HUT63130A - Process for producing heat storing medium comprising metal body and cermaic enveloping it - Google Patents
Process for producing heat storing medium comprising metal body and cermaic enveloping it Download PDFInfo
- Publication number
- HUT63130A HUT63130A HU883523A HU352388A HUT63130A HU T63130 A HUT63130 A HU T63130A HU 883523 A HU883523 A HU 883523A HU 352388 A HU352388 A HU 352388A HU T63130 A HUT63130 A HU T63130A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- parent metal
- filler
- metal
- oxidation reaction
- reaction product
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 239
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 239
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 90
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 82
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 109
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 70
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 106
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 104
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 81
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 43
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 35
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 33
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 33
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 6
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 5
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 claims 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 2
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012754 barrier agent Substances 0.000 claims 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 claims 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 23
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 21
- 239000003570 air Substances 0.000 description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 6
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 6
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 3
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000003405 preventing effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000952 Be alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091006149 Electron carriers Proteins 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] Chemical group [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDVLWXIUWKQAHA-UHFFFAOYSA-N [Si].[Mo].[B] Chemical compound [Si].[Mo].[B] NDVLWXIUWKQAHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910002063 parent metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- BPILDHPJSYVNAF-UHFFFAOYSA-M sodium;diiodomethanesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C(I)I BPILDHPJSYVNAF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12007—Component of composite having metal continuous phase interengaged with nonmetal continuous phase
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
- Y10T428/1314—Contains fabric, fiber particle, or filament made of glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide, or metal carbide or other inorganic compound [e.g., fiber glass, mineral fiber, sand, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
- Y10T428/1317—Multilayer [continuous layer]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Table Devices Or Equipment (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Description
Eljárás fémtestet és/azt betokozó kerámiát tartalmazó hőtároló közeg előállítására
LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP, Newark, Delaware,
Amerikai Egyesült Államok
Feltalálók:
RAPP Róbert Anthony
LaROCHE, Evans Allén Jr.
Columbus,
Middletown,
Amerikai Egyesült Államok
A bejelentés napja: 1988. 07. 05.
Elsőbbsége: 1987. 07. 06. (069,732)
Amerikai Egyesült Államok
63841-2319-TEL • · ··· ··· · · • · · · · · • · «· ···· ·
- 2 A találmány közvetlen érintkezései hőtároló közegre, valamint előállítás eljárásra vonatkozik. Közelebbről, a találmány ömledék formájú fém prekurzor közvetlen oxidációjával megvalósított olyan, hőtároló közeg előállítási eljárására vonatkozik, amelyben a képződő kerámia a nem reagált alapfémmel egybeépül és azt betokozza. Az így betokozott fém hőtároló közegként való alkalmazásakor megolvad illetve megfagy.
A fémek egyéb, különböző anyagokhoz viszonyított, nagy hővezetőképessége ismert és vizsgálják hőtároló közegként való alkalmazásukat is. Az ilyen alkalmazáskor az egymás után következő hevítő-, illetve hűtő-ciklusokban a fémek megolvadnak, illetve megfagynak, ezért ezeket általában fázisváltoztató anyagoknak nevezzük. Néhány fém (és ötvözet) átalakulási, látens hője viszonylag nagy, és hőcserélőként és hőtárolóként való alkalmazása azért is előnyös, mert a hőcserélő terület viszonya a hőtároló térfogathoz képest egy adott ciklus időben sokkal kisebb lehet, mint a rosszabb hővezető anyagoké.
Emellett, bármely anyag olvadáspontján a fázisátalakulási hő (látens hő) abszorbeálódik. Azonban azokon a hőmérsékleteken, amelyeken a látens hő változások előnyösen alkalmazhatók, a hőtároló felhasználásoknál, fémek általában nem alkalmazhatók, mert olvadás után nem tartják meg formájukat, vagy merevségüket.
Ilyen esetben valamely fém hőtároló közeg számára előnyösen egy tartály szolgálhat a tartályon kívüli
közeg és a fém közötti hőátadásra és így a fázis változás (olvadás és fagyás).ellenére a benne lévő fém mechanikai tulajdonságainak a megtartására. Emellett az így betokozott fázisváltoztató anyag közvetlen érintkezésre képes valamely energiaszállító közeggel.
A fémhez hőt szállítani képes és a fémet az alkalmazás hőmérsékletén megtartani tudó kerámiatartály szerkezetileg alkalmas a fenti követelmények kielégítésére .
A 4 146 057. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (engedélyezve: 1979. 03. 27.) 0. Friedman és társai olyan energiatároló rendszert ismertetnek, amely kiegyenlítő (pufferoló) szerepet tölt be az energiatáplálás és felhasználás közötti megszakítások és/vagy időbeli eltolódások esetében. Az energiatároló rendszer magába foglal egy kiegyenlítő részt, ami áll egy alumíniummal töltött és kálium hurokkal, valamint egy teljesítmény és energia kimenet hurokkal csatlakoztatott kerámia tartályból. Attól az általános állítástól eltekintve, hogy hőtároló rendszerekben a kerámia tartályok jól alkalmazhatók az alumínium tárolására a leírásban, nem ismertetnek az ilyen kerámiák előállítására alkalmas eljárást, nem is említve, hogy a kerámia fém reakciótermék lenne.
A 2 823 151. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (engedélyezve: 1958. 02. 11; Yntema és társai olyan eljrást ismertetnek, amelyben • · · • ·
- 4 valamilyen fém, elsősorban molibdén fémszubsztrátumon valamilyen ötvözetből vagy összefüggő fémvegyületből álló réteget alakítanak ki a szubsztrátum magas hőmérsékleten való oxidációjának megakadályozására.
A molibdén-szilicium-bór ötvözetből vagy öszszefüggő fémvegyületből álló réteget a molibdén fémszubsztrátumon úgy alakítják ki, hogy az alap molibdén fémszubsztrátumot szilíciummal és borral reagáltatják, vagy valamilyen, molibdéntől eltérő fémszubsztrátumot bevonnak molibdénnel, majd a molibdént szilíciummal reagáltalak. A szabadalom csak bevonatokra vonatkozik, és a leírásban nem ismertetnek eljárást hőtároló közeg előállítására, amelyben a molibdén megolvadna, és olvadási és fagyási állapotváltozásokon menne át. Ezen túlmenően Yntema és munkatársai nem ismertetnek olyan eljárást, amelyben molibdén alap vagy szubsztrátum oxidálásával olyan betokozó kerámiatartály alakulna ki, amely képes lenne a megolvadt molibdént magába tartani.
A 2 159 542. számú, brit szabadalmi leírásban (engedélyezve: 1985. 03. 13; Zielinger és társai) olyan eljárást ismertetnek, amelyben fémfelületeken izotropikus védő oxidréteget alakítanak ki, és a védőréteg növekedési sebességét a növesztési környezetben lévő oxigénnyomással szabályozzák. Zielinger és munkatársai nem ismertetnek vagy javasolnak olyan eljárást, amelyben olvadt állapotú fém megtartására megfelelő szilárdságú kerámiaréteget alakítanak ki, és nem utalnak hőtároló • · • · · ·
- 5 közeg kialakítására sem.
A 4 657 067. számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Rapp és munkatársai) olyan eljárást ismertetnek hőtároló anyag előállítására, amelyben az eutektikus ötvözetek hőfúzióját hasznosítják az eutektikus mag olvadáspontjánál magasabb olvadáspontú, külső héj kialakítására. A megolvasztással fázisváltoztató ötvözetet alakítanak ki, ezután ezt olyan módon hűtik le, hogy a teljes készítményben a magasabb olvadáspontú anyag szilárduljon meg először, és ez tokozza be az alacsonyabb olvadáspontú, belső eutektikus magot.
A következőkben részletezett közös, függő szabadalmi leírásokban új és hatásos eljárást ismertetnek prekurzor fém (alapfém) irányított oxidációjával megvalósított, önhordó kerámiatestek előállítására. Az irányított oxidációs eljárás alkalmas öntokozott fémet tartalmazó hőtároló közeg előállítására.
Newkirk és munkatársai 1986. január 15.-én bejelentett, 818 943. számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban általános eljárást ismertetnek olvadt alapfém irányított oxidációjával megvalósított kerámiatestek előállítására.
Az eljárásban az oxidációs reakciótermék képződése először az oxidálószerrel érintkező, olvadt alapfém felületén kezdődik, majd a felülettől távolodva folytatódik, ahogyan az olvadt alapfém az oxidációs reakcióterméken áthalad, és az oxidálószer, valamint a korábban • · • · · ·
- 6 kialakult oxidációs reakciótermék határfelületén érintkezik az oxidálószerrel. így fokozatosan vastagodó oxidációs reakciótemék képződik. Az eljárás, például alumínium alapfém és levegő oxidálószer alkalmazása esetén adalékanyagok ötvözésével javítható. Ezt az eljárást fejlesztették tovább az alapfém külső felületére alkalmazott adalékanyagok alkalmazásával a Newkirk és munkatársai 1986. január 17.-én bejelentett, 822 999. számú, közös tulajdonú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban. Az oxidációt legtágabb értelemben olyan folyamatokra használjuk, amelyben valamely vegyület kialakulásakor egy vagy több fém elektront ad át más elemeknek vagy elemek kombinációinak vagy ezekkel elektront oszt meg. Ennek megfelelően az oxidálószer kifejezést elektron akceptor vagy elektron megosztó anyagra értjük.
Newkirk és munkatársai 1986. január 17-én bejelentett, 819 397. számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek polikristályos kerámiatermék előállítására, amelyben olvadt alapfémtest mellett elhelyezett töltőanyag ágyba növekedve képződik polikristályos kerámiatermék. Az olvadt fém gázalakú oxidálószerrel, például oxigénnel reagál, és így a töltőanyagot átitató oxidációs reakciótermék képződik. Az oxidációs reakciótermék, például alumínium-oxid a töltőanyag irányába és azon áthaladva növekszik, amint az olvadt alapfém folyamatosan áthalad az oxidációs reak • · · ·
- 7 cióterméken és érintkezik az oxidálószerrel. A szemcsés töltőanyag beágyazódik az oxidációs reakcióterméket tartalmazó polikristályos kerámiatermékbe. Ebben a szabadalmi leírásban nem ismertetnek azonban olyan eljárást, amelyben közvetlen oxidációval alakítanának ki fémszubsztrátumot körülvevő kerámiatartályt.
