NO176017B - Framgangsmåte for framstilling av en formet keramisk del - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt framgangsmåter for tilvirking av formgitte keramiske komposittartikler. Mer spesielt angår den framgangsmåter for tilvirkning av keramiske legemer ved oksidasjonsreaksjon av et basismetall (utgangsmetall) og et oksidasjonsmiddel, som har forutbestemt geometri dannet ved gjenskapning av formen av et oppløselig mønster.

Bakgrunn.

Framstilling av et keramisk produkt ved hjelp av en oksidasjonsreaksjon er beskrevet i US patentskrift 4,713,360 og dets foregågående søknader. Disse skriftene beskriver en framgangsmåte for å tilvirke selvbærende keramiske legemer som et oksidasjonsreaksjonsprodukt av et basismetall som kan påvirkes fordelaktig ved tilsetting av et legert fremmedstoff (dopemiddel). Smeltet basismetall blir reagert med oksidasjonsmidlet i damp/gassfase for å danne oksidasjonsreaksjonsproduktet. I det tilpassete temperaturområdet blir smeltet basismetall etter hvert trukket gjennom oksidasjonsreaksjonsproduktet og til kontakt med oksidasjonsmidlet for derved å danne ytterligere oksidasjonsreaksjonsprodukt og bygge opp det keramiske legemet. Framgangsmåten ble forbedret ved bruken av dopemidler på overflaten av forløper-basismetallet som beskrevet i US patentskrift 4,853,352.

Framgangsmåten for framstilling av et keramisk komposittprodukt ved å innfiltrere et ureaktivt fyllstoff med et oksidasjonsreaksjonsprodukt, framstilt i samsvar med de beskrevne prosedyrer i de ovenfor nevnte patentskriftene, er generelt beskrevet i US patentskrift 4,851,375. Disse patentene beskriver en framgangsmåte for tilvirking av en keramisk kompositt ved å bygge et oksidasjonsreaksjonsprodukt inn i et ureaktivt fyllstoff ved å plassere en masse av dette fyllstoffet opptil et basismetall, og la basismetallet reagere i samsvar med oksidasjonsreaksjonen som er beskrevet ovenfor. Barrierematerialer kan brukes for å hovedsakelig å hemme eller hindre veksten av oksidasjonsreaksjonsproduktet med den hensikt å fremme dannelsen av et ferdig utformet keramisk produkt. Dette er beskrevet i NO-A-871828.

Det er økende interesse for å erstatte metaller med keramiske materialer på grunn av at keramerr er bedre enn metaller med hensyn til visse egenskaper. Det finnes, imidlertid, enkelte kjente begrensninger eller vanskeligheter med en slik utskifting, slik som størrelsesmangfold, og muligheten for å framstille komplekse utforminger som tilfredstiller kravene til anvendelse og pris. De ovenfor nevnte patentpublikasjoner løser mange av disse vanskelighetene eller begrensningene og beskriver nye framgangsmåter for pålitelig tilvirkning av keramiske materialer, inkludert kompositter.

Muligheten til å bygge et oksidasjonsreaksjonsprodukt med forutbestemt form eller geometri uten å benytte en forform byr imidlertid, fremdeles på visse vanskeligheter. I mange tilfellerer er formgivning etter framstillingsprosessen en nødvendighet for å oppnå en forming. Den foreliggende oppfinnelse presenterer en framgangsmåte for oppbygning av et oksidasjonsreaksjonsprodukt til en forutbestemt form eller geometri.

Oppfinnelsen.

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

Den foreliggende oppfinnelse utgjør en framgangsmåte for tilvirkning av etf keramisk artikkel, som består av oksidasjonsreaksjonsproduktet av et smeltet basismetall og et gassfase-oksidasjonsmiddel som gjenskaper geometrien til en løselig mønstergjenstand. Ved anvendelse av oppfinnelsen skaffes et basismetall-legeme og en løselig mønstergjenstand, som har ei formbestemmende overflate, slik at den formbestemmende overflata av mønstret omgir legemet av basismetall. "Løselig" i denne sammenhengen betyr at mønstret er laget av materiale slik som voks eller plast som effektivt kan fjernes ved prosesser slik som oppvarming.

Et gass-gjennomtrengelig dekklag av formbart materiale eller dekkmateriale (beskrevet mere detaljert nedenfor) blir påført på overflata av den formbestemmende overflata av mønstret for å etablere en kongruent flate av dekklaget av formtilpasset materiale, som er hovedsakelig kongruent og har felles utstrekning med den formbestemmende overflata av mønstret. Denne kongruente flata er plassert på motsatt side i forhold til legemet av basismetall, slik at den løselige mønstergjenstanden utgjør et volum mellom basismetallet og den formbestemmende flata. Dekkmaterialet har en selvstendig bundet støttesone som ligger helt opptil og har felles utstrekning med den formbestemmende oveflata av mønstret, og som er selvstendig bundet for å utgjøre tilstrekkelig sammenbindende styrke, slik at dekkmaterialet vil opprettholde formen eller geometrien til den kongruente flata, uten å bryte sammmen, eller å bli forringet, og danne en hul form innenfor dekkmaterialet ved fjerning av den løselige mønstergjenstanden.

Denne oppstilingen blir varmet opp under nærvær av et gassfase-oksidasjonsmiddel til over smeltepunktet for basismetallet, men under smeltepunktet for oksidsasjonsreaksjonsproduktet av basismetallet og gassfase- oksidasjonsmidlet, og det dannes et legeme av smeltet basismetall, og den løselige mønstergjenstanden forsvinner. Fjerning av den løselige mønstergjenstanden skjer ved fordampning, forbrenning eller liknende avhengig av det aktuelle mønstermateriale. Typisk blir det løselige mønstret framstilt av materialer slik som plast eller voks som forbrenner eller fordamper når de utsettes for prosesstemperaturene. Ved fjerning av mønstret dannes en hul form mellom den kongruente flata av dekkmateriale og basismetallet. Den kongruente flata av dekkmateriale som danner den hule forma, gjenskaper eller danner det positive avtrykk av den form-bestemmende overflata på mønstergjenstanden.

Ved denne temperaturen reagerer det smeltete basismetallet med gassfase-oksidanten og danner et lag av oksidasjonsreaksjonsprodukt. Smeltet basismetall blir dratt inn i og transportert gjennom dette laget mot oksidasjonsmidlet og dekkmaterialet. Etter hvert som smeltet basismetall kommer i kontakt med gassfase-oksidasjonsmidlet på grenseflata mellom oksidasjonsmidlet og tidligere dannet oksidasjonsreaksjonsprodukt, reagerer det og danner et stadig tykkere legeme av oksidasjonsreaksjonsprodukt inne i den hule forma og vokser mot dekkmaterialet. Oksidasjonsreaksjonen blir holdt ved like lenge nok til å fylle den hule forma med oksidasjonsreaksjopnprodukt.

I en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, består dekkmaterialet av et passende barrieremateriale (som beskrevet i NO-A-871828) slik som kalsiumsilikat eller brent gips, som hemmer dannelsen av oksidasjonsreaksjonsprodukt ved den etablerte kongruente overflata. I dette tilfellet består produktet av en keramisk artikkel av oksidasjonsreaksjonsprodukt som har en utformet overflate, som er en replikasjon (gjenskaping) av den formbestemmende overflata til det løselige mønstret.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen består dekkmaterialet av et fyllstoff (som beskrevet i US patentskrift 4,851,375) som blir innfiltrert ved oppbygning av oksidasjonsreaksjonsproduktet. Oksidasjonsreaksjonen blir holdt ved like lenge nok til å fylle den hule forma med oksidasjonsreaksjonsprodukt og i tillegg innfiltrere fyllstoffet til ønsket dybde. I dette tilfellet omfatter det resulterende produktet en keramisk artikkel som består av oksidasjonsreaksjonsproduktet med ei formet overflate som er en gjenskapning av den formbestemmende overflata på det løselige mønstret, og i tillegg en keramisk kompositt som inneholder fyllstoffet, dannet som en del av den formete overflata til den keramiske artikkelen.

I en ytterligere utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, blir et fyllstoff plassert mellom basismetallet og det løselige mønstret før oppvarminga slik at utviklinga av oksidasjonsreaksjonsprodukt først vil infiltrere fyllstoffet før oppfylling av den hule forma. Det resulterende produkt er en keramisk artikkel som består av oksidasjonsreaksjonsproduktet med en formet overflate som er en gjenskapning av den formbestemmende overflata på det løselige mønstret, og helhetlig dannet med en keramisk kompositt, plassert motsatt i forhold til den utformete overflata. I samsvar med denne utførelsesformen, kan det dekkmaterialet som nyttes, enten være et barrieremateriale eller et andre fyllstoff med en bærende sone.

"Keramisk" må ikke urettmessig tolkes som begrenset til et keramisk legeme i klassisk betydning, det vil si at det utelukkende består av ikke-metalliske og uorganiske materialer, men heller i betydningen at det refererer til et legeme som er overveiende keramisk med hensyn til enten sammensetning eller dominerende egenskaper, selv om legemet kan inneholde små eller vesentlige mengder av en eller flere metalliske bestanddeler avledet fra basismetallet eller redusert fra oksidasjonsmidlet eller et dopemateriale, mest vanlig innenfor et område fra 1-40 volum %, men med mulighet for ennå større innhold av metall.

"Oksidasjonsreaksjonsprodukt" betyr vanligvis ett eller flere metaller i en eller annen oksidert tilstand hvor et metall har avgitt elektroner til eller delt elektroner med et annet grunnstoff, kjemisk forbindelse eller kombinasjoner av slike. I samsvar med dette inkluderer betydningen av "oksidasjonsreaksjonsprodukt" reaksjonsproduktet av ett eller flere metaller med et oksidasjonsmiddel slik som de som blir beskrevet i denne teksten.

"Oksidasjonsmiddel" betyr en eller flere passende elektronakseptorer eller elektrondelere og kan være et fast stoff, en væske eller en gass (damp) eller en

kombinasjon av disse (f. eks. en væske og en gass) ved prosessbetingelsene.

"Basismetall" slik som brukt i denne beskrivelsen og tilhørende krav refererer til det metallet f.eks. aluminium som er forløper for det polykrystallinske oksidasjonsreaksjonsproduktet, og omfatter dette metallet som et relativt rent metall, et kommersielt tilgjengelig metall med forurensninger og/eller legerte bestanddeler, eller en legering hvor forløpermetallet er hovedbestanddelen, og når et spesielt metall er nevnt som basismetall, f. eks. aluminium, bør det angitte metallet leses med denne definninsjonen i minnet dersom noe annet ikke går fram av sammenhengen.

Fig. 1 er et oppriss i snitt av en fast, løselig mønstergjenstand i kontakt med et legeme av basismetall, og som har et gass-gjennomtrengelig dekklag av formtilpasset materiale påført på sin formbestemmende flate. Fig. 2 er et oppriss i snitt hovedsakelig identisk med fig. 1 med unntak av at det er vist en mønstergjenstand som er åpen i enden. Fig. 3 er et oppriss i snitt hovedsakelig identisk med fig. 1 bortsett fra at det er en hul mønstergjenstand som er vist. Fig. 4 er et oppriss i snitt hovedsakelig identisk med fig. 1 med unntak av at det err vist en løselig mønstergjenstand av flere deler. Fig. 5 er et fotografi som viser grunnriss av den formete keramiske artikkelen produsert i eksempel 1. Fig. 6 er er et mikrofotografi med forstørrelse 100x av en snittflate av den keramiske delen framstilt i eksempel 2, og som viser den utformete kompositten i helhetlig forbindelse med den utformete overflata til delen.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen nyttes et basismetall (som kan være dopet som omtalt mere detaljert nedenfor) og en løselig mønstergjenstand som har en formbestemmende flate, som vender utover fra basismetallet. Vanligvis er basismetallet formet som en støpeblokk, barre, stang, plate eller liknende, og er plassert i en ureaktiv seng, digel eller en annen ildfast beholder med en overflate som er avdekket mot atmosfæren, og som er passende for anbringelse av en løselig mønstergjenstand.

En løselig mønstergjenstand kan lages av et hvilket som helst passende materiale som vil kunne fjernes ved prosessbetingelsene. Fjerning kan skje ved, f. eks. fordamping eller forbrenning av mønstermaterialet. Mønstermaterialer som vil fordampe eller forbrenne ved oppvarming uten å etterlate aske eller rester, vil

vanligvis være å foretrekke, ettersom slike rester vil være uønsket dersom de tillates å forbli i den hule formen etter fjerning av mønstret. Passende mønstermaterialer kan omfatte f. eks. løselig polystyren, polyueretan, polyetylen, eller voks. Det bør velges et mønstermateriale som er forenelig med det aktuelle prosesstemperatur-område, gassfase-oksidasjonsmiddel som nyttes og med det dekkmateriale (omtalt mere detaljert nedenfor) som blir brukt, spesielt med henblikk på hjelpemidler eller media som blir brukt til å påføre dekkmaterialet på mønstergjenstanden. I tillegg vil en del mønstermaterialer vise seg bedre egnet enn andre til spesielle formingsteknikker.

Mønstermaterialet må være passende utformet til en mønstergjenstand ved hjelp av ett eller annet høvelig hjelpemiddel. F.eks. kan mønstermaterialet være formet ved konvensjonelle prosesser slik som sprøyteforming, blåseforming, ekstrudering, støping, maskinering o.l. Sprøyteforming er en nåværende foretrukket framgfangsmåte for å framstille store antall mønstergjenstander. Blåseforming blir også foretrukket i andre utførelsesformer p.g.a. sin mulighet for framstilling av hule løselige former. Blåseforming kan være spesielt ønskelig fordi det minmerer materrialmengden i mønstergjenstanden for å fremme en raskere fjerning av mønstret under prosessen. Mønstret kan ha spor, hull, forsenkninger, utstikkende flater, knotter, flenser,tapper, skruegjenger og liknende utforminger så vel som at det kan forekomme ansamlinger av krager, bøssinger, skiver, staver o. 1. for å utgjøre mønstre av en hvilken som helst tenkelig konfigurasjon. Mønsteret kan også omfatte en eller flere selvstendige deler, passende utformet, slik at når de blir satt sammen eller forenet og dekket med et dekkmateriale, vil sammensetningen av mønsterdeler fungere ekvivalent med et enhetlig mønster.

Et gasspermeabelt dekke av formbart materiale, eller dekkmateriale blir påført på den formbestemmende overflata til det løselige mønstret for å danne en kongruent flate, som er hovedsakelig kongruent med og har felles utstrekning med den formbestemmende flata på mønstergjenstanden, slik at det løselige mønstret definerer et volum mellom basismetallet og den formbestemmende flata. Dekkmaterialet formtilpasser seg til overflategeometrien på mønstergjenstanden, og danner eller oppnår en støttesone for å bevirke konstruksjonsmessig helhet, slik at ved fjerning av det løselige mønstret vil dekkmaterialet ikke bryte sammen inn i den resulterende hule forma, men vil opprettholde det positive avtrykket av den formbestemmende flata til den løselige mønstergjenstanden. I tillegg er dekkmaterialet tilstrekkelig permeabelt overfor gassfaseoksidasjonsmidlet og tillater at oksidasjonsmidlet passerer inn i den hule forma for å lette oksidasjonen av det smeltete metallet i denne.

For å fremme strukturell helhet, har dekklaget en støttesone, direkte inntil den formbestemmende flata på den løselige mønstergjenstanden. Støttesonen gjør dekkmaterialet istand til å være både selvbærende og å opprettholde geometrien til den formbestemmende overflata på mønstergjenstanden. En støttesone kan dannes ved tilsats av passende bindemidler som kan være slike materialer som kisel (silika) og uorganisk leire, slik som vannholdige aluminiumsilikater, som vil sintres eller binde seg selv ved prosesstemperaturen. F.eks. kan et lag med kisel bli påført på den formbestemmende flata til det løselige mønstret med passende klister eller bindemiddel. Dekkmaterialet blir deretter påført utenpå kisel-laget. Ved oppvarming til prosesstemperaturen vil kisel-laget sintres eller binde seg, og derved opprette en støttesone i direkte kontakt med, og inntil den formbestemmende flata. Dessuten vil særskilte dekkmaterialer av seg selv danne en støttesone etter å ha blitt påført på det løselige mønstret. F. eks kan brent gips bli nyttet som et dekkkmateriale, som vil danne en støttesone ved hydrolyse. Nødvendig tykkelse på støttesonen vil være svært avhengig av de spesielle prosessparametrene som blir benyttet. Det gjelder imidlertid generelt at støttesonen minst må ha tilstrekkelig styrke til å bære vekta av dekkmaterialet under prosessen. Faktorer som derfor må bli tatt med i betraktningen når en støttesone foreskrives, er størrelsen og geometrien av den løselige mønstergjenstanden, dekkmaterialet som blir nyttet, reaksjonstiden, basismetallet, oksidasjonsbetingelsene etc.

I en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, omfatter dekkmaterialet et barrieremateriale slik som beskrevet i NO_A-871828 som det er referert til ovenfor, for å hindre vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet ut over den kongruente flata. På denne måten blir veksten av oksidasjonsreaksjonsproduktet hovedsakelig holdt innenfor den hule forma. Som beskrevet i den ovennevnte søknaden, kan passende barrierematerialer være et hvilket som helst materiale, forbindelse, grunnstoff, blanding eller liknende som ved prosessbetingelsene opprettholder noe av sin helhet, ikke er flyktig, og som fortrinnsvis er gjennomtrengelig overfor gassfase- oksidanten, mens den er i stand til, lokalt, å hemme, forgifte, stoppe, blande seg inn i, hindre, eller liknende, fortsatt vekst av oksidasjonsreaksjonsprodukt. Passende barrierematerialer for bruk sammen med aluminium basismetall og oksygenholdige gass-oksidasjonsmidler omfatter kalsiumsulfat (brent gips), kalsium silikat slik som Wollastonite, Portlandsement, og kombinasjoner av disse. Videre, når et barrieremateriale blir nyttet som et dekkmateriale, kan også et passende ildfast pulver være iblandet for å redusere eventuell krymping eller oppsprekking som ellers kan inntreffe under prosessen ved oppvarming, og som ville kunne ødelegge nøyaktigheten ved gjenskapningen. Som omtalt ovenfor, er mange av disse barrierematerialene i seg selv selvbærende når de får stivne eller hydrolysere. I et slikt tilfelle vil det være unødvendig å sørge for en egen støttesone.

I en annen utførelsesform omfatter grunnmassen et fyllstoff som kan infiltreres ved vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet. Slike fyllstoffer og infiltrasjonen av slike fyllstoffer av en matrise av oksidasjonreaksjonsprodukt er beskrevet i patentet som angitt ovenfor som US 4,851,375 og dens foregående søknader. De kan omfatte partikler, fibre, stenger, etc. Typisk omfatter fyllstoffet partikler slik som alumina eller silisiumkarbid som nyttes i konvensjonell keramisk tilvirkningsteknologi. Fyllstoffet er forsynt med en støttesone som omtalt ovenfor, og påført på den formbestemmende overflata på den løselige mønstergjenstanden. F.eks. kan et fyllstoff av alumina være oppblandet med en mengde kisel passende for å danne en støttesone ved prosesstemperaturen. Alternativt kan en kiselmengde bli påført som dekke direkte på den formbestemmende overflata på det løselige mønstret og alumina- fyllstoffet som et dekke over kiselen. I denne utførelsesformen vil den kongruente flata som dannes ved påføring av dekkmaterialet på det løselige mønstret ikke forhindre eller hemme, i vesentig grad, veksten av oksidasjonsreaksjonsprodukt ut over grenseflatene til den hule forma, slik som det er tilfelle med et barrieremiddel, men den vil faktisk tillate vekst av oksidasjonsreaksjonsprodukt. I dette tilfellet vil oksidasjonsreaksjonsproduktet av basismetallet og gassfase-oksidasjonsmidlet fylle den hule forma og deretter infiltrere dekkmaterialet til en ønsket dybde. Slik vil oksidasjonsreaksjonsproduktet utvikle seg ut over grensene for den hule forma og inn i dekkkmaterialet. Den resulterende gjenstanden er en keramisk artikkel som har en formet overflate som er en gjenskaping av den formbestemmende flata på det løselige mønstret, med en keramisk komposittdel, som består av oksidasjonsreaksjonsprodukt som omslutter bestanddelene til fyllstoffet helhetlig forbundet med den keramiske artiklens formete overflate.

Typisk framgangsmåte er å løse det aktuelle dekkmateriale i en tynner,

oppløsning, eller en annen passende væske for å danne en formbar grøt, pasta eller blanding som kan påføres på mønstergjenstanden og formtilpasses de kompliserte formdetaljene på den formbestemmende flata. Nøyaktigheten av den keramiske artikkelens gjenskaping av den formbestemmende flata på den løselige mønstergjendanden avhenger minst delvis av hvor nøyaktig dekkmaterialet etterlikner den formbestemmende flata på mønstret, og helheten til støttesonen som skal opprrettholde denne nøyaktigheten. Generelt gjelder at jo finere partiklene eller blandingsbestanddelene til dekkmaterialet er, jo større blir nøyaktigheten i form tilpasning til den formbestemmende flata. På samme måte, jo mere flytende blandingen av dekkmateriale er ved påføringen, jo bedre blir nøyaktigheten ved formtilpasning.

Dekkmaterialet blir påført på den formbestemmende flata på det løselige mønstret i en mengde som vil utgjøre en selvbærende konstruksjon ved fjerning av av den løselige mønstergjenstanden. Som omtalt ovenfor, kan mengden av dekkmateriale påført på mønstret variere, avhengig av en rekke faktorer, som omfatter, men ikke er begrenset til størrelsen av mønstret, identitet av dekkmateriale og støttesone, prosessbetingelser etc.

For å lette påføringen og formtilpasningen av et dekkmateriale på det løselige mønstret, blir dekkmaterialet typisk kombinert med en passende basis slik som en væske eller et oppløsningsmiddel, som vil fordampe eller reagere med dekkmaterialet eller annet materiale som er til stede, for å utgjøre den ønskete blanding og en passende støttesone. Det bør imidlertid forstås at når det velges et spesielt påføringsmiddel eller basis slik som et oppløsningsmiddel, kan spesielle oppløsningsmidler ikke være forenlige med bruken av særskilte mønsterrmaterialer. F.eks. særskilte organiske løsningsmidler slik som aceton er ikke forenlig, ved direkte kontakt, med særskilte organiske skum slik som ekspandert polystyren, og vil oppløse eller forringe en løselig mønstergjenstand som er laget av et slikt skum. Det bør derfor legges vekt på å unngå slike kombinasjoner, og på at kombinasjoner eller blandinger inkludert dekkmaterialet som blir påført på en løselig mønstergjenstand er forenlig med materialsammensetningen av dette mønsteret.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, kan det løselige mønstret være et fast stoff innhult eller åpent i endene og slik at den formbestemmende flata kan bære det påførte dekkmaterialet. I tillegg kan et løselig mønster omfatte mer enn ett stykke eller del som er satt sammen for å danne den ønskete geometri. F. eks. med henvisning til detaljer i fig. 1-4, hvor basismetallet 1, formbestemmende flate 3 og dekkmateriale 5, hver er betegnet med disse sifre gjennom hele beskrivelsen, kan en keramisk del bli framstilt med den samme formete overflate ved enten å nytte en fast løselig mønstergjenstand 2, vist i fig. 1, et mønster 4 åpent i endene vist i fig. 2. et innhult mønster 6, vist i fig. 3 eller et flerdel-mønster 8 vist i fig. 4, eller liknende kombinasjoner av hver. I hvert tilfelle er dekkmaterialet som inkluderer en støttesone, formtilpasset til den formbestemmende flata, og utgjør den samme kongruente flata.

I en ytterligere utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, blir et lag med fyllstoff plassert mellom basismetallet og det løselige mønstret før oppvarming. Når oppstillingen blir varmet opp, og det smeltete metallet reagerer med et gassfase-oksidasjonsmiddel, inntreffer vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet først inn i og gjennom dette fyllstoffet, og deretter inn i den hule forma. Dekkmaterialet kan omfatte enten et barrieremiddel eller et fyllstoff som omtalt ovenfor. Det resulterende produktet omfatter en keramisk del som har en utformet overflate som er en gjenskaping av den formbestemmende flata til det løselige mønstret, og som har en keramisk kompositt plassert på motsatt side av den formete overflata.

Selv om oppfinnelsen er detaljbeskrevet ovenfor med spesiell referanse til aluminium som det foretrukne basismetall inkluderer andre basismetaller som tilfredstiller kriteriene i oppfinnelsen, men uten begrensning, silisium, titan, tinn, zirkonium og hafnium.

Som omtalt ovenfor blir det skaffet et basismetall og et løselig mønster, slik at den formbestemmende flata på mønstret er plasser utadrettet fra basismetallet. Typisk blir dekkmaterialet plassert på det løselige mønstret før sammenstilling av basismetallet og mønstret. Dekkmaterialet kan imidlertid bli påført på mønstret etter sammenstillingen. F. eks. kan mønstret bli plassert på en overflate av basismetallet som er inneholdt i en beholder med ildfast innhold, og deretter blir dekkmaterialet påført på mønstret. Denne oppstillingen som omfatter beholderen med ildfast foring (containment vessel), dens innhold inkludert det løselige mønstret med det påførte dekkmaterialet blir plassert i en smelteovn forsynt med et gassfase-oksidasjonsmiddel, og blir varmet opp til temperaturer over smeltepunktet til basismetallet, men under smeltepunktet til oksidasjonsreaksjonsproduktet. F.eks. i det tilfellet hvor aluminium nytter luft som gassfase-oksidasjonsmiddel for å danne et alumina-oksidasjonsreaksjonsprodukt, er et passende temperaturområde vanligvis 850-1450°C, og fortrinnsvis mellom 900-1350°C. Materialsammensetningen i det løselige mønstret vil vanligvis forbrenne eller fordampe i dette temperaturområdet, og slik fjernes det løselige mønstret og den hule forma blir hovedsakelig tømt. En bør være oppmerksom på at ved bruk av spesielle mønstermaterialer vil ikke den hule forma bli fullstendig tømt. I noen tifeller vil en eller flere rester eller biprodukter fra forbrenningen eller fordampingen av mønstret forbli i den hule forma. I de fleste tilfeller vil imidlertid ikke små mengder av slike materialer i noen vesentlig grad svekke veksten av oksidasjonsreaksjonsproduktet, eller nøyaktigheten av gjenskapningen. Det er imidlertid vanligvis å foretrekke å bruke et materiale som ikke etterlater noen slik rest i den hule forma etter fjerning av mønstret.

Innenfor prosessens operable temperatuirntervall eller område, dannes et legeme eller dam av smeltet basismetall, og i kontakt med oksidasjonsmidlet, vil smeltet metall reagere for å danne et lag av oksidasjonsreaksjonsprodukt. Imidlertid, i spesielle tilfelle slik som når spesielle metall-legeringer blir nyttet som basismetall, eller når spesielle tilsetningsstoffer blir benyttet, kan det dannes en forbindelse, slik som spinell, f.eks. magnesium aluminatspinell, forut for dannelsen av oksidasjonsreaksjonsproduktet. Ved fortsatt avdekking mot de oksiderende omgivelsene, blir smeltet metall progressivt trukket inn i og gjennom ethvert tidligere dannet oksidasjonsreaksjonsprodukt mot oksidasjonsmidlet inn i den hule forma mot den kongruente flata som er etablert av dekkmaterialet. I kontakt med oksidasjonsmidlet, reagerer smeltet metall og danner ytterligere oksidasjonsreaksjonsprodukt og utvikler et stadig tykkere oksidasjonsprodukt, som etter hvert vil fylle den hule forma. I en utførelsesform av denne oppfinnelsen hvor dekkmaterialet bstår av et barrieremiddel, blir reaksjonen mellom det smeltete metallet og oksidasjonsmidlet fortsatt inntil oksidasjonsreaksjonsproduktet har fylt den hule forma og vokst til den kongruente flata av dekkmateriale, som forhindrer eller hemmer videre vekst av oksidasjonsreaksjonsprodukt. Når dekkmaterialet består av et fyllstoff, blir oksidasjonsreaksjonen fortsatt lenge nok til at oksidasjonsreaksjonsproduktet infiltrerer fyllstoffet, som omgir den hule forma, til den ønskete dybde. Det bør forstås at det resulterende polykrystallinske materialet i den keramiske delen kan oppvise porøsitet som kan være en delvis eller nesten fullstendig erstatning for metallfasen(e) som ellers, vanligvis, er tilstede og fordelt gjennom oksidasjonsreaksjonsproduktet, men volumprosenten av porer vil være høyst avhengig av slike faktorer som temperatur, tid, basismetall-type og dopemiddelkonsentrasjoner. Det er vanlig i disse polykrystallinske keramiske delene at krystallittene i oksidasjonsreaksjonsproduktet er tverrbundet i mer enn en dimensjon, fortrinnsvis i tre dimensjoner, og at metallet minst kan være delvis tverrbundet.

Selv om andre passende oksidasjonsmidler kan nyttes i samband med et gassfase-oksidasjonsmiddel i spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen, har beskrivelsen nedenfor særskilt referanse til gassfase-oksidasjonsmidler. Fordi et gass eller damp-oksidasjonmiddel d.v.s. et gassfase-oksidasjonsmiddel blir brukt, er dekkmaterialet fortrinnsvis gjennomtrengelig overfor gassfase-oksidasjonsmidlet, slik at gassfase-oksidasjonsmidlet gjennomtrenger dekkmaterialet for derved å kontakte det smeltete basismetallet. Som beskrevet i de tidligere nevnte patentpublikasjonene, betyr uttrykket "gassfase-oksidasjonsmiddel" et fordampet stoff eller et stoff som normalt befinner seg i gassfase, og som sørger for en oksiderende atmosfære. F. eks. oksygen eller gassblandinger som inneholder oksygen (inkludert luft) er foretrukne gassfase-oksidasjonsmidler, som i det tilfellet hvor aluminium er basismetallet og aluminiumoksid det ønskete reaksjonsproduktet, med luft som det vanligvis mest foretrukne av åpenbare øknomiske grunner. Når et oksidasjonsmiddel blir identifisert som bestående av eller inneholdende en spesiell gass eller damp, betyr dette et oksidasjonsmiddel hvor den identifiserte gasssen eller dampen er den eneste, dominerende, eller i det minste et betydelig oksidasjonsmiddel for basismetallet ved betingelsene som oppnås i den oksiderende atmosfæren som blir nyttet. F. eks., selv om hovedbestanddelen av luft er nitrogen, er oksygeninnholdet i lufta, normalt, det eneste oksidasjonsmidlet for basismetallet, fordi oksygen er et betydelig sterkere oksidasjonsmiddel enn nitrogen. Luft faller derfor inn under definisjonen av et "oksygenholdig gass"- okidasjonsmiddel, men ikke inn under definisjonen "nitrogenholdig- gass"-oksidasjonsmiddel. Et eksempel på et nitrogenholdig gass-oksidasjonsmiddel som brukt her og i kravene, er "formgass" som inneholder 96 % volumprosent nitrogen og 4 volumprosent hydrogen.

Et fast eller et flytende oksidasjonsmiddel kan også nyttes i samband med gassfase-oksidasjonsmidlet ved utøvelse av hvilken som helst utførelsesform av den foreliggende oppfinelse hvor det nyttes et fyllstoff. F. eks. kan et fast oksidasjonsmiddel bli spredt innimellom eller blandet i form av partikler i fyllstoffet. I tilfeller hvor et fast oksidasjonsmiddel er blandet med fyllstoffet som omfatter dekkmaterialet, blir det faste oksidasjonsmidlet og dekkmaterialet først blandet og så påført det løselige mønstret. Når et fyllstoff blir plassert mellom basismetallet og det løselige mønstret, kan et fast oksidasjonsmiddel på samme måte bli blandet i eller fordelt gjennom fyllstoffet. I hvert av tilfellene, når oksidasjonsreaksjonproduktet infiltrerer fyllstoffet i dekkmaterialet, vil det faste oksidasjonsmidlet supplere gassfase-oksidasjonsmidlet. Et hvilket som helst fast oksidasjonsmidel kan nyttes inkludert grunnstoffer, slik som bor eller karbon, eller reduserbare forbindelser, slik som silisiumdioksid, eller særskilte borider med lavere termodynamisk stabilitet enn boridreaksjonsproduktet av basismetallet. F. eks. når bor eller et reduserbart borid blir brukt som et fast oksidasjonsmiddel for et aluminium basismetall, er det resulterende oksidasjonsreaksjonsprodukt aluminiumborid. I noen tilfeller kan oksidasjonsreaksjonen av et basismetall med et fast oksidasjonsmiddel foregå så hurtig at oksidasjonsreaksjonsproduktet har tendens til å smelte på grunn av prosessens eksoterme natur. Når dette inntreffer kan det forringe jevnheten i mikrostrukturen i det resulterende oksidasjonsreaksjonsproduktet. Denne hurtige eksoterme reaksjonen kan unngås eller dempes ved å velge spesielle fyllstoffer som kan absorbere varmen fra reaksjonen for å minimalisere enhver ukontrollert temperaturstigning. Et eksempel på et slikt ureaktivt fyllstoff er ett som er identisk med det tiltenkte oksidasjonsreaksjonsproduktet av det faste oksidasjonsmidlet og

basismetallet.

Dersom et flytende oksidasjonsmiddel blir nyttet i samband med et gassfase-oksidasjonsmiddel, blir fyllstoffet eller en del av dette dekket eller bløtet som ved nedsenking i oksidasjonsmidlet for å impregnere fyllstoffet. Fyllstoffet blir så benyttet som beskrevet ovenfor. Referanse til et flytende oksidasjonsmiddel betyr ett som er flytende ved oksidasjonsreaksjonsbetingelsene. Et flytende oksidasjonsmiddel kan ha et fast forstadium, slik som et salt, som er smeltet ved oksidasjonsreaksjonsbetingelsene. Alternativt kan det flytende oksidasjonsmidlet være et flytende forstadium f. eks. en oppløsning av et materiale som blir brukt til å impregnere deler av eller hele fyllstoffet og som er smeltet eller dekomponert ved oksidasjonsreaksjonsbetingelsene for å utgjøre en passende oksiderende halvdel. Eksempler på flytende oksidasjonsmidler som definert her, er lavtsmeltende glass.

Som forklart i patentpublikasjonene, kan tilsetningen av dopematerialer til basismetallet innvirke gunstig på, eller fremme oksidasjonsreaksjonsprosessen. Funksjonen eller funksjonene til dopematerialene kan avhenge av en rekke faktorer utenom selve dopematerialet. Disse faktorene omfatter f. eks. det spesielle basismetallet, det ønskete sluttproduktet, den spesielle kombinasjonen av dopemidler når to eller flere slike blir nyttet, konsentrasjonen av dopemidler, de oksiderende omgivelser og prosessbetingelsene.

Dopesoffet eller stoffene kan skaffes til veie som legerte bestanddeler av basismetallet, eller påført eksternt på en overflate av basismetallet, fortrinnsvis vekstflaten, i partikkel eller pulverform. Når et fyllstoff blir nyttet og plassert mellom basismetallet og det løselige mønstret, kan passende dopemidler bli påført på eller blandet med fyllstoffet eller en del av fyllstoffet. I tilfellet med teknikken hvor et dopemiddeleller -stoffer blir påført fyllstoffet, kan påføringen bli utført på en hvilken som helst passende måte, slik som ved fordeling av dopemidlene gjennom deler av eller hele fyllstoffet som dekklag, eller i partikkelform, fortrinnsvis inkluderende dopemidlet i minst en del av fyllstoffet som ligger inntil basismetallet. Påføring av et hvilket som helst av dopemidlene til fyllstoffet kan også bli utført ved å anvende et lag av ett eller flere dopemidler på eller i senga, inkludert enhver av dens indre åpninger, hull, passasjer, mellomrom og liknende som gjør den gjennomtrengelig. En komfortabel måte for påføring av hvilket som helst av dopemidlene er kun å nedsenke fyllstoffet som skal nyttes i en væskekilde. (d.v.s. en oppløsning av dopemidler).

En kilde av dopemiddelkan også skaffes ved å plassere et stivt legeme av dopemiddeli kontakt med og mellom minst en del av det løselige mønstret og basismetallet. F. eks. et tynt ark av silisimdioksid-holdig glass (nyttig for oksidasjonen av et aluminium basismetall) kan plasseres på en overflate av basismetallet og det løselige mønstret blir igjen plassert på dette. I det tilfellet at dopemidlet ligger mellom basismetallet og det løselige mønstret eller senga av fyllmateriale, hvis benyttet, vokser det polykrystallinske materialet hovedsakelig ut over det dopete laget (d.v.s.) til bortenfor dybden av det påførte laget av dopemiddelog inn i hulrommet). I tillegg, eller alternativt kan ett eller flere av dopemidlene bli påført utenpå overflata av det løselige mønstret som ellers ville være i kontakt med basismetallet. I tillegg kan dopemidler som er legert med basismetallet bli forøket ved dopemiddel(er) påført ved de forannevnte teknikker. Slik vil en eventuell feil/mangel i konsentrasjonen av dopemiddellegert med grunnmetallet kunne bli avhjulpet ved en tilleggskonsentrasjon av de respektive dopemiddel(er) påført ved disse varierende måtene, eller vice versa

Nyttige dopemidler for et aluminium-basismetall, spesielt når luft er oksidasjonsmidlet, omfatter f. eks. magnesium og sink, særlig i kombinasjon med andre dopemiddelslik som beskrevet nedenfor. Disse metallene eller en passende kilde for disse metallene kan legeres inn i det aluminiumbaserte basismetallet med konsentrasjoner for hver på 0.1-10 vekt% basert på den totale vekta av det resulterende dopete metallet. Konsentrasjonen for ethvert dopemiddelvil avhenge av flere faktorer som kombinasjonen av dopemidler og prosesstemperaturen. Konsentrasjoner innenfor det egnete området viser seg å initiere den keramiske veksten, forøke metalltransporten, og påvirke vekstmorfologien av det resulterende oksidasjonsproduktet på en gunstig måte.

Andre dopemidler som er virksomme til å fremme polykrystallinsk oksidasjonsvekst for aluminiumbaserte basismetallsystemer som nytter luft som oksidasjonsmiddel er, f. eks. silisium, germanium, tinn og bly, spesielt når de blir brukt i kombinasjon med magnesium eller sink. En eller flere av disse andre dopemidlene eller en passende kilde for disse, blir legert inn i aluminium basismetallsystemet med konsentrasjoner for hver på 0.5-15 vekt % av den totale legeringa, men mer ønskelig vekst-kinetikk og vekstmorfologi blir oppnådd med dopekonsentrasjoner i området 1-10 vekt % av den totale basismetall-legeringa. Bly som dopemiddelblir vanligvis legert inn i det aluminiumbaserte basismetallet ved en temperatur på minst 1000°C for å gi adgang for dets lave løselighet i bly, men tilsats av andre legerende bestanddeler slik som tinn, vil vanligvis øke løseligheten av bly og tillate at det legerende materialet blir tilsatt ved en lavere tenperatur. Ytterligere eksempler på dopemidler som er nyttige sammen med et aluminium basismetall, omfatter natrium, litium, kalsium, bor, fosfor, og yttrium, som kan brukes individuelt eller i kombinasjon med ett eller flere andre dopemidler avhengig av oksidasjonsmidlet og prosessbetingelsene. Natrium og litium kan brukes i svært små mengder i området ppm, typisk omkring 100-200 deler pr. million, og hver kan brukes alene eller sammen, eller i kombinasjon med andre dopemiddel(er). Sjeldne jordmetaller slik som cerium, lantan, praseodym, neodym, og samarium er også nyttige dopemidler, og her igjen spesielt når de nyttes i kombinasjon med andre dopemidler.

Som bemerket ovenfor, er det ikke nødvendig å legere noe dopemiddelinn i basismetallet. F.eks., selektivt å påføre ett eller flere dopemiddeli et tynt lag til enten hele eller deler av basismetall-overflata eller motsvarende overflate på det løselige mønstret, vil gjøre det mulig med lokal keramisk vekst fra basismetallet eller deler av dette og vil ta del i veksten av det polykrystallinske keramiske materialet inn i hulrommet. På denne måten kan veksten av det polykrystalinske keramiske materialet inn i hulrommet bli kontrollert til en viss grad av lokaliseringa av dopemidlene på overflata av det løselige mønstret. Dekket eller laget av dopemiddelsom brukes, er tynt i forhold til den planlagte tykkelsen av den keramiske kompositten, og veksten eller dannelsen av oksidasjonsreaksjonsproduktet inn i den hule forma strekker seg vesentlig ut over laget av dopemiddel, d.v.s. ut over dybden av det påførte laget av dopemiddel. Et slikt lag med dopemiddelkan påføres ved pensling, dypping, silketrykk, pådamping, eller ved annen påføring av dopematerialet i væske eller pastaform, eller ved spruting, eller ved kort og godt å avsette et lag av fast granulært dopemiddel eller et fast, tynt ark eller en film av dopemiddel på overflata av det løselige mønstret. Dopematerialet kan, men trenger ikke å omfatte enten organiske eler uorganinske bindemidler, basisvæsker, løsningsmidler, og/eller fortykkere. Imidlertid, som omtalt ovenfor, kan enkelte påføringsbasiser eller midler være uforenlige med mønstermaterialet. Mer å foretrekke er det at dopemidlet blir påført som et pulver til overflata av det løselige mønstret med et lim eller bindemiddel som vil forsvinne sammen med mønstret i løpet av prosessen. En spesielt foretrukket framgangsmåte for påføring av dopemidler til overflata av det løselige mønstret er å nytte en væskesuspensjon av dopemidlene i en blanding av vann/organisk bindemiddel sprayet på en overflate av et løselig mønster for å oppnå et klebende dekklag som letter håndteringen av det løselige mønstret før hovedprosessen.

Dopemidler brukt eksternt, blir vanligvis påført på minst en del av den egnete overflata av det løselige mønstret eller basismetallet som et jevnt dekkende lag. Mengden av dopemiddeler virksom innenfor et stort område i forhold til mengden av basismetall som skal reageres, og, i tilfellet med aluminium har det ikke lykkes å fastslå eksperimentelt en øvre eller en nedre operabel grense. F. eks. når silisium blir nyttet i form av silisiumdioksid påført eksternt som et dopemiddelfor et aluminium-magnesium basismetall, som bruker luft eller oksygen som oksidasjonsmiddel, vil mengder så små som 0.00003 gram silisium pr. gram basismetall, eller ca. 0.0001 gram silisium pr. kvadratcentimeter basismetalloverflate som Si02 er påført på være virksomme. Det er også oppdaget at en keramisk struktur kan oppnås fra et aluminium-silisium basismetall som nytter luft eller oksygen som oksidasjonsmiddel, ved å bruke MgO som dopemiddeli en mengde større enn 0.0008 gram Mg pr. gram basismetall som skal oksideres, og større enn 0.003 gram MgO pr. kvadratcentimeter av basismetalloverflate hvor MgO er påført.

Den foreliggende oppfinnelsen utgjør en pålitelig framgangsmåte for å tilvirke formete keramiske artikler som består av oksidasjonsreaksjonsproduktet av et smeltet basismetall og et gassfase-oksidasjonsmiddel ved gjenskapning av formen til et løselig mønster. Den effektive tilvirkningen av formete, løselige mønstre i samsvar med tilgjengelige teknikker bidrar til stor utvidelse av det mangfold av geometrier eller utforminger som kan gjenskapes hos en keramisk artikkel i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen.

Eksempel 1.

Et løselig mønster formet som en blokk, med omtrentlige mål 25.4 mm <*> 25.4 mm <*> 19.1 mm (1<*>1<*>3/4 tomme) ble formet fra et løselig polystyren-materiale. Den formdefinerende overflata på mønstret besto av en 25.4<*> 25.4 mm kvadratisk flate og de fire 25.4 mm <*>19.1 mm rektangulære flatene til mønstret.

Dekkmaterialet besto av 50 vekt% "Wollastonite" (et kalsiumsilikatmineral fra Nyco Inc., FP Grade), og 50 vekt % brent gips. (Bondex fra Bondex Inc.). Blandinga av Wollastonitt/brent gips ble blandet med vann for å lette hydrolysen av brent gips for å skaffe en støttesone inntil den formbestemmende flata av mønstret. Denne blandinga ble påført på toppflata og de tre sideflatene til det løselige mønstret som et tilnærmet 12,7 mm tykt lag. Bunnflata av mønstret forble utildekket. Dette fikk så stivne for å danne støttesonen.

En blokk av en aluminiumslegering (kalt legering 380.1 fra Belmont metals med nominell identifisert sammensetning gitt som vekt % på 8-8.5% Si, 2-3% Zn, og 0.1-% Mg som aktive dopemidler, og 3.5% Cu så vel som Fe, Mn, og Ni men det aktuelle Mg innhold var noen ganger høyere slik som i området 0.17-0.18 %), med målene (50.8 <*> 50.8 <*>12.7) mm ble plassert i en løs seng med Wollastonite-partikler slik at en kavadratisk flate 50.8 <*> 50.8 mm var avdekket. En mengde av dopemateriale (Leecote, LX-60, fra Acme Resin Co., som hovedsakelig besto av silika) ble fordelt over den avdekkete flata på basismetallet. Det løselige mønstret med det påførte dekkmaterialet ble plassert på toppen av den avdekkete flata av basismetallet slik at den avdekkete flata av polystyrenkuben var i kontakt med metallet. Mønstret og avdekkete deler av metallet ble også dekket med Wollastonite slik at hele sammensetningen av basismetall og dekkbelagt mønster ble begravd i Wollastonite.

Denne oppstillinga ble plassert i en ovn forsynt med luft, og varmet opp i løpet av fire timer til 1100 C. Ovnstemperaturen ble holdt på 1100 C i 120 timer, og deretter nedkjølt over fire timer.

Oppstillinga ble fjernet fra ovnen, og keramikkdelen gjenvunnet. Dekklaget ble fjernet ved lett sandblåsing. Fig. 5 viser den keramiske delen som her ble tilvirket etter fjerning av overflødig ureagert basismetall. Oppmåling av delen bekrefter at det har skjedd en nøyaktig gjenskaping av formen til det løselige mønstret.

Eksempel 2.

En keramisk del ble tilvirket som gjenskaping av formen til et blokk-formet løselig mønster som i eksempel 1, men i dette eksemplet består dekklaget av et alumina fyllstoffmateriale.

Dekkmaterialet består av 30 vekt % alumina fyllstoff (ca. 45 mikrometer/325 mesh, rørformet alumina fra Alcoa), og 70 % Leecote (LX-60, som vesentlig består av silika, for å danne en støttesone), ble påført på den formbestemmende overflata av det løselige mønstret som et tilnærmet 8.89 mm. Blandinga av Wollastonite/brent gips som ble beskrevet i eksempel 1 ble påført på alumina-dekklaget med et lag omtrentlig 12.7 mm tykt, og tillatt å stivne. Denne blandinga ble påført for å hindre vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet ut over dekklaget av fyllstoff.

Mønstret med dekklag ble plassert på en blokk av aluminiumlegering (kalt legering 380.1) som var dekkbelagt med et dopemiddel, som i eksempel 1, og det dekkbelagte mønstret og deler av metalloverflata som fremdeles var avdekket, ble omgitt med Wollastonite slik at hele oppstillingen av basismetall og dekkmateriale, og dekkbelagt løselig mønster ble begravd i kalsiumsilikat slik som i eksempel 1.

Denne oppstillinga ble plassert i en ovn, forsynt med luft, og varmet opp over fire timer til 1100°C. Ovnstemperaturen ble holdt på 1100°C i 120 timer.

Oppstillinga ble tatt ut av ovnen og det keramiske produktet gjenvunnet. Materialet av Wollastonite/brent gips ble fjernet ved lett sandblåsing. Fig. 6 er et mikrofotografi med 100 x forstørrelse som viser den keramiske delen 1 i helhetlig forbindelse med det keramiske komposittlaget 3.

Claims (10)

1. Framgangsmåte for tilvirking av en formet keramisk del omfattende oksidasjonsreaksjonsproduktet av et basismetall og et gassfase-oksidasjonsmiddel, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) skaffe et legeme av basismetall og et løselig mønster som har en formbestemmende utadrettet overflate fra dette basismetall-legeme, b) påføre et gass-gjennomtrengelig dekklag av formbart materiale på den formbestemmende flata for å danne en kongruent flate, valgfritt omfattende et fyllmateriale som er permeabelt overfor vekst av oksidasjonsreaksjonsprodukt, hvilken flate er hovedsakelig kongruent med og med felles utstrekning med den formbestemmende flata og plassert rett overfor basismetall-legemet slik at det løselige mønstret danner et volum mellom basismetallet og den kongruente flata, idet det gass-gjennomtrengelige dekklaget av formbart materiale har en egen, selvstendig, selvbindende støttesone liggende tett inntil og med felles utstrekning med den formbestemmende flata, som sørger for tilstrekkelig kohesjonsfasthet og opprettholder formen til den kongruente flata når det løselige mønstret forsvinner, for derved å danne en hul form, og eventuelt framskaffe et fyllmateriale som lokaliseres mellom basismetallet og det løselige mønstret slik at fyllmaterialet er anbrakt mellom basismetallet og den kongruente overflata, (c) varme basismetallet i nærvær av gassfase-oksidasjonsmidlet til en temperatur over dets smeltepunkt, men under smeltepunktet til oksidasjonsreaksjonsproduktet for å danne et legeme av smeltet metall, (d) fjerne det løselige mønstret for derved å danne den hule forma, (e) (i) reagere det smeltete metallet ved den nevnte temperaturen med gassfase-oksidasjonsmidlet for å danne et oksidasjonsreaksjonsprodukt, hvilket produkt er i kontakt med og strekker seg mellom legemet av smeltet metall og gassfase-oksidasjonsmidlet, og eventuelt infiltrere fyllmaterialet med oksidasjonsreaksjonsprodukt, og (ii) transportere det smeltete metallet gjennom oksidasjonsreaksjonsproduktet mot gassfase-oksidasjonsmidlet og det gass-gjennomtrengelige dekklaget av formbart materiale slik at oksidasjonsreaksjonsproduktet fortsetter å dannes ved grenseflata mellom gassfase-oksidassjonsmidlet og tidligere dannet oksidasjonsreaksjonsprodukt, idet det dannes et stadig tykkere legeme av oksidasjonsreaksjonsproduktet inn i den hule forma, (f) fortsette reaksjonen lenge nok til å erstatte formas hulrom til den kongruente flata med oksidasjonsreaksjonsproduktet, for derved å framstille en keramisk del som har en formet overflate som er en gjenskaping av den formbestemmende overflata, og gjenvinne den keramiske delen med formet overflate, som evt. har en keramisk kompositt formet helhetlig med denne og anbrakt på motsatt side i forhold til den formete overflata; eller eventuelt g) fortsette reaksjonen i en tid tilstrekkelig til å erstatte formas hulrom med oksidasjonsreaksjonsprodukt og bygge oksidasjonsreaksjonsproduktet forbi den kongruente overflata og inn i fyllmaterialet for å innhylle minst en del av fyllmaterialet med oksidasjonsreaksjonsprodukt, hvorved den keramiske delen gjenvinnes med en keramisk kompositt som en helhetlig del av den formete overflata, hvilken del valgfritt oppviser en keramisk kompositt formet helhetlig med denne og anbrakt på motsatt side i forhold til den formete overflata.

2. Framgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at minst den delen av det gassgjennomtrengelige dekklaget av formbart materiale nyttet til å etablere den kongruente flata, omfatter et barrieremateriale, for derved å hindre vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet ved denne kongruente flata.

3. Framgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at basismetallet velges fra gruppen som består av aluminium, silisium, titan, tinn, zirkonium og hafnium,

4. Framgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som oksidasjonsmiddel anvendes en oksygenholdig gass, og temperaturområdet innstilles fra 850° C til 1450°C.

5. Framgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at det anvendes et dopemiddel i samband med basismetallet, og/eller ved at det innlemmes et bindemiddel i det gassgjennomtrengelige dekklaget av formbart materiale i det minste i dette lagets støttesone.

6. Framgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det anvendes et barrieremateriale ved overflaten av fylllmassen plassert overfor den formbestemmende overflata for derved å hindre vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet ved barriematerialet, og ved at barrierematerialet fortrinnsvis består av brent gips, Portland-sement, kalsium-silikat og blandinger av disse.

7. Framgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det løselige mønstret som anvendes, består av et materiale valgt fra gruppen som består av løselig polystyren, polyuretan og polyetylen.

8. Framgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at bindemidlet som anvendes, omfatter silika, kaolin og blandinger av disse.

9. Framgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 8, karakterisert ved at det som fyllmateriale anvendes et materiale omfattende alumina og silisiumkarbid.

10. Framgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 9, karakterisert ved at det framskaffes en kilde for et fast oksidasjonsmiddel eller et væskeformig oksidasjonsmiddel eller begge deler, og at denne kilden innlemmes i fyllmassen og reageres med basismetallet hvorved det faste eller det væskeformige oksidasjonsmidlet blir nyttet i samband med gassfase-oksidasjonsmidlet for å danne oksidasjonsreaksjonsproduktet.