HU203861B - Stiff ceramic foam and process for producing foamic ceramic product - Google Patents
Stiff ceramic foam and process for producing foamic ceramic product Download PDFInfo
- Publication number
- HU203861B HU203861B HU874113A HU411387A HU203861B HU 203861 B HU203861 B HU 203861B HU 874113 A HU874113 A HU 874113A HU 411387 A HU411387 A HU 411387A HU 203861 B HU203861 B HU 203861B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- metal
- aluminum
- ceramic
- priority
- coating
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 89
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 66
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 54
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 140
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 140
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 62
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 58
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 48
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 42
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 41
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 40
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 31
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 29
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 22
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 22
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 claims description 7
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 sulfur nitride Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 25
- 239000002585 base Substances 0.000 description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 13
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005264 electron capture Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IHSRHDUYTXGJIK-UHFFFAOYSA-N 1-nitrohexan-2-one Chemical compound CCCCC(=O)C[N+]([O-])=O IHSRHDUYTXGJIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- MEKDPHXPVMKCON-UHFFFAOYSA-N ethane;methane Chemical compound C.CC MEKDPHXPVMKCON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229940060367 inert ingredients Drugs 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000289 melt material Substances 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000651 prodrug Substances 0.000 description 1
- 229940002612 prodrug Drugs 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
- C04B35/652—Directional oxidation or solidification, e.g. Lanxide process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0022—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors
- C04B38/0025—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors starting from inorganic materials only, e.g. metal foam; Lanxide type products
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
A találmány tárgya merev kerámia hab és eljárás habos kerámia termékek előállítására. A találmány szerinti merev kerámia hab egymással összekötött térelemekből álló üreges hálószerű testtel van kialakítva, ahol a térelemek egymással véletlenszerűen három dimenziós szerkezetben összekötött és nyitott cellás struktúrát alkotó szivacsszerű szerkezetet hozunk létre, ahol a szivacsszerű szerkezetben véletlenszerűen három dimenzióban egymással kapcsolódó csatornák vannak
A nyitott cellás kerámia habok olyan kereskedelmi terméket jelentenek, amelyeket az ipar számos területén alkalmaznak. Ismeretesek az olvasztott fémek öntésénél alkalmazott kerámia szűrők, a diezel motorok kipufogó gázaiban megjelenő részecskéket befogó csapdák, a kipufogó rendszerekben elhelyezett katalitikus koverterek, hőcserélők, fűtőelemek, hő és elektromos szigetelések, amelyek kerámia anyagból készülnek. Ezeket a megemelt hőmérsékletekkel szembeni kiváló ellenállás, a vegyi hatásokkal terhelt környezetben is a hosszú élettartam jellemzi, és ezeket az előnyeiket fokozzák a habosított szerkezetek olyan jellemzői, mint a nagy fajlagos felület, a finom porozitás, a szilárdság/súly arány kiváló értéke. Mindezek a tényezők vezetnek oda, hogy a kerámia anyagú habokat a járműipar, a repülőgépipar előszeretettel használja.
A szivacsszerű, tehát habosított szerkezetű kerámia testek előállításának hagyományos eljárásai során a nyersanyagokat őrlik, válogatják, ülepítik, szinterelik, megmunkálják stb. A megmunkálásnak mindezek a lépései inhomobenitások és szennyezések forrásai lehetnek, aminek következménye a végtermék minőségének leromlása. A hagyományos gyártási eljárásokkal gyakorlatilag nem elérhető követelmény az, hogy a kerámia testek a belső kialakítást is tekintve a kívánthoz közeli alakra legyenek hozhatók
A 3 947 363 Ijsz. US szabadalmi leírás olyan nyitott cellás kerámia habot ismertet, amely hidrofill anyagú nyitott cellás szerves habból készíthető, amelyben az egymással kapcsolatban álló belső üregeket a szerves hab hálószerűén fonja körül. Ezt a szerves habot kerámia alapanyag vizes szuszpenziójával itatják át, ami a hálószerű szerkezet felületeit bevonja és végülis az üres területeket is a szuszpenzió tölti ki. Ezt követően a szuszpenzióval impregnált anyagot összenyomják, ezzel a szuszpenzióval impregnált anyagot összenyomják, ezzel a szuszpenzió 20... 75%-át eltávolítják, majd a nyomást megszűntetik és ezzel lényegében csak a szuszpenzióval bevont habot állítják elő. A hálószerű képződményt kiszárítják, anyagát felhevítik, amivel először a szerves hab rugalmas anyagát kiégetik, majd a kerámia bevonatot szinterelik A folyamat eredményeként olyan szilárd kerámia hab nyerhető, amelyben a kerámia összekötött vagy megolvadt anyaga veszi körül az üres terek hálózatát és alakjában követi a kiindulási szerves hab anyagát. A szerves anyagból fentiekben bemutatott módon kerámia habot előállító eljárással számos nehézség kapcsolódik mégpedig amiatt, hogy a szuszpenzió a szerves hab összenyomása után nem egyenletesen oszlik meg, ami a végter2 mék egyenetlen minőségéhez is vezet.
A 4 076 888 ljsz. USA szabadalmi leírás a fentiekben ismertetett eljárást fejleszti tovább oly módon, hogy habosított szerkezetben létrehozott poliuretán alapú szivacsszerkezetre elektromosan vezető filmrétegben fémet, fémből és kerámia alapanyagból vagy kerámia alapanyagból álló bevonatot visznek fel, például nikkel vagy réz árammentes lecsapatásával. A leírás szerint az elektromosan vezető vékonyréteg fölé galvánbevonat kerül, ezt fém/kerámia keverékkel vagy kerámia alapanyaggal 10.000 ... 15.000 ’C hőmérsékletű argonplazmában vitt olvasztott anyaggal bevonják. A tapasztalat szerint ezzel az eljárással belülről fémes és kifelé egyre inkább kerámia jellegű üreges, sokrétegű hálószerű szerkezet hozható létre. Az eljárásnak azonban hiányossága, hogy a szivacsszerű szerkezetet legfeljebb 12 mm vastagságú elemekből lehet létrehozni, ha a beszórás egy oldalról történik, míg kétoldali plazmás beszórás esetén a szivacsszerű szerkezet vastagsága nem lépheti túl a 25 mm-t.
A 60-as években dolgozták ki azt az eljárást, amely mint a 3 255 027 ljsz., a 3 473 938 és a 3 473 987 ljsz. USA szabadalmi leírásokból ismerhető meg, és amelynek lényege, hogy kiégetéssel oxigéntartalmú atmoszférában vékonyfalú alumínium-trioxidos struktúrákat hoznak létre. Ezt vékony alumínium elemekből, mint dobozok, csövek, edények, lyukasztott lemezek, stb. hozzák létre. Kiindulásként bonyolult alakzatú lemezek is használhatók, de az alumíniumot minden esetben alkálifém, alkáliföldfém, vanádium, króm, molibdén, volfrám,, réz, ezüst, cink, antimón vagy bizmut oxid javai, illetve ezek bármelyikét adni képes elővegyülettel, továbbá szükség· szerint szemcsézett tűzálló töltőanyaggal vonják be. Lyukacsos lemezek esetében az eljárás kettősfalú elemeket eredményez, amelynek középpontjában lemezszerű üres tér van, és ezt az okozza, hogy a fémoxidban kialakult repedéseken át a megolvadt alumínium a fém felületére vándorol át. A 3 473 938 ljsz. USA szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint ez a struktúra gyenge, és elkerülésére vanádium vegyületet, valamint szilikátos folyasztószert ajánlanak. Ugyancsak javasolták a struktúrának alumíniumporral történő bevonását kiégetés előtt (1. a 3 473 987 ljsz. USA szabadalmi leírást), mivel ezzel a módszerrel a kettősfalú szerkezet viszonylag vastag falakkal hozható létre. Az említett szabadalmi bejelentések megalkotása során csak az alumíniumot vizsgálták ebben a vonatkozásban.
A 3 255 027 ljsz. USA szabadalmi leírás szerint a lyukacsos szerkezet egymással összekötött falai zárt cellákat vagy csatornákat alkotnak, amelyek a falak teljes hossza mentén húzódnakA csatornák általában egy közös tengellyel párhuzamosak, és ez a struktúra több alkalmazás szempontjából kedvezőtlenebb, mint anyitott cellás, ahol a sejtszerkezet három dimenziósnak tekinthető. A vizsgálatok szerint, amint ezt a 4 540 535 ljsz. USA szabadalmi leírás ismerteti, az így készített kerámia anyagú szűrők viszonylag kis hatékonyságúak, míg a katalitikus elemek, amilyeneket a 3 972 834ljsz. USA szabadalmi leírás ismertet, viszony-21
HU 203 861 Β lag kis felület mellett nagyon kis turbulenciát biztosítanak.
A találmány feladata az eddigieknél egyszerűbben előállítható merev kerámia hab kidolgozása és olyan eljárás megalkotása, amellyel az eddigi közbenső lépések, szerves anyag használata nélkül lehet nagy szilárdságú kerámia habot előállítani.