A találmányunk szerinti eljárásban az irányított növesztési eljárást, hőtároló közegként alkalmazható, fémtestet körülvevő kerámiatartály kialakítására használjuk.
Az 1986. május 8.-án bejelentett, 861 025.
számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban olyan, különösen hatásos eljárást ismertetnek, amelyben a töltőanyagot az összetett késztermék kívánt geometriai formájának megfelelően előformálják. Az előformát hagyományos eljárásokkal, formatartó, szilárd és az oxidációs reakciótermék számára áteresztő formában alakítják ki. Az eljárásban különböző szemcsemérető töltőanyag keverékek alkalmazhatók.
Az oxidációs reakciótermék növekedésének meghatározott helyen való meggátlására vagy megakadályozására alkalmazhatók olyan gátló anyagok, amelyek segítségével a kívánt formájú vagy geometriájú kerámiaszerkezet állítható elő. Ilyen eljárást ismertetnek a Newkirk és munkatársai által Eljárás formázott kerámiakészítmények előállítására gátló anyag alkalmazásával címen 1986. május 8-án bejelentett, 861 024. számú amerikai egyesült ál• · · · • · · · · · • · · « · «·· ··· · · • » · · · · ·· ·· ···· ·
- 8 lamokbeli szabadalmi leírásban.
Az 1986. január 27-én, 823 542. szám, és az » 1986. augusztus 13-án, 896 157. szám alatt bejelentett, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban olyan eljárásokat ismertetnek, amelyekben a korábbi eljárásokkal nehezen vagy egyáltalán nem előállítható méretű és vastagságú, üreges kerámiatestet állítanak elő. Az eljárás során formázott alapfém prekurzort megfelelő töltőanyagba ágyaznak be és a töltőanyagot olyan, polikristályos oxidációs reakciótermékből álló kerámiaanyaggal itatják át, amelyet az alapfém és adott esetben egy vagy több fémkomponens és valamilyen oxidálószer oxidációs reakciójával állítanak elő. A gyakorlati kivitelezésnél úgy járnak el, hogy az alapfémből formázott mintát megfelelő töltőanyagba teszik vagy azzal körülveszik, így a töltőanyag az alapfém formáját fordítva másolja. Ebben az eljárásban a töltőanyag
1) szükség esetén, mint például gőzfázisú oxidálószer esetén átereszti az oxidálószert, és mindenképpen átereszti a kialakuló oxidációs reakcióterméket;
2) a hevítési hőmérséklettartományban felveszi a töltőanyag és az alapfém különböző hőtágulása és a fém olvadáspontján bekövetkező tériogatváltozást; és
3) szükség esetén, legalább a mintát körülvevő tartózónában olyan mértékben önmagától összetapad, hogy megtartja az alapfém következőkben ismertetésre kerülő • · · · elvándorlása (migrálása) után az ágy fordított geometriájú formáját. A töltőanyagba helyezett vagy azzal körülvett , formált alapfémet az alapfém olvadáspontja fölötti, de az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevítik, és így olvadt alapfém keletkezik. Az olvadt alapfémet ebben a hőmérséklettartományban reagáltatják az oxidálószerrel, mialatt oxidációs reakciótermék képződik. Az oxidációs reakciótermék legalább egy részét ebben a hőmérséklettartományban tartják, így az olvadt alapfém, valamint az oxidálószer között elhelyezkedve velük érintkezik, ennek következtében az olvadt alapfém fokozatosan eltávozik az olvadt alapfémtestbol, és ezzel egyidejűleg, ahogy folytatódik az ágyban az oxidálószer és a korábban képződött oxidációs reakciótermék határfelületén az oxidációs reakciótermék képződése, kialakul az üreg. Ezt a reakciót ebben a hőmérséklettartományban annyi ideig folytatják, amíg az oxidációs reakciótermék a töltőanyagot legalább részben beágyazza, és az oxidációs reakciótermék növekedésével a fent említett üreget tartalmazó készítmény ki nem alakul. Végül a kapott, önhordó készítményt, szükség esetén elválasztják a feleslegben lévő töltőanyagtól.
A találmányunk szerinti eljárás olyan hőtároló közeg előállítására szolgál, amely fémmagot vagy fémtestet, és valamilyen, szerkezetileg összefüggő kerámiatartályt tartalmaz. A kerámiatartály úgy alakul ki és tokozza be a fémszubsztrátumot, hogy az alapfémtest egy • ·· ·
·· ·· • · • · · · • · · · · •· ···· · része oxidálószerrel, előnyösen gőzfázisú oxidálószerrel reagál. így a kerámiatartály olvadt alapfém és oxidálószer oxidációs reakciótermékéből alakul ki, a hőtároló közeg pedig a kerámiatartállyá át nem alakult, nem oxidálódott alapfémtest maradéka.
A találmány szerinti eljárás során egy alapfémtestet oxidálószer jelenlétében olvadáspontja feletti, de a képződő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevítjük; így olvadt alapfém képződik.
Ezen a hőmérsékleten az olvadt alapfém a felületén reagál az oxidálószerrel, és így egy réteg olyan oxidációs reakciótermék képződik, amely magába zárja a nem reagált alapfémtestet.
Az ovladt alapfém áthalad a betokozó oxidációs reakcióterméken, és az oxidálószer, valamint a korábban képződött oxidációs reakciótermék határfelületén reagál az oxidálószerrel, így folyamatosan képződik a fokozatosan vastagodó oxidációs reakciótermék réteg vagy tartály. Az oxidációs reakciótermék az olvadt alapfém felületén kívül képződik, kimerítve az alatta lévő olvadt alapfém egy részét.
Az olvadt alapfém áthalad az oxidációs reakcióterméken és érintkezésbe lép az oxidálószerrel. Ezt a reakciót annyi ideig folytatjuk, amennyi elegendő olyan kerámiatartály formájú, a fémet betokozó oxidációs reakciótermék réteg kialakulásához, amely elegendően vastag a maradék, a nem reagált vagy nem oxidált alapfém megtar•· ···· • · ·· • · c · · ··· ··· · · • « · * · · • · ·· ···· ·
- 11 tására abban az esetben is, ha a kerámiahéjjal betokozott alapfém megolvad. A héj falvastagsága különböző tényezőktől függ, így például az alapfém anyagától és összetételétől, a végtermék alkalmazási körülményeitől. így a kapott termék nem reagált vagy nem oxidálódott alapfémtestből áll, amelyet szerkezetileg összefüggő, az olvadt alapfém és az oxidálószer reakciójával képződő oxidációs reakciótermékből álló kerámiatartály burkolat vesz körül vagy tokoz be. A keletkezett kerámiatartály által betokozott, nem reagált vagy nem oxidált alapfém mennyisége és térfogata kisebb, mint a kiinduló (prekurzor) alapfémtest mennyisége és térfogata. így a kerámiatartály képződését eredményező reakció közben elfogyó alapfém helyett a kerámiatartályban üreg vagy belső tér alakul ki. Ez az üres tér vagy üreg azután képes felvenni a hőtároló működtetés közben bekövetkező hőtároló közeg expanziót, ami egyébként az olvadás miatt bekövetkező térfogatváltozás vagy a kerámiatartály és az alatta lévő fémtest különböző hőtágulása hatására a kerámiatartály eltűrését vagy meghibásodását okozná.
A találmányunk szerinti eljárás egyik előnyös megvalósításánál megfelelő töltőanyagot, előnyösen kerámia töltőanyagot beágyazó kerámiatartályt állítunk elő. Ennek megfelelően a töltőanyagot az alapfém felülete mellé helyezzük el, előnyösen úgy, hogy a töltőanyag bevonatot képezzen az alapfémtesten. Bármilyen, megfelelő töltőanyagot alkalmazhatunk, így például fém-oxidokat, • · • ·
-boridokat, -karbidokat vagy -nitrideket (például szemcsés, szálas vagy tűformájú alumínium- vagy szilicium-karbidot). A töltőanyagot olyan, megfelelő vivőanyaggal, mint például valamilyen, szerves kötőanyaggal visszük fel az alapfémtest felületére, amely az eljárás folyamán elég vagy elpárolog, és így elegendő szilárdságú bevonat alakul ki. Ezután az alapfémtestet felhevítjük, és a fentiekben ismertetetteknek megfelelően, reagáltatjuk az oxidálószerrel. így az alapfémet betokozó oxidációs reakciótermék képződik. A képződő oxidációs reakciótermék beágyazza a töltőanyagot. Az oxidációs reakciót annyi ideig hagyjuk lejátszódni, amennyi elegendő ahhoz, hogy az oxidációs reakciótermék beágyazza vagy átitassa a töltőanyagot. Az ily módon előállított kerámiatartály kerámia oxidációs reakcióterméket és töltőanyagot tartalmazó készítmény.
A találmányunk szerinti eljárás egy másik megvalósítási módjában az alkalmazott bevonat töltőanyag olyan anyagot tartalmazhat, amely az olvadt alapfémmel reagálva kerámia tartózónát képez. Ez a tartózóna a kerámiatartály kialakulása alatt magába foglalja vagy megtartja az olvadt alapfémet.
Ilyen anyag lehet például alumínium alapfém és levegő oxidálószer esetén a szilícium. Az olvadt alapfém oxidálószerrel való reakcióját megelőzheti vagy kísérheti az alapfém reakciója a bevonat anyaggal.
Egy további megvalósítási módban elsősorban töltőanyag alkalmazása esetében valamilyen megfelelő • · ·
- 13 anyagot, mint például a 861 024. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett anyagok egyikét, a bevonó töltőanyag felületére az alapfém külső felületével ellentétes oldalra helyezünk. Az ilyen, előnyösen gázáteresztő, gátló anyag megállítja vagy megakadályozza az oxidációs reakciótermék képződését. így a kerámiatartály vastagsága szabályozható. Gátló anyagként alkalmazhatunk például gipsz és víz keveréket, vagy szuszpenziót, vagy például szemcsés vagy szálas Wollastonit (ásványi kalcium-szilikát) ágyat.
A leírásunkban és az igénypontokban alkalmazott kifejezések meghatározása a következő:
A kerámia kifejezést nemcsak a hagyományos, teljes egészében nemfémes és szervetlen anyagokat tartalmazó anyagokra használjuk, hanem olyan anyagokra is, amelyek akár összetételüket, akár jellemző tulajdonságaikat illetően elsősorban kerámiaanyagok, de ezek az anyagok tartalmazhatnak kis vagy nagyobb mennyiségű, egy vagy több fémes alkotórészt és/vagy porozitást (összefüggő vagy elkülönült), amely az alapfémből, az oxidálószer vagy valamilyen adalékanyag redukciójából származik, és a kerámia 1-40 térfogatVát vagy ettől nagyobb térfogatát tartalmazza.
Az oxidációs reakciótermék kifejezést általában egy vagy több, olyan oxidált állapotú fémet tartalmazó anyagra alkalmazzuk, amelyben valamely fém elektront adott át más elemeknek, vegyületeknek vagy ezek kombiná• « • · · · · ·· ·· ····
- 14 dójának vagy elektront osztott meg velük. Ennek megfelelően az oddációs reakciótermék kifejezés egy vagy több fém és valamilyen oxidálószer reakciótermékére vonatkozik .
Az oxidálószer kifejezés alatt egy vagy több, megfelelő elektronakceptort vagy közös elektronhordozót értünk, melyek az eljárás körülményei között szilárd, folyadék vagy gáz (gőz) halmazállapotúak vagy ezek kombinációi (például szilárd vagy gáz) lehetnek.
Az alapfém kifejezésben szereplő fém alatt viszonylag tiszta, kereskedelemben beszerezhető, szennyező és/vagy ötvöző anyagokat tartalmazó fémeket és fémek ötvözeteit vagy intermetallikus vegyületeit értjük. A leírásunkban említett fémeket fenti értelmezés szerint használjuk, kivéve, ha a szövegben valamilyen külön meghatározást adunk.
Az ábrák rövid ismertetése
1. ábra: a találmányunk szerinti eljárással előállított, lényegében hengeres hőtároló közeg közepének keresztmetszetét mutatja;
2. ábra: a találmányunk szerinti eljárással előállított hőtároló közeg felülnézeti fényképe.
A találmányunk szerinti eljárás gyakorlati megvalósítása során adott esetben adalékanyagot (a követ« ·
- 15 kezeikben részletesen ismertetjük) tartalmazó alapfémből megfelelő formát vagy testet, mint például gömböt, korogot, rudat készítünk. A formált alapfémtest felületét oxidálószerrel vagy oxidáló atmoszférával előnyösen gőzfázisú oxidálószerrel érintkeztetjük, vagy az oxidálószer számára hozzáférhetővé tesszük. A test felülete alatt egy vagy több felületet, oldalt, homlokzatot, vájatot, furatot, nyílást, kidudorodást, vagy hasonló kiképzéseket értünk. Általában az alapfémtestet olyan tűzálló hordozóra, mint például szemcsés, tűzálló ágyra helyezzük, amely szükség esetén a gőzfázisú oxidálószer számára áteresztő, az eljárás körülményei között inért, és az olvadt fém nem nedvesíti.
Abban az esetben, ha az alapfémtestet inért ágyra helyezzük, az alapfémtest formája változhat a hevítés alatt, de ez a változás általában jelentéktelen, és nem befolyásolja a végtermék felhasználását. Kívánt esetben az alapfémtestet szilárd vagy folyékony oxidálószerrel érintkeztethetjük vagy a növekvő oxidációs reakciótermék számára áteresztő töltőanyaggal vonhatjuk be, amint azt a következőkben részletesen ismertetjük, a formaváltozás elkerülésére. Az összeállítást megfelelő tűzálló tégelybe tesszük. A találmányunk szerinti eljárás olyan megvalósítási módjában, amelyben a kerámiatartály töltőanyagot ágyaz be (amint azt a későbbiekben részletesen ismertetjük), a fémtestet közvetlenül tűzálló tégelyben lévő, megfelelő töltőanyagba, mint például
- 16 »**
szemcsés, szálas vagy tűszerű anyagba süllyesztjük, vagy először a fémfelületet a töltőanyaggal bevonjuk, és utána tesszük a tégelybe. Töltőanyagként általában valamilyen kerámiaanyagot, mint például alumínium-oxidot, szilicium-oxidot vagy szilicium-karbidot alkalmazunk. Az oxidációt úgy irányítjuk, hogy az oxidációs reakciótermék a kívánt vagy a meghatározott mélységig növekedjen, amint azt a későbbiekben részletesen ismertetjük. Az alapfémtestet és a szemcsés tűzállóanyag ágyat vagy hordozót általában megfelelő tűzálló tégelybe vagy edénybe tesszük, vagy állítjuk össze, majd oxidáló atmoszférában az alapfém olvadáspontja feletti, de az oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevítjük. Az üzemi vagy előnyös hőmérséklettartományt úgy választjuk meg, hogy az alapfém és az oxidációs reakciótermék olvadáspontja közötti hőmérsékletintervallumon belül legyen. Ezen a hőmérsékleten vagy ebben a hőmérséklettartományban az alapfémből olvadt fém képződik, amely az oxidálószerrel érintkezve azzal reakcióba lép, és így a nem reagált alapfémet betokozó vagy tartalmazó oxidációs reakciótermék réteg alakul ki. Az oxidáló atmoszférával való folyamatos érintkezéshez az olvadt alapfém a korábban képződött, betokozó oxidációs reakciótermék rétegen keresztül az oxidálószer irányába vándorol. Az átszállított, átvándorolt olvadt alapfém az oxidálószerrel érintkezik, az oxidálószer - ami általában az atmoszféra - és a korábban képződött oxidációs reakciótermék határfelüle« · • · · · · · · • · · · · · • · ·· ···· ·
- 17 tén. így az alapfém felületétől kifelé folytatódik egy fokozatosan vastagodó, betokozó oxidációs reakciótermék képződése, és ezzel egyidejűleg az olvadt alapfém bizonyos mennyiségű csökkenése. Mivel a kerámiatartály az olvadt alapfémtest felületétől kifelé, és az oxidálószerrel reagálva az elfogyó alapfémből alakul ki, a kerámiatartályon belül üreges rész képződik.
A találmányunk szerinti eljárással hőtároló közeg céljára előállított kerámiatartály általában vékony a tartályban lévő, nem reagált alapfém méretéhez vagy vastagságához viszonyítva. Az eljárás során a tartályban képződő üreg fel tudja venni a fémszubsztrátum megolvadás miatt bekövetkező tágulását, amely egyébként a fémszubsztrátum és a kerámiatartály különböző hőtágulása, valamint a fém olvadása miatt fellépő térfogatváltozás következtében a kerámiatartály meghibásodását okozhatná .
Az oxidációs reakciót annyi ideig folytatjuk, amíg megfelelő falvastagságú betokozó kerámiaréteg, burkolat vagy tartály alakul ki. így az alatta lévő, nem reagált alapfémmel egybeépült tartály alakul ki. Megjegyezzük, hogy annak ellenére, hogy az alatta lévő, nem reagált alapfémmel egybeépült tartály képződik, és közöttük üres tér vagy üreg alakul ki, a képződött üreg és/vagy a nemreagált fém helyzete elmozdulhat, eltolódhat vagy más módon változhat, vagy újrarendeződhet a tartályban a fém olvadáspontján vagy a fémötvözet folyadékállapotát • · · · · · • · · • · · · · · • · · · • · · · ·
- 18 előidéző hőmérsékleten való hőtároló működés alatt. A kerámia tartály megfelelő falvastagsága számos tényező függvénye: így például függ az alapfém anyagától, összetételétől, az alapfémtest méretétől, geometriájától, a hőtároló közegként való működtetés paramétereitől és a működtetés közbeni mechanikai terheléstől. Úgy találtuk, hogy egy megközelítőleg 24,5 mm átmérőjű, gömbformájú alumíniumötvözet testen kialakult, körülbelül 1,08 - 2,45 mm vastagságú kerámiatartály megfelelő a nem oxidált alapfém megtartására, mérsékelt külső hőmérséklet terheléseknél, melyek meghaladják az alumínium ötvözet cseppfolyósodásának hőmérsékletét.
A találmányunk szerinti eljárással előállított kerámiatartály az olvadt alapfém és az oxidálószer reakciójában képződő oxidációs reakciótermékből áll. Megjegyezzük, hogy az oxidációs reakciótermékből álló kerámiatartály nem reagált alapfémet és/vagy az alapfém részleges vagy majdnem teljes elfogyásából származó porozitást tartalmazhat, de a tartályban lévő alapfém és/vagy üregek térfogata nagymértékben a hőmérséklettől, időtől és alapfém típusától függ. Az oxidációs reakciótermék legalább részben összefüggő, előnyösen három dimenzióban összefüggő kristallitokból áll. Ennek megfelelően a kerámiatartály a hagyományos kerámiaanyagok kívánatos tulajdonságaival rendelkezik (például keménység, tűzállóság, kopásállóság), és abban az esetben, ha jelentős fémfázist tartalmaz, a nem reagált fémfázis jelenlétéből eredően további • · · · ·
- 19 • ·· előnyös tulajdonságai vannak, mint például a nagyobb keménység és repedési szilárdság. A fémfázis eredményezi a kerámiatartály falon keresztüli nagyobb hővezetőképességet, amelynek következtében hatásosabb a kerámiatartályon kívüli energiaforrásból a fémszubsztrátumba energiatárolásra szállított energiatovábbítás.
A találmányunk szerinti eljárás egyik előnyös megvalósításáál megfelelő töltőanyag bevonatot viszünk fel az alapfémtest felületére. Bevonó anyagként alkalmazhatunk szemcsés, szálas, tűszerű vagy hasonló formájú alumínium-oxidot, alumínium-nitridet vagy szilicium-karbidot. A töltőanyag felvitele az alapfém külső felületére bármilyen, az alapfémtest geometriájához alkalmazható eszközzel történhet. Például a töltőanyagot összekeverhetjük megfelelő, szerves kötőanyaggal, mint például poli(vinil-alkohol)-al, vagy metil-cellulózzal, hogy a formázás alatt a nedves anyag elegendően szilárd legyen. Az alkalmazott kötőanyag az eljárás hőmérsékletén elpárolog vagy elgőzölög. A felfűtés alatt, és a működési hőmérséklettartományban a töltőanyagnak kell felvenni a töltőanyag és az alapfém különböző hőtágulási együtthatójából és a fémolvadásból származó térfogatváltozást. Amint az olvadt alapfém reagál az oxidálószerrel, oxidációs reakciútermék képződik, amely átitatja a töltőanyag ágyat vagy bevonatot. Az így kapott kerámiatartály olyan készítmény, amely a bevonóanyagot beágyazó oxidációs reakciótermékből áll. Kívánt esetben a bevonóanyag olyan anyagot tartalmazhat, amely legalább részben reagál az ♦ · · · · ·
- 20 olvadt alapfémmel. Például abban az esetben, ha alumínium alapfém oxidálásával alumínium-oxid oxidációs reakcióterméket akarunk előállítani, töltőanyagként alkalmazhatunk szilicium-dioxidot vagy egyéb szilícium vegyületet vagy bort vagy bórvegyöleteket. Ezek a vegyületek legalább részben reagálnak az olvadt alumínium alapfémmel. Ilyen esetben az alapfém és az oxidálószer reakciója mellett az alapfém és töltőanyag reakciója is lejátszódik. A töltőanyagbevonatok reakcióképes és inért anyagok elegyét, mint például a szervetlen anyagokban jelenlévő elegyeket is tartalmazhatnak. Ilyen módon a bevonat tulajdonságait vagy összetételét előre meghatározhatjuk, beállíthatjuk.
A találmányunk szerinti eljárás olyan megvalósításában, amelyben az alapfém felületére töltőanyag bevonatot viszünk fel vagy alkalmazunk, a bevonóanyag alapfémtesttel ellentétes oldala mellé helyezhetünk valamilyen gátló anyagot, amint azt a 861 024. számú, közös tulajdunú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetik. E szabadalmi leírás szerint az oxidációs reakciótermék növekedése lényegében úgy megállítható gátló anyag segítségével, hogy a kerámiaanyag a töltőanyag bevonaton belül marad. A fenti szabadalmi leírással összhangban megfelelő gátló anyagként bármilyen, olyan anyagot, elemet, vegyületet vagy készítményt alkalmazhatunk, amely a találmányunk szerinti eljárás körülményei között sértetlen marad, nem túlságosan illékony, ♦ ·»·
- 21 és a gőzfázisú oxidálószer számára előnyösen áteresztő, és emellett képes helyileg megelőzni, mérgezni, gátolni, zavarni, megakadályozni vagy más, hasonló módon leállítani az oxidációs reakciótermék növekedését. Alumínium alapfém és oxigéntartalmú oxidálószer alkalmazása esetében gátló anyagként jól alkalmazhatunk kalcium-szulfátot (gipsz), kalcium-szilikátot, mint például Wollastonitot, Portland cementet vagy ezek kombinációit. Ezen túlmenően, gátló anyag alkalmazása esetében, ennek tartalmaznia kell valamilyen, megfelelő, szemcsés tűzálló anyagot is az eljárás alatti hevítés közben egyébként bekövetkező, olyan zsugorodás vagy törés megakadályozására, amely tönkretenné a kerámiatartály morfológiáját. Ezeknek a gátló anyagoknak nagy része megkötés vagy hidrolizálás után önhordó lesz.
Annak ellenére, hogy leírásunkban elsősorban alumínium alkalmazását ismertetjük előnyös alapfémként, a találmányunk szerinti eljárásban egyéb, hőtároló közegként megfelelő alapfémek, mint például szilícium, titán, cirkónium, hafnium és ón is használhatók. Az 1. ábrán a találmányunk szerinti eljárással előállított hőtároló közeget mutatjuk be. Alapfémként előnyösen nagy fúziós entrópiájú eutektikus ötvözetet, mint például olyan alumínium-szilicium-ötvözetet alkalmazunk, amelynek eutektikus pontja 12,5 tömeg% sziliciumtartalomnál 580 °C. Optimális hőtárolás valósítható meg hipereutektikus ötvözetek és három vagy még több komponenst tartalmazó ötvözetek ·· ····
- 22 alkalmazásával is. A hőtároló közeg a 6 alapfémtestet betokozó 4 kerámiatartályból áll, mely alapfémtest lényegében a maradó, nem reagált alapfém. Az alapfémtest elfogyásából származó 8 üres tér vagy üreg térfogata képes felvenni a fém működtetés közben bekövetkező tágulását. Hőtároló közegként megfelelő hőmérsékleten és oxidációs környezetben, adalékanyag hozzáadás vagy egyéb módosítás nélkül, közvetlen oxidálható fémek használhatók. Különösen jól alkalmazható például a 12 tömeg% szilíciumot és 1 tömeg% magnéziumot tartalmazó 4032 alumíniumötvözet .
Amint a fentiekben ismertettük, a találmányunk szerinti eljárásban alapfémként viszonylag tiszta fémet, mint például alumíniumot, de előnyösen viszonylag nagy mennyiségű szilícium és/vagy széntartalmű ötvözetet használhatunk, amennyiben az alapfém az oxidációs eljárással kompatibilis. így azalapfém anyagát úgy választhatjuk meg, hogy az előállítandó hőtároló vagy hőszállító közeg a kívánt hőtároló tulajdonságú legyen. Az alapfémötvözet összetételének változtatásával előre meghatározhatjuk az alapfémtest hőtároló közegként való működtetése közben fellépő fázis változást, és ennek megfelelően a közeg hőtároló tulajdonságait. Ennek megfelelően a találmányunk szerinti eljárásban alkalmazott fémtest tulajdonságait nemcsak az alapfém, azaz nemcsak az oxidálószerrel oxidációs reakcióterméket képező fém, mint például a levegővel alumínium-oxidot képező alumínium tulajdonságai határoz·· ···· ·· ·· • · ··· ··· • « · * · · ·· ·· ·»*· ·
- 23 zák meg. így például az alumínium-szilícium ötvözetek hőtároló sűrűsége olyan nagy, mint az alumíniumé, és a sziliciumtartalom következtében nagy a fúziós entrópiájuk. A találmányunk szerinti eljárásban például egy olyan alumíniumötvözet, amelynek sziliciumtartalma akár 30 tömeg5», lényeges mennyiségű szilícium oxidálódás nélkül oxidálható alumínium-oxiddá. Ennek következtében az oxidáció után a fémtest összetétele, legalábbis a komponensek egymáshoz viszonyított arányát illetően, eltérhet az oxidációs reakció előtti összetételtől.
Oxidálószerként, az előzőekben említetteknek megfelelően alkalmazhatunk szilárd, folyékony vagy gőz (gáz) fázisú anyagokat. A találmány szerinti eljárásban általában a következő oxidálószereket alkalmazzuk: oxigén, nitrogén, valamilyen halogén, kén, foszfor, arzén, szén, bőr, szelén, tellur valamint ezek vegyületei és kombinációi, mint például szilicium-dioxid (mint oxigénforrás), metán, etán, propán, acetilén, etilén és propilén (mint szénforrás), valamint elegyeik, mint például levegő, hidrogén és víz elegye, szén-monoxid és szén-dioxid elegye. Ez utóbbi két elegypár hatásosan alkalmazható a környezet oxigénaktivitásának csökkentésére.
A találmány szerinti eljárásban bármilyen, megfelelő oxidálószert alkalmazhatunk, de elsősorban a gőzfázisú oxidálószerek alkalmazása előnyös. Ha töltőanyaggal együtt gáz- vagy gőzfázisú oxidálószert, például levegőt alkalmazunk, a töltőanyagot úgy választjuk meg, hogy
az a gázfázisú oxidálószer számára átjárható legyen, abból a célból, hogy az oxidálószernek kitett töltőanyag ágyba a gőzfázisű oxidálószer olymértékben tudjon behatolni, hogy érintkezhessen a megolvadt fémmel. A gőzfázisű oxidálószer alatt elgőzölögtetett vagy normál állapotban gázállapotú, oxidáló hatású anyagot értünk. Gőzfázisű oxidálószerként alkalmazhatunk előnyösen például oxigént vagy oxigéntartalmű gázokat (mint például levegőt), de például alumínium alapfém esetében, nyilvánvaló gazdasági okokból, általában előnyösebb a levegő alkalmazása. Ha valamilyen oxidálószert úgy jellemzőnk, hogy valamilyen speciális gázt vagy gőzt tartalmaz, ez olyan oxidálószert jelent, amelyben ez a speciális gáz vagy gőz az alapfém egyedüli oxidálószere vagy azt tűlnyomórészben vagy legalább lényeges mennyiségben oxidálja az alkalmazott oxidáló körülmények között. Például, annak ellenére, hogy a levegőben a fő alkotórész a nitrogén, az alapfém egyedüli oxidálószere mégis az oxigén, mert azt lényegesen jobban oxidálja, mint a nitrogén.
Fentieknek megfelelően a levegőt az oxigéntartalmú oxidálószerek közé soroljuk, nem a nitrogéntartalmú oxidálószerek közé. A nitrogéntartalmú oxidálószerekre példaként a leírásunkban és az igénypontokban formáló gáz néven szereplő gázt említjük, amely körülbelül 96 % nitrogéngázt és körülbelül 4 % hidrogéngázt tartal maz .
Abban az esetben, ha szilárd oxidálószert alkalmazunk, az oxidálószert általában az egész töltőanyag ágyban vagy annak alapfémhez közeli részében diszpergáljuk. A szemcseformájú oxidálószert a töltőanyaggal elkeverve alkalmazzuk, vagy az oxidálószert használhatjuk a töltőanyag szemcséken bevonat formájában is. Bármilyen, megfelelő, szilárd oxidálószert alkalmazhatunk, mint például bort, szenet vagy redukálható vegyületeket, úgymint szilicium-dioxidot vagy olyan boridokat, amelyek termődinamikus stabilitása kisebb, mint az alapfém borid reakcióterméké. Abban az esetben például, ha alumínium alapfém oxidálására szilárd oxidálószerként bőrt vagy redukálható boridot használunk, a kapott, oxidációs reakciótermék alumínium-borid.
Néhány esetben az oxidációs reakció olyan gyorsan megy végbe valamely, szilárd oxidálószerrel, hogy az oxidációs reakciótermék, a folyamat exoterm jellege következtében hajlamos az összeolvadásra. Ebben az esetben a kerámiatest mikroszerkezeti egysége tönkremehet. Ez a gyors, exoterm reakció úgy kerülhető el, hogy a kompozícióhoz olyan, viszonylag inért töltőanyagot keverünk, amelynek kicsi a reakcióképessége. Az ilyen töltőanyagok abszorbeálják a reakcióhőt, ezáltal minimalizálják a hőmegfutási lehetőségeket. Inért töltőanyagként jól alkalmazható az előállítandó oxidációs reakciótermékkel azonos anyag.
Abban az esetben, ha a találmány szerinti eljárásban folyékony oxidálószert alkalmazunk, a teljes töltő26 anyag ágyat vagy az olvadt fémhez közeli részét impregnáljuk az oxidálószerrel. A töltőanyag impregnálása történhet például az oxidálószerrel való bevonással vagy beáztatással úgy, hogy a töltőanyagot bemerítjük az oxidálószerbe. A folyékony oxidálószer alatt olyan oxidálószert értünk, amely az oxidációs reakció körülmények között folyékony. így valamely folyékony oxidálószer prekurzora lehet olyan szilárd só, amely a reakció körülményei között megolvad. Természetesen a folyékony oxidálószer prekurzora maga is lehet folyékony, mint például az olyan anyagok oldatai, amelyekkel a töltőanyagot teljesen vagy részben impregnáljuk, amelyek az oxidációs reakciókörülmények között megolvadnak vagy úgy bomlanak, hogy megfelelő oxidálócsoportot szolgáltassanak. A találmány szerinti eljárásban folyékony oxidálószerként alkalmazhatunk például alacsony olvadáspontú üvegeket.
A találmányunk szerinti eljárásban olyan töltőanyagot alkalmazunk, amely a találmányunk szerinti eljárásban alkalmazott, következőkben ismertetésre kerülő oxidációs reakciókörülmények között, gőzfázisú oxidálószer alkalmazásaa esetén áteresztő és teljesen átjárható az oxidálószer számára. Emellett az alkalmazott töltőanyag egész terjedelmében áteresztő a növekvő vagy fejlődő oxidációs reakciótermék számára. Az alkalmazott töltőanyag továbbá olyan, hogy az eljárás hőmérsékletén már a folyamat elején vagy a folyamat közben, de gyorsan megfelelő kohéziós erő alakul ki, amely elősegíti, hogy az alapfémtestre • ·
- 27 illeszkedő töltőanyag geometriája megtartsa az alapfémtest fordítva másolt geometriáját, még akkor is, amikor az olvadt fém a fémtestből eltávozik, és helyén üreg képződik. Gázalakú oxidálószer alkalmazása esetén a képződő oxidációs reakciótermék általában nem ereszti át a környező atmoszférát, és így a kemence atmoszférája, például a levegő nem jut be a kialakuló üregbe. Emiatt, az olvadt alapfém távozása következtében kialakult üregben kisebb a nyomás. Az oxidációs reakciótermékből kezdetben kialakuló héj általában túl gyenge az így létrejövő, gravitációs erővel együtt fellépő nyomáskülönbség elviselésére, és támasz nélkül hajlamos a befelé irányuló összeomlásra. Az.összeomlás következtében az alapfém távozása következtében kialakult tér legalább egy része feltöltődik, és így az alapfém eredeti formájának megfelelő üreg elveszti formáját. Az ilyen összeomlás elkerülésére előnyösen olyan töltőanyagot alkalmazunk, amely az alapfém olvadáspontja feletti és az oxidációs reakciótermék olvadáspontjához közeli (de alatta lévő) hőmérsékleten részlegesen szintereződik, vagy másként összekötődik, és kötődik a növekvő oxidációs reakciótermék réteghez is. így az üreg külsején elegendően erős réteg képződik ahhoz, hogy megtartsa az olvadt fém másolatát legalább addig, amíg az üvegfalon fellépő nyomáskülönbség elviselésére elegendően vastag oxidációs reakciótermék nem képződik.
Megfelelő, önkötő töltőanyagként olyan anyagot alkalmazhatunk, amely megfelelő hőmérsékleten saját maga • · · · • · · · • · · · · · · • · · · · · ·· ·· ···· ·
- 28 szintereződik vagy megfelelő adalékanyaggal vagy töltőanyag felületmódosítással szinterezhetővé vagy kötőképessé alakítható. Például alumínium alapfém és levegő oxidálószer alkalmazásakor megfelelő töltőanyagként használhatunk olyan alumínium-oxid port, amelyre finom szemcsés vagy öntvényformájú szilicium-dioxid kötőanyagot viszünk fel. Az ilyen anyagkeverékek a kerámiaanyag (oxidációs reakciótermék) képződési hőmérsékletén vagy ez alatt részlegesen szintereződnek vagy kötődnek. Szilicium-dioxid adalékanyag alkalmazása nélkül az alumínium-oxid szemcsék lényegesen magasabb hőmérsékleten kötődnek.
A töltőanyagok másik, jól alkalmazható típusát azok a szemcsés vagy szálas anyagok alkotják, amelyek az oxidációs reakciókörülmények között a felületükön olyan reakciótermék réteget képeznek, amelyek a kívánt hőmérséklettartományban a szemcsés anyagot megkötik. Ilyen típusú töltőanyag például alumínium alapfém és levegő oxidálószer alkalmazása esetében a finom szemcsés (szemcseméret: 61 yum vagy ennél kisebb) szilicium-karbid. Ebből az oxidációs reakciótermék képződési hőmérséklettartományában egymáshoz kötődő szilicium-dioxid héj képződik.
Nem szükséges, hogy a töltőanyag ágy teljes egészében szinterezhető vagy önkötő anyagból álljon vagy ilyen anyagokat tartalmazzon, de a találmányunk szerinti eljárásban ilyen töltőanyag ágyak is alkalmazhatók. Az önkötő töltőanyag és/vagy a kötő- vagy szinterező szerek az alapfémtest mellett elhelyezett, azt körülvevő töltő-
- 29 anyagba vagy töltőanyagágy egy részébe is diszpergálhatók olyan mélységben, mely elegendő ahhoz, hogy a kialakuló üreg körül szintereződő vagy másképpen kötődő, az üreg összeomlás megakadályozására elegendően vastag és mechanikai szilárdságú burkolat képződjön a megfelelő vastagságú oxidációs reakciótermék kifejlődéséig. Ennek megfelelően elegendő, ha az olvadékot beburkoló töltőanyag tartózónája olyan töltőanyag, amely a megfelelő hőmérséklettartományban önmaga szintereződik, vagy köt meg, vagy a megfelelő hőmérséklettartományban hatásos szinterező, vagy kötőszert tartalmaz. Töltőanyag tartózóna kifejezés alatt az alapfémtestet beburkoló olyan vastagságú töltőanyagot értünk, amely a megkötés után megfelelő szerkezeti szilárdságú a fémtest geometriai másolatának megtartására mindaddig, amíg önhordó oxidációs reakciótermék nem alakul ki. A töltőanyag tartózóna mérete változik a fémtest kialakításától és méretétől és a tartózónában lévő szinterező vagy önkötődő töltőanyag mechanikai szilárdságától. A tartózóna a fémtest felületétől a töltőanyagágy olyan mélységéig terjedhet, amely kisebb, mint az oxidációs reakciótermék növekedési mélysége, vagyis kisebb, mint az oxidációs reakciótermék teljes növekedési tartománya. Valójában néhány esetben a tartózóna egész vékony lehet. Például, annak ellenére, hogy a töltőanyag tartózóna lehet az alapfémet beburkoló töltőanyag ágy, amelyet egy nagyobb, nem önkötő vagy nem önszintereződő töltőanyag vesz körül, a tartózóna általában csak egy szemcsés, ön• ·
- 30 hordó vagy szinterezhető bevonat lehet, amely megfelelő ragasztó anyaggal vagy bevonó szerrel adherálódik az olvadékhoz .
Fontos, hogy a töltőanyag ne szintereződjön, egyesüljön vagy reagáljon oly módon, hogy olyan anyag alakuljon ki, ami blokkolja, leállítja az oxidációs reakciótermék átitatódását vagy gőzfázisú oxidálószer esetén a gőzfázisú oxidálószer áteresztését. Ezen túlmenően követelmény az is, hogy a képződő, szintereződő anyag ne túl alacsony hőmérsékleten alakuljon ki, mivel így a reakciótermék növesztési hőmérsékletének elérése előtt a fém és a töltőanyag közötti expanziókülönbség következtében megreped. Ez hátrányos, mivel a repedést követően a képződő kerámia anyag kitöltené a megkötött töltőanyag repedéseit, és így nem homogén készítmény keletkezne. Például alumínium alapfém esetében a szilárd vagy olvadt fém hevítése következtében nemcsak hőexpanzió, hanem az olvadás miatt tekintélyes térfogatváltozás is fellép. Ez azt kívánja meg, hogy az olvadt fémet beágyazó töltőanyagból szintereződéssel, vagy más kötéssel ne alakuljon ki az alapfémet betokozó rideg szerkezet azelőtt, mielőtt az olvadt fém és a töltőanyag különböző hőexpanziója kialakulna, nehogy az expanzió széttörje az önkötő szerkezetet .
Abban az esetben, ha a töltőanyag saját maga nem szintereződik, vagy nem önkötő, és ezért nem képes ···· • · · · • · · · · · · • · · · · ·· ·· ····
- 31 megakadályozni az alapfém távozása következtében kialakuló üreg összeomlását, a töltőanyagba adagolhatunk valamilyen kötő- vagy szinterező szert. A kötő-anyagot diszpergálhatjuk az egész töltőanyagban vagy annak az alapfémhez közeli vagy melletti részében. Ilyen célra alkalmazhatunk olyan szerves fémvegyületeket, amelyek az oxidációs reakciótermék képződésének körülményei között legalább részben elbomlanak, és oly mértékben a töltőanyaghoz kötődnek, hogy a szükséges mechanikai szilárdság létrejöjjön. Kötőanyagként olyan anyagot alkalmazunk, amely nem zavarja az oxidációs reakciófolyamatot, és nem képez olyan nemkívánatos mellékterméket, amely a kerámia készítményben maradna. Az ilyen célra alkalmazható kötőanyagok a szakterületen jól ismertek. Megfelelő szerves fém-kötőanyag például a tetraetil-ortoszilikát, amelyből az oxidációs reakciókörülmények között szilicium-dioxid-gyök képződik, ami a töltőanyaghoz a kívánt kohéziós erővel kötődik.
Ahogyan már a közös szabadalmi bejelentések ismertetésénél is említettük, az alapfémmel együtt alkalmazott adalékanyagok előnyösen befolyásolhatják az oxidációs reakciófolyamatot, különösen olyan rendszereknél, ahol alumínium alapfémből indulunk ki.
Az alapfémmel együtt alkalmazott adalékanyag vagy adalékanyagok
1) lehetnek az alapfém ötvözetei,
2) alkalmazhatók az alapfém felületének legalább egy részére, vagy • · ·· · · ·«·· • · · · · • ·· · · · · « • ••44 · ·· · 4 ···· 4
3) keverhetők vagy társíthatok a töltőanyag vagy az előformált töltőanyag legalább egy részével, vagy az 1.), 2) vagy 3) alatt felsoroltak kombinációja is használható. Például valamilyen ötvözött adalékanyag alkalmazható önmagában vagy egy második, külső adalékanyaggal együtt. A 3) alatt felsorolt esetben, amikor a töltőanyaghoz további adalékanyago(ka)t adunk, a kivitelezést bármelyik, a közös szabadalmi leírásokban ismertetett módon végezhetjük.
Az adalékanyag szerepe nem annyira magától az adalékanyag anyagától, inkább számos, egyéb tényezőtől függ. Ezek a tényezők például a következők: egy vagy két adalékanyag alkalmazása esetén az adalékanyagok speciális kombinációja, egy külső adalékanyag és egy, az alapfémmel ötvözött adalékanyag kombinációja, az adalékanyag(ok) koncentrációja, az oxidáció körülményei és az eljárás körülményei.
Alumínium alapfém esetén, különösen, ha az oxidálószer levegő, hatásosan alkalmazhatjuk a következő adalékanyagokat: magnézium, cink, szilícium, melyek akár önmagukban, akár egymással kombinálva, akár egyéb, a következőkben bemutatásra kerülő adalékanyagokkal kombinálva is használhatók. Ezeket a fémeket vagy megfelelő forrásukat ötvözhetjük az alumíniumalapú alapfémmel, olyan koncentrációban, hogy a kapott, adalékanyagtartalmú fém teljes tömegére vonatkoztatva, külön-külön számolva 0,1 - 10 tömegVban legyenek jelen. Megjegyezzük azonban, hogy bizo«* ·· ···· • · • · · · · ······ · « • · · * * · ·· ·« ···· ·
- 33 nyos adalékanyagok az alapfémmel ötvözve optimális hőtároló tulajdonságokat mutatnak, ezért az ilyen adalékanyagokat az eutektikus tartományban használjuk. így például alumínium-szilícium-, vagy alumínium-szilicium-magnézium eutektikumok a nagy hőtároló képesség miatt ilyen kettős szerepet tölthetnek be. Ezeket az adalékanyagokat vagy megfelelő forrásaikat (például magnézium-oxid, cink-oxid, szilicium-oxid) kívülről is alkalmazhatjuk az alapfémre, így alumínium-oxid kerámia szerkezetet állíthatunk elő alumínium—szilícium ötvözetből mint alapfémből levegővel végzett oxidálással magnézium-oxid felületi adalékanyaggal, melynek mennyisége az oxidálandó alapfém egy gramm2 jára számolva legalább 0,0008 g, és az alapfém 1 cm felületére számolva legalább 0,003 g.
Levegővel oxidált alumínium alapfém esetén a következő adalékanyagok is hatásosan alkalmazhatók: nátrium, germánium, ón, ólom, lítium, kalcium, bór, foszfor és ittrium, melyek alkalmazhatók önmagukban vagy egy vagy több, egyéb adalékanyaggal kombinálva az oxidálószertől és a technológiai körülményektől függően. Adalékanyagként hatásosan alkalmazhatók a következő ritka földfém elemek is: cérium, lantán, prazeodimium, neodimium és szamárium elsősorban más adalékanyagokkal kombinálva. Ezeken kívül a fent ismertetett közös szabadalmi leírásokban említett adalékanyagok is alkalmazhatók az alumíniumalapú alapfémből kiinduló rendszerben a polikristályos, oxidációs reakciótermék növekedésének az elősegítésére.
• ·
- 34 A következő példában a találmányunk szerinti eljárást részletesebben bemutatjuk.
1. Példa
Három darab, hengeralakú 380.1 alumíniumötvözet bugát (Belmont Metals gyártmány, névleges összetétele:
- 8,5 tömeg% Si, 2-3 tömeg% Zn és 0,1 tömeg% Mg aktív adalékanyagok, valamint 3,5 tömeg% Cu, Fe, Mn és Ni, de a tényleges Mg tartalom valamivel nagyobb volt: 0,17 - 0,18 tömeg% )amelyeknek hossza 21,44 mm, átmérője 24,5 mm, a végeinél gömbölyűre esztergáltunk. A bugák felületére egyenletesen 50 tömeg% Álcán Alumínium Ltd. gyártmányú, C-75 alumínium-oxid port, 20 tömegé Álcán Alumínium Ltd. gyártmányú C-71 alumínium-oxid őrleményt és 30 tömeg% Edgár Plastic Kaolin gyártmányú fehér agyagot tartalmazó bevonatot vittünk fel vékony, körülbelül 2,45 mm vastag rétegben. A bevonatot hagytuk megszáradni, majd a bugákat tűzálló tégelyben lévő gátló anyagba merítettük. A gátló anyag 70 tömeg% Wollastonit szál (ásványi kalcium-szilikát, FP minőség, Nyco Inc. gyártmány) és 30 tömeg% gipsz (Bondex, Bondex Inc. gyártmány) egyenletes keverékéből állt. A tűzálló tégelyben lévő összeállítást ezután oxidálószerként levegővel táplált kemencébe helyeztük, majd óra alatt 950 °C-ra hevítettük fel. A kemencét ezután 950 °C hőmérsékleten tartottuk 60 órán át, majd 4 óra alatt szobahőmérsékleter hűtöttük le. Ezután a tűzálló tégelyt kivettük a kemencéből, és a három terméket el- távolitottuk a tégelyből. A feleslegben lévő gátló anyagot enyhe homokfúvással távolítottuk el a felületükről. A termékek vizsgálata azt mutatta, hogy a reakciótermék átitatta a bevonó anyagot. A három hőenergiatároló közeg egyikéből keresztmetszetet készítettünk a fémszubsztrátum és az üreg térfogat bemutatására. A 2. ábrán az előállított terméket mutatjuk be, míg az 1. ábrán a termék keresztmetszetét a 4 kerámiatartállyal, a 6 fémtesttel és a 8 üreggel.
A terméket szobahőmérsékletről a fémmag olvadáspontja feletti 700 °C-ra hevítettük, majd szobahőmérsékletre hűtöttük ötször egymás után. A kerámiatartály felületén törés vagy meghibásodás nem volt észlelhető.
Claims (27)
1) képes felvenni az alapfém olvadáspontján bekövetkező, valamint az alapfém és a töltőanyag hőexpanziós különbségéből eredő térfogatváltozást; és
1. Eljárás közvetlen érintkezésű hőtároló közeg, amely alapfémtestet és a fémtesttel egybeépülő, azt betokozó, szerkezetileg összefüggő kerámiaréteget tartalmaz, előállítására, azzal jellemezve, hogy
a) egy alapfémtestet oxidálószer jelenlétében, olvadáspontja feletti, de a képződő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevítünk; és
b) ezen a hőmérsékleten
i) az olvadt alapfémet a felületén reagáltatjuk az oxidálószerrel; majd ii) az olvadt alapfémet a felületén kialakult, vele egybeépülő oxidációs reakcióterméken keresztül az oxidálószerhez szállítjuk, azzal érintkeztetjük, ezáltal folytatódik az oxidációs reakciótermék képződése az oxidálószer és a korábban kialakult oxidációs reakciótermék határfelületén, így az alapfém felületén kívül fokozatosan vastagodó oxidációs reakciótermék fejlődik ki, és ezzel egyidejűleg az olvadt alapfémtest menynyisége csökken;
iii) a reakciót a nem reagált alapfém betokozására elegendő vastagságú réteg és a fém elfogyásával egyidejűleg megfelelő üreg kialakulásáig folytatjuk, és
c) az így kapott hőtároló közeget kinyerjük.
• · • · · · · · · • · · · · · ·· · · ···· ·
2) legalább egy tartózónája körülveszi az alapfémet, amely tartózóna az alapfém olvadáspontja feletti, és az oxidációs reakcióhőmérséklethez közeli, de elegendően alatta lévő hőmérsékleten a töltőanyag önmagában megkötéséből alakul ki, és amely tartózóna felveszi a térfogatváltozást, és kohéziós erő következtében megakadályozza az alapfém elfogyása következtében kialakuló üreg összeomlását .
2. Eljárás hőtároló közeg, amely alapfémtestet és a fémtesttel egybeépülő, azt betokozó, szerkezetileg összefüggő kerámiatartályt tartalmaz, előállítására, azzal jellemezve, hogy
a) egy alapfémtest felületével szomszédosán töltőanya- got helyezünk el, majd
b) az alapfémtestet oxidálószer jelenlétében az olvadáspontja feletti, de a képződő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti hőmérsékletre hevítjük; és
c) ezen a hőmérsékleten
i) az olvadt alapfémet a felületén reagáltatjuk az oxidálószerrel; majd ii) az olvadt alapfémet a felületén kialakult oxidációs reakcióterméken keresztül az oxidálószer és a töltőanyag irányába, a töltőanyagba szállítjuk - ezáltal folytatódik az oxidációs reakciótermék képződése az oxidálószer és a korábban kialakult oxidációs reakciótermék határfelületén, így olyan fokozatosan vastagodó oxidációs reakciótermék képződik, amely a fémfelületen kívül elhelyezett töltőanyagot átitatja, és az oxidációs reakciótermék képződésével egyidejűleg az alapfémtest mennyisége csökken;
iii) a reakciót a töltőanyag legalább egy részének beágyazására és ezáltal a nem reagált alapfém betokozásához elegendő vastagságú réteg és a fém elfogyásával egyidejűleg megfelelő üreg kialakulásáig folytatjuk; és • · · «
d) az így kapott hőtároló közeget kinyerjük.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapfémtesttől bizonyos távolságra gátló anyagot helyezünk el, és a reakciót a gátló anyag által meghatározott vastagságú réteg kialakulásáig folytatjuk.
4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alapfémként alumíniumot, oxidálószerként levegőt alkalmazunk.
5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy alapfémként szilíciumot vagy magnéziumot vagy ezek keverékét tartalmazó alumíniumot alkalmazunk .
6. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a reakciót 690 - 1450 °C hőmérsékleten végezzük.
7. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapfémmel társítva adalékanyagot alkalmazunk.
8. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az alapfémmel társítva adalékanyagot alkalmazunk.
9. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy oxidálószerként gőzfázisú oxidálószert, és töltőanyagként a gőzfázisú oxidálószer és a kialakuló oxidációs reakciótermék számára áteresztő anyagot alkalmazunk.
10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy alapfémként alumíniumot, oxidálószerként levegőt és az alapfémmel társítva adalékanyagot alkalmazunk .
11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy alapfémként alumínium- és szilíciumtartalmú ötvözetet alkalmazunk.
12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy ötvözetként eutektikus ötvözetet alkalmazunk.
13. A 2., 9., 10., 11. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy töltőanyagként olyan anyagot alkalmazunk, amely
14. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy gátló anyagként gipszet, Portland cementet, kalcium-szilikátot vagy ezek keverékét alkalmaz zuk.
• ··
15. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy alapfémként alumíniumot, oxidálószerként oxigéntartalmú gázt, az alapfémmel társítva valamilyen adalékanyagot és gázáteresztő gátlóanyagként gipszet, Portland cementet, kalcium-szilikátot vagy ezek keverékét alkalmazzuk.
16. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy töltőanyagként fém-oxidot, boridot, karbidot vagy nitridet alkalmazunk.
17. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy töltőanyagként alumínium-oxidot, szilicium-karbidot, kerámia bevonatú szenet, szilicium-dioxidot, agyagot, alumínium-nitridet, szilicium-nitridet, titán-diboridot, titán-dioxidot vagy ezek keverékét alkalmazzuk.
18. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy oxidálószerként a töltőanyagba kevert, szilárd oxidálószert alkalmazunk.
19. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy oxidálószerként a töltőanyagba kevert, folyékony oxidálószert alkalmazunk.
20. A 18. vagy 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilárd vagy folyékony oxidálószereket valamilyen gőzfázisú oxidálószerrel társítva alkalmazzuk.
21. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alapfémként alumíniumés szílicium-tartalmú ötvözetet alkalmazunk.
·· ···· ·· «<
• · · · · ··· ··· · · • 999· 9 • · ·· ···· ·
22. A 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy ötvözetként eutektikus ötvözetet alkalmazunk.
23. A 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy ötvözetként magnéziumot is tartalmazó alumínium- és szilícium-tartalmú ötvözetet alkalmazunk.
24. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alapfémként szilíciumot, titánt, cirkóniumot, hafniumot vagy ónt alkalmazunk.
25. Hőtároló közeg készítmény, azzal jellemezve , hogy egy alapfémtestből származó fémmagot betokozó, azzal egybeépülő, szerkezetileg összefüggő kerámiatartályt tartalmaz, mely kerámiatartály az alapfém valamilyen oxidálószerrel képzett, három dimenzióban összefüggő, oxidációs reakcióterméke, amely az alapfém olvadáspontja feletti hőmérsékleten oxidációs folyamatban alakul ki, és amely folyamat során az alapfém egy részének elfogyásával a fémmag, valamint a fém elfogyása következtében az üreg is kialakul.
26. A 25. igénypont szerinti hőtároló közeg készítmény, azzal jellemezve, hogy fémmagként alumíiumot és kerámiatartályként alumínium-oxidot tartalmaz .
27. A 25. vagy 26. igénypont szerinti hőtároló közeg készítmény, azzal jellemezve, hogy kerámiatartályként kerámiába beágyazott töltőanyagot tartalmaz.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/069,732 US4873038A (en) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | Method for producing ceramic/metal heat storage media, and to the product thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT63130A true HUT63130A (en) | 1993-07-28 |
Family
ID=22090869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU883523A HUT63130A (en) | 1987-07-06 | 1988-07-05 | Process for producing heat storing medium comprising metal body and cermaic enveloping it |
Country Status (28)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4873038A (hu) |
| EP (1) | EP0299903B1 (hu) |
| JP (1) | JPH01113486A (hu) |
| KR (1) | KR960000474B1 (hu) |
| CN (1) | CN1030403A (hu) |
| AT (1) | ATE84562T1 (hu) |
| AU (1) | AU603462B2 (hu) |
| BG (1) | BG60378B1 (hu) |
| BR (1) | BR8803313A (hu) |
| CA (1) | CA1318774C (hu) |
| CS (1) | CS276901B6 (hu) |
| DD (1) | DD281812A5 (hu) |
| DE (1) | DE3877444T2 (hu) |
| DK (1) | DK372588A (hu) |
| FI (1) | FI93224C (hu) |
| HU (1) | HUT63130A (hu) |
| IL (1) | IL86986A (hu) |
| IN (1) | IN169536B (hu) |
| MX (1) | MX168772B (hu) |
| NO (1) | NO176806C (hu) |
| NZ (1) | NZ225291A (hu) |
| PH (1) | PH25710A (hu) |
| PL (1) | PL159873B1 (hu) |
| PT (1) | PT87915B (hu) |
| RO (1) | RO101830B1 (hu) |
| RU (1) | RU1794074C (hu) |
| YU (1) | YU128688A (hu) |
| ZA (1) | ZA884789B (hu) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5202059A (en) * | 1987-06-12 | 1993-04-13 | Lanxide Technology Company, Lp | Coated ceramic filler materials |
| US5505248A (en) * | 1990-05-09 | 1996-04-09 | Lanxide Technology Company, Lp | Barrier materials for making metal matrix composites |
| ATE151470T1 (de) * | 1990-05-09 | 1997-04-15 | Lanxide Technology Co Ltd | Verfahren mit sperrwerkstoffe zur herstellung eines verbundwerkstoffes mit metallmatrix |
| AU643089B2 (en) * | 1991-02-15 | 1993-11-04 | Toa Medical Electronics Co., Ltd. | Apparatus for regulating liquid temperature |
| US7074253B2 (en) * | 2003-05-20 | 2006-07-11 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Advanced erosion resistant carbide cermets with superior high temperature corrosion resistance |
| US7153338B2 (en) * | 2003-05-20 | 2006-12-26 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Advanced erosion resistant oxide cermets |
| US7175686B2 (en) * | 2003-05-20 | 2007-02-13 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Erosion-corrosion resistant nitride cermets |
| US7544228B2 (en) * | 2003-05-20 | 2009-06-09 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Large particle size and bimodal advanced erosion resistant oxide cermets |
| US7175687B2 (en) * | 2003-05-20 | 2007-02-13 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Advanced erosion-corrosion resistant boride cermets |
| DE10335425B3 (de) * | 2003-08-01 | 2004-08-26 | Öko-Insel Energietechnik GmbH | Wärmespeicher |
| US7731776B2 (en) | 2005-12-02 | 2010-06-08 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Bimodal and multimodal dense boride cermets with superior erosion performance |
| DE102006019339B3 (de) * | 2006-04-24 | 2008-01-31 | Henze, Michael, Dipl.-Ing. | Künstlicher Wasser-Wärmespeicher unter der Erde |
| DK2220343T3 (da) * | 2007-10-03 | 2013-08-05 | Isentropic Ltd | Apparat til energilagring og fremgangsmåde til energilagring |
| WO2009067178A1 (en) * | 2007-11-20 | 2009-05-28 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Bimodal and multimodal dense boride cermets with low melting point binder |
| US20110108020A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Mcenerney Bryan William | Ballast member for reducing active volume of a vessel |
| CN102236460B (zh) * | 2010-04-28 | 2013-11-27 | 周正三 | 感测装置、微型触控装置及感测装置的制造方法 |
| WO2011163399A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | Thermal Storage Systems | High energy density thermal storage device and method |
| US20120018116A1 (en) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Terrafore, Inc | Thermal energy storage system comprising encapsulated phase change material |
| US20120037337A1 (en) * | 2010-08-16 | 2012-02-16 | Zillmer Andrew J | Heat transfer system, apparatus, and method therefor |
| CN102252545A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-11-23 | 武汉理工大学 | 一种应用于太阳能空调的熔融盐相变蓄热装置 |
| JP6057184B2 (ja) * | 2011-10-24 | 2017-01-11 | 国立大学法人北海道大学 | 蓄熱体 |
| FR2996630B1 (fr) | 2012-10-09 | 2014-12-19 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'un echangeur de chaleur contenant un materiau a changement de phase, echangeur obtenu et utilisations aux hautes temperatures. |
| US20140182319A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Arlon J. Hunt | Thermal energy storage for temperature regulation in electric vehicles |
| US9650556B2 (en) | 2013-01-24 | 2017-05-16 | Southwest Research Institute | Encapsulation of high temperature molten salts |
| US9181838B2 (en) | 2014-04-07 | 2015-11-10 | Ford Global Technologies, Llc | Temperature maintenance and regulation of vehicle exhaust catalyst systems with phase change materials |
| US9566552B2 (en) | 2014-04-07 | 2017-02-14 | Ford Global Technologies, Llc | Temperature maintenance and regulation of vehicle exhaust catalyst systems with phase change materials |
| WO2015162929A1 (ja) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | 国立大学法人北海道大学 | 潜熱蓄熱体、潜熱蓄熱体の製造方法、および、熱交換材料 |
| JP2016079351A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-16 | 株式会社デンソー | 複合蓄熱材 |
| JP7149474B2 (ja) | 2016-05-17 | 2022-10-07 | 国立大学法人北海道大学 | 潜熱蓄熱体マイクロカプセルおよび潜熱蓄熱体マイクロカプセルの製造方法 |
| IT201700073173A1 (it) * | 2017-06-29 | 2018-12-29 | Danieli Off Mecc | Dispositivo di accumulo energetico e relativo metodo di realizzazione |
| US11566529B2 (en) | 2017-08-22 | 2023-01-31 | General Electric Company | Turbine component with bounded wear coat |
| JP7016109B2 (ja) * | 2018-02-15 | 2022-02-04 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 複合構造体、複合構造体の製造方法、及び蓄熱方法 |
| CN109443023B (zh) * | 2018-12-19 | 2024-10-01 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种棱锥体松化料层填料 |
| US20220298401A1 (en) * | 2019-08-23 | 2022-09-22 | National University Corporation Hokkaido University | Microcapsule for latent heat storage materials, method for producing same, powder containing microcapsules for latent heat storage materials, and heat storage device comprising said powder |
| JP2023172734A (ja) * | 2022-05-24 | 2023-12-06 | 新光電気工業株式会社 | 潜熱蓄熱体及び潜熱蓄熱体の製造方法 |
| JP2023172735A (ja) * | 2022-05-24 | 2023-12-06 | 新光電気工業株式会社 | 潜熱蓄熱体及び潜熱蓄熱体の製造方法 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2741822A (en) * | 1951-01-29 | 1956-04-17 | Carborundum Co | Preparation of refractory products |
| US3255027A (en) * | 1962-09-07 | 1966-06-07 | Du Pont | Refractory product and process |
| US3298842A (en) * | 1963-03-22 | 1967-01-17 | Du Pont | Process for preparing hollow refractory particles |
| US3296002A (en) * | 1963-07-11 | 1967-01-03 | Du Pont | Refractory shapes |
| US3419404A (en) * | 1964-06-26 | 1968-12-31 | Minnesota Mining & Mfg | Partially nitrided aluminum refractory material |
| US3473987A (en) * | 1965-07-13 | 1969-10-21 | Du Pont | Method of making thin-walled refractory structures |
| DE1567844A1 (de) * | 1965-08-13 | 1970-10-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Methode zur Herstellung einer gesinterten Masse von Aluminium-Nitrid |
| US3421863A (en) * | 1966-03-04 | 1969-01-14 | Texas Instruments Inc | Cermet material and method of making same |
| US3437468A (en) * | 1966-05-06 | 1969-04-08 | Du Pont | Alumina-spinel composite material |
| US3789096A (en) * | 1967-06-01 | 1974-01-29 | Kaman Sciences Corp | Method of impregnating porous refractory bodies with inorganic chromium compound |
| US3473938A (en) * | 1968-04-05 | 1969-10-21 | Du Pont | Process for making high strength refractory structures |
| JPS5013205B1 (hu) * | 1969-11-08 | 1975-05-17 | ||
| US3864154A (en) * | 1972-11-09 | 1975-02-04 | Us Army | Ceramic-metal systems by infiltration |
| US3973977A (en) * | 1973-11-01 | 1976-08-10 | Corning Glass Works | Making spinel and aluminum-base metal cermet |
| JPS5426014A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-27 | Fuji Giken Kogyo | Vacuum block |
| US4146057A (en) * | 1977-11-07 | 1979-03-27 | Rockwell International Corporation | Thermal buffer system |
| US4512388A (en) * | 1981-06-19 | 1985-04-23 | Institute Of Gas Technology | High-temperature direct-contact thermal energy storage using phase-change media |
| DE3210370C2 (de) * | 1982-02-11 | 1984-04-12 | Walter Dr. 5902 Unglinghausen Helmbold | Langzeit-Wärmespeicher |
| DE3381519D1 (de) * | 1983-02-16 | 1990-06-07 | Moltech Invent Sa | Gesinterte metall-keramikverbundwerkstoffe und ihre herstellung. |
| NZ211405A (en) * | 1984-03-16 | 1988-03-30 | Lanxide Corp | Producing ceramic structures by oxidising liquid phase parent metal with vapour phase oxidising environment; certain structures |
| NZ212704A (en) * | 1984-07-20 | 1989-01-06 | Lanxide Corp | Producing self-supporting ceramic structure |
| US4851375A (en) * | 1985-02-04 | 1989-07-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods of making composite ceramic articles having embedded filler |
| JPS6212678A (ja) * | 1985-02-04 | 1987-01-21 | ランキサイド テクノロジー カンパニー，リミティド パートナーシップ | 複合セラミック体の製造方法 |
| US4657067A (en) * | 1985-06-19 | 1987-04-14 | Ohio State University | Hypereutectic direct-contact thermal storage material and method of production thereof |
| MX164959B (es) * | 1986-05-08 | 1992-10-09 | Lanxide Tecnology Company Lp | Un metodo para producir un cuerpo compuesto ceramico |
| US4923832A (en) * | 1986-05-08 | 1990-05-08 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of making shaped ceramic composites with the use of a barrier |
-
1987
- 1987-07-06 US US07/069,732 patent/US4873038A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-07-01 AU AU18623/88A patent/AU603462B2/en not_active Ceased
- 1988-07-01 IN IN542/CAL/88A patent/IN169536B/en unknown
- 1988-07-01 YU YU01286/88A patent/YU128688A/xx unknown
- 1988-07-01 NO NO882937A patent/NO176806C/no unknown
- 1988-07-04 DD DD88317545A patent/DD281812A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-07-04 CS CS884848A patent/CS276901B6/cs unknown
- 1988-07-04 IL IL86986A patent/IL86986A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-07-04 BR BR8803313A patent/BR8803313A/pt not_active Application Discontinuation
- 1988-07-04 PH PH37163A patent/PH25710A/en unknown
- 1988-07-05 AT AT88630122T patent/ATE84562T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-07-05 EP EP88630122A patent/EP0299903B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-05 MX MX012180A patent/MX168772B/es unknown
- 1988-07-05 NZ NZ225291A patent/NZ225291A/xx unknown
- 1988-07-05 DK DK372588A patent/DK372588A/da not_active Application Discontinuation
- 1988-07-05 DE DE8888630122T patent/DE3877444T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-05 RO RO1988134374A patent/RO101830B1/ro unknown
- 1988-07-05 RU SU884356002A patent/RU1794074C/ru active
- 1988-07-05 ZA ZA884789A patent/ZA884789B/xx unknown
- 1988-07-05 CN CN88104148A patent/CN1030403A/zh active Pending
- 1988-07-05 PT PT87915A patent/PT87915B/pt not_active IP Right Cessation
- 1988-07-05 HU HU883523A patent/HUT63130A/hu unknown
- 1988-07-05 PL PL1988273535A patent/PL159873B1/pl unknown
- 1988-07-05 BG BG84765A patent/BG60378B1/bg unknown
- 1988-07-06 CA CA000571327A patent/CA1318774C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-06 JP JP63168656A patent/JPH01113486A/ja active Pending
- 1988-07-06 KR KR1019880008455A patent/KR960000474B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-07-06 FI FI883227A patent/FI93224C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HUT63130A (en) | Process for producing heat storing medium comprising metal body and cermaic enveloping it | |
| RU2039023C1 (ru) | Способ получения самонесущего керамического тела | |
| FI84343B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av ett sjaelvbaerande keramiskt kompositstycke och ett saodant kompositstycke. | |
| CA1309232C (en) | Surface bonding of ceramic bodies | |
| US5017526A (en) | Methods of making shaped ceramic composites | |
| JP2505217B2 (ja) | セラミック複合材料の製造方法 | |
| EP0261050A2 (en) | Porous ceramic composite with dense surface | |
| JP2551949B2 (ja) | セラミック複合体の製造方法 | |
| IE58826B1 (en) | Composite ceramic articles and methods of making the same | |
| US5304520A (en) | Porous ceramic composite with dense surface | |
| US4960736A (en) | Surface bonding of ceramic bodies | |
| EP0407330B1 (en) | Methods of producing ceramic and ceramic composite bodies | |
| KR950005503B1 (ko) | 조밀한 표면층을 가진 자립성 세라믹 복합체의 제조 방법 | |
| PT94739A (pt) | Processo de formacao de corpos macrocompositos por tecnicas de vacuo auto-gerado | |
| US5139977A (en) | Porous ceramic composite with dense surface | |
| US5238886A (en) | Surface bonding of ceramic bodies | |
| US4830799A (en) | Method of making shaped ceramic articles by shape replication of an expendable pattern | |
| US5262203A (en) | Methods of producing ceramic and ceramic composite bodies | |
| IE61288B1 (en) | Method of making ceramic composite articles by inverse shape replication of an expendable pattern | |
| US5104835A (en) | Surface bonding of ceramic bodies | |
| US5100837A (en) | Method of making ceramic composite bodies incorporating filler material and bodies produced thereby | |
| NZ221747A (en) | Producing composite ceramic structures with intrinsically fitted encasement members thereon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFD9 | Temporary protection cancelled due to non-payment of fee |