NO175303B - Framgangsmåte for tilvirkning av et fast keramisk skum- eller svampformig legeme - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en framgangsmåte for tilvirking av et fast

keramisk skum- eller svampformig legeme, ved oksidasjon av et forløpermetall.

Porøse keramiske skum er kommersielt ønskelige for bruk i en mengde produkter, inkludert filtre for smeltede metaller, partikkel-filtre for dieselmotorer, bil-katalysatorer, varmevekslere, varmeelementer, termiske og elektriske isolatorer osv. I tillegg til den utmerkete motstandsevnen mot høye temperaturer og kjemikalier, og fordelen av keramets høye grad av porøsitet og store overflate for produkter som filtre_og katalysatorbærere, er også det høye styrke-til-vekt forholdet som er oppnåelig med keramiske skum en stor fordel i komponenter for biler, fly, osv.

I den konvensjonelle framstilling av keramiske legemer, inkludert keramiske skum, er en rekke prosesstrinn påkrevd, så som maling, glatting, sammenslutning, sintring, bearbeiding, osv. På hvert trinn kan inhomogeniteter introduseres, og dette kan ha en svekkende effekt på sluttproduktet. Et annet viktig kriterium, som ikke er gjennomførbart med konvensjonelle prosesser, er muligheten til å fremstille slike keramiske legemer i tilnærmet sluttkonfigurasjonen, inkludert intrikate former.

Som beskrevet i US patentskrift 3.947.363, kan porøse keramiske skum dannes fra et porøst, hydrofilt, og fleksibelt organisk skum-materiale som har en mengde tverrbundne tomrom omgitt av et vev av skum-materiale. Det organiske skum-materialet blir impregnert med et vannholdig keramisk slam slik at vevet er

i overtrukket, og tomrommene fylt med slam. Så blir det slamimpregnerte materiale

sammenpresset for å utstøte 20 - 75 % av slammet, og trykket blir så lettet slik at

- vevet forblir overtrukket med slam. Etter tørking, blir materialet opphetet, først for å brenne bort det fleksible organiske skummet, og så sintres det keramiske belegget, for så å etterlate et sammenhengende keramisk skum som har et mangfold av tverrbundne tomrom omgitt av et vev av sammenbundet eller sammensmeltet keram i formen av det foregående organiske skum. Med denne organisk-til-keram teknikken, har det blitt rapportert å være nødvendig å iverksette tiltak for å løse problemer med produkt som ikke er ensartet på grunn av ikke-ensartet distribusjon av slam, som resultat av at det organiske skumlegemet blir sammenpresset ved passasje gjennom

i ruller, av vidtgående håndtering av organiske skumflak e.l.

I en variant av den ovenfor beskrevne prosessen, som framsatt i US patentskrift 4.076.888, blir et metall, metall/keram, og/eller keramisk belegg påført på en svamp av polyuretanskum via en ledende film (egentlig nikkel eller kopper plettering) tidligere påført på svampen. Et galvanisk belegg beskrives påført oppå den ledende filmen, fulgt av påføring av et belegg av metall/keram eller keram som en spray av smelte ved hjelp av en 10.000 - 15.000°C argonplasma-flamme. Det endelige vevet beskrives som hult og med en flerlags konstruksjon som forandres gradvis fra metallisk på innsiden til en ytre keramisk konstruksjon. Teknikken med påføring av belegg som en spray av smelte er nevnt å være påførbar bare til svamper ikke tykkere enn 12 mm, hvis sprayen kan påføres kun en side av svampen, og ikke tykkere enn 25 mm hvis sprayen kan påføres to motstående sider.

Omtrent 10 år tidligere hadde US patenskriftter 3.255.027, 3.473.938, og 3.473.987 beskrevet en metode for å lage tynnveggede alumina-holdige konstruksjoner, ved brenning i en oksygen-holdig atmosfære, tynne aluminium-seksjoner (så som kanner, rør, oppstillinger av rør, honeycombs, osv., eller smuldrede former laget av plater av aluminium eller formet ved utstøtningsmetoder) belagt med et oksid av et alkalimetall, jordalkalimetall, vanadium, krom, molybden, wolfram, kopper, sølv, sink, antimon, eller vismut, eller en forløper derav som sintringsstoffer, og valgfritt, et ildfast fyllstoff i partikkelform. Når forsøkt på honeycomb-konstruksjon, ble prosessen rapportert å forme ildfaste dobbeltvegg-seksjoner som hadde et plateaktig hulrom nær sentrum, som ble fortalt å resultere fra vandringen av smeltet aluminium metall gjennom sprekker i oksidfilmen dannet på overflaten av metallet. Oberlin (US 3.473.938) viste at denne konstruksjonen var svak, og beskrev eliminering av dobbeltvegg-konstruksjonen ved bruk av en vanadium-forbindelse og et silikat som sintringsstoffer i prosessen. Sowards (US 3.473.987) tildekket konstruksjonen med aluminiumpulver før brenningen, for dermed å produsere dobbeltvegg-konstruksjonen med tykkere vegger. Bare aluminium sjablon-konstruksjoner laget av plater eller formet ved utstøtning ble betraktet.

Som fastslått av Talsma, definerer de tverrbundne veggene i en honeycomb lukkede celler eller kanaler, som strekker seg i lengderetningen langs hele veggen. Kanalene er plassert slik at de er parallelle med en felles akse, en konstruksjon som er mindre nyttig for visse bruk enn den til porøse skum, hvor cellekonstruksjonen er tredimensjonal. For eksempel er partikkeloppsamlings effektiviteten til et keramisk honeycomb-filter plassert i eksos-manifolden på en dieselmotor funnet å være lav (US patentskrift 4.540.535 ), og honeycomb katalysatorbærere er rapportert å lide av et relativt lite geometrisk areal og uønsket lav turbulens (US patentskrift 3.972.834).

NO patentsøknad 851011 beskriver en ny prosess for å produsere keramiske

produkter ved direkte oksidasjon av smeltet basismetall. Ved denne prosessen dannes oksidasjonsprodukt initielt på overflaten av det smeltede basismetall som er utsatt for en oksidant, og senere vokser det på denne overflaten ved transport av ytterligere smeltet metall gjennom oksidasjonsproduktet hvor det reagerer med oksidanten. Prosessen kan forsterkes ved å bruke legerte tilsatsstoffer som i det tilfelle med basismetallet aluminium oksidert i luft. Denne metoden ble forbedret ved bruken av eksterne tilsatsstoffer påført overflaten av forløpermetallet som lagt fram i NO patentsøknad 852900. Her blir oksidasjon vurdert i en større sammenheng, som en eller flere metaller som avgir elektroner til, eller deler elektroner med et annet element eller en kombinasjon av elementer og danner en forbindelse. Tilsvarende betyr uttrykket "oksidant" en elektron-mottager eller -deler.

I prosessen beskrevet i NO patentsøknad 860362, blir keramiske kompositt-produkter framstilt ved å la et keramisk produkt vokse i et underlag av fyll-materiale plassert nær opptil massen av smeltet basismetall. Det smeltede metall reagerer med en gassformig oksidant, slik som oksygen, som har fått gjennomtrenge fyllmaterialet. Det resulterende oksidasjonsprodukt, egentlig alumina, kan vokse inn i og gjennom massen av fyllmateriale ettersom smeltet basismetall blir kontinuerlig trukket gjennom det nylig dannede oksidasjonsprodukt. Partiklene med fyllmateriale er omsluttet inne i det polykrystallinske keramiske produktet som består av oksidasjonsproduktet tverrbundet i tre dimensjoner.

NO-A-870312 (publ. etter foreliggende prioritetsdato) beskriver en metode for å

lage keramiske komposittgjenstander, inkludert rør, ved å bygge et keramisk produkt i et gjennomtrengelig underlag av fyllmateriale som omslutter en mal eller et mønster av basismetall, som definerer en form som skal kopieres inverst som et hulrom i det keramiske kompositt-materialet. Den metalliske malen (egentlig en formet aluminium stang), som er begravd i fyllmaterialet (egentlig en gjennomtrengelig masse av alumina eller silisiumkarbid-partikler), blir smeltet, og det smeltede basismetall reagerer med en oksidant, som har fått gjennomtrenge bedet av fyllmaterialet like

ved. Det resulterende oksidasjonsprodukt, egentlig alumina, kan vokse inn i, og gjennom massen avfyllmateriale, ettersom smeltet basismetall suges gjennom det nylig dannede oksidasjonsprodukt. Når det smeltede metall på plassen opprinnelig opptatt av den metalliske mal har blitt forbrukt, gjenstår det et hulrom som kopierer inverst den geometriske formen til den opprinnelige metalliske mal, og hulrommet er omgitt av den resulterende keramiske kompositt.

Disse oksidasjons-prosessene ved styrt oksidasjon skaffer til veie et mangfold av formede keramiske gjenstander, men har til nå ikke blitt brukt til å framstille rigide keramiske skum. Keramiske skum har en særegen fysisk konstruksjon som bibringer mange fordelaktige egenskaper og bruksområder dertil. Denne konstruksjonen erkarakterisert vedåpne celler eller kanaler tilfeldig tverrbundet i tre dimensjoner, noe som gir en høy overflate per volumenhet og et høyt styrke-til-vekt forhold. En turbulent væskestrøm resulterer fra disse tredimensjonale cellekonstruksjonene, som kan være fordelaktig til noen anvendelser, og står i kontrast til laminær strøm i en honeycomb. Det eksisterer et behov for forbedringer i slike produkter, og i framgangsmåtene for å lage dem.

Oppfinnelsen er angitt i den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de uselvstendige kravene 2 til 9.

Den foreliggende oppfinnelsen fremskaffer et keramisk skum som utgjøres av et nettlignende legeme av åpne celler, eller åpne kanaler som er tilfeldig tverrbundne i tre dimensjoner, og et overveiende kontinuerlig keramisk materiale. I samsvar med oppfinnelsen, blir et metallisk skum brukt som metall hvorfra et oksidasjonsprodukt resulterer. Skummet er et nettlignende legeme av sammenflettede sener, strenger, fibre, bånd, eller lignende, av forløper-metall tilfeldig tverrbundet i tre dimensjoner, for dermed å definere åpne celler eller kanaler. Kanalene er, som definert av de eksterne overflatene til båndene, tilsvarende tilfeldig tverrbundet i tre dimensjoner. I produksjonen av det keramiske skummet, tjener det metalliske nettverket som forløpermetall eller basismetall, og den blir i hvertfall delvis forbrukt i dannelsen av oksidasjonsprodukt. Det nettlignende legeme av basismetall, blir først behandlet på en slik måte, at et støtte-belegg, som i seg selv er tilstrekkelig til å opprettholde helheten til den porøse konstruksjonen til legemet under prosessbetingelsene, dannes på overflatene av båndene ved en temperatur under smeltepunktet til metallet. Dette støtte-belegget kan dannes av basismetallet, eller påføres eksternt, som beskrevet nedenfor i større detalj. Det belagte legeme med basismetall blir så oppvarmet til en temperatur over smeltepunktet til metallet, hvorved smeltet metall kommer i kontakt med og reagerer med en oksidant, og danner et oksidasjonsprodukt. Prosessbetingelsene opprettholdes, slik at det gjennom oksidasjonsproduktet trekkes basismetall, som i kontakt med oksidanten, danner ytterligere oksidasjonsprodukt. Prosessen fortsettes inntil det ønskede belegget av polykrystallinsk keram er dannet, og valgfritt; metalliske bestanddeler og/eller porer. Det keramiske skumproduktet utgjøres av en porøs, nett-lignende keramisk konstruksjon, og tilnærmet all eller bare deler av de metalliske båndene kan være forbrukt gjennom prosessen.

I samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen, blir metallbandene i skummet belagt på forhånd med et gjennomtrengelig lag med fyllmateriale, som er hovedsaklig inert under prosessbetingelsene. Under prosessen, vil det resulterende oksidasjonsprodukt, f. eks. alumina, infiltrere og vokse inn i og gjennom det gjennomtrengelige laget, ettersom smeltet metall trekker gjennom det nylig dannede oksidasjonsprodukt. Dermed blir det dannet en keramisk komposittmatrise, som fyll-partiklene er innleiret i. Matrisen utgjøres av et polykrystallinsk, tredimensjonalt tverrbundet materiale av oksidasjonsprodukt og fyllmateriale, og som videre kan inneholde metalliske bestanddeler, så som uoksidert basismetall og/eller porer. Oksidasjonsproduktet er tverrbundet i tre dimensjoner. De metalliske komponentene kan være tverrbundne, eller isolerte. På samme måte kan porene være tverrbundne

- eller isolerte.

Produktet av oppfinnelsen utgjøres av et nettlignende legeme av åpne celler, som er tilfeldig tverrbundne i tre dimensjoner, definert ved en hovedsaklig kontinuerlig keramisk matrise, som har en konstruksjon av sammenflettede, tre-dimensjonalt tilfeldig tverrbundne hule sener eller rør. Avhengig av prosessbetingelsene, kan de hule senene være tomme for basismetall, eller delvis fylte med basismetall, for dermed å fremskaffe en metallisk kjerne for den keramiske matrisen. I noen tilfeller, kan både tomme, og metall-fylte, hule sener være tilstede i det keramiske skumproduktet. Den keramiske gjenstanden kopierer i vesentlig grad konfigurasjonen til det opprinnelige metalliske porøse legeme, for dermed å produsere en gjenstand med en form nær det som til sist ønskes. På denne måten, kan et produkt med nesten den ønskede endelige form, i tillegg til skreddersydde egenskaper, tetthet, og sammensetning oppnås. Videre vil enkelheten og det begrensede antall av prosesstrinn bidra ved framstillingen av keramiske legemer, og ytterligere eliminere mange konvensjonelle produksjons-defekter.

Den metalliske komponenten i vegg-delen av de hule senene, og også metall-kjernen, kan være ønskelige for bruk hvor termisk eller elektrisk ledningsevne er påkrevet, som i varmevekslere, varmeelementer, e.l.. Metallet kan også forbedre styrken,eller hardheten, noe som kan være av verdi i filtre, siler e.l..

Som brukt i denne spesifikasjonen, og i de tilknyttede krav er uttrykkene nedenfor definert som følger: "Keramisk" skal ikke tolkes urettmessig slik at det er begrenset til et keramisk legeme i den klassiske forstand, det vil si forstås som at det utelukkende består av ikke-metalliske og uorganiske materialer, men heller refererer til et legeme som er overveiende keramisk, med hensyn til enten sammensetning eller dominerende egenskaper, selv om legemet kan inneholde mindre eller betydelige mengder av en eller flere metalliske bestanddeler, og/eller porøsitet (tverrbundet eller isolert) avledet fra basismetallet, eller redusert fra oksidanten eller et tilsatsstoff, mest typisk innen området fra 1 - 40 % på volumbasis, men kan være større.

"Skum" som det blir brukt om både forløper-metallet og produktet, refererer til et selvbærende legeme som innehar en porøs, nett-aktig skjelett-konstruksjon.

"Oksidasjonsprodukt" betyr generelt en eller flere metaller i en vilkårlig oksidert tilstand, i hvilket henseende et metall har oppgitt elektroner til eller delt elektroner med et annet element, forbindelse, eller en blanding av disse. Tilsvarende inkluderer et oksidasjonsprodukt etter denne definisjon produktet av reaksjonen av en eller flere metaller med en oksidant, slik som dem beskrevet i denne søknaden.

"Oksidant" betyr en eller flere passende elektron-akseptorer eller elektron-delere, og kan være et fast stoff, en væske eller en gass (damp) eller en kombinasjon av disse (egentlig et fast stoff og en gass) ved prosessbetingelsene.

"Basismetall" eller "forløpermetall" er tenkt å referere til relativt rene metaller, kommersielt tilgjengelige metaller med urenheter og/eller legerte bestanddeler, og legeringer og intermetalliske forbindelser av metallene. Når et bestemt metall nevnes, burde dette identifiserte metall leses med denne definisjonen i hodet, dersom

noe annet ikke går fram av sammenhengen.

Kort Beskrivelse av Tegningene:

Fig. 1, er en seksjonsvis representasjon av forløper-metall-skummet, som viser dets tredimensjonale nettverk av tilfeldig tverrbundne bånd og åpne celler, og delvis dekket med et lag av materiale, som er nyttig for å danne et støtte-belegg. Fig. 2 er et delbilde av et fragment av det keramiske produktet, framstilt i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 2A er et snitt gjennom et tomt keramisk rør av produktet vist i fig. 1; og Fig. 2b er et snitt gjennom et keramisk rør med en metallisk kjerne fra et av oppfinnelsens produkter.

Detaljert beskrivelse

I framgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, blir dannelsen og veksten av det keramiske produktet utført på et porøst legeme av basismetall som har en tre-dimensjonal cellekonstruksjon, egentlig et skum eller en svamp av metall. På grunn av kompleksiteten til denne konstruksjonen, den begrensede atkomsten til dens indre overflate, og finheten til den bærende konstruksjon, er det påkrevet med spesielle betingelser for å oppnå endringen fra et porøst metallisk legeme til et porøst keramisk legeme, ved denne vekst-prosessen. I samsvar med framgangsmåten tjener det porøse basismetall som en mal, eller et mønster, for dannelsen av et legeme av keramisk skum, med en tilsvarende konfigurasjon. På tross av den strukturelle kompleksitet av basismetall-legemet, de smeltede forholdene, og fortrengningen av metall under prosessen, beholdes i overveiende grad helheten og konfigurasjonen til den opprinnelige porøse konstruksjonen til legemet av basismetall. Den beskrevne oppfinnelsen sørger for den fordelen med å danne formede keramiske legemer, at metallet lett kan bearbeides, inkludert å lage hulrom, i motsetning til å bearbeide den ferdige keramiske gjenstanden, noe som er vanskeligere og dyrere. De ytre dimensjonene og konfigurasjonen til det metalliske skummet, blir kopiert av det ferdige keram i vesentlig grad, fordi senen eller båndet av metall har et relativt lite tverrsnitt, noe som medfører at veksten av oksidasjonsprodukt ikke endrer størrelsen til legemet i vesentlig grad.

Basismetallet blir først behandlet for å danne et støttebelegg på de metalliske strengene, som av seg selv opprettholder helheten til den porøse konstruksjonen. Støtte-belegget kan være gjennomtrengelig overfor den gassformige oksidanten, hvis en slik blir brukt, eller inneholde en oksidant som væske eller fast stoff, og tillate inntrengning og vekst av et oksidasjonsprodukt. Behandlingen med å påføre et støtte-belegg foregår under smeltepunktet til basismetallet, og behandlingen kan foregå ved en av flere framgangsmåter. I samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen, blir støtte-belegget dannet på stedet, ved oksidasjon av forløper-metallet under dets smeltepunkt, slik at det dannes et lag av oksidasjonsprodukt. Under dannelsen av støtte-belegget på stedet, er det ønskelig å foreta oppvarmingen til det nedre temperaturområdet sakte. Det metalliske skummet kan, når det er ønskelig, oppvarmes til denne lave temperaturen relativt raskt, for så å holdes på den ønskede temperatur, lenge nok til at belegget dannes. I noen systemer er forvarnungstrinnet tilstrekkelig. F. eks. i prosedyren beskrevet i det etterfølgende eksempel 1, kan metallet, hvis det består av 6101 aluminiumlegering, og den oppvarmes i luft ved 600°C i to timer, danne et tilstrekkelig støtte-belegg av alumina. Tilsvarende vil, når relativt rent aluminium oppvarmes i en nitrogen-atmosfære ved 650°C i flere timer, et tynt støttebelegg av aluminium-nitrid dannes, som illustrert i eksempel 11 nedenfor. Dette støtte-belegget burde være tilstrekkelig tykt til å støtte og opprettholde helheten og konfigurasjonen til den opprinnelige metalliske konstruksjon. Under det etterfølgende oppvarmingstrinnet, til over smeltepunktet til basismetallet, vil ikke skummet bryte sammen på grunn av støttebelegget. Oksidasjonsprosessen fortsetter, og oksidasjonsproduktet vokser, eller utvikler seg, til den ønskede tykkelse av det keramiske skummet.

Med en alternativ måte å forbehandle skummet på for å fremskaffe et støtte-belegg, blir det påført et materiale, eller dets forløper, til skummets metalloverflate før oppvarmingen. Dette vil reagere eller dekomponere under metallets smeltepunkt, for dermed å danne et gjennomtrengelig støtte-belegg. I det tilfelle at en bruker denne type eksterne påføring, som vist i eksempelene 2-10, kan støtte-belegget dannes under en jevn, gradvis oppvarming fra under smeltepunktet til basismetallet til over dets smeltepunkt, uten at det behøves et opphold ved temperaturen før smelting. Eksempler på belegg-materialer, eller deres forløpere, som er spesielt brukbare på et system med basismetallet aluminium er; metalliske salter og forbindelser, inkludert organometalliske forbindelser, av alkali-, jordalkali- og overgangsmetallene, og slam eller velling av veldig fint aluminiumstøv, silika, silisiumkarbid , aluminiumnitrid, borkarbid, eller en hvilken som helst kombinasjon av disse. Et tilsatsstoff kan brukes i fellesskap med metallet, som beskrevet nedenfor i detalj. I tillegg kan fyllmaterialer påføres slik at det dannes en keramisk kompositt. Passende fyllmaterialer, avhengig av sammensetningen av det keramiske kompositt som dannes, kan være: karbidene til silisium, aluminium, bor, hafnium, niob, tantal, thorium, titan, wolfram, vanadium, og zirkonium; nitridene av silisium, aluminium, bor, hafnium, niob, tantal, thorium, titan, uran, vanadium, og zirkonium; boridene av krom, hafnium, molybden, niob, tantal, titan, wolfram, vanadium, og zirkonium; og oksidene av aluminium, beryllium, cerium, krom, hafnium, jern, lanthan, magnesium, nikkel, titan, kobolt, mangan, thorium, kopper, uran, yttrium, zirkonium, og silisium.

Etter at basismetallet har blitt korrekt behandlet for å danne det gjennomtrengelige støtte-belegget, økes temperaturen til basismetallet til et område over dets smeltepunkt, men under smeltepunktet til oksidasjonsproduktet. I tilfellet med basismetallet aluminium, og et tilsatsstoff brukt i sammenheng med dette, kan temperatur-intervallet være fra 690 - 1450°C, med 900 - 1350°C som det foretrukne. Det smeltede metall nær opptil belegget reagerer med oksidanten, i det tilfelle at en gass har trengt gjennom belegget, eller med en hvilken som helst av fast stoff og/eller væske som er tilstede i støtte-belegget. Ved oppvarming vil oksidasjonsprodukt dannes når smeltet basismetall kommer i kontakt med oksidanten, og smeltet metall vil trekkes gjennom det nylig dannede oksidasjonsprodukt og forårsake dannelse og vekst av oksidasjonsprodukt på overflaten som er eksponert til oksidanten. I et slikt tilfelle kan forløper-metallet opprinnelig tilstede være nesten fullstendig transportert ut av dens opprinnelige posisjon (sener eller strenger innhyllet av støtte-belegget), slik at det resulterende produkt utgjøres av tilfeldig tverrbundne keramiske hule sener eller rør, som har en diameter av hovedsaklig den samme størrelse som den opprinnelige metalliske senen eller strengen. De keramiske rørene eller hule strengene utgjøres av et polykrystallinsk materiale som består hovedsaklig av oksidasjonsprodukt, og om ønskelig; metalliske bestanddeler eller porer. Hvis prosessen utføres slik at en reagerer hovedsaklig alt basismetall til oksidasjonsprodukt, vil det utvikles en tverrbundet porøsitet på plassen til den tverrbundne metalliske komponenten, og det kan fremdeles forefinnes isolert metall og/eller porer.

Ved å kontrollere prosess-beitngelsene, som tid, temperatur, type basismetall og tilsatsstoff, kan kun en del av det smeltede basismetall transformeres til oksidasjonsprodukt, og en kjerne av størknet basismetall vil forbli i rørene eller hule strengene.

Med henvisning til fig. 1, er det vist en svamp av metall, som indikeres generelt ved tallet 1, som har sener eller bånd 2. Et belegg 4 har blitt påført til en del av de tverrbundne senene som danner en tre-dimensjonal nettlignende konstruksjon av åpne celler 3, som er tverrbundne i tre dimensjoner som resultat av den tre-dimensjonale senekonstruksjonen. Cellene 3_ er generelt i form av polygoner, men kan også være uten vinkler, egentlig ovale eller sirkulære. Fig. 2 viser det keramiske produktet som er framstilt i samsvar med oppfinnelsen, og viser de hule senene eller rørene 5 av keramisk materiale og de åpne cellene 3_'.

De keramiske senene 5, som er vist i snitt i fig. 2 og 2A, er hovedsaklig hule, med den toroidiske overflaten dannet ved å ta et snitt gjennom veggen til de nevnte rør, benevnt med tallet 6. Disse rørene har hule kjerner 7, som bidrar til deres lave vekt, så vel som deres store overflate pr enhetsvolum. Røret vist i fig. 2B har en keramisk vegg 6 og en metallisk kjerne 8 som resultat av den ufullstendige reaksjonen med basismetall til oksidasjonsprodukt. Den metalliske kjernen fyller vanligvis ikke hele hulrommet til senen, noe som gir et tomrom 7.

En spesielt brukbart metallskum som forløper-metall, for bruk i den framlagte prosessen, er et metallskum kjent som Duocel, et produkt fra Energy Research and Generatipn, Inc., Oakland, California, USA. Dette produktet er beskrevet som et skum av metall, som har en nettlignende konstruksjon av åpne dodekahedron-formede celler, forbundet med kontinuerlige sener av metall i fast form. Det burde imidlertid oppfattes at kilden og formen til forløper metallet ikke er essensielt for bruk av oppfinnelsen, så lenge den er cellulær i konstruksjonen. En måte å framstille et passende metallisk skum på er å støpe smeltet metall med et utvidbart eller fjernbart materiale. F.eks. blir smeltet aluminium støpt rundt et granulat av salt, eller rundt partikler av koks som de som blir brukt i fiuidiserte senger. Etter kjøling av metallet, blir saltet fjernet ved å trekke det ut med vann, eller koksen fjernes ved en kontrollert oksidasjon ved lav temperatur. Når ønsket, kan et metallisk skum utgjøres

av en sammensluttet masse av metallfibre av ønsket densitet, for å fremskaffe et

> åpent nettverk av mellomsittende tomrom.

Aluminium er det foretrukne metallet for bruk i den framlagte prosessen. Det er lett tilgjengelig i form av skum, slik som Duocel, og er spesielt godt tilpasset for bruk i prosesser hvor smeltet metall skal trekkes inn i eller gjennom et

oksidasjonsprodukt, for deretter å reagere med en oksidant.

) Imidlertid kan det, som beskrevet i de ovennevnte patentskriftene, brukes andre basismetaller enn aluminium i disse keramiske vekstprosessene, og dette inkluderer metaller som titan, tinn, zirkonium, og hafnium. Alle disse metallene kan brukes i denne prosessen, hvis de er tilgjengelige, eller kan bli gjort tilgjengelige, med en porøs metallisk form, egentlig skum.

! Selv om oksidanter i form av gass, væske, eller fast stoff kan brukes i denne prosessen, vil det smeltede metall vanligvis oppvarmes i en reaktiv atmosfære, egentlig luft eller nitrogen i tilfellet med aluminium. Støtte-belegget er gjennomtrengelig for gass, slik at når den belagte forløperen eksponeres overfor atmosfæren, vil gassen trenge gjennom belegget og komme i kontakt med det

> smeltede basismetall som finnes opptil.

En oksidant som fast stoff, kan brukes ved å fordele det inne i forløper-metallet til - støtte-belegget. En fast oksidant kan være spesielt brukbar i å danne støtte-belegget, eller i å danne en relativt tynn keramisk matrise.

Det kan brukes en fast, gassformig, eller væskeformig oksidant, eller en

i kombinasjon av slike oksidanter, som nevnt ovenfor. F.eks. kan slike typiske oksidanter inkludere, uten begrensning; oksygen, nitrogen, et halogen, svovel, fosfor, arsen, karbon, bor, selen, tellur, og forbindelser eller blandinger av disse, eksempler her er metan, etan, propan, acetylen, etylen, propylen (med hydrokarbonet som en kilde til karbon), og blandinger slik som luft, H2/H20 og

I CO/CCv De to siste er en god hjelp til å redusere den oksiderende aktiviteten til omgivelsene.

Selv om enhver brukbar oksidant kan brukes, er en gassformig oksidant foretrukket, men det må huskes at to eller flere gassformige oksidanter kan brukes i kombinasjon. Hvis en gassformig oksidant brukes i forbindelse med et materiale for støttebelegget som kan være et fyllmateriale, er belegget gjennomtrengelig for den gassformige oksidanten, slik at når belegget avdekkes mot oksidanten, vil den gassformige oksidanten gjennomtrenge belegget, og komme i kontakt med det smeltede basismetall. Uttrykket "gassformig oksidant" betyr et fordampet, eller til vanlig gassformig materiale som fremskaffer en oksiderende atmosfære. F.eks. er oksygen, eller gassblandinger som inneholder oksygen (inkludert luft), foretrukne gassformige oksidanter, med luft som det mest foretrukne, av åpenbare økonomiske grunner. Når en oksidant er identifisert ved at den inneholder, eller utgjøres av, en bestemt gass eller damp, betyr dette en oksidant, hvor den identifiserte gassen eller dampen er den eneste, hovedsakelige, eller minst en betydelig oksidant for basismetallet, under prosessforholdene oppnådd i det oksiderende miljø. Et eksempel er at selv om hovedbestanddelen av luft er nitrogen, er oksygeninnholdet i luft den eneste oksidant for basismetallet, fordi oksygen er en betydelig sterkere oksidant enn nitrogen. Luft faller derfor innenfor definisjonen av en "oksygen-inneholdende gass" oksidant, men ikke innenfor definisjonen av en "nitrogen-inneholdende gass" oksidant. Et eksempel på en "nitrogen-inneholdende gass" oksidant er en gass som inneholder typisk ca 96 volumprosent nitrogen, og ca 4 volumprosent hydrogen.

Når en fast oksidant brukes sammen med støtte-belegget, er det vanligvis fordelt inne i belegget, eller dens forløper og fyllmateriale hvis brukt, i form av partikler, eller kanskje som belegg på fyllmateriale-partiklene. Enhver brukbar fast oksidant kan brukes, inkludert grunnstoffer, slik som bor eller karbon, eller reduserbare forbindelser slik som silisiumdioksid, eller noen borider med lavere termodynamisk stabilitet enn boridproduktet av basismetallet. For eksempel vil, når bor eller et reduserbart borid brukes som oksidant, det resulterende oksidasjonsprodukt være aluminium-borid.

I noen tilfeller kan oksidasjonen foregå så fort med en fast oksidant, at oksidasjonsproduktet har en tendens til å smelte sammen på grunn av reaksjonens eksoterme egenskaper. Dette vil kunne forringe den ensartede mikro-konstruksjonen til det keramiske legeme. Denne raske eksoterme reaksjonen kan unngås ved å blande inn et relativt inert fyllmateriale, som har lav reaktivitet. Et eksempel på et brukbart inert fyllmateriale er et som er identisk med det tiltenkte oksidasjonsprodukt.

Hvis det brukes en væskeformig oksidant i forbindelse med støtte-belegget og fyllmaterialet, kan hele belegget eller fyllmaterialet være impregnert med oksidanten. Når det refereres til en væskeformig oksidant, betyr det en som er i væskefasen ved forholdene der oksidasjonen foregår. Slik kan en væskeformig oksidant ha en fast forløper, slik som et salt, som er smeltet ved oksidasjons-betingelsene. Som et alternativ kan en væskeformig oksidant ha en væskeformig forløper, egentlig en løsning av et materiale som ved oksidasjonsbetingelsene er smeltet eller dekomponert til en passende andel oksidant. Et eksempel på en væskeformig oksidant som de er definert her, er glass med lave smeltepunkt.

Som beskrevet i de ovennevnte norske patentsøknadene, kan visse basismetaller, under bestemte temperaturer og oksidasjonsbetingelser, møte de nødvendige kriterier for den kjemiske prosess, uten spesielle tilsetninger eller forandringer. Allikevel kan tilsatsstoffer ha en positiv virkning eller fremskynde prosessen. Tilsatsstoffet eller - stoffene kan tilføres som legeringskomponenter til skummet av basismetall, eller tilføres med støttebelegget. I noen tilfeller kan tilsatsstoffet utelates, avhengig av prosess-temperaturen og basismetallet. Et eksempel på dette er at når et nettlignende legeme av aluminium oppvarmes i en nitrogen-atmosfære for å danne aluminiumnitrid, er et tilsatsstoff foretrukket eller nødvendig hvis temperaturen under prosessen er omtrent 1200°C, mens en trenger ikke bruke et tilsatsstoff når temperaturen er omtrent 1700°C,og en bruker kommersielt rent aluminium.

Brukbare tilsatsstoffer for et skum av basismetallet aluminium, spesielt med luft som oksidant, inkluderer f.eks. magnesium metall og sink metall, spesielt i forbindelse med andre tilsatsstoffer, slik som silisium. Dette er beskrevet nedenfor. Disse metallene, eller en passende kilde til metallene, kan legeres med skummet av det aluminium-baserte basismetall i konsentrasjoner for hver på mellom 0.1 og 10 % basert på vekten av det ferdige metall med tilsetninger. Konsentrasjons-området for et av tilsatsstoffene avhenger av faktorer som kombinasjonen av tilsatsstoffer og prosess-temperaturen. Konsentrasjoner i dette området synes å starte den keramiske veksten fra det smeltede metall, øke transporten av metall, og positivt påvirke vekst-morfologien til det endelige oksidasjonsprodukt.

Andre tilsatsstoffer som er effektive i å fremme keramisk vekst fra smeltet metall, for systemer med aluminium baserte basismetall, er f.eks. silisium, germanium, tinn, og bly, spesielt brukt i kombinasjon med magnesium eller sink. En eller flere av disse andre tilsatsstoffene, eller en passende kilde til disse, blir legert med skum-basismétallet aluminium i konsentrasjoner for hver på mellom 0.5 og 15 % basert på vekten av hele legeringen; imidlertid vil en oppnå en mer ønskelig kinetikk og morfologi til veksten ved konsentrasjoner av tilsatsstoff i området mellom 1 og 10 % basert på vekten av hele legeringen til basismetallet. Tilsatsstoffet bly blir vanligvis legert med det aluminium-baserte basismetall ved en temperatur på minst 1000°C, slik at en tar hensyn til dens lave løslighet i aluminium. Imidlertid vil tilsatsen av ytterligere legerings-komponenter, som tinn, vanligvis øke løseligheten til bly, og tillate at legerings-materialene blir tilsatt ved en lavere temperatur.

Avhengig av omstendighetene, kan en eller flere tilsatsstoffer brukes. F.eks. i det tilfellet med basismetallet aluminium og luft som oksidant, vil spesielt brukbare kombinasjoner av tilsatsstoffer inkludere (a) magnesium og silisium, eller (b) magnesium, sink, og silisium. I disse eksemplene vil en foretrukket konsentrasjon av magnesium ligge i området 0.1 til 3 vektprosent, for sink i området 1 til 6 vektprosent, og for silisium i området 1 til 10 vektprosent. Brukbare tilsatsstoffer til dannelsen av aluminium-nitrid inkluderer kalsium, barium, magnesium, og litium.

Ytterligere eksempler på tilsatsstoffer, som er brukbare med basismetallet aluminium, er natrium, germanium, tinn, bly, litium, kalsium, bor, fosfor, og yttrium, som kan brukes individuelt eller kombinert med en eller flere tilsatsstoffer avhengig av oksidanten og prosessforholdene. Natrium og litium kan brukes i svært små mengder i ppm-området, vanlig kan være 100 - 200 ppm, og hver kan brukes alene, eller sammen med andre tilsatsstoff. De sjeldne jordmetallene, slik som cerium, lantan, praseodym, og samarium er også brukbare tilsetningsstoffer, og disse også spesielt når de brukes kombinert med andre tilsatsstoffer.

Et eksternt tilsatsstoff kan påføres ved å bløte det porøse legemet av basismetall i en vandig oppløsning som inneholder et salt av det metalliske tilsatsstoff (Eksempel 2), eller ved å dyppe det porøse legemet av basismetall i et organisk slam av forstøvet tilsatsstoff, etterfulgt av en risting for å fordele slammet gjennom det porøse skjelettet. Mengden av eksternt påført tilsatsstoff er virkningsfull over et stort variasjonsområde, relativt til mengden av basismetall som det påføres. For eksempel, når en bruker tilsatsstoffet silisium i form av silisiumdioksid påført eksternt til et basismetall avledet av aluminium, og bruker luft eller oksygen som oksidant, kan så lave mengder som 0.0001 gram silisium pr gram basismetall, sammen med et annet tilsatsstoff som er en kilde til magnesium og/eller sink, fremkalle fenomenet med keramisk vekst. Det har også blitt funnet at en keramisk konstruksjon kan oppnås med et aluminiumbasert basismetall som inneholder silisium som legert tilsatsstoff med luft eller oksygen som oksidant, ved å tilføre MgO som et eksternt tilsatsstoff i mengder større enn omtrent 0.0005 gram tilsatsstoff pr gram basismetall som skal oksideres, og større enn omtrent 0.005 gram tilsatsstoff pr kvadratcentimeter overflate av basismetallet som skal påføres MgO.

Eksempel 1.

Metallskummet som ble brukt som startmateriale var en blokk av det før nevnte Duocel med målene 5.1 cm x 5.1 cm x 2.5 cm, som i dette tilfelle var lagd av en 6101 aluminium legering. Hoved-legeringskomponentene i metallet var silisium (0.3 - 0.7 %), magnesium (0.35 - 0.8 %), og jern (maks. 0.5 %). Grunnstoffer tilstede i mengder mindre enn 0.1% inkluderer kopper, sink, bor, mangan, og krom. Det metalliske skummet er av produsenten beskrevet som med en nettlignende konstruksjon av åpne dodekaheder-formede celler forbundet med kontinuerlige, kompakte sener av aluminiumlegering. Størrelsen på cellene i skummet var 4 porer pr centimeter (gjennomsnittlig cellestørrelse på 0.20 cm).

Blokken med metallisk skum ble forbehandlet med flere påfølgende vaskinger med aceton og en 20 % løsning av natriumklorid for ca 2 minutter pr vask. Blokken ble så plassert på toppen av et underlag av wollastonitt (taffelspat) i en smeltedigel. Digelen ble plassert i en ovn hvor den ble oppvarmet i luft til en temperatur av 600°C over 2 timer, hvorpå denne temperaturen ble holdt i ytterligere 2 timer. Dette trinn med oppvarming tillot at det dannet seg et gjennomtrengelig belegg på metallskummet, som var tilstrekkelig i seg selv til å opprettholde den nettlignende helheten til blokken av metall. På dette punktet ble temperaturen i ovnen økt til 1300°C over en periode på 2.3 timer, og denne temperaturen ble opprettholdt i 15 timer.

Produktet ble fjernet fra underlaget av wollastonitt etter at digelen og innholdet hadde fått avkjøle seg til omgivelsestemperatur, og hadde en stiv, porøs konstruksjon som Duocel, men en matt overflate, og en grå farge. Det var tilnærmet ingen reduksjon i størrelse (sammenlignet med stykket av Duocel), noe som tydet på at helheten til metall-skummet var opprettholdt, selv om produktet hadde vært over smeltepunktet til aluminiumlegeringen 6101 for mer enn 15 timer. Mikroskopbilder av de nett-dannende senene i tverrsnitt viste seg å være delvis fylte, egentlig en metallkjerne omgitt av en keramisk slire. Studier med røntgen-diffraksjon fastslo at sliren besto av en tredimensjonal matrise av tverrbundet alumina, som inneholdt fordelt aluminium metall. Kjernen var av aluminium. Sliren, egentlig den røraktige veggen, var hard og elektrisk ledende.

Eksempel 2.

(a) Prosedyren beskrevet i Eksempel 1 ble gjentatt med det unntak at den forbehandlede blokken med Duocel ble bløtet i en 20 % løsning av magnesiumnitrat i vann, og trinnet med forvarming ved 600° C ble utelatt. Metallskummet med belegg ble oppvarmet i luft i 4 timer, inntil en temperatur på 1300°C var oppnådd. Denne ble så opprettholdt i 15 timer.

Det ytre utseende og størrelsen til det avkjølte produkt var som for produktet dannet i følge eksempel 1, men i dette tilfellet viste mikroskopbildet av tverrsnittet til de nettdannende senene en rørkonstruksjon med hul kjerne, og en tykkere vegg enn produktet beskrevet i eksempel 1. Diameteren til den hule kjernen var tilnærmet den samme som den til senene i det brukte Duocel. Veggen besto hovedsaklig av en matrise av alumina, som inneholdt fordelt aluminium-metall. Magnesium aluminium spinel var også tilstede. (b) Tilsvarende resultater ble oppnådd når den forrige prosedyren ble gjentatt, med unntak av at løsningen av magnesiumnitrat ble byttet ut med kolloidal silisiumoksid.

Påføringen av en magnesiumnitrat-løsning eller kolloidalt silisiumoksid til metallskummet, før oppvarming til en temperatur over smeltepunktet til aluminium legeringen, tillot et støttebelegg å dannes i løpet av oppvarmingstiden, og dermed utelukke behovet for oppholdstid ved en valgt temperatur under smeltepunktet. I tillegg virket magnesiumnitrat- og silisiumoksidbeleggene som tilsatsstoffer, og økte veksthastigheten av alumina gjennom transporten av smeltet metall gjennom nylig dannet alumina, med det resultat at omtrent alt av det opprinnelige aluminium tilstede i stykket med Duocel, ble fortrengt og oksidert i den oksiderende atmosfæren, for så å danne den keramiske sliren av alumina.

Eksempel 3.

Et aluminium-pulver, med partikler i størrelsesorden 1 - 5 mikron, ble forslammet i en 20 % løsning av nitrilgummi i sykloheksanon. En forbehandlet blokk av Duocel, slik som den beskrevet i eksempel 1, ble dyppet i slammet, for så å bli ristet slik at det ble avleiret et gjennomtrengelig lag av alumina på metall-overflatene. Den belagte blokken ble oppvarmet i følge prosedyren beskrevet i eksempel 2. Under varme-behandlingen i den oksiderende atmosfæren, ble smeltet aluminium trukket inn i, og oksidert i og nær opptil det gjennomtrengelige belegget av alumina, for så å danne et porøst produkt, hvor de nett-dannende senene varkarakterisert veden rørkonstruksjon fylt med metall, egentlig en kjerne av aluminium omgitt av en slire som bestod av en alumina matrise, med fordelt aluminium metall inni. Sliren var hard og elektrisk ledende.

Eksempel 4.

(a) Prosedyren beskrevet i Eksempel 3 ble gjentatt med det unntak at 1-10 mikron aluminium pulver, istedenfor alumina, ble påført til blokken med Duocel fra løsningen av nitrilgummi. Det fine aluminium-pulveret ble lett oksidert på overflaten av metallet under oppvarmingen, slik at det dannet et gjennomtrengelig belegg av alumina som var tilstrekkelig til å opprettholde den nettlignende helheten til metallskummet før smeltepunktet til aluminium ble nådd. Mikroskopbilder av de nettdannende senene avslørte en keramisk rørkonstruksjon som hadde en kjerne av aluminium. Veggen bestod av keramet alumina, ispedd aluminium-metall. (b) Resultater tilsvarende til de rapportert i trinn (a) ble oppnådd, når varmebehandlingen ble utført i nitrogengass istedenfor luft, og rørveggen i dette tilfelle bestod av aluminium ispedd aluminiumnitrid. (c) Resultater tilsvarende til de rapporterte i punkt (a) ble oppnådd, når prosedyren beskrevet i eksempel 3 ble gjentatt, bortsett fra at aluminapulveret beskrevet i denne, og aluminiumpulveret beskrevet i trinn (a) ovenfor, begge ble belagt på blokken med Duocel. Den keramiske veggen besto av aluminium/alumina når varmebehandlingen foregikk i luft, og aluminiumnitrid/aluminium/alumina når varmebehandlingen

foregikk i nitrogen.

>

Eksemplene 5-10,

I de følgende eksempler ble prosedyren beskrevet i eksempel 3 gjentatt med variasjoner i sammensetningen til belegget som påføres til blokken av Duocel før

trinnet med varmebehandling som danner keramet. I hvert tilfelle, hadde senene i det ) ferdige keramiske skummet en rørkonstruksjon, egentlig et rør av et keramisk komposittmateriale som består av en metall-ispedd keramisk matrise, som har innhyllet, i granulær form, de keramiske materialene, som var tilstede i støtte-belegget. I noen tilfeller hadde rørene kjerner av metall, andre ganger var de hule

(med en diameter hovedsakelig den samme som den til de metalliske senene i den i brukte Duocel), avhengig av tiden prosessen tok, og om det ble brukt et eksternt tilsatsstoff (som illustrert i eksempel 2).

Eksempel 11

To legemer av aluminium-skum (renhet 99.7%), ble forberedt og brukt som en mal for i samsvar med oppfinnelsen å lage legemer av aluminiumnitrid. Det første skummet av aluminium ble tillaget ved å støpe smeltet aluminium rundt et granulat av natriumklorid, for så å fjerne saltet ved å løse det ut i vann. Den andre malen ble dannet ved å trykkstøpe aluminium rundt partikler av karbon, som siden ble fjernet ved oppvarming i luft.

Etter fjerning av salt- eller karbonpartikler, ble i hvert tilfelle det porøse skum-legeme av aluminium utsatt for varmebehandling i en atmosfære av nitrogen. Programmet for varmebehandlingen var som følger:

(1) oppvarming fra 20 til 650°C over 2 timer

(2) et opphold ved 650°C i 16 timer

(3) oppvarming fra 650 til 1700°C over 5 timer

(4) et opphold ved 1700 grader i 2 timer

(5) ovnen ble skrudd av, og systemet ble kjølt ned til romtemperatur.

Det ble funnet, at ved å gjennomføre et langt opphold i nitrogen ved den relativt lave temperaturen 650°C (like under smeltepunktet til aluminium), ble den strukturelle helheten til metallskummet opprettholdt ved en videre oppvarming til den endelige temperatur, 1700°C, og de ytre målene til skummet var hovedsaklig

i uforandret. Ingen tilsatsstoffer ble brukt. Fysiske målinger for startmaterialet og det endelige produkt (brent prøve) er, for det tilfelle at malen ble laget ved å støpe rundt karbonpartikler, gitt nedenfor:

En analyse av den brente prøve med røntgen-diffraksjon viste tilnærmet rent aluminiumnitrid. Den teoretiske vektøkningen for omvandlingen fra aluminium til aluminiumnitrid er 52 %, og for dette forsøket ble den ca 42.6 %.

Claims (9)

1. Framgangsmåte for tilvirking av et fast keramisk skum- eller svampformig legeme, ved oksidasjon av et forløpermetall, karakterisert vedkombinasjonen av trinnene: (a) framskaffe et forløpermetall i form av et skumformet legeme som omfatter metalliske sener eller bånd, tilfeldig orientert i tre dimensjoner for etablering av en nettformet cellekonstruksjon, idet de utvendige overflatene av senene eller båndene definerer åpne kanaler som er tilfeldig innbyrdes forbundet i tre dimensjoner; (b) behandle det skumformige legemet av forløpermetall, for å danne et støttende belegg på overflata av båndene eller senene, som opprettholder formen av den åpne cellekonstruksjonen når legemet varmes til en temperatur over metallets smeltepunkt; (c) varme det behandlete legemet i nærvær av en oksidant ved en temperatur over metallets smeltepunkt men under smeltepunktet for et oksidasjonsreaksjons-produkt fra forløpermetallet og oksidanten, for derved å smelte forløpermetallet og reagere det smeltete forløpermetallet med oksidanten for å danne oksidasjonsreaksjons-produkt inne i og eventuelt forbi det støttende belegget, for å danne et keramisk skum med åpne celler som oppviser den samme nettformete konstruksjon med åpne celler som metallegemet; og (d) avkjøle legemet for framskaffelse av det keramiske legemet.

2. Framgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat reaksjonen under trinn (c) ikke gjennomføres fullstendig, slik at oksidasjonsreaksjons-produktet inkluderer ureagert forløpermetall inne i dette.

3. Framgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat forløpermetallet velges i form av aluminium og at oksidanten velges i form av en gassfaseoksidant.

4. Framgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert vedat oksidanten velges i form av luft.

5. Framgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert vedat oksidanten velges i form av nitrogen.

6. Framgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert vedat det støttende belegget etableres som et oksidasjonsreaksjons-produkt mellom forløpermetallet og en oksiderende gass, ved oppvarming av metallegemet i den oksiderende gassen til en temperatur under metallets smeltepunkt.

7. Framgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat det støttende belegget dannes ved avsetning av minst ett materiale på overflatene av ligamentene, som reagerer med en oksidant, som kan være samme oksidant som angitt i trinn (c) eller en annen oksidant, ved en temperatur under metallets smeltepunkt.

8. Framgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat basismetallet velges i form av aluminium, at oksidanten velges i form av en gassfase-oksidant, og at materialet som avsettes på nevnte overflater velges i form av løsninger av magnesiumsalt, slurry av svært fint aluminiumpulver, alumina, silika, silisiumkarbid, aluminiumnitrid, silisiumnitrid og/eller bornitrid.

9. Framgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert vedat oksidanten velges i form av luft.