A találmány alapja az a felismerés, hogy megolvadt fém alapanyag irányított oxidációja segítségével lehetséges kívánt alakú kerámia termékek előállítása. A felismerés szerint az oxidálószer felületén létrejövő oxidációs reakciótennék adott feltételek között képes oly módon növekedni, hogy a rajta megolvasztott fém áthalad, majd a már kialakult oxidációs reakciótermék felületén az oxidálószerrel reakcióba lép. Ezzel az oxidációs reakciótermék rétege folyamatosan vastagszik. Az eljárás gyorsítható, ha olyan kiegészítő anyagokat alkalmazunk, amelyek dópoló anyagként viselkednek és a fém alapanyag növekedési folyamatát elősegítik. A dópoló anyag felvihető a fém alapanyag felületére is. A felismerésünk alapján kidolgozott eljárásban az oxidációt a lehető legszélesebb értelemben használjuk, ez egy vagy több elektron leadására alkalmas fémet vagy az elektronok megoszlására hajlamos fémet jelöl. A fémeken kívül más elemek és vegyületek is szóba jöhetnek. így az oxídálószer fogalmán az elektronbefogadására vagy megosztására hajlamos vegyületeket, anyagokat kell érteni.
A felismerés szerint az említett eljárással a kerámia tennék tőltőágyban is növeszthető, ahol a töltőanyag a megolvasztott fém alapanyag közelében helyezkedik el. A megolvasztott fém reakcióba lép a gáz halmazállapotú oxidálószerrel, például az oxigénnel, amely képes a töltőanyag ágyán áthatolni. A létrejövő reakciótermék, tehát adott esetben alumínium-trioxid a töltőanyag ágyán átnő, annak részecskéit befogadja, ahogy a megolvasztott fém alapanyag folyamatosan halad olvasztott tömegéből az oxidációs reakciótermék felületére. A töltőanyag részecskéi a kerámia anyag polikristályos szerkezetébe ágyazódnak bele és általában a bárom dimenzióban egymáshoz csatlakozó oxidációs reakciótermékek közé kerülnek
Ugyancsak felismertük, hogy összetett szerkezetű kerámia testek, például a csövek alakíthatók ki úgy, hogy a fém alapanyagot öntvényként vagy megfelelő felületi alakzatként hozzuk létre, azt áteresztő szerkezetű töltőanyag ágyába helyezzük és ezt követően hevíteni kezdjük. Ha például alumínium rudat a töltőanyagba beágyazunk, vagyis alumínium-trioxid vagy szÜícium-karbid oxidálószert áteresztő rétegébe helyezzük, a fém megolvad, reakcióba lép az oxidálószerrel, például oxigénnel, amely átjárja a töltőanyagnak a fém alapanyaggal szomszédos rétegeit. Az ennek eredményeként létrejövő oxidációs reakciótennék, vagyis az alumínium-trioxid a töltőanyagba átnő, annak részecskéit magába foglalja, annak mértékében, ahogy a fém alapanyag olvasztott tömegét elhagyja és az oxidációs reakciótermék rétegébe átmegy. Amikor a megolvadt fémet annak eredeti térfogatából teljes mennyiségben eltávolítottuk, ott olyan üreg marad, amely az eredeti kialakítást tükrözi, az üreget a létrejövő kerámia test veszi körül.
Felismerésünk szerint ez az adott esetben igen bonyolult alakzatú kerámia termékek előállítására is alkalmas eljárás önmagában még nem használható merev szerkezetű kerámia habok létrehozására. Ehhez előzetesen fémből kell vázat létrehozni.
A kerámia habok fizikai struktúrája igen jellegzetes, ami miatt jellemzőik, tulajdonságaik nagyon kedvezőek lehetnek. A nyitott cellák és csatornák egymással három dimenzióban kapcsolódnak, nagy fajlagos felületet és a tömeghez képest nagy szilárdságot biztosítanak. A három dimenziós cellás szerkezet révén a folyadék áramlása az ilyen habokon keresztül turbulens, amire számos alkalmazásban szükség van. A találmány éppen ezeknek a szükségleteknek az eddigieknél jobb kielégítésére nyújt lehetőséget.
A kitűzött feladat megoldására merev kerámia habot, illetve eljárást annak előállítására dolgoztunk ki. A találmány szerint a merev kerámia habot, amely egymással összekötött térelemekből álló üreges hálószerű testtel van kialakítva, ahol a térelemek egymással véletlenszerűen három dimenzióban kapcsolódnak, és a térelemek felületei egymással véletlenszerűen kapcsolódó nyitott csatornák hálózatát határozzák meg, az jellemzi, hogy az üreges hálószerű test polikristályos kerámia anyagból, célszerűen alumínium fém alapanyaqgból levegő vagy oxigén tartalmú gáz jelenlétében előállított alumínium-trioxid alapú szerkezetként in situ létrehozott térelemekből van összetéve, ahol a kerámia anyag fém alapanyag oxidációs reakciótermékét tartalmazza és benne szükség szerint egy vagy több fémes összetevő van. Az alumínium oxidálását célszerű lehet nitrogéntartalmú gázzal elvégezni és így a térelemeket alumínium-nitrid részecskékkel előállítani.
A találmány szerinti kerámia hab tulajdonságait tekintve célszerű, ha a térelemek belső terében fémes mag mellett üres tér van, de adott alkalmazásokban a fémes magra nincs szükség. A vegyes szerkezet, amikor a térelemek egy részében a belső térben fém van, míg más része fémtől mentes, ugyancsak előnyös.
A találmány szerinti kerámia hab létrehozható töltőanyaggal is, amely a szerkezet szilárdítását biztosítja. A töltőanyag általában szilícium-karóid, szilícium-nitrid, alumínium-nitrid vagy alumínium-trioxid, illetve ezek tetszőleges arányú keveréke.
Ugyancsak a találmány elé kitűzött feladat megoldására dolgoztunk ki habos kerámia termék előállítását szolgáló eljárást, amikoris fém alapanyagból egymással véletlenszerű módon három dimenziós szerkezetben összekötött és nyitott cellás struktúrát alkotó szivacsszerű szerkezetet hozunk létre, ahol a szivacsszerű szerkezetben véletlenszerűen három dimenzióban egymással kapcsolódó csatornák vannak és a találmány szerint a fém alapanyag olvadáspontja alatti hőmérsékletre melegítjük, ezzel felületén a nyitott cellás struktúra integritását a fém olvadáspontja fölé való hevítés mellett is biztosító bevonatot alakítunk ki, az előmelegített szivacsszerű szerkezetet fém anyagá3
HU 203 861 Β nak olvadáspontja feletti hőmérsékletre hevítjük, a megolvasztott fémet oxidálószerrel érintkeztetjük, az oxidációs reakció során a megolvadt fémet azoxidálószerrel kapcsolatban tartjuk a bevonaton belül és szükség szerint a bevonat alatt, és ezzel nyitott szerkezetű kerámia habot hozunk létre, amely a fém alapanyag nyitott cellás hálószerű struktúráját mutatja, majd az elkészült kerámia testet lehűtjük és kinyerjük.
A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosításában a szivacsszerű szerkezetet megtartó bevonatot a fém alapanyagnak célszerűen alumíniumnak oxidáló gáz jelenlétében a fém olvadáspontja alatti hőmérsékletre való melegítésével és a megemelt hőmérsékletnek a kívánt vastagságú bevonat létrehozásához szükséges időtartamon át való fenntartásával biztosítjuk és a bevonatot célszerűen oxigéntartalmú gáz, különösen levegő bevezetésével oxidként hozzuk létre.
Ugyancsak célszerű foganatosítási mód, ha a bevonatot úgy készítjük el, hogy a fém alapanyag olvadáspontja alatt az oxidálószerrel reakcióba lépő anyagot rakunk el felületére. A találmány szerinti eljárás foganatosítását elősegítik a különböző dópolóanyagok, míg a bevonat készítéséhez alkalmazhatók a különböző szuszpenziók, amelyek alumínium, szilícium és bór nagy finomságú szemcsézet vegyületeiből vannak kialakítva.
A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a hevítési hőmérsékletet célszerűen annyi ideig tartjuk fenn, hogy a fém alapanyag egy része az oxidációs reakcióban ne vehessen részt. Az alkalmazott oxidálószer általában levegő vagy nitrogéntartalmú gáz, célszerűen tiszta, vagy kis mennyiségű egyéb gázt tartalmazó nitrogén.
A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módjában az oxidálás feltételei között lényegében semlegesen viselkedő töltőanyagnak az oxidálószert áteresztő rétegével vonunk le térelemeket. Az oxidációs reakció folyamán a végeredményben keletkező oxidációs reakciótennék, például alumíniumtrioxid nyitott cellás, hálószerű kerámia struktúrát alkot, amelyben szükség szerint fémes összetevők is vannak. Az oxidációs reakciótermék a töltőanyag rétegébe átnő annak mértékében, ahogy a frissen keletkező oxidációs reakcióterméken az olvasztott fém átáramlik. íly módon olyan kerámia mátrix alakul ki, amelynek összetett szerkezetében a töltőanyag részecskéi is részt vesznek A mátrix három dimenzióban egymással kapcsolatba kerülő részegységekből áll, amelyben azonban jelen lehetnek a fém alapanyag oxidációból kimaradt részecskéi és/vagy pórusok. Az oxidációs reakciótermék azonban három dimenzióban összekapcsolódó szerkezetet alkot, amelyben a fémes összetevők, a pórusok nem feltétlenül alkotnak összefüggő szerkezetet.
A találmány szerinti merev kerámia hab a kiindulási szivacsszerű szerkezetet viszonylag hűen követi felépítésében és anyagának elrendezésében. Ezzel közel tökéletes hálószerű szerkezet állítható elő a kívánt sűrűséggel, összetétellel és jellemzőkkel. Az eljárás ma4 ga kevés lépésből áll, segítségével nagy tisztaságú, az eddigi eljárások hibáitól mentes módon előállítható termék nyerhető.
A térelemek belső terében maradó fémes részecskék alkalmasak az elektromos és hővezetési tulajdonságok megfelelő beállítására, vagyis a szerkezetből hőcserélő, melegítő elemek is létrehozhatók A fém feladata lehet a szilárdság vagy a merevség biztosítása is.
A leírás további részében és az igénypontokban alkalmazott kifejezések értelme a következő:
A „kerámia test” vagy .kerámia anyag” fogalma a jelen találmány értelmezésében egyáltalában nem korlátozható a klasszikus értelemben vett kerámia anyagokra, amelyek lényegében teljes térfogatukban nemfémes és más szervetlen összetevőkből állnak. A találmány szerint előállított és alkalmazott kerámia anyag, illetve test olyan szerkezetű,, hogy legfontosabb, domináns jellemzőit, és/vagy összetételét tekintve lényegében a kerámia testre emlékeztet, de kisebb vagy akár nagyobb mennyiségekben tartalmazhat egy vagy több fémes összetevőt, valamint összekötött járatokat alkotó vagy elszigetelt porozitást, amely a fém alapanyag, oxidálószer vagy dópoló anyag jelenlétének következtében alakul ki és a térfogatban részaránya 1... 40 tf%, de lehet nagyobb is.
A „hab” olyan, a fém alapanyagból készült vagy más anyagú termék, amelynek önhordó szerkezete sejtes, vázas vagy hálós felépítettséget mutat.
Az „oxidációs reakciótermék” fogakba a találmány értelmében egy vagy több oxidált állapotú fémet jelöl, ahol a fémet más elemnek vagy vegyületnek, illetve azok valamilyen kombinációjának elektront leadó vagy azzal elektront megosztó összetevőnek tekintjük. Ennek megfelelően a definíciónak megfelelő oxidációs reakciótermék egy vagy több fém és valamilyen, a leírásban kifejtett feltételeket teljesítő oxidáló hatású anyag között kialakult reakció eredménye.
Az „oxidálószer” fogalma elektron befogadására, illetve elektron megosztás útján történő befogására alkalmas egy vagy több összetevőt takar, amely a reakció feltételei között lehet szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú (ez utóbbi esetben gőz alaki is lehet), de ezek keveréke (így folyadék és gáz keveréke) szintén használható.
A „fém alapanyag” olyan viszonylag tiszta fémes tulajdonságú anyag, amely kereskedelmi forgalomban beszerezhető fémes összetevőket tartalmaz a szokásos szennyezésekkel, adott esetben ötvözőanyagokkal, ötvöző vegyületekkel és intermetallikus vegyületekkel. Ha a leírás egy meghatározott fémet említ, akkor a találmány a fenti tisztasági feltételeknek megfelelő fémre vonatkozik, hacsak a leírás ezzel kapcsolatban más feltételeket nem említ.
A találmány szerinti kerámia habot, illetve az annak előállítására szolgáló eljárást a továbbiakban példakénti kiviteli alakok, illetve foganatosítási módokra való hivatkozással, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az
1. ábra kiindulási fémből készült habszerű alaptest oldalnézete részben keresztmetszettel,
HU 203 861 Β amelyben három dimenzióban térbelileg összekötött térelemek és nyitott cellák láthatók, részbeni bevonattal a térelemeken a szükséges szilárdság biztosítására, a
2. ábra a találmány szerinti eljárással előállított kerámia hab szerkezetének egy részlete, a
2A. ábra az 1. ábrán bemutatott termék üres kerámia csövecskéjének keresztmetszete, míg a
2B. ábra a találmány szerinti kerámia hab egy csőszerű részének keresztmetszete fém maggalA találmány szerinti eljárás foganatosítása során nyitott cellás fém alaptestből indulunk, amely sejtszerű szerkezetű, vagyis habos, szivacsra emlékeztető szerkezetet alkot. A szerkezet bonyolult volta, a belső felületekhez való rossz hozzáférés és a támasztó szerkezet finomsága miatt különleges feltételeket kell teremteni, hogy ezt a nyitott cellás fém testet nyitott cellás kerámia testté alakítsuk át a kerámia anyag megfelelő növesztésével. A találmány értelmében a nyitott cellás fém alaptest olyan mintaként szolgál, amelyből azonos felépítésű kerámia hab hozható létre. Tekintettel a kiindulási fém alaptest bonyolult struktúrájára, a hevítés főtételeire és az előállítási folyamatban a fém elmozdulására, várhatóak a jelentős változások. Mégis a találmány szerinti eljárással sikerül az eredeti nyitott cellás struktúra integritását és konfigurációját megőrizni. A jelen találmány ezt az előnyös jellemzőt olyan eljárással biztosítja, amelyben nincs szükség, az elkészült kerámia tennék további kezelésére.
A fémből álló szivacsszerű szerkezet külső méretei és konfigurációja a kerámia végtermékben lényegében megjelenik, mivel a fémből álló térelemek keresztmetszeti méretei kicsik, vagyis az oxidációs reakciótermék növekedése a test méreteit lényegében nem befolyásolja.
A kiindulási fém alapanyagot először úgy kezeljük, hogy ebből a fémes térelemeken megtámasztásra alkalmas bevonat alakuljon ki, mégpedig olyan bevonat, amely önmagában képes a nyitott cellás struktúra egészét megőrizni. Ez a megtámasztó jellegű bevonat vagy lehetővé teszi a gáz halmazállapotú oxidálószer árampotú oxidálószerrel van kiegészítve, anyagában lehetővé teszi az oxidációs reakciótermék növekedését, rajta való átnövését. A támasztó tulajdonságú bevonat előállítása céljából a fém alapanyagot olvadáspontja alatti hőmérsékleten melegítjük és ilyen feltételek között a szükséges műveleteket végrehajtjuk. A találmány szerinti eljárás egyik lehetősége az, hogy a bevonatot a fém alapanyag oxidálásával hozzuk létre, az oxidáció feltételeit pedig addig tartjuk fenn, amíg a kívánt vastagságú réteg ki nem alakul. Ennél a változatnál célszerű a fém alapanyagot viszonylag alacsony hőmérsékleten az oxidálószerrel reakcióba hozni és ezt a hőmérsékletet is viszonylag kis sebesség mellett elérni. Természetesen a viszonylag gyors felmelegítés is alkalmazható. Számos esetben elegendő, ha csak ezt a melegítést alkalmazzuk a bevonat létrehozására. így például a tapasztalat szerint az 1. példában említett eljárással 6101 jelű alumínium ötvözetet levegőben 2 órán keresztül 600 ‘C hőmérsékleten tartva elegendően vastag bevonat alakul az alumínium felületén ahhoz, hogy a szerkezet önmagát megtartsa. Ugyancsak alkalmasnak bizonyult a viszonylag nagy tisztaságú alumínium nitrogénatmoszférában történő melegítése 650 °C hőmérsékleten, amikoris néhány óra alatt vékony megtámasztó bevonat alakul ki alumínium-nitridből, mint ezt a 11. példa kapcsán ismertetni fogjuk. A bevonat vastagságát olyanra kell biztosítani, hogy az eredeti fémes habstruktúra integritását és konfigurációját képes legyen megtámasztani, fenntartani. Az ezt követő lépésben a fém alapanyagot olvadáspontja fölé hevítjük és ilyenkor fontos, hogy a bevonat megtartsa önmagát, a szerkezet ne omoljon össze. Az oxidációs reakció folyamatában annak reakcióterméke a kerámia hab kívánt vastagságának biztosítására növekszik, fejlődik.
A kiindulási fém habszerkezet kezelésének egy másik módszere az, hogy a fém olvadáspontja alatt reakcióba lépő vagy felbomló olyan anyagot vagy elővegyületet használunk, amelyből áteresztő tulajdonságú támasztó bevonat keletkezik. Ezt az anyagot a hevítés előtt visszük fel a fém felületére. Mint a 2-10. példák mutatják, megfelelő anyagok alkalmazása esetén a szerkezetet megtartani képes bevonat létrehozható úgy is, hogy a szerkezet hőmérsékletét lassan a fém alapanyag olvadáspontja fölötti értékre emeljük, és ilyenkor nincs szükség arra, hogy az olvadáspont alatti hőmérsékletet hosszabb ideig fenntartsuk. Alumíniumot mint fém alapanyagot használva a fémek sói és más vegyületei, ideértve a fémorganikus vegyületeket különösen jól használhatók. Ezeknek a vegyületeknek a példái az alkálifémek, az alkáliföldfémek, az átmeneti fémek vegyületei, az alumínium-trioxidból, igen finoman eloszlatott alumínium-nitridből, szilíciumnitridből vagy bór-karbidból álló szuszpenzió.
A fémekkel együtt a továbbiakban ismertetésre kerülő dópoló anyagokat is lehet használni, valamint sor kerülhet a kerámia test összetett szerkezetének létrehozására töltőanyag elhelyezésére a szivacsszerű szerkezet mellett. A kerámia mátrix összetételétől függően az alkalmas töltőanyagokat a különböző fémek, mint alumínium, bőr, hafnium, nióbium, tantál, tórium, titán, volfrám, vanádium és cirkónium karbidjaiból, szilícium, alumínium, bór, hafnium, nióbium, tantál, tórium, titán, urán, vanádium és cirkónium nitridjeiből, a króm, hafnium, molibdén, nióbium, tantál, titán, volfrám, vanádium és cirkónium boridjaiból valamint alumínium, berillium, cérium, króm, hafnium, vas, lantán, magnézium, nikkel, titán, kobalt, mangán, tórium, réz, urán, ittrium, cirkónium és szilícium oxidjaiból keverhetjük ki. Miután a kiindulási fém alapanyagot az oxidálószert átengedő, illetve az oxidációs feltételeket biztosító viszonylag szilárd bevonattal elláttuk, a fém alapanyagot olvadáspontját megha5
HU 203 861 Β ladó, de az adott reakcióban létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatt maradó hőmérsékletre hvítjük. Ha a fém alapanyag alumínium, amelyet célszerűen dópoló anyaggal egészítünk ki, a hőmérséklettartomány mintegy 690 és 1450 ’C között van, de legcélszerűbb a 900 ... 1350 ’C tartományba eső hőmérsékleteket választani. A bevonattal szomszédos fém az oxidálószerrel reakcióba lép, ahol az oxidálószer mint gáz a bevonaton keresztül jüt be, vagy szilárd és/vagy folyékony halmazállapotú oxidálószer alkalmazása esetén a bevonatban jelen van. A hevítés folyamatában az oxidációs reakciótermék akkor jön létre, amikor a megolvadt fém az oxidálószerrel kapcsolatba kerül és a megolvadt fém a frissen keletkezett oxidációs reakciótermék rétegén keresztül vándorol, eljut annak felületére, ahol oxidációs reakció révén biztosítja az oxidációs reakciótermék térfogatának és felületének növekedését. Ez annyit jelent, hogy a kiindulási fémként jelen levő teljes fémmennyiség helyzetét képes elhagyni, a bevonattal ellátott térelemek közötti térből lényegében teljesen el tud távozni. Ennek megfelelően a végtermék egymással véletlenszerűen kapcsolódó üreges kerámia térelemekből áll, amelyek belső méretei (átmérője) azonos a kiindulási fém alapanyag vonatkozó méreteivel. A kerámia csőszerű elemek vagy üreges térelemek olyan polikristályos anyagból tevődnek össze, amely lényegében az oxidációs reakciótermékre épül és esetleg több kevesebb fémes összetevőt és/vagy pórust tartalmaznak. Ha az eljárást addig folytatjuk, amíg a kiindulási fém teljes mennyisége lényegében résztvesz az oxidációs reakcióban, a kerámia szerkezetben a fém mennyisége minimálisra csökken, helyében nyílások (porozitás) maradnak.
A találmány szerinti eljárás feltételeinek, így különösen időtartamának, hőmérsékletének, kiindulási anyagainak és dópoló anyagainak szabályozásával a megolvadt fém alapanyagnak csak egy része is az oxidációs reakcióba vihető, amikor a térelemek közötti tartományaiban, csövecskékben több kevesebb szilárd halmazállapotú fémes alapanyag marad, mégpedig oxidálatlan állapotban.
A találmány szerinti merev kerámia hab alapja 1 szivacsszerű szerkezet (1. ábra), amelynek anyaga fém. Ez 2 térelemekből (erezetből) tevődik össze. A 2 térelemeknek legalább egy részét 4 bevonattal látjuk el és a 2 térelemek nyitott cellás, három dimenzióban elrendezett szerkezetet alkotnak, amelyben 3 nyitott cellák véletlenszerűen kapcsolódnak egymáshoz, közöttük a 3 térelemek biztosítják az összeköttetést. A 3 nyitott cellák sokszög alakzatra hasonlítanak, de lehetséges, hogy határfelületeik oválisak vagy gömbszerűek. A találmány szerinti eljárással előállított újszerű merev kerámia hab (2. ábra) egymással összekötött 5 üreges elemekből áll, amelyek között 3’ nyitott cellák vannak.
A 2. és 2A. ábrán bemutatott 5 üreges elemek 6 kerámia fala nagyjából gyűrűs keresztmetszetet határoz meg. Az 5 üreges elemek középpontjában 7 üres tér van, amely egyrészt a termék sűrűségének, másrészt fajlagos felületének meghatározásában játszik szere6 pet. A 28. ábra szerint az 5 üreges elemeknek 6 kerámia fala olyan 7 üres teret határoz meg* amelybe» 8 fém mag van és ezt az oxidációs reakciótermék keletkezésének megszakítása biztosítja. Általában 4 8 fám mag nem teljesen tölti ki az 5 üreges elem közötti belső teret, vagyis a 6 kerámia fal a 8 fém mag mellett 7 Üres teret is határol. ? > r
A találmány szerinti eljárás foganatosításáhankülönösen hasznosnak bizonyult a duocel ekteyczésű fém alapú hab, amelyet az Oaklandban bejegyzett (Kalifornia, USA) Energy Research and Generation he. cég állít elő. A gyártómű szerint ez a hab hálószerű szerkezetű, amelynek nyitott cellái dodekaéder alakúak és közöttük fém anyagú térelemek biztosítják a folyamatos kapcsolatot. A találmány szerinti eljárás foganatosítása szempontjából azonban i kiindulási fém forrása és alakja nem különösebben lényeges, a fontos, hogy szivacsszerű, nyitott cellás szerkezet alakuljon ki. Lehetőség nyílik arra is, hogy a szükséges fém babot megfelelő adalékanyaggal kiegészített fémolvadékból állítsuk elő. így például célszerűnek bizonyult az alumínium öntése sórészecskék köré vagy pedig fluidizált ágyba való kiöntése. A fém lehűlése után a,sót ebben az esetben vizes öblítéssel lehet eltávolítapi, vagy ha a fluidizált ágyat apró szénrészecskékbol készítjük, akkor ellenőrzött alacsony hőmérsékletű oxidációs reakció segíthet a szivacsszerkezet létrehozásában. Ha erre szükség van, a szivacsszerkezetbe olyan fémszálakat is be lehet építeni, amelyek a kívánatos sűrűséget, szilárdságot biztosítjuk,
A találmány szerinti eljárás foganatosítása szempontjából leginkább alumínium jön szóba. Ez jól hozzáférhető habosított formában is, mint például az említett duocel gyártmányként, és különösen jól alkalmazható azokban a folyamatokban, amikor a kerámia szerkezetet oxidációs reakciótermék növesztésével hozzuklétre.
A találmány szerinti eljárás foganatosítására azonban nem kizárólag az alumínium esetében van lehetőség. A kísérletek szerint a titán, az ón, a cirkónium és a hafnium is képes oxidációs reakciótermékét növesztő eljárásban résztvenni. Mindezek a fémek akkor alkalmasak a találmány szerinti eljárás kiindulási anyagaként, ha nyitott cellás habosított szerkezetben hozzáférhetők, illetve belőlük üyen szerkezetű kiindulási testek létrehozhatók. A találmány szerinti eljárás foganatosításakor lezajló folyamatban szilárd, folyékony vagy gőz, illetve gáz halmazállapotú oxidálószereket lehet használni. Célszerűen a megolvasztott fémet reaktív tulajdonságú légkörben, levegő vagy nitrogén jelenlétében olvasztjuk meg. Alumínium fém alapanyag alkalmazása esetén az ilyen környezetben létrejövő bevonat nem tömör, azon a gáz át tud hatolni.
A szilárd halmazállapotú oxidálószer alkalmazásának legkedvezőbb módja az, hogy elővegyületben diszpergáljuk és ezt az elővegyületet a szivacsszerkezet bevonására alkalmazott anyaggal visszük fel a felületre. A szilárd oxidálószer különösen hasznos lehet akkor, ha azt a viszonylag vékony kerámia mátrix létrehozá-61
HU 203 861 Β sara használjuk, vagy a szivacsszserű szerkezet megtámasztására alkalmas bevonat anyagába keverjük.
A reakció lefolytatásához a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószeren kívül alkalmas lehet a szilárd vagy folyékony halmazállapotú oxidálószer is. A különböző halmazállapotú oxidálószerek keverékben szintén használhatók. Nem teljes listája az oxidálószereknek a következő: oxigén, nitrogén, halogének, kén, foszfor, arzén, szén, bór, szelén, tellur, ezek vegyületei és keverékei, mint például a szilícium-dioxid (ez kiváló oxigénforrás), metán etán, propán, acetilén, etilén és propilén (mint szén forrásai), továbbá a keverékek, mint levegő, H2/H2O és CO/CO2 keverék, amelyek különösen alkalmasak a környezet oxigén aktivitásának csökkentésére. Ennek megfelelően a találmány szerinti eljárással előállított kerámia testben lehetséges, hogy egy vagy több oxid, nitrid, karbid, borid és oxinitrid van, mint oxidációs reakciótermék jelen. Alumínium mint fém alapanyag alkalmazása esetén tehát az oxidációs reakciótennék lehet az alumínium oxidja, nitride, karbid ja, boriája, míg szilícium esetében a borid, titánnál a nitrid, borid, stb. Általában megállapítható, hogy az oxidációs termékek a nitridek, boridok, karbidok, szilicidek és az oxidok. A folyamat molibdénből kiindulva molibdén-szilicid oxidációs reakciótermékkel is megvalósítható.
A találmány szerinti eljárás foganatosításakor általában gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószert használunk. Ez azonban nem jelenti, hogy adott esetben nem lehet célszerű folyékony vagy szilárd halma 7á11«potú oxidálószer alkalmazása. Ha a töltőanyagot átnövő kerámia szerkezet létrehozásához az oxidáló anyagot gáz vagy gőz szolgáltatja, a töltőanyagot olyan szerkezetűnek kell kialakítani, hogy ágya a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószert átengedje, az lényegében akadálymentesen kerüljön az olvasztott fémmel kapcsolatba. A gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószer olyan gőzt vagy normál állapotban gáz alakú anyagot jelent, amely célszerűen atmoszférikus nyomáson oxidáló környezet létrehozására képes. így például a gáz halmazállapotú oxidálószerek közül mindenekelőtt az oxigén és az oxigéntartalmú gázok alkalmazása a legcélszerűbb (ideértve a levegőt), és ha a fém alapanyag alumínium, a kerámia terméket alumínium-oxidból kell előállítani, akkor nyilvánvaló gazdasági meggondolások miatt a levegő a legkedvezőbb oxidálószer. Ha az oxidálószert úgy azonosítjuk, hogy az egy megadott gázt vagy gőzt tartalmaz, esetleg ebből az anyagbál áll, ez annyit jelent, hogy a megadott gőz vagy gáz az oxidálószerben a kizárólagos vagy legalábbis nagyobb részt alkotó összetevő, és ez alkalmas az oxidációs reakció feltételei között a fém alapanyag oxidálására. így például a levegő nitrogéntartalmú gáznak minősül, hiszen nitrogén tartalma sokkal nagyobb, mint az oxigén mennyisége, mégis a levegőt oxigéntartalmú gáznak tartjuk, mivel a fém alapanyag axidálásának céljaira a levegő alkalmazása esetében a hatás mindenekelőtt az oxigén jelenlétének köszönhető. Ennek megfelelően a levegő az oxigéntartalmú gáz kategóriájába érik, a nitrogéntartalmú gázok között a jelen találmány értelmében oxidálószerként nem említhető meg. A nitrogéntartalmú gáz, mint oxidálószer példája lehet a 96 tf% nitrogént és 4 tf% hidrogént tartalmazó formájú gáz.
Szilárd oxidálószer alkalmazása esetén ezt általában a töltőanyag ágyában eloszlatjuk, vagy a fém alapanyag környezetében a töltőanyag adott részében kikeverten használjuk, amikoris szemcsés anyagként a töltőanyag részecskéivel keveredik, vagy a szemcsés anyag részecskéin létrehozott bevonatként van jelen. A szilárd oxidálószerek között vannak elemek, mint a bór vagy a szén, de találhatók redukálható vegyületek, mint a szilícium-dioxid vagy azok a boridok, amelyek termodinamikai stabilitása kisebb, mint a fém alapanyag és a borid reakciójával létrejövő terméké. így például szilícium-dioxidot szerves oxidálószerként alumíniumhoz alkalmazva a létrejövő oxidációs reakciótermék az alumínium-trioxid.
Bizonyt» feltételek között a szilárd oxidálószer jelenlétében lezajló oxidációs reakció olyan intenzív módon folyhat le, hegy az oxidációs reakciótermék a folyamat exoterm jellege miatt esetleg megolvad. Ez erőteljesen károsíthatja az előállított kerámia test szerkezeti homogenitását. Az exoterm reakciót elkerülhetjük vagy lelassíthatjuk, ha a töltőanyagba viszonylagosan semleges összetevőket keverünk, amelyeket a kis reakcióképesség jellemez. A semleges töltőanyagok példái között szerepebek azok, amelyek az adott oxidációs reakcióban reakciótennékkéni nyerhetők.
A folyékony oxidálószerek alkalmazása esetén a töltőanyag ágyának egészét vagy csak egy részét, mégpedig a megolvasztott fém alapanyag környezetében, impregnáljuk. Amikor folyékony oxidálószert említünk, olyan anyagot értünk ezen, amely az oxidációs reakció feltételei között folyékony halmazállapotú még akkor is, ha ezt a halmazállapotot szilárd halmazállapotból kibdulva a megemelt hőmérséklet hatásával biztosítjuk Ezért az oxidációs reakció hőmérsékletén megolvadó sók is folyékony oxidálószernek minősülnek A folyékony oxidálószemek lehet folyékony halmazállapotú elővegyülete is, például olyan anyag oldata, amelyet a töltőanyag egészének vagy egy részének impregnálására annak bemerítésével használunk, és amely az oxidációs reakció feltételei között megolvad vagy felbomlik és ezzel biztosítja a szükséges oxidáló összetevőt. A folyékony oxidálószerek példái között kell említeni a kis olvadáspontú üvegeket.
Ha töltőanyagot is alkalmazunk, az állhat egy vagy több anyagból, ezek keverékeiből és lehet olyan összetevője, amely a polikristályos szerkezetben nem diszpergálódik
A kerámia előállításának folyamatában igen hasznos lehet, ha a fém alapanyaggal együtt dópoló anyagokat használunk. Igaz, bizonyos fém alapanyagok különleges hőmérsékleti és oxidációs feltételek között a kerámia előállítását mmdenféle adalékok és módosítások nélkül is képesek lehetővé tenni. A dópoló anyagok azonban elősegítik a reakciókat. A szivacsszerkezet fém alapanyagának kialakításában a dópoló anyag
HU 203 861 Β lehet ötvöző összetevő, de ugyancsak hasznos megoldás, ha a dópoló anyagot a szerkezet bevonatát alkotó keverékbe visszük be. A dópoló anyag alkalmazása azonban nem feltétlenül szülséges. így például hálószerű szerkezetben kialakított alumínium testet nitro génatmoszférában hevítve a dópoló anyagra akkor van szükség, illetve bevitele akkor célszerű, ha a folyamat hőmérséklete 1200 °C körül van, de nincs szükség dópoló anyagra, ha 1700 ’C körüli hőmérsékletet használunk és kereskedelmi forgalomban kereskedelmi tisztaságú alumíniumot viszünk reakcióba.
Ha az oxidálószer levegő, alumínium fém alapanyag esetében a szivacsszerű szerkezethez különösen hasznos dópoló anyagnak bizonyult a fémes magnézium és cink. Ezek a dópoló anyagok együttese vagy bármilyen kombinációban egymással, illetve további dópoló anyagokkal, különösen szilíciummal együtt használhatók. Az alumíniumba ezeket a dópoló fémeket vagy alkalmas forrásukat ötvözetként vihetjük be és általában részarányuk az ötvözött anyag tömegéhez viszonyítva 0,1... 101%. A dópoló anyagok, vagy alkalmas forrásaik koncentrációja több tényezőtől függ, egyebek között a többi dópoló anyagtól és a folyamat hőmérsékletétől. A tapasztalat szerint az említett értéktartományba eső mennyiségű dópoló anyagok kedvezően befolyásolják a kerámia anyag növekedését, elősegítik a fém transzportját és jó hatással vannak a reakció eredményeként létrejövő tennék növekedésének morfológiájára.
Alumínium fém alapanyag mint olvasztott fém alapján végzett kerámia növesztési folyamat esetén más hatékony dópoló anyago kis vannak, mint a szilícium, germánium, ón és ólom, különösen ha magnéziummal és/vagy cinkkel kombináljuk őket. Az alumínium fém alapanyagba ezeket a dópoló anyagokat vagy megfelelő forrásukat olyan mennyiségben visszük be, hogy a végeredményben kapott ötvözetben részarányuk kb. 0,5 ... kb. 15 t%. A tapasztalat azt mutatja, hogy az ötvözetben a kerámia anyag növekedési kinetikáját és morfológiáját az 1... 101% közötti részarányok biztosítják a legjobban. Az ólom mint dópoló anyag általában 1000 °C körüli hőmérsékleten keverhető az alumínium alapú fém alapanyaghoz, mivel az alumíniumban rosszul oldódik. Oldhatóságát azonban javítani lehet más dópoló anyagokkal mint például ónnal, amelynek jelenlétében ezt és más ötvöző anyagokat alacsonyabb hőmérsékleteken is az alumíniuméhoz lehet keverni.
A feltételektől függően egy vagy több dópoló anyag is használható. Alumíniumot mint fém alapanyagot választva és oxidálószerként levegőt használva a leghasznosabbnak a magnéziumból és szilíciumból, illetve a magnéziumból, cinkből és szilíciumból álló kombinációk bizonyultak. Ilyen esetekben a magnézium ajánlott koncentrációja kb. 0,1... kb. 31%; a cinké kb. 1 ... kb. 6 t%, míg a szilíciumé kb. 1 ... kb. 10 t%. Ha alumínium-nitridet akarunk oxidációs termékként előállítani, a dópoló anyagok közé kell a kalciumot, báriumot, szilíciumot, magnéziumot és lítiumot sorolni.
Alumíniumot mint fém alapanyagot használva egy8 mással kombinációban vagy külön-külön az említetteken kívül használható a nátrium, lítium, kalcium, bór, foszfor és ittrium, amelyek jól egészítik ki a germánium, az ón, az ólom és a lítium hatását. A nátrium és lítium részaránya általában nagyon kicsi, 0,1... 0,2 ezrelék, és ezek a fémek bevihetők külön-külön vagy együtt, vagy más dópoló anyagokkal keverékben. A jó hatást kifejtő dópoló anyagok közé kell néhány ritkaföldfémet is sorolni, mint például a cériumot, a lantánt, a prazeodíniumot, a neodímiumot és a szamáriumot, amelyek igen hatékonyan egészítik ki más dópoló anyagok működését.
Ha a dópoló anyagot kívülről kívánjuk alkalmazni, akkor célszerűen olyan nyitott cellás fémszerkezet létrehozása, amely a dópoló anyagot sóként tartalmazó vizes oldatba meríthető. Ezt a 2. példa mutatja be. Ugyancsak hatásos megoldás, ha a dópoló anyagokat porrá őröljük, belőlük szerves hordozóanyaggal szuszpenziót képezünk és ezt a nyitott cellás szivacsszerű szerkezetbe öntjük, majd összerázzuk. Ezzel a szuszpenzió a felületeken eloszlatható. A kívülről alkalmazott dópoló szer mennyisége a tapasztalat szerint igen széles határok között választható meg. Ha szilíciumdioxidot használunk és ezt alumínium alapú fém alapanyaghoz választjuk oxidálószerként levegőt vagy oxigént használva, a fém alapanyag műiden grammjára elegendő 0,001 g szilíciumot használni, különösen, ha magnéziumot és/vagy cinket leadni képes forrást is a bevonathoz adunk. A vizsgálatok szerint alumínium fém alapanyag és oxigén vagy levegő oxidálószer választása mellett a szilícium mint dópoló anyag szerkezetnövesztő hatását jól egészíti ki az, ha kívülről a fém alapanyag minden grammjára vonatkozóan 0,005 g körüli vagy ennél több magnézium-oxidot adagolunk ami általában a magnézium-oxiddal bevont fémfelület minden cm2-ére 0,005 g-nál nagyobb fémtömeget jelent.
A találmány szerinti merev kerámia hab és eljárás alaposabb bemutatását a további példák szolgálják.
1. példa
A már említett Duocel márkanevű termékből, amelynek alapanyaga az adott esetben 6101 jelű alumínium-ötvözet volt, 5,1x5,1x2,5 cm nagyságú tömböt vágtunk ki, amelynek anyagában a gyártómű szerűit 0,3 ... 0,7 t! szilícium, 0,35 ... 0,8 t% magnézium, legfeljebb 0,5 t% vas és egyenként legfeljebb 0,1 t% réz, cink, bór, mangán és króm van. A gyártómű a habos fémszerkezetet úgy írja le, mint amely nyitott, kettős dekaéder alakú cellákból áll, és a cellákat egymással szilárd alumínium térelemek kötik össze. Centiméterenként négy pórus van az anyagban, az átlagos cellaátmérő 0,20 cm.
A fémből készült habosított szerkezetű tömböt először acetonban tisztítottuk, majd mintegy 2 percre 20%-os nátrium-kloríd-oldatba merítettük Ezt követően tűzálló edényben a tömböt wollasztonit ágyon rendeztük el.
A tűzálló edényt ezt követően kemencébe raktuk, ahol levegő jelenlétében 2 óra alatt 600 ’C-ra melegí-81
HU 203 861 Β tettük fel, majd ezen a hőmérsékleten ugyancsak 2 órán keresztül tartottuk. A későbbi megállapítások szerint ez a melegítési időtartam teljes mértékben elegendő ahhoz, hogy a szivacsszerű fémszerkezet felületén levegőt átengedő bevonat alakuljon ki, mégpedig olyan vastagságban, amely önmagában is elegendő a fémből álló szerkezet megtámasztására, ha belőle a fém eltűnik. A melegítési időtartam elteltével a kemence hőmérsékletét 2,3 óra alatt 1300 °C-ra emeltük és ezt a hőmérsékletet 15 órán keresztül tartottuk.
A hevítést követően a terméket a wollasztonitból álló ágyon a tűzálló edénnyel együtt eltávolítottuk a kemencéből és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. A megtekintést azt bizonyította, hogy a kapott termék ugyanazzal a nyitott cellás struktúrával rendelkezett, mint a kiindulási Duocel termék, de anyaga merev, szürke színű és durva tapintású volt. A méretekben nem tapasztaltunk változást, ami arra utalt, hogy a nyitott cellás struktúrát az eredeti szivacsszerű szerkezetből sikerült átvinni a kerámia szerkezetbe, annak ellenére, hogy a terméket hosszú időn keresztül, több mint 15 órán át a 6101 jelű alumínium-ötvözet olvadáspontja fölötti hőmérsékleten tartottuk. A keresztmetszetről készített mikrofelvételek bizonyították, hogy a szivacsszerű szerkezet olyan térelemekből áll, amelyekben kerámia csövecskékben fém mag van. A röntgendifrakciós vizsgálatok tanúsága szerint a kerámia anyag olyan három dimenziós szerkezetű, amelynek mátrixában alumínium fém részecskéi vannak, míg a mátrixot magát alumínium-trioxid alkotja. A fém mag anyaga alumínium. A kemény csőszerű fal elektromosan vezetőképes.
2. példa (a) Az 1. példában leírt eljárást ismételtük meg azzal az eltéréssel, hogy a kondicionált Duocel tömböt magnézium-nitrát 20%-os vizes oldatába merítettük, majd megszárítottuk, míg a 600 °C hőmérsékletű előmelegítést kihagytuk. Ezt követően 4 óra alatt a kemencébe helyezett szerkezet hőmérsékletét 1300 ’Cra emeltük és ezt a hőmérsékletet 15 órán keresztül tartottuk.
A hevítés befejeztével a terméket lehűtöttük és szemrevételezéssel megállapítottuk, hogy külső megjelenésében hasonlít az 1. példa szerinti termékhez, de a keresztmetszetről készített mikrofelvételek tanúsága szerint a térbeli szerkezetet alkotó térelemek csöves struktúrájában fém mag nem volt található és a fal vastagabb volt, mint az 1. példa szerint előállított termék esetében. Az üres belső tér, vagyis a térelemek belső nyílásának átmérője lényegében ugyanakkora volt, mint a kiindulási Duocel termék térelemeinek vastagsága. A fal lényegében finoman eloszlatott alumínium fémet tartalmazóü alumínium-trioxid mátrixként épült fel. A szerkezetben magnézium-aluminát-spinell jelenléte is meghatározható volt.
(b) Az 1. példában ismertetettek szerint jártunk el, azzal a különbséggel, hogy a magnézium-nitrátos oldatba való merítés helyett kolloidális szilícium-dioxidba merítettük a szivacsszerkezetű tömböt.
A tapasztalat szerint a magnézium-nitrát-oldat vagy a kollodiális szilícium-dioxid felvitelével biztosítható, hogy a hevítés előtt a szivacsszerű szerkezeten olyan bevonat alakul ki, amely képes a szerkezet integritását az alumínium-ötvözet olvadáspontja fölötti hőmérsékletre való felhevítése közbői biztosítani. Ezért általában nem mindig szükséges az olvadáspont alatti megemelt hőmérsékleten való melegítés végrehajtása. A magnézium-oxid és a szilícium-dioxid bevonatot ezen túlmenően dópoló anyag forrásai is, és a bennük levő fém elősegíti az alumínium-trioxidból keletkező kerámia növekedését, az olvasztott fémnek a létrejött kerámia anyagon történő átszállítását és ennek eredménye, hogy a Duocel termékben kezdetben jelen levő alumínium teljes mennyisége vagy oxidálódott, vagy az oxidációs reakciótermékben eloszlott.
3. példa
Finom szemcsézettségű, 0,001... 0,005 mm átmérőjű részecskékből álló alumínium-trioxid púdert ciklohexanon 20%-os nitrilgumis oldatában eloszlatva szuszpenziót készítettünk. Az 1. példa szerintivel azonos és előzetesen kondicionált Duocel tömböt bemerítettünk a szuszpenzióba és ezt úgy ráztuk össze, hogy a fém felületein az alumínium-trioxid áteresztő tulajdonságú rétege jöjjön létre. A bevonattal ellátott tömböt a 2. példával azonos módon hevítettük. Az előállított tennék vizsgálatával megállapítottuk, hogy, az oxidáló atmoszférában végrehajtott hevítés eredményeként olyan nyitott cellás struktúra alakult ki, amelyben alumínium-trioxid falú csövecskék alkotják a térelemeket, a megolvasztott alumínium a csövecskék falában részben oszlott el, míg a csövecskék belső terében a fém egy része megmaradt. Az így kapott szivacsszerű szerkezetet nagy szilárdság és jó elektromos vezetőképesség jellemzi.
4. példa (a) A 3. példában ismertetett eljárást úgy ismételtük meg, hogy alumínium-trioxid helyett 0,001... 0,01 m nagyságú szemcsékből álló finomra őrölt alumínium púdert használtunk a Duocel termékből kivágott szivacsszerkezetű blokk felületének bevonására és itt is nitrilgumis oldattal vittük fel a púdert. A hevítés során a finom szemcsézettségű alumínium por lényegében oxidálódott a fém felületén és ezzel olyan alumínium-trioxid réteget biztosított, amely egyrészt átengedi a gáz halmazállapotú oxidálószert, másrészt elegendő a habosított fémtömb szerkezeti integritásának megtartására az alumínium olvadáspontját meghaladó hőmérsékletek elérése után is. A kapott hálószerű szerkezetről készített mikrofelvételek tanúsága szerint olyan összekötő elemek, térelemek alakultak ki, amelyeket csöves kerámia fal és alumíniumból álló fém mag jellemez. A fal anyaga alumínium-trioxid, amelyben az alumínium van eloszlatva.
(b) Az előző bekezdésben ismertetettekkel analóg eredményekre jutottunk akkor, amikora hevítést nem levegő jelenlétében, hanem nitrogénatmoszféra biztosításával hajtottuk végre. Az így kapott termék térele9
HU 203 861 Β mei szintén csőszernek, de anyagukat alumínium-trioxid helyett alumínium-nitrid és ebben eloszlatott alumínium alkotja.
(c) A 3. példa szerinti eljárást úgy ismételtük meg, hogy a Duocel termékből kivágott szivacsszerkezetű tömböt nemcsak a 3. példa szerinti alumínium-trioxid szuszpenzióval, hanem a 4. példa (a) bekezdése szerinti alumínium szuszpenzióval is bevontuk. A kapott eredmények az (a) bekezdés szerintiekkel analógak voltak. A kerámia fal levegő jelenlétében végzett előállítása során alumínium-trioxid mátrixot és alumínium-nitridből és alumínium-trioxidból álló és alumíniumot tartalmazó mátrixot tartalmazott.
5-10. példa
A 3. példában ismertetett eljárást ismételtük meg azzal, hogy a Duocel termékből kialakított szivacszszerkezetű blokkot a kerámia létrehozását eredményező hevítés előtt különböző bevonatokkal láttuk el. A hevítést követően a kész terméket kinyertük és megállapítottuk, hogy a kerámia anyagú merev habot csöves szerkezetű térelemek alkotják, olyan csövecskék alakultak ki, amelyek összetett szerkezetű kerámia anyagból és ebben eloszlatott szemcsés formájú összetevőkből állnak. Az összetett szerkezetű kerámia anyag mátrixában a bevonat létrehozásában résztvevő anyagok vannak eloszlatott formában jelen. Egyes esetekben megfigyelhető volt fém mag jelenléte a csövecskék belső terében, míg más esetekben a fém mag hiányzott, az üreges belső tér méretei lényegében megegyeztek a kiindulási duocel termék térelemeinek jellemző méreteivel. A fém mag jelenléte vagy hiánya elsősorban a hevítés idejétől és a dópoló anyag jelenlététől függött, akárcsak a 2. példa esetében. Az előállítási példákat a követekző táblázat szemlélteti:
| Példa jele | Hevítés előtt felvitt por | Hevítési atmoszféra | Kerámia anyag összetétele |
| 5(a) | Al/SiO2 | levegő | A12O3/A1/SÍ |
| 5(b) | A1/SíO2 | N2 | A1N/AVSÍ/A12O3 |
| 6(a) | SiO | levegő | SiO/A^Oj/Al |
| 6(b) | SiO | n2 | SiO/AlN/Al |
| 7(a) | Al/SiO | levegő | Al2O3/Al/SiO/Si |
| 7(b) | Al/SiO | n2 | AlN/Al/SiO |
| 8(a) | A1N | levegő | Al2O3/Al/SiO/Si |
| 8(b) | A1N | N2 | A1N/A1 |
| 9(a) | A1/A1N | leveghő | AljjOg/Al/AIN |
| 9(b) | A1/A1N | N2 | A1N/A1 |
| 10(a) | - b4c | n2 | A1N/A1/B4C |
| 10(b) | b4qai | N2 | A1N/A1/B4C |
11. példa
99,7% tisztaságú alumíniumból két szivacsszerű testet készítettünk el és ezeket kiindulási testként használtuk a találmány szerinti eljárás foganatosításához nitrogént, mint oxidálószert használva. Az egyik kiindulási testet úgy hoztuk létre, hogy megolvasztott alumíniumot nátrium-klorid szemcsék ágyába öntöttünk, majd a kihűlt fémből a só szemcséit vízzel kimostuk. A másik kiindulási testet fluid ágyban tartott részecskékbe öntjük alumínium nyomás alatti öntésével hoztuk létre, majd a részecskéket, amelyek anyaga korom volt, levegőben végzett melegítéssel oxidáltuk.
Mindkét esetben, vagyis a szivacsszerű szerkezet létrehozására szükséges segédanyagok eltávolítása után a porózus szerkzezetű alumínium testet nitrogénatmoszférában hevítettük. A hevítés műveleti sorrendje a következő volt:
(1) 20 ’C-ról 650 “C-ra emeltük 2 óra alatt a hőmérsékletet, (2) a 650 “C hőmérsékletet 16 órán keresztül fenntartottuk, (3) a hőmérsékletet 5 óra alatt 650 °C-ról 1700 ’Cra emeltük, (4) az 1700 ’C hőmérsékletet 2 órán keresztül fenntartottuk, (5) a kemence tápellátását kikapcsoltuk és a terméket hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni.
A kinyert terméket megvizsgálva megállapítottuk, hogy a 650 ’C hőmérsékleten, tehát közvetlenül az alumínium olvadáspontja környezetében végzett melegítés során — ennek közege nitrogén volt — olyan struktúra jött létre, amely képes volt a hevítés magas, 1700 °C hőmérsékletén a szivacsszerű szerkezet integritását megtartani. A végtermék külső méretei lényegében nem változtak a hosszú idejű magas hőmérsékletű kezelés ellenére sem. Egyik szivacsszerű szerkezetnél sem alkalmaztunk dópoló anyagot. A kiindulási terméket és a végterméket összehasonlítottuk, fizikai jellemzőiket megállapítottuk és a fluidágyas öntéssel kapott szivacsszerű szerkezet esetében a következő adatokat kaptuk:
| Jellemző | Kiindulási test | Hevített test |
| Tömeg, g | 1,62 | 2,31 |
| Térfogat, cm3 | 2,31 | 2,25 |
| Sűrűség, g/cm3 | 0,69 | 1,00 |
| Látszólagos poro- | ||
| zitás, % | 73,2 | 47,3 |
| Tényleges poro- | ||
| zitás, % | 74,6 | 69,2 |
-101
HU 203 861 Β
A hevített testekre vonatkozóan elvégeztük a röntgendiffrakciós vizsgálatokat és ezek azt mutatták, hogy a test anyagát lényegében tiszta alumínium-nitrid alkotta. Az elméleti tömegnyereség az alumíniumról alumínium-nitridbe való átváltás révén 52%, míg a gyakorlati eredmény ennél a vizsgálatnál 42,6% körüli volt.
Nyilvánvaló, hogy az előzőekben csak néhány és nem minden lehetőséget kimerítő példa kapcsán ismertettük találmányunkat. Az itt adott ismérvek és útmutatások alapján szakember számos további foganatosítási módot, illetve kiviteli alakot tud előkészíteni.
Claims (21)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Merev kerámia hab, amely egymással összekötött térelemekből álló üreges hálószerű testtel van kialakítva, ahol a térelemek egymással véletlenszerűen három dimenzióban kapcsolódnak, és a térelemek felületei egymással véletlenszerűen kapcsolódó nyitott csatornák hálózatát határozzák meg, azzal jellemezve, hogy az üreges hálószerű test polikristályos kerámia anyagból in situ létrehozott térelemekből (2) áll, ahol a kerámia anyag fém alapanyag oxidációs reakciótermékét tartalmazza és benne adott esetben egy vagy több fémes összetevő van. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 2. Az 1. igénypont szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy a térelemek (2) egymással három dimenzióban összekötött alumínium-trioxid részekből tevődnek össze és bennük adott esetben alumínium van. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 3. Az 1. igénypont szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy a térelemek (2) egymással három dimenzióban összekötött alumínium-nitrid részekből tevődnek össze, amelyek adott esetben alumíniumot tartalmaznak Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy a kerámia anyagban töltőanyag részecskéi vannak. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy a fém alapanyag gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószerrel előállított oxidációs reakciótermékét tartalmazza. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy a térelemek (2) belső tere fémes anyagtól mentesen van kialakítva. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 7. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy a térelemek (2) belső terében fém mag (8) és üres tér (7) van. Elsőbbsége: 1986. 09.16.
- 8. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy egymás mellett fémtől mentes és fémmel részben telített belső terű térelemekkel (2) van kialakítva. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 9. Az 1 -8. igénypontok bármelyike szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy fémoxidból, fémműidből, fémboridból és/vagy fémkarbidból, illetve ezek tetszőleges keverékéből kialakított töltőanyaggal van kiképezve. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 10. A 9. igénypont szerinti kerámia hab, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag szüícium-karbid, szilíciumnitrid, alumínium-nitrid és alumínium-trioxid bármelyike, illetve ezek tetszőleges arányú keveréke. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 11. Eljárás habos kerámia termék előállítására, amikoris fém alapanyagból egymással véletlenszerű módon három dimenziós szerkezetben összekötött és nyitott cellás struktúrát alkotó szivacsszerű szerkezetet hozunk létre, ahol a szivacsszerű szerkezetben véletlenszerűen három dimenzióban egymással kapcsolódó csatornák vannak, azzal jellemezve, hogy a fém alapanyagból készült szivacsszerű szerkezetet (1) a fém alapanyag olvadáspontja alatti hőmérsékletre melegítjük, ezzel felületén a nyitottcellás struktúra integritását a fém olvadáspontja fölé való hevítés mellett is biztosító bevonatot (4) alakítunk ki, az előmelegített szivacsszserű szerkezetet (1) fém anyagának olvadáspontja feletti hőmérsékletre hevítjük, a megolvasztott fémet oxidálószerrel érintkeztetjük, az oxidációs reakció során a megolvadt fémet az oxidálószerrel kapcsolatban tartjuk a bevonaton (4) belül és szükség szerint a bevonat (4) alatt, és ezzel nyitott szerkezetű kerámia habot hozunk létre, majd az elkészült kerámia testet lehűtjük és kinyerjük Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 12. A11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szivacsszerű szerkezetet (1) megtartó bevonatot (4) a fém alapanyagot oxidáló gáz jelenlétében a fém olvadáspontja alatti hőmérsékletre melegítjük és a megemelt hőmérsékletet a kívánt vastagságú bevonat (4) létrehozásáig fenntartjuk, ahol a bevonatot (4) oxidként hozzuk létre. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém alapanayag alumínium, míg az oxidálószer oxigéntartalmú gáz, különösen levegő, amivel alumínium-trioxidot hozunk létre. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 14. A 11. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém alapanyag alumínium, a szivacsszerű szerkezetet (1) nitrogéntartalmú gáz jelenlétében melegítjük, és ezzel alumíaium-nitridet hozunk létre. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 15. All. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szivacsszerű szerkezeten (1) a bevonatot (4) a fém alapanyag olvadáspontja alatt az oxidálószerrel reakcióba lépő anyag lerakatásával készítjük el. Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 16. A15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy fém alapanyagként alumíniumot, oxidálószerként gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószert alkalmazunk, míg a szivacsszerű szerkezet (1) felületén magnéziumsó oldatával, nagy finomságú alumíniumporból, alumínium-trioxidból, szüícium-dioxidból, szilícium-karbidból, alumínium-nitridből, szflícium-nitridból és bór-nitridből, ezek bármelyikéből, illetve tetszőleges keverékéből készített szuszpenzióval hozzuk létre a bevonatot (4). Elsőbbsége: 1986.09.16.
- 17. A 11-16. igénypontok bármelyike szerinti eljá11-111HU 203 861 Β rás, azzal jellemezve, hogy oxidálószerként levegőt használunk. Elsőbbsége: 1987.08.26.
- 18. A 11-17. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bevonattal (4) ellátott szivacsszerű szerkezetet (1) annyi ideig tartjuk a felheví- 5 tés hőmérsékletén, hogy a megolvadt fém egy része az oxidációs reakcióból kimaradjon.
- 19. A18. igénypont szeimti eljárás, azzal jellemezve, hogy alumínium fém alapanyagot és gőz vagy gáz halma zállapntií oxidálószert használunk. Elsőbbsége: 1987.08.26.
- 20. A19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oxidálószerként levegőt használunk. Elsőbbsége: 1987.08.26.
- 21. A19. igénypont’szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oxidálószerként nitrogént használunk. Elsőbbsége: 1987.08.26.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US90811686A | 1986-09-16 | 1986-09-16 | |
| US07/089,376 US4808558A (en) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Ceramic foams |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT46632A HUT46632A (en) | 1988-11-28 |
| HU203861B true HU203861B (en) | 1991-10-28 |
Family
ID=26780531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU874113A HU203861B (en) | 1986-09-16 | 1987-09-16 | Stiff ceramic foam and process for producing foamic ceramic product |
Country Status (24)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0261070B1 (hu) |
| JP (1) | JP2540560B2 (hu) |
| KR (1) | KR950010001B1 (hu) |
| CN (1) | CN1026687C (hu) |
| AU (1) | AU599142B2 (hu) |
| BG (1) | BG50938A3 (hu) |
| BR (1) | BR8704767A (hu) |
| CA (1) | CA1308888C (hu) |
| CS (1) | CS276945B6 (hu) |
| DE (1) | DE3779028D1 (hu) |
| DK (1) | DK169993B1 (hu) |
| ES (1) | ES2032857T3 (hu) |
| FI (1) | FI90059C (hu) |
| GR (1) | GR3005438T3 (hu) |
| HU (1) | HU203861B (hu) |
| IE (1) | IE61321B1 (hu) |
| IL (1) | IL83853A (hu) |
| MX (1) | MX165373B (hu) |
| NO (1) | NO175303C (hu) |
| NZ (1) | NZ221756A (hu) |
| PH (1) | PH26329A (hu) |
| PL (1) | PL156557B1 (hu) |
| PT (1) | PT85713B (hu) |
| YU (1) | YU171787A (hu) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2217702B (en) * | 1988-03-25 | 1992-06-10 | Cabot Corp | Low dielectric constant ceramic material |
| US5976454A (en) * | 1996-04-01 | 1999-11-02 | Basf Aktiengesellschaft | Process for producing open-celled, inorganic sintered foam products |
| DE19619986A1 (de) | 1996-05-17 | 1997-11-20 | Basf Ag | Verfahren zur Stabiblisierung von Sinterschaum und zur Herstellung von offenzelligen Sinterschaumteilen |
| CN1063410C (zh) * | 1996-10-30 | 2001-03-21 | 大连理工大学 | 一种利用自蔓延高温合成控制制备泡沫陶瓷材料的方法 |
| CN1063411C (zh) * | 1996-10-30 | 2001-03-21 | 大连理工大学 | 自蔓延高温合成控制制备(Al2O3+TiB2)泡沫陶瓷过滤器的方法 |
| DE19648270A1 (de) * | 1996-11-21 | 1998-05-28 | Basf Ag | Offenzellige poröse Sinterprodukte und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| FR2769517B1 (fr) * | 1997-10-13 | 1999-11-12 | Francis Al Dullien | Separateur de type spongieux en mousse reticulee |
| IL125855A (en) | 1998-04-06 | 2007-06-03 | Technion R & D Foundation Ltd | Method of producing ceramic foams |
| DE102004012990A1 (de) * | 2004-04-30 | 2005-11-24 | Girlich, Dieter, Dr. | Verbundwerkstoff, Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundwerkstoffes sowie dessen Verwendung |
| JP5397733B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2014-01-22 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 昇華性金属元素と酸化性金属元素の合金及び多孔質セラミックの複合体とその製造方法 |
| CN101445381B (zh) * | 2008-12-31 | 2011-06-29 | 南京航空航天大学 | 仿毛细血管丛的Al芯/Al2O3基陶瓷鞘自愈合复合泡沫防热结构及其制备方法 |
| DE102012007396B3 (de) * | 2012-04-16 | 2013-06-13 | Cast Aluminium Industries | Verfahren zur Bildung eines schnell erhärtenden, anorganischen Schaums und reaktives Pulver zur Bildung eines schnell erhärtenden Mineralschaums |
| DE102016111624A1 (de) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Zellularer Werkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US12319570B2 (en) * | 2017-10-02 | 2025-06-03 | Cellmo Materials Innovation, Inc. | Method of making aluminum nitride foam |
| CN109745907B (zh) * | 2017-11-08 | 2021-05-28 | 中国科学院金属研究所 | 一种基于中空泡沫材料的流体分布器及其应用 |
| ES2953812T3 (es) * | 2017-11-16 | 2023-11-16 | Pontic Tech Llc | Aparato y método de descontaminación de fluidos |
| CN113308713A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-27 | 西部金属材料股份有限公司 | 一种金属陶瓷阳极及其制备方法和应用 |
| CN118359420A (zh) * | 2024-05-17 | 2024-07-19 | 烟台大学 | 一种超低导热系数外墙外保温泡沫陶瓷及其制备方法 |
| CN119144859B (zh) * | 2024-11-01 | 2025-09-23 | 慈溪市宜美佳铝业有限公司 | 铝合金材料的制备工艺及其应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ211405A (en) * | 1984-03-16 | 1988-03-30 | Lanxide Corp | Producing ceramic structures by oxidising liquid phase parent metal with vapour phase oxidising environment; certain structures |
| US4851375A (en) * | 1985-02-04 | 1989-07-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods of making composite ceramic articles having embedded filler |
-
1987
- 1987-09-09 NZ NZ221756A patent/NZ221756A/xx unknown
- 1987-09-09 NO NO873760A patent/NO175303C/no unknown
- 1987-09-10 IL IL83853A patent/IL83853A/xx not_active IP Right Cessation
- 1987-09-11 CS CS876616A patent/CS276945B6/cs unknown
- 1987-09-14 PH PH35818A patent/PH26329A/en unknown
- 1987-09-14 AU AU78376/87A patent/AU599142B2/en not_active Ceased
- 1987-09-14 IE IE248687A patent/IE61321B1/en not_active IP Right Cessation
- 1987-09-15 MX MX008322A patent/MX165373B/es unknown
- 1987-09-15 BR BR8704767A patent/BR8704767A/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-09-15 DK DK481987A patent/DK169993B1/da not_active IP Right Cessation
- 1987-09-15 PT PT85713A patent/PT85713B/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-09-15 FI FI874027A patent/FI90059C/fi not_active IP Right Cessation
- 1987-09-16 CA CA000547558A patent/CA1308888C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-16 KR KR87010269A patent/KR950010001B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-16 YU YU01717/87A patent/YU171787A/xx unknown
- 1987-09-16 DE DE8787630196T patent/DE3779028D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-16 CN CN87106360A patent/CN1026687C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-16 PL PL1987267778A patent/PL156557B1/pl unknown
- 1987-09-16 ES ES198787630196T patent/ES2032857T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-16 HU HU874113A patent/HU203861B/hu not_active IP Right Cessation
- 1987-09-16 EP EP87630196A patent/EP0261070B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-16 JP JP62231981A patent/JP2540560B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-16 BG BG081204A patent/BG50938A3/bg unknown
-
1992
- 1992-08-13 GR GR920401758T patent/GR3005438T3/el unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5185297A (en) | Ceramic foams | |
| US5296416A (en) | Method for producing ceramic composite foams | |
| HU203861B (en) | Stiff ceramic foam and process for producing foamic ceramic product | |
| US5061660A (en) | Ceramic foams | |
| JP2518847B2 (ja) | セラミック複合体の製造方法及びセラミック複合体 | |
| FI93224B (fi) | Menetelmä keraamisten/metallisten lämmönