot, a lítiumot, a foszfort, az ittriumot és a ritkaföldfémeket. A ritkaföldfémek között általában a lantán, a cérium, a prazeodímium, a neodímium és a szamárium szerepel. A magnézium és a szilícium kombinációja különösen jól befolyásolja az oxidációs folyamatot, ha alumíniumot levegő, mint oxidálószer jelenlétében dolgozunk fel.

A találmány szerinti eljárással, illetve elrendezéssel kapott összetett szerkezetű kerámia testek általában sűrű koherens anyagú képződmények, ahol a teljes térfogatot 5... 98 tf%-ban a polikristályos mátrixba beágyazódott töltőanyag egy vagy több komponense alkotja. Alumínium fém alapanyag levegővel történő oxidációjával vagy oxigén jelenlétében előállított oxidációs reakcióterméke mintegy 60... 98 t%-ban (a polikristályos anyagra számítva) egymással kapcsolódó alumínium-trioxid szemcsékből (alfa módosulat) áll, míg ugyancsak a polikristályos szerkezetű anyagra vonatkoztatva 1... 40 t%-ot a fém alapanyag és összetevői tesznek ki fémes, azaz oxidálatlan állapotban.

Claims (29)

1. Elrendezés összetett szerkezetű önhordó kerámiaestek készítésére, azzal jellemezve, hogy töltőanyaggal és töltőanyag részecskéit befogadó polikristályos struktúrájú kerámia mátrixszal felépülő, a kerámia mátrixban fém alapanyag oxidációs reakciótermékét és adott esetben egy vagy több fémes összetevőt tartalmazó összetett kerámia szerkezet létrehozására, (a) osztott tartállyal (12, 23, 42), (b) töltőanyagnak az osztott tartályban eloszlatott permeábilis szerkezetű masszájából létrehozott ággyal (18) és (c) a töltőanyag permeábilis szerkezetű masszájával érintkezőén elrendezett, fém alapanyagot leadó forrástesttel (20) van kialakítva, ahol az osztott tartály (12, 23, 42) egy vagy több, anyagában a töltőanyagnál nagyobb hőtágulási tényezőjű szegmenst (12a, 12b, 12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) tartalmaz, továbbá a szegmensek (12a, 12b, 12c, 23 b, 23c, 42a, 42b, 42c) hőtágulásukkor egymást elkerülő módon, az osztott tartálynak (12, 23, 42) a hőmérséklet emelkedésekor bekövetkező térfogatváltozását, radiális méretnövekedését korlátozó módon vannak egymáshoz csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az osztott tartály (12,23,42) lyukasztással (14, 34, 49) kialakított szegmensekből (12a, 12b, 12c, 42a, 42b, 42c) van felépítve.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az osztott tartály (12, 23, 42) (i) két vagy több koaxiálisán elrendezett hengerpalást alakú szegmensből (12a, 12b, 12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) van hengerszerű testet meghatározóan kialakítva, ahol (ii) a szegmensek (12a,12b,12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) páronként egymás mellett elrendezett longitudinális szélekkel (16a, 16a’, 16b, 16b', 16c, 16c', 25b, 25c', 44a, 44a', 44b, 44b', 44c, 44c') vannak kialakítva, amelyek egymáshoz viszonyítva térben eltoltan és a szegmensek (12a, 12b, 12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) között körvonal mentén fennmaradó térközt meghatározóan vannak elrendezve.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a szegmensek (12a,12b,12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) egymás mellett elrendezett longitudinális szélei (16a, 16a', 16b, 16b', 16c, 16c', 23b, 25c', 44a, 44a', 44b, 44b', 44c, 44c') egymáshoz viszonyítva radiális irányban eltoltan vannak kialakítva.

5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a szegmensek (12a,12b,12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) egymás mellett elrendezett longitudinális szélei (16a, 16a', 16b, 16b', 16c, 16c', 23b, 25c', 44a, 44a', 44b, 44b', 44c, 44c') közül az egyik a szegmensek (12a, 12b, 12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) által meghatározott körvonalon kívül, a másik pedig a körvonalon belül vagy a körvonalon elhelyezkedően van kialakítva.

6. Az 5. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a longitudinális szélek (16a, 16a', 16b, 16b', 16c, 16c', 23b, 25c', 44a, 44a', 44b, 44b', 44c, 44c') közül a körvonalon kívül kialakítottak (16a, 16b, 16c, 44a, 44b, 44c) a körvonalat meghatározó sugár irányában vannak elrendezve.

HU 210 664 B

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a szegmensek (42a, 42b, 42c) egymással szemben elrendezett longitudinális szélekkel (44a, 44a', 44b, 44b', 44c, 44c') és legalább egy hosszirányban kialakított oldalperemmel (48a, 48b, 48c) határolt testként vannak elrendezve, ahol az oldalperemek (48a, 48b, 48c) (i) a testhez vállrészen (52a, 52b, 52c) vannak csatlakoztatva, (ii) a test által meghatározott felületből radiálisán kiállóan, a vállrész (52a, 52b, 52c) által meghatározott felületen kívül vannak elrendezve és (iii) a test által meghatározott felületből kiálló longitudinális széleket (44a, 44b, 44c) tartalmaznak, ahol a vállrész (52a, 52b, 52c) és a test másik longitudinális széle (44a', 44b', 44c') között térköz van, míg az osztott tartályt (42) alkotó szegmensek (42a, 42b, 42c) körvonalon kívül fekvő longitudinális széle (44a, 44b, 44c) a szomszédos szegmens (42a, 42b, 42c) hozzá közelebb fekvő longitudinális szélével (44a', 44b', 44c') hőtáguláskor a szegmens (42a, 42b, 42c) körvonal menti kitágulását megengedő térközt meghatározóan van elrendezve.

8. A 7. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalperemek (48a, 48b, 48c) a szegmensek (42a, 42b, 42c) testéhez viszonyítva radiális irányban kívül vannak kialakítva és ennek megfelelően az oldalperemek (48a, 48b, 48c) lezáró longitudinális szélei (44a, 44b, 44c) radiálisán a testhez viszonyítva kiálló élt tartalmaznak.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az osztott tartály (12, 23, 42) magas olvadáspontú nikkel alapú vagy vas alapú ötvözetből, különösen rozsdamentes acélból van kialakítva.

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az osztott tartály (12,23, 42) hengeres hüvelyt alkotó longitudinális palástelemekként kialakított szegmensekből (12a, 12b, 12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) van összeállítva.

11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az osztott tartály (12, 23, 42) legalább egy szegmensében (12a, 12b, 12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) lyukasztással (14, 34, 49) ellátott bélés (46) van elrendezve.

12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az osztott tartályon (12, 23,42) kívül, annak szegmenseivel (12a, 12b, 12c, 23b, 23c, 42a, 42b, 42c) kapcsolódóan elrendezett támasztóelemet (30) tartalmaz.

13. A12. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a támasztóelem (30) lyukasztással (34) ellátott, az osztott tartályt (12) befogadó hengeres edényként (32) van kialakítva.

14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a forrástest (20) a fém alapanyag mellett dópoló anyagot tartalmaz.

15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag ágya (18) laza szerkezetű összetevőkből van kialakítva.

16. Eljárás összetett szerkezetű önhordó kerámia testek készítésére, amikor is fém alapanyag oxidjával kerámia szerkezetű anyagot hozunk létre, azzal jellemezve, hogy (a) fém alapanyagot oxidálószer jelenlétében hevítünk, hevítés közben töltőanyagból álló ággyal érintkeztetjük, a fém alapanyagból olvadéktestet hozunk létre, az olvadéktestben levő fém alapanyagot az oxidálószerrel létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti, célszerűen 600 °C és 1700 °C közötti hőmérsékleten tartva az oxidálószerrel reakcióba viszszük és a keletkezett oxidációs reakcióterméket az olvadéktest felületével és az oxidálószerrel érintkezésben tartjuk; (b) a hőmérsékletet továbbra is az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti értéken tartva az olvadéktestből a megolvadt fém alapanyag az oxidációs reakcióterméken keresztül folyamatosan az oxidálószer irányába áramlik, miközben az a töltőanyaggal kitöltött térrészbe jut és ezzel a töltőanyag ágyán belül, az oxidálószer és a már kialakult oxidációs reakciótermék határfelületén az oxidációs reakcióterméket folyamatosan növesztjük; és (c) az oxidációs reakciótermék növesztését a töltőanyag ágyának teljes átjáratásáig folytatjuk, amivel az oxidációs reakcióterméket és a töltőanyagot tartalmazó összetett szerkezetű kerámia anyagot hozunk létre, ahol a töltőanyag ágyát egy vagy több szegmensből álló, a töltőanyag ágyánál nagyobb hőtágulási tényezővel jellemzett anyagból készült osztott tartályban hozzuk létre, a szegmenseket a hőmérséklet növelése során egymáshoz viszonyítva a töltőanyag ágyát körbefogóan tágulást megengedő, de a radiális méretnövekedést korlátozó módon rendezzük el.

17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az osztott tartályt lyukasztott szegmensekből állítjuk össze és a fém alapanyagot gáz vagy gőz halmazállapotú oxidálószerrel visszük oxidációs reakcióba.

18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az osztott tartályt (i) két vagy több koaxiálisán elrendezett hengerpalást alakú szegmensből hengerszerű testet meghatározóan és (ii) a szegmensekben páronként egymás mellett elrendezett longitudinális szélekkel alakítjuk ki, ahol a longitudinális szélek elrendezésével a szegmensek között körvonal mentén fennmaradó térközt hozunk létre.

19. A 16-18. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szegmensek egyik longitudinális szélét a másik szegmens másik longitudinális széléhez viszonyítva radiális irányban eltoltan alakítjuk ki.

20. A 16-19. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szegmensek egymás mellett elrendezett longitudinális szélei közül az egyiket a szegmensek által meghatározott körvonalon kívül, a másikat a körvonalon belül vagy azon elhelyezkedően alakítjuk ki.

21. A 16-20. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a longitudinális szélek közül a körvonalon kívül kialakítottakat a körvonalat meghatározó sugár irányában helyezzük el.

HU 210 664 B

22. A 16-21. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az osztott tartályon belül legalább egy szegmensen lyukasztott bélést helyezünk el.

23. A 16-22. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az osztott tartályt nikkel vagy vas alapú, magas olvadáspontú ötvözetből, különösen rozsdamentes acélból alakítjuk ki

24. A 16-23. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém alapanyagot az oxi- 10 dációs reakció előtt a töltőanyag ágyába teljes térfogatában beágyazzuk.

25. A 16-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy fém alapanyagként alumíniumot, gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószerként 15 oxigéntartalmú gázt, előnyösen levegőt használunk.

26. A 16-25. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alumínium-trioxidból álló oxidációs reakcióterméket hozunk létre és az oxidációs reakció lefolytatására 850 °C és 1450 °C közötti hő5 mérsékletet választunk.

27. A 16-26. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy fém alapanyagként alumíniumot, szilíciumot, titánt, ónt, cirkóniumot vagy hafniumot használunk

28. A 16-27. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém alapanyagot az oxidációs folyamatot elősegítő, a kerámia struktúra tulajdonságait javító dópoló anyaggal egészítjük ki.

29. A 16-28. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag ágyát laza szerkezetű összetevő(k)ből alakítjuk ki.