NO176564B - Framgangsmåte for framstilling av en selvbærende keramisk kompositt - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en framgangsmåte for framstilling av en selvbærende keramisk kompositt, som angitt i den innledende del av patentkrav 1.

Bakgrunn.

Emnet for denne søknaden er behandlet i US patentskrift 4,713,360 (publisert etter foreliggende prioritetsdato) og EP-A-155831. Disse patentpublikasjonene beskriver framgangsmåter for framstilling av selvbærende keramiske legemer vokst som oksidasjonreaksjonsproduktet av et utgangsmetall. Smeltet utgangsmetall blir reagert med et oksidasjonsmiddel i damp/gassfase for å danne et oksidasjonsreaksjonsprodukt, og metallet migrerer gjennom oksidasjonsreaksjonsproduktet mot oksidasjonsmidlet og utvikler derved et polykrystallinsk keramisk legeme av oksidasjonsreaksjonsproduktet. Det keramiske legemet kan bli framstilt med metalliske bestandddeler og/eller porøsitet, som kan være eller ikke være tverrbundet. Prosessen kan effektiviseres ved bruken av et legert tilsetningsstoff (dopemiddel), slik som i tilfellet med aluminium som utgangsmetall oksidert i luft. Denne framgangsmåten ble forbedret ved bruken av ytre tilsetningsstoffer anvendt på overflata av forløpermetallet som beskrevet i EP-A-169067. Emnet for denne søknaden er også behandlet i EP-A-193292. Disse patentpublikasjonene beskriver en ny framgangsmåte for å framstille selve det keramiske legemet ved vekst av et oksidasjonsreaksjonsreaksjonsprodukt av et utgangsmetall i en gjennomtrengelig fyllmasse som derved infiltrerer fyllmassen med en keramisk grunnmasse.

Videre utvikling av framgangsmåtene nevnt ovenfor gjør det mulig å framstille keramiske komposittkonstruksjoner som (1) inneholder ett eller flere hulrom, som er en invers replikasjon av geometrien til et utformet forløper-utgangsmetall, og som (2) har et negativt mønster som er den inverse replikasjonen av et positivt mønster til et forløper- utgangsmetall. Disse framgangsmåtene er beskrevet i (1) EP-A-234704 (publisert etter foreliggende prioritetsdato) og (2) i US patentsøknad 896,147 inngitt 13 august 1986.

Det er også blitt utviklet framgangsmåter for å framstille keramiske komposittkonstruksjoner som har en forutbestemt form eller geometri. Disse framgangsmåtene omfatter bruken av en utformet forform av gjennomtrengelig fyllmateriale som det blir vokst en keramisk grunnmasse inn i ved oksidasjon av et forløper-utgangsmetall, som beskrevet i EP-A-245192 (publisert etter foreliggende prioritetsdato). En annen framgangsmåte for framstilling av slike formete keramiske kompositter omfatter bruken av barrieremidler for å stoppe eller hemme groing av oksidasjonsreaksjonsproduktet ved en valgt grense, som bestemmer formen eller geometrien til den keramiske komposittkonstruksjonen. Denne teknikken er beskrevet i EP-A-245192 (publisert etter foreliggende prioritetsdato).

Felles for alle disse patentpublikasjonene er beskrivelsen av utførelsesformer for et keramisk legeme som omfatter et oksidasjonsreaksjonsprodukt, mest vanlig tverrbundet i tre dimensjoner, og etter valg, en eller flere uoksiderte bestanddeler av grunnmetallet eller porer eller begge deler. Metallfasen og/eller porene kan være eller ikke være tverrbundet sterkt avhengig av slike faktorer som temperaturen for oksidasjonsreaksjonen, sammensetningen av utgangsmetallet, og tilsetningsmaterialer som er til stede, etc. F.eks. hvis groingsprosessen blir fortsatt slik at den hovedsakelig forbruker (omformer) metallbestanddelene, vil det oppstå porøsitet som delvis eller nesten fullstendig erstatter metallfasen gjennom størstedelen av komposittlegemet, mens det utvikles en tett keramikk-struktur ved overflaten av det keramiske legemet. I et slikt tilfelle er den tverrbundne porøsiteten vanligvis tilgjengelig fra overflata av det keramisk legemet hvorfra utviklinga av den keramiske grunnmassen startet.

Ildfaste keramiske gjenstander er nyttige som deler for anvendelser som krever god motstandsevne mot termiske sjokk, korrosjon og erosjon ved kontakt med smeltede metaller. Slike deler kan, f.eks, bli brukt i styreanordninger for å regulere strømmen av smeltete metaller i transportsystemer for smeltet metall, f.eks, ved framstilling og håndtering av stål. Slike anvendelser omfatter f.eks. skyveport-åpninger, bi-inngangsdyser og øsedeksler. Skyveport-åpninger blir brukt til å holde kontroll med strømmen av smeltet metall fra en øse. Vanligvis omfatter skyveport-systemer noen dreibare konstruksjoner, som består av en fast dyse festet til og inne i en bevegelig plate. Strømmen av smeltet metall fra en øse blir styrt ved å bevege den bevegelige plata til fullstendig eller delvis innretting i forhold til åpninger. Når øsa blir fylt og ved avstengning, blir åpningene forskjøvet i forhold til hverandre slik at de ikke dekker noe felles areal, og avstengning oppstår med åpningene i en ikke innrettet stilling. Den viktigste fordelen av skyveport-systemet framfor et vanlig system med stoppeplugg er forbedret pålitelighet ved stenging, evnen til å variere størrelsen av strømmen med smeltet metall og mangel på avsuging av strømningen med det smeltede metallet. Imidlertid vil selv det beste skyveport- systemet, slik som høy-aluminiumoksid skyveportsystemer, være utilstrekkelige for spesielle smeltede metaller, slik som spesialstål som lavkarbon, høylegert manganstål. Disse korrosive stålsammensetningene vil gjøre alvorlige angrep på materialene som blir brukt i de fleste høy- aluminiumoksid skyveport-systemer.

I dagens USA-marked er størstedelen av de ildfaste materialene som brukes til skyveport-åpninger sammensatt av enten tjæreimpregnert høy-aluminiumoksid eller brente magnesiummaterialer. Slike ildfaste skyveportmaterialer har imidlertid ikke den motstandsevne mot termiske sjokk, korrosjon og erosjon som kreves for å motstå lange oppholdstider av metallet i øsa og lange utstøpingstider og forvarming, og de vil derfor ha kort brukstid.

Formål.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å anvise en framgangsmåte for framstilling av keramiske kompositter med ildfaste egenskaper som gjør slike egnet til stålverksanvendelser, slik som skyveport-åpninger, som ikke har de ovenfor nevnte svakhetene, mens de fremdeles oppfyller kriteriene for motstandsevne mot termiske sjokk, korrosjon og erosjon, for å kunne stå imot lange oppholdstider av metall og lange utstøpningstider og forvarming. I tillegg bør de være nyttige til andre anvendelser som krever motstandsevne mot termiske sjokk og bevaring av holdfasthet ved høye temperaturer.

Oppfinnelsen.

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

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det blitt utviklet en framgangsmåte for framstilling av en selvbærende keramisk kompositt som omfatter (1) en keramisk grunnmasse oppnådd ved oksidasjon av et utgangsmetall som omfatter en aluminium-sinklegering for å danne et polykrystallinsk materiale som hovedsakelig består av et oksidasjonsprodukt av utgangsmetall et og et oksidasjonsmiddel, og (2) et fyllmateriale omsluttet av grunnmassen. Generelt blir et forløpermetall og en gjennomtrengelig fyllstoffmasse orientert relativt til hverandre slik at vekst av et polykrystallinsk materiale som oppstår ved oksidasjonen av et forløpermetall, (heretter referert til som "utgangsmetallet" og som blir nærmere definert nedenfor) som beskrevet i de ovennevnte patentpublikasjonene, blir rettet mot og inn i en gjennomtrengelig masse av fyllmateriale. (Uttrykkene "fyllmasse" og "fyllmassematerialet" blir heretter brukt om hverandre). Fyllmassen har minst en definert overflategrense og er infiltrert med polykrystallinsk materiale til den definerte overflategrensa for å utgjøre en keramisk kompositt. Ved prosessbetingelsene i den foreliggende framgangsmåten oksiderer det smeltete utgangsmetallet utover fra sin opprinnelige overflate (d.v.s. overflata som er avdekket mot oksidasjonsmidlet) mot oksidasjonsmidlet og inn i fyllmassen ved migrering gjennom sitt eget oksidasjonsreaksjonsprodukt. Oksidasjonsreaksjonsproduktet gror inn i den gjennomtrengelige fyllmassen. Dette resulterer i nye keramiske grunnmasse- kompositter som består av en grunnmasse av et keramisk polykrystallinsk materiale som omslutter fyllmaterialene.

Utgangsmetallet som blir nyttet til vekst av den keramiske grunnmassen består av en aluminiumlegering som minst har 1 vektprosent sink, og dette utgangsmetallet blir varmet opp til en første temperatur over sitt smeltepunkt, men under smeltepunktet for okidasjonsreaksjonsproduktet for derved å danne et legeme eller en dam av smeltet utgangsmetall som blir reagert med et oksidasjonsmiddel, fortrinnsvis et damp/gassfase oksidasjonsmiddel, f.eks. luft, for å danne oksidasjonsreaksjonsproduktet. Ved denne første temperaturen eller innenfor dette første temperaturområdet, er legemet av smeltet metall i kontakt med minst en del av oksidasjonsreaksjonsproduktet som strekker seg ut mellom legemet av smeltet metall og oksidasjonsmidlet. Smeltet metall blir trukket gjennom oksidasjonsreaksjonproduktet mot oksidasjonsmidlet og mot og inn i fyllmassen for å opprettholde den kontinuerlige dannelsen av oksidasjonsreaksjonproduktet ved grenseflata mellom oksidasjonsmidlet og tidligere dannet oksidasjonsreaksjonprodukt. Reaksjonen blir forsatt lenge nok til å infiltrere fyllmaterialet med oksidasjonsreaksjonsprodukt til den fastsatte overflategrensa, ved vekst ved oksidasjonsreaksjonproduktet som omfatter uoksiderte metalliske bestanddeler av utgangsmetallet.

Den resulterende keramiske kompositten består av et fyllmateriale og en keramisk grunnmasse som er et polykrystallinsk oksidasjonsreaksjonsprodukt, og den inneholder rester av uoksiderte bestanddeler av utgangsmetallet, mest vanlig aluminium og sink men den kan også inneholde andre metaller. I henhold til den foreliggende oppfinnelsen blir den keramiske kompositten varmet opp til en andre temperatur (eller innenfor dette andre temperaturområdet) over den første temperaturen, men under smeltepunktet for oksidasjonsreaksjonsproduktet, for å fjerne eller oksidere minst en vesentlig del av de resterende uoksiderte metalliske bestanddelene ved fordamping eller oksidasjon av de metalliske bestanddelene, fra det polykrystallinske materialet uten noen vesentlig dannelse av oksidasjonsreaksjonsproduket utenfor den fastsatte overflategrensa. Oppvarming til denne andre temperaturen kan utføres enten i vakuum, en ureaktiv atmosfære, eller fortrinnsvis i en oksygenholdig atmosfære, eller aller helst i luft. En del av metallfasen som blir fjernet blir erstattet vesentlig av porøsitet eller porer. Andre metall blir oksidert på stedet og omformet til et metalloksid. Den endelige konstruksjonen består av en keramisk fyllmasse, og fyllmaterialet, og den keramiske grunnmassen består hovedsakelig av oksidasjonsreaksjonsprodukt og tverrbundet porøsitet hvorav minst en del er tilgjengelig fra en eller flere overflater på den keramiske kompositten. Fortrinnvis er overflateporøsiteten karakterisert ved åpninger som har en indre diameter mindre enn ca.6 um hvilket forhindrer gjennomtrengning av en del materialer slik som smeltet stål.

Produktene framstilt i henhold til den foreliggende framgangsmåten er vesentlig keramiske, det vil si vesentlig uorganiske og fri for metall, selv om det kan finnes islett eller små bestanddeler av metall. Produktene kan tilpasses eller framstilles for anvendelse til faste deler, som i denne beskrivelsen er ment å omfatte, uten begrensning, ildfaste deler for skyveportventiler til industrielt bruk, som står i skyvekontakt med bunndelen av et kar, øse eller liknende som inneholder smeltet metall, slik som stål, for å sette i gang og regulere strømmen av smeltet metall gjennom en åpning i øsa.

I denne beskrivelsen og vedlagte krav betyr "oksidasjonsreaksjonprodukt" produktet av reaksjonene av metaller med et oksidasjonsmiddel hvor det dannes en oksidforbindelse.

I denne beskrivelsen og i kravene betyr "oksidasjonsmiddel" en eller flere passende elektronakseptorer eller elektrondelere og kan være et fast stoff, en væske eller gass (damp) eller en kombinasjon av slike ved prosessbetingelsene.

Uttrykket "utgangsmetall" som brukt i denne beskrivelsen og de vedlagte kravene refererer til den aluminiumlegeringen som typisk har minst 1 til 10 vektprosent sink og som er forløper til det polykrystallinske oksidasjonsreaksjonsproduktet, og det omfatter den aluminiumlegeringen og en kommersielt tilgjengelig aluminiumlegering som typisk har minst 1 til 10 vektprosent sink såvel som urenheter og/eller legerende bestanddeler. Fig. 1 er et skjematisk oppriss i snitt som viser en sammenstilling med et utgangsmetall av aluminiumlegering med overliggende fyllmateriale og en understøttende seng inneholdt i en ildfast digel. Fig.2 er et skjematisk delvis snittet oppriss som viser en skyveportventil, plassert forskyvbart mellom en topplate ved bunnpartiet av en øse og rørholder som er oppheng for et rør som smeltet metall kan strømme gjennom etter å ha forlatt øsa.

Med referanse til tegningen for utførelse av den foreliggende oppfinnelsen, blir et utgangsmetall 10 som består av en aluminiumlegering med minst 1 til 10 vektprosent sink formet til en støpeblokk, barre, stang, plate eller liknende. Dette legemet av grunnmetell 10 og en gjennomtrengelig masse av fyllmaterialet 12 som minst har en definert overflategrense 14 blir plassert inntil hverandre og orientert i forhold til hverandre slik at vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet vil forekomme inn i fyllmaterialet 12 og i en retning mot den definerte overflategrensa 14 for at fyllmaterialet 12 eller en del av dette skal bli infiltrert av det voksende oksidasjonsproduktet. Utgansmetallet 10 og fyllmaterialet 12 er omsluttet av et passende underlagsmateriale 16 som er hovedsakelig ureaktivt ved prosessbetingelsene og av en slik sammensetning at oksidasjonsreaksjonen ikke vil fortsette inn i dette underlaget, og den øvre eller avdekkete overflata av fyllmassen er i flukt med overflata av underlagsmaterialet (se fig.l). Passende underlagsmaterialer omfatter f.eks. spesielle graderinger av partikkelformig alumina, slik som 38 alundum fabrikert av Norton Company. Sammenstillingen eller montasjen blir holdt i et passende ildfast kar eller en digel 18.

Fyllmaterialet 12 består fortrinnsvis av et keramisk eller ildfast materiale og kan være en seng som består av en gitter- eller rekkeformasjon av partikler, granulat, pulver, aggregat, ildfast fiberduk, fibre, rør, irregulære kanaler, pellets, strå eller liknende, eller en kombinasjon av disse. Nettverket eller arrangementet av fyllmaterialet 12 kan være enten løst eller bundet og ha hull, åpninger, mellomrom eller liknende for å gjøre det gjennomtrengelig for oksidasjonsmidlet og vekst av oksidasjonsreaksjonprodukt. Videre kan passende fyllmateirale(r), avhengig av den spesielle sluttanvendelse av produktet, bestå av f.eks, metalloksider borider, nitrider eller karbider av et metall valgt fra gruppen som består av aluminium, cerium, hafnium, lantan, silisium, neodym, praseodym, samarium, skandium, torium, uran, titan, yttrium, og zirkonium. Noen av disse fyllmaterialene krever beskyttelsesbelegg for å hindre at de reagerer og/eller oksiderer ved prosessbetingelsene. I en utførelsesform av oppfinnelsen består fyllmaterialet av fra 3 til 10 vektprosent silisium, slik som i kombinasjonene med alumina. Alumina-fyllmaterialet som er funnet spesielt brukbart, har en kornstørrelse på fra 30 mikrometer til 4 mm (5 til 500 U.S.standard siktstørrelse). Silisiumkarbid som fyllmateriale kan ha en kornstørrelse fra 10 til 30 mikrometer (500 til 1000 U.S. standard siktstørrelse).

Oppstillingen blir, i et hvert tilfelle, arrangert slik at vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet vil forekomme inn i fyllmateriaelt 12, slik at porer mellom fyllpartiklene vil bli hovedsakelig fylt av det vokste oksidasjonsreaksjonproduktet. En grunnmasse av det polykrystallinske materialet som resulterer fra veksten av oksidasjonsreaksjonsproduktet blir helt enkelt vokst inn i og/eller rundt fyllmaterialet 12 for å omslutte og infiltrere dette, fortrinnsvis til dets fastsatte overflategrense 14 uten vesentlig å forstyrre eller omplassere fyllmaterialet 12. Slik, er ingen ytre krefter involvert som kan ødelegge eller forstyrre arrangemetet av fyllmaterialet 12, og det kreves ingen tungvint og kostbar prosess, som foregår ved høyt trykk og høy temperatur, med tilhørende hjelpemidler, slik som i kjent, konvensjonell teknikk for å oppnå en tett keramisk struktur. I tillegg resulterer en sterk reduksjon eller bortfall av de stringente kravene til kjemisk og fysisk kompatilibilitet som er nødvendig for å danne keramiske kompositter ved trykkløs sintring.

Et fast stoff, væskeformig eller gassfase-oksidasjonsmiddel, eller en kombinasjon av slike oksidasjonsmidler kan nyttes. Gassfaseoksidasjonsmidler omfatter uten begrensning oksygen-argon eller andre ureaktive gassblandinger og luft.

Faststoff oksidasjonsmidler omfatter reduserbare oksider slik som silika, tinnoksid eller sinkoksid. Når det brukes et faststoff-oksidasjonsmiddel, blir det vanligvis fordelt gjennom hele senga av fyllmaterialet eller gjennom en del av senga inntil utgangsmetallet, i form av partikler blandet med fyllmaterialet, eller kanskje som et dekklag på fyllmassepartiklene.

Dersom det brukes et væskeformig oksidasjonsmiddel, blir hele senga av fyllaterialet eller en del av denne inntil det smeltede metallet dekket eller oppbløtt ved nedsenkning i oksidasjonsmidlet for impregnering av fyllmassen. Et passende væskeformig oksidasjonsmiddel omfatter lavtsmeltende glass.

Sink som tilsetningamateriale (som blir nærmere beskrevet nedenfor) fremmer eller forstrerker veksten av oksidasjonsreaksjonsproduktet og etterfølgende fjerning av uoksiderte metalliske bestanddeler fra oksidasjonsreaksjonsproduktet som opprinnelig blir dannet. Sink som tilsetningsstoff, blir legert inn i aluminium utgangsmetallet og utgjør 1 til 10 vektprosent og fortrinnsvis 4 til 7 vektprosent. Ytterligere tilsetningsstoffer (som beskrevet i de forannevnte patentpublikasjonene) kan bli brukt i samband med utgangsmetallet 10 ved å legere tilsetningsstoff med utgangsmetallet 10, påføre et ytre lag på overflata av utgangsmetallet 10, eller ved å innlemme eller blande tilsetningsmaterialet med fyllmaterialet/materialene 12. F.eks. kan magnesium bli brukt for å forsterke dopevirkningen av sink.

Med henvisning til figur 1 blir et legeme av aluminium utgangsmetall 10 sammen med massen av gjennomtrengelig fyllmateriale 12 plassert i en digel eller en annen ildfast beholder 18 slik at minst en metalloverflate av utgangsmetallet 10 er avdekket mot den tilstøtende eller omgivende massen av fyllmaterialet 12. Dersom det blir brukt et gassfaseoksidasjonsprodukt, er fyllmassen gjennomtrengelig overfor det gassformige oksidasjonsmidlet som er tilstede i den oksiderende atmosfæren (vanligvis luft ved atmosfæretrykk). Den resulterende oppstillingen blir så varmet opp til et første temperaturområde i nærvær av oksidasjonsmidlet i en passende ovn (ikke vist i tegningen), i et vanlig temperaturområde med luft som oksidasjonsmiddel er fra 850°C til 1450°C, eller mere fordelaktig, mellom 950°C til 1100°C for å danne en dam eller legeme av smeltet utgangsmetall. Temperaturområdet avhenger av fyllmaterialet 12, tilsetningsstoffet eller konsentrasjonen av tilsetningsstoff, oksidasjonsmiddel eller kombinasjonen av ethvert av disse. Ved denne temperaturen starter transport av utgangsmetall gjennom oksidhinnen som vanligvis beskytter aluminium-utgangsmetallet.

Den fortsatte avdekkninga av utgangsmetallet 10 overfor oksidasjonsmidlet tillater den fortsatte oksidasjonen av utgangsmetallet 10 å danne et polykrystallinsk oksidasjonsreaksjonprodukt med økende tykkelse. Dette voksende oksidasjonreaksjonsproduktet infiltrerer progressivt den gjennomtrengelige massen av fyllmaterialet 12 med en tverrbundet matrise av oksidajonsreaksjonsprodukt som også kan inneholde uoksiderte utgangsametallbestanddeler, og danner slik en kohesiv kompositt. Den voksende polykrystallinske massen impregnerer eller infiltrerer fyllmaterialet 12 med en hovedsakelig konstant vekstfart (d.v.s, en hovedsakelig konstant økning av tykkelsen pr. tid), hvis det er sørget for en forholdsvis konstant kilde av oksidasjonsmiddel, f.eks, ved å la en tilstrekkelig mengde luft (eller oksiderende atmosfære) strømme gjennom ovnen. Fornying av den okiderende atmosfæren, i tilfellet med luft, kan lett sørges for ved ventiler i ovnen. Vekst av grunnmassen fortsetter i lang nok tid til at det polykrystallinske oksidajonsreaksjonsproduktet infiltrerer massen av fyllmaterialet 12 til den fastsatte grensa 14, som fortrinnsvis blir nådd når stort sett alt utgangsmetallet 10 er brukt opp, d.v.s. at hovedsakelig alt utgangsmetallet 10 er blitt omformet til grunnmasse.

De keramisek komposittene som fra først av blir framstilt av oksidasjonen av utgangsmetallet av aluminiumlegering med oksidasjonsmidlet består av fyllmaterialet/materialene infiltrert og omsluttet fortrinnsvis til den fastsatte grensa med polykrystallinsk oksidasjonsreaksjonsprodukt av utgangsmetallet og oksidasjonsmidlet, og en eller flere uoksiderte metalliske bestanddeler av utgangsmetallet inkludert aluminium og sink, og andre metaller avhengig av sammensetningen av utgangsmetallet. Volumprosenten av resterende metall (uoksiderte metallbestanddeler) kan variere i et stort område avhengig av hvorvidt oksidasjonsreaksjonprosessen blir gjennomført slik at den i stor utstrekning forbruker utgangsmetallet av aluminiumlegeringen. Bare som et eksempel, kan en keramisk kompositt dannet av aluminiumlegering-metall og 50 volumprosent fyllmateriale reagert i luft ved ca. 1000°C, inneholde 0.5 til 10 volumprosent metallrester.

For å framstille en keramisk kompositt hovedsakelig fri for metalliske bestanddeler, slik som en kompositt brukt til ildfaste deler i en skyveportventil, blir de uoksiderte metalliske bestanddelene (metallrestene) som er til stede etter den første varmebehandlingen, hovedsakelig fjernet og/eller oksidert på stedet ved et andre eller etterfølgende oppvarmingstrinn. Den opprinnelig dannete keramiske kompositten blir varmet opp til en temperatur høyere enn den temperaturen som ble nyttet ved dannelen av den opprinnelige keramiske kompositten. Dette andre oppvarmingstrinnet kan gjennomføres ved å heve temperaturen for å forårsake hovedsakelig fordampning og/eller oksidasjon av metallrestene. Dette andre oppvarmingstrinnet kan utføres i en oksygenholdig eller ureaktiv atmosfære eller i vakuum. En oksygenholdig atmosfære blir foretrukket fordi fjerning av metallrester ved oksidasjon kan utføres ved en lavere temperatur enn ved fordamping i en ureaktiv atmosfære eller i vakuum. Luft med atmosfæretrykk blir foretrukket av økonomiske grunner.

Oppstillingen blir varmet i ovnen i nærvær av den ønskete atmosfæren for å gi temperaturøkning til området, vanligvis mellom 1250°C og 2000°C, fortrinnsvis til minst 1400°C, eller fra 1400 °C til 1600°C. Denne temperaturen er høyere eller ovenfor den temperaturen som ble benyttet for framstilling av den opprinnelig dannete keramiske kompositten. Ved disse høye temperaturene, blir eventuelle gjenværende uoksiderte metalliske bestanddeler av utgangsmetallet, som er en aluminiumslegering, hovedsakelig fjernet eller omdannet til et oksid uten ytterligere vekst utover de fastsatte overflategrensene. Det antas at størsteparten av de uoksiderte restene av metalliske betstanddeler vesentlig hjelpes til å forsvinne gjennom fordampning av sinktilsetningen. Noe av det resterende aluminiummetallet vil oksidere der det befinner seg uten å forandre den fastsatte overflata av delen. Tilsetningen av sink fremmer ikke bare veksten av oksidasjonsproduktet, men fordamper ved høye temperaturer, slik at det dannes porøsitet og områder med stor overflate som så forsterker oksidasjonen av uoksiderte metallrester fra utgangsmetallet av aluminiumlegering, hvilket fører til minimale metallrester i kompositten.

Som nevnt tidligere, utgjør mengden av sink som legeres inn i aluminium-utgangsmetallet fortrinnsvis fra 4 vektprosent til 10 vektprosent (basert på vekta av aluminium-utgangsmetallet med tallhenvisning 10 i figur 1). Sinken kan legeres direkte med ulegert kommersielt rent aluminium, d.v.s. 99%, 99,5% eller 99,7% renhetsgrad. Dersom det er ønskelig, kan det brukes høy eller superrent aluminium d.v.s. 99,9% eller renere som grunnlag for legeringstilsetningen. Dette kan være ønskelig hvor det ildfaste sluttproduktet skal brukes i samband med smeltete metaller av svært høy renhetsgrad, hvor selv spor av forurensninger er uønsket. På den annen side kan en del sinkholdige kommersielt tilvirkete legeringer f.eks.fra den aluminiumbaserte 7000 serien, eller støpte legeringer hvor sinkinnholdet er over 1,0%, fortrinnsvis over 4,0% og hvor mengden av andre legeringselementer ikke er skadelig for den endelige anvendelsen. En blant flere slike legeringer som vil utgjøre et passende utgangsmetall for oppfinnelsen, er f.eks. legering 7021 som inneholder 5,0-6,0% sink, 1,2-1,8% magnesium, 0,08-0,18% zirkonium med tillatt maksimumsmengde for de følgende grunnstoffer: silisium 0,25%, mangan 0,10%, krom 0,05%, titan 0,10% og andre grunnstoffer 0,05% hver opp til totalt 0,15% (alle angitt i vektprosent) med aluminium som resterende mengde. I dette tilfellet vil magnesium i legeringen forsterke dopevirkningen av sink.

Når det er ønsket, kan kompositten bli avkjølt og fjernet fra ovnen. Det avkjølte stykket kan så bli maskinen. (F.eks. slik som ved møllebehandling, polering, sliping eller liknende) på en eller flere overflater til de ønskete toleranser nås. Dette alternativet kan være spesielt ønskelig ved tilvirkningen av keramiske deler der det kreves små toleranser.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, kan de keramiske komposittene bli tilvirket for bruk som ildfaste skyveportventiler. Skyveportventilen som er generelt vist som 20 i fig.2 er i kontakt med en topp-plate 22 eller bunndelen av en øse, generelt vist som 24, som inneholder smeltet metall 26 (d.v.s, smeltet stål). Topplata 22 henger helhetlig sammen med øsa 24 og har en topp-plateåpning 28 som står i direkte forbindelse med en øseåpning 30 plassert i bunnen av øsa 24. Skyveportventilen 20 har en skyveportkonstruksjon 32 med minst en skyveportåpning 34. En drivmekanisme 36, slik som en trykklutfsylinder eller liknende, er koblet til skyveporten 20 for å bevege (eller rotere) skyveporten langs bunnflata av topplata 22 for enten å innrette eller ikke innrette skyveportåpningen 34 med topp-plate-åpningen 28 og øseåpningen 30. Et røroppheng generelt vist som 40, holder et rør 38 og støtter skyveportventilen 20, topplata 22 og øsa 24 som er forbundet med topplata 22. Røret 38 leder strømmen av smeltet metall 26 etter at den forlater øsa 24 gjennom skyveporten 20. Dersom den ildfaste skyveportventilen 20 er plassert av drivmekanismen 36 slik at åpningen 34 til den ildfaste skyveportventilen 20 er fullstendig ute av innretning med topp-plate-åpningen 28 og med øseåpningen 30 til øsa 24, vil smeltet metall 26 ikke strømme fira øsa 24. Smeltet metall 26 vil heller ikke (som det vil bli forklart mer detaljert senere) trenge inn i og gjennom porøsiteten i den keramiske grunnmassen i konstruksjonen 32 på skyveportventilen 20. Som angitt i figur 2 med tallhenvisning 34 forbundet med stiplet linje, når skyveportventilen 20 blir forskjøvet langs topp-plata 22 og bunndelen av øsa 24 slik at skyveportåpningen 34 stort sett står rett ovenfor topp-plate-åpningen 28 med øseåpningen 30 på øsa 24, vil smeltet metall 26 strømme på grunn av tyngdekraften fra øsa 24 gjennom de respektive åpningene inn i røret 38.

Skyveportdelen 32 må være ekstremt flat, d.v.s. innenfor toleranser på en hundredels millimeter eller mindre, og den må holdes tett mot bunnflata av topp-plata 22 slik at smeltet metall ikke vil lekke ut mellom kontaktflatene. Skyveportdelen 32, såvel som topplatedelen 22, er konstruert av ildfaste materialer eller deler som er maskinerbare (slik som ved møllebehandling, sliping, polering eller liknende) til ekstremt glatte overflater, slik at topp platedelen 22 og delen 32 av skyveportventilen 20 ikke kan rive ut krystallkorn fra hverandre ved åpning og lukking av skyveportventilen 20 med den tilkoblete drivemekanismen 36. Delen 32 av skyveportventilen 20 bør ikke ha porer som er for store ettersom smeltet metall ville gjennomtrenge porene og svekke delen 32. Videre må skyveportdelen 32 ha svært god motstandsevne mot termiske sjokk, og den må være sammensatt av ildfaste materialer som er sterke nok til å motstå kjemisk korrosjon og erosjonsvirkning fra strømmende smeltete metallsammen-setninger. For å tilvirke en skyveportkonstruksjon 32 fra en keramisk kompositt som innehar de forannevnte egenskaper og/eller kriterier, bør den keramiske kompositten inneholde en keramisk grunnmasse som hovedsakelig består av ikke-metalliske og uorganisk materiale. Enhver vesentlig mengde av uoksiderte metalliske bestanddeler i en keramisk kompositt, slik som aluminium, vil kunne ødelegge materialets yteevne ved å senke dets varmebestandighet og forårsake mulig oksidasjons-overvekst utover skyveventilens fastsatte mål, og forårsake sammenbinding av skyveportventilens deler, såvel som påvirke motstandsevnen mot termiske sjokk. Følgelig ville skyveportventilen 20 slutte å fungere, eller den måtte bli erstattet etter minimal brukstid, mest sannsynlig på grunn av avskalling, sprekkdannelser eller overvekst på overflatene.

Den keramiske komposittkonstruksjonen som oppnås etter fjerning og/eller oksidering av hovedsakelig alle resterende uoksiderte metalliske bestanddeler av aluminium-utgangsmetallet, er en koherent keramisk kompositt som typisk har fra 5 til 98 volumprosent av komposittens totale volum oppfylt av ett eller flere fyllmaterialer omsluttet i en polykrystallinsk keramiske grunnmasse. Den polykrystallinske grunnmassen består av 94,5 vektprosent eller mer (av vekta av det polykrystallinske oksidasjonsreaksjonsproduktet) av tverrbundet alfa-alumina, 5% eller mindre av sink-aluminat, og 0,5 vektprosent eller mindre uoksiderte bestanddeler av aluminium-utgangangsmetallet.

Den polykrystalinske keramiske grunnmassen har en del porøsitet varierende fra 2 til 25 volumprosent av den polykrystallinske keramiske grunnmassen, men fortrinnsvis ikke mer enn 10%. Det antas at en del porøsitet er nødvendig for å sørge for den ønskede motstandsevnen mot termiske sjokk hos det ildfaste produktet. Minst en del av porøsiteten er tilgjengelig fra overflata, og det er vanlig at ca.5% av slik porøsitet har poreåpninger med diametermål fra lmikrometer til 8 mikrometer. Fortrinnsvis har åpningene av porøsiteten som er tilgjengelig fra overflata en mildere diameter på 6 mikrometer eller mindre, hvor 6 mikrometer er middelverdien til en gaussisk normalfordelingskurve. En aluminabasert keramisk kompositt som har åpninger på overflata som måler 6 mikrometer eller mindre i diameter er spesielt brukbare for tilvirking av en ildfast skyveportåpning ettersom smeltet stål ikke vil trenge gjennom dens konstruksjon.

Den keramiske komposittkonstruksjonen framstilt i henhold til den foreliggende framgangsmtåen innehar følgende egenskaper: en trepunkts bøyeprøve for varmebrudd-modul (MOR) på fra 24.2 MPa til 44.8 MPa ved 1400°C i nitrogen, avhengig av størrelsen av

alumina-fyllmaterialet, en parameter for motstandsevne mot termiske sjokk (motstandsevne mot oppsprekking, Rst) på 3.1°C/mm<1/2> (60°F/ in.<1/2>), volumstabilitet (termisk ekspansjon i samsvar med ASTM E228.71 fra romtemperatur til 15°C og så avkjøling) på 0,15% eller mindre lineær forandring med ingen forandringsfart som resulterer i oppsprekking eller ødeleggelse, og en

korrosjonsmotstand (luft/metall "line wear" med en stang med hoveddiagonal 25.4mm x 25.4 mm, 20 min. rotasjonstest, Al- deoksidert stål som beskrevet i eksemplet nedenfor) på 1,0 mm eller mindre.

Den keramiske kompositten framstilt i henhold til den foreliggende framgangsmåten har hovedsakelig rene korngrenser hvor korngrensene der krystallene er sammenbundet ikke har noen annen fase. Det er viktig å legge merke til, at korngrensene er renset for enhver silisiumfase. Dette trekket er spesielt viktig for ildfaste materiler til stålverksanvendelser. Lavtsmeltende silikater finnes i nesten ethvert tradisjonelt ildfast aluminamateriale, og dette materialet reagerer med smeltet jern som forårsaker oppløsning inn i det flytende stålet og som straks leder til oppsprekking, avskalling og ødeleggelse av konstruksjonen.

I tillegg krever komposittene framstilt i henhold til den foreliggende framgangsmåten ingen ekstra forhåndsregler for å forhindre oksidasjon av bindefasen fordi de har en fullstendig oksidert grunnmasse i kontrast til ildfaste karbonbundne materialer som for tiden blir brukt i Japan på skyveportmarkedet.

En spesielt effektiv framgangsmåte for utøvelsen av denne oppfinnelsen er å utforme fyllmassen til en forform med en utforming som tilsvarer den ønskete geometrien av det endelige produktet. Forforma kan lages til ved enhver av et stort antall av konvensjonelle tilformingsframgangsmåter for keramiske legemer (slik som uniaksial pressing, isostatisk pressing, glidestøping, utfellingsstøping, slippformstøping, injeksjonsstøping, trådomvikling av fibermaterialer etc) og framgangsmåten vil avhenge av egenskapene til fyllmaterialet. En første binding av partiklene før infiltrasjonen kan oppnås med lettsintring eller ved bruk av forskjellige organiske eller uorganiske bindematerialer som ikke tar del i prosessen eller bidrar til uønskete biprodukter i det ferdige materialet. Forforma blir framstilt for å ha tilstrekkelig formhelhet og opprinnelig styrke, og bør være gjennomtrengelig for transport av oksidasjonsreaksjonsproduktet fortrinnsvis med en porøsitet mellom 5 og 90 volumprosent og mer foretrukket mellom 25 og 50 volumprosent. En blanding av fyllmaterialer og kornstørrelser kan også brukes. Forforma blir så brakt i kontakt med smeltet utgangsmetall på en eller flere av sine overflater i lang nok tid til å fullføre veksten og infiltrasjonen av forforma til dens overflategrenser. Som beskrevet i NO-A-871828 (ålment tilgjengelig etter foreliggende prioritetsdato) kan et barrieremiddel brukes i samband med fyllmaterialet eller forforma for å hemme veksten eller utviklinga av oksidasjonsreaksjonsproduktet ut over barrieren. Etter det første oppvarmingstrinnet og før det andre oppvarmingstrinnet blir barrieren fjernet ved et eller annet passende hjelpemiddel. Passende barrieremidler kan være hvilket som helst materiale, forbindelse, grunnstoff, blanding eller liknende, som under prosessbetingelsene i denne oppfinnelsen opprettholder noenlunde helhet, ikke er flyktig, og som fortrinnsvis er gjennomtrengelig overfor gassfaseoksidasjonsmidlet mens det er i stand til, lokalt å hindre, hemme, stoppe, gripe inn i, forhindre eller liknende, fortsatt vekst av oksidasjonsreaksjonsproduktet. Passende barrieremidler for bruk sammen med et aluminiumutgangsmetall omfatter kalsiumsulfat (brent gips), kalsiumsilikat, og portlandsement og blandinger av disse, som vanligvis blir påført som en grøt eller pasta på overflata av fyllmaterialet. En foretrukket barriere betår av en 50/50 blanding av brent gips og kalsiumsilikat. Disse barrieremidlene kan også omfatte et passende brennbart eller flyktig materiale som forsvinner ved oppvarming, eller et materiale som dekomponeres ved oppvarming, for å øke porøsiteten og gjennomtrengeligheten av barrieremidler. Barrieren blir lettvint fjernet fra kompositten slik som ved sandblåsing, sliping, etc.

Som et resultat av å bruke en forform, spesielt i kombinasjon med et barriermiddel, oppnås en ferdig utforming som slik minimaliserer eller eliminerer kostbar sluttmaskinering og slipeoperasjoner.

Som en ytterligere utførelsesform av oppfinnelen, og som forklart i de ovennevnte patentpublikasjonene, vil tilsetningen av dopematerialet i samband med utgangsmetallet ha gunstig innflytelse på oksidasjonsreaksjonsprosessen. Virkningen eller virkningene av dopematerialet kan avhenge av flere faktorer utenom selve dopematerialet. Disse faktorene omfatter f.eks det aktuelle utgangsmetallet, det ønskede sluttproduktet, den aktuelle sammensetningen av dopestoffer når to eller flere dopestoffer blir brukt, bruken av eksternt påførte dopestoffer i kombinasjon med et legert dopestoff, konsentrasjonen av dopestoff, oksiderende omgivelser, og prosessbetingelsene. Dopestoffet/stoffene som blir brukt i prosessen bør hovedsakelig forsvinne eller bli oksidert i løpet av det andre oppvarmingstrinnet for ikke å ha en ugunstig innvirkning på egenskapene til sluttproduktet.

Dopemidlet eller dopemidlene (dopestoffene) brukt i samband med utgangsmetallet kan (1) skaffes tilveie som legeringsbestanddeler av metallet, og kan (2) påføres på minst en del av overflata av utgangsmetallet, eller kan (3) bli påført fyllmassesenga eller forforma eller en del av denne, eller enhver kombinasjon av to eller flere av teknikkene (1), (2) og (3) kan nyttes. F.eks. kan et legert dopestoff brukes i kombinasjon med et eksternt påført dopestoff. Ved bruk av teknikk (3), hvor et dopestoff eller dopestoffer blir påført på fyllmassesenga eller forforma, kan påføringen utføres på hvilken som helst passende måte slik som ved å fordele dopestoffene gjennom deler eller hele massen av forforma som dekklag eller i partikkelform, fortrinnsvis omfattende minst en del av forforma som ligger inntil utgangsmetallet. F.eks. er silisium blandet med en alumina-seng spesielt brukbart for aluminiumutgangsmetall oksidert i luft. Påføringen av ethvert av dopestoffene på forforma kan også bli utført ved å påføre et lag av ett eller flere dopematerialer til og i forforma, omfattende hvilken som helst av dens indre åpninger, hulrom, kanaler, mellomrom e.l. som gjør den gjennomtrengelig.

Oppfinnelsen blir videre illustrert ved hjelp av følgende eksempel.

Eksempel.

En støpeblokk av aluminiumlegering 712.2 med målene 25,4 mm x 76,2 mm x 216 mm ble plassert horrisontalt på et lag av en blanding av kommersiell 1.2-2.5 mm (8-14 grit) ren alumina (Norton Co., 38 alundum) og 5 vekt% 30 mikrometer (500-mesh) Si02(Pennsylvania glass and sand co.) og ble deretter dekket med det samme materialet til en dybde på ca. 75 mm. 712.2-legeringen besto av, i vekt%, 5- 6,5 % sink, 0,25 % eller mindre kopper, 0,4-0,6 % krom, 0,15 % eller mindre silisium, 0,40 % eller mindre jern, 0,25 % eller mindre til 0,50 % magnesium, 0,10 % eller mindre mangan, 0,15-0,25 % titan, 0,20 eller mindre av andre metaller med maksimumsmengde av hvert enkelt slikt metall lik 0,05 % eller mindre, og resten aluminium.

Støpeblokka omgitt av alumina var plassert i en passende ildfast digel og hele oppstillingen ble plassert i en ovn med luftatmosfære. Ovnen tillot gjennomstrømning av omgivelsesluft ved naturlig konveksjon og diffusjon gjennom tilfeldig plasserte åpninger i ovnsveggene. Oppstillingen ble prosessert i 144 timer ved en holdetemperatur på 1000°C etter en første 8- timersperiode for oppvarming av ovnen til holdetemperaturen. Etter varmeperioden på 144 timer ble oppstillingen avkjølt i løpet av 8 timer til under 600°C, og etter dette ble den resulterende keramiske kompositten fjernet fra ovnen. Den keramiske kompositten inneholdt rester av sink, aluminium og silisium.

For å fjerne minst en vesentlig del av gjenværende sink, aluminium og silisium, ble den keramiske kompositten igjen plassert i en ildfast digel, satt inn i luftovnen, og ble prosessert i 8 timer ved en holdetemperatur på 1400°C etter en 8-timers oppvarmingsperiode. Etter 8 timer ved holdetemperaturen fikk den keramiske kompositten kjølne til under 600°C, også i løpet av 8 timer. Etter dette ble den keramiske kompositten tatt ut av ovnen. Aluminagrunnmassen forandret farge fra en grå, metallisk farge til en hvit farge etter det andre oppvarmingstrinnet ved 1400"C, hvilket indikerer at det er svært lite igjen av metallrester. Mikrostrukturen til den keramiske kompositten avslørte en homogen, porøs, finkornet (tilnærmet 6 mikrometer diameter) aluminagrunnmasse. Sink fordampet idet den effektivt fordrev eventuell resterende aluminium og silisium og skaffet plass for in situ oksidasjon av noe av aluminium i løpet av det andre oppvarmingstrinnet ved 1400°C, og skapte til slutt en mere porøs keramisk kompositt med lavt metallinnhold. Det andre oppvarmingstrinnet ved 1400°C forårsaket ingen videre vesentlig vekst av oksidasjonsreaksjonsprodukt ut over den opprinnelig fastsatte grensa for kompositten, selv om aluminium-, sink- og silisium-metall var tilstede før et andre oppvarmingstrinn ved 1400°C. Bøyningsprøve viste en MOR (romtemperatur) på tilnærmet 27,6 MPa for den ferdige kompositten, og en opprettholdt styrke (MOR) på ca. 16,6 MPa etter fem hurtige oppvarminger og nedkjølinger mellom romtemperatur og 1200°C med tempereturutjevningsperioder på 10 minutter ved hver temperatur. Røtgenundersøkelse av det keramiske produktet viste alumina og noen bitte små mengder av sinkaluminat. For å undersøke virkningen av smeltet stål på dette keramiske produktet, ble det keramiske produktet skåret i 4 deler og festet til 4 prøvestykkeholdere gjenget til en opplagret aksel på et rotasjonstestapparat som besto av en stålramme med en elektrisk motor med variabelt turtall, festet til den opplagrede akselen. De 4 delene av det keramiske produktet ble rotert med prøvestykkeholderne omkring senteraksen av den opplagrede akselen. De ytre kantene av hvert av de keramiske produktstykkene beveget seg med 0,254 meter pr. sek.når de ble rotert med 48 opm. En plate klassifisert stål (med lavt innhold av karbon, svovel, fosfor og oksygen) ble varmet opp til 1593 °C og slagg ble fjernet fra overflaten før prøven startet. De 4 delene av det keramiske produktet ble varmet opp til 1093 °C og så senket ned i det smeltete stålet og rotert med 48 opm ved bruk av rotasjonstestapparatet i 20 minutter. De 4 delene av det keramiske produktet ble fjernet fra prøvestykkeholderne, avkjølt og undersøkt for å fastslå virkningen av smeltet stål på det keramiske prouktet. Det ble fastslått at det keramiske produktet motsto betydelig inntrengning av stål, at det ikke reagerte i noen utstrekning med det flytende stålet, og at det ikke oppsto brudd i løpet av testen på grunn av temperaturgradienter. Slik viser det keramiske komposittproduktet seg å være et brukbart ildfast materiele til stålverksanvendelser slik som til skyveportventiler som kommer i kontakt med smeltet stål.

Claims (10)

1. Framgangsmåte for tilvirkning av en selvbærende keramisk kompositt som omfatter (1) en keramisk grunnmasse oppnådd ved oksidasjon av et grunnmetall som omfatter en aluminiumlegering, for å danne et polykrystallinsk materiale som hovedsakelig består av et oksidasjonsreaksjonsprodukt av utgangsmetallet og en eller flere oksidasjonsmidler; og (2) ett eller flere fyllmaterialer omsluttet av grunnmassen, hvilken framgangsmåte omfatter: (a) plassering av et utgangsmetall som omfatter en aluminiumlegering, som har minst 1 vekt% sink, opptil en gjennomtrengelig fyllmasse med minst en definert overflategrense og orientering av utgangsmetallet og fyllmassen relativt til hverandre slik at dannelsen av et oksidasjonsreaksjonsprodukt av utgangsmetallet og et oksidasjonsmiddel forekommer inn i fyllmassen og i en retning mot den fastsatte overflategrensa; (b) oppvarming av utgangsmetallet til en første temperatur over dets smeltepunkt, men under smeltepunktet til oksidasjonsreaksjonsproduktet for å danne et legeme av smeltet utgangsmetall, og å reagere det smeltete utgangsmetallet med oksidasjonsmidlet ved den første temperaturen for å danne oksidasjonsreaksjonsproduktet, og ved den første temperaturen opprettholde minst en del av oksidasjonsreaksjonsproduktet i kontakt med og i utstrekning mellom legemet av smeltet utgangsmetall og oksidasjonsmidlet, for å trekke smeltet metall gjennom oksidasjonsreaksjonsproduktet mot oksidasjonsmidlet og mot og inn i den inntil-liggende fyllmassen, slik at oksidasjonsreaksjonsproduktet fortsetter å dannes inne i fyllmassen ved grenseflata mellom oksidasjonsmidlet og tidligere dannet oksidasjonsreaksjonsprodukt, og å fortsette denne reaksjonen lenge nok til å infiltrere fyllmassen til den fastsatte overflategrensa med en keramisk grunnmasse som også inneholder resterende uoksiderte metalliske bestanddeler av utgangsmetallet; karakterisert ved(c) at den resulterende infiltrerte massen fra trinn (b) oppvarmes i enten en oksygenholdig atmosfære, eller i en inert atmosfære, eller i vakuum til en andre temperatur over den første temperaturen, men under smeltepunktet for oksidasjonsreaksjonsproduktet for å fjerne eller oksidere minst en betydelig del av de resterende uoksiderte metalliske bestanddelene fra eller i den infiltrerte fyllmassen, uten noen vesentlig dannelse av oksidasjonsreaksjonsproduktet ut over den fastsatte overflategrensa, for derved å framstille en selvbærende keramisk kompositt.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at minst ett tilsetningsstoff i tillegg til sink anvendes i tilknytning til utgangsmetallet.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at fyllmassen som anvendes inneholder 3 til 10 vekt% silisiumdioksid.

4. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at oksidasjonsmidlet som anvendes, velges i form av en oksygenholdig gass og at oksidasjonsreaksjonsproduktet er et oksid av aluminium.

5. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den første temperaturen innstilles i området fra 850°C til 1450°C.

6. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den andre temperaturen innstilles i et område over 1250°C, fortrinnsvis over 1400°C.

7. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at oppvarmingstrinnet (c) til den andre temperaturen utføres i luft med atmosfæretrykk.

8. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at fyllmassen som anvendes, velges i form av ett eller flere metalloksider, borider, nitrider eller karbider av aluminium, cerium, hafnium, lantan, silisium, neodym, praseodym, samarium, skandium, thorium, uran, titan, yttrium og/eller zirkonium.

9. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den keramiske grunnmassen som resulterer fra oppvarmingstrinnet (c) omfatter tverrbundet porøsitet hvorav minst en del er tilgjengelig fra en eller flere overflater av den keramiske kompositten.

10. Framgangsmåte i samsvar med krav 9, karakterisert ved at den tverrbundne porøsitet består av åpninger med midlere diameter fortrinnsvis mindre enn 6 fim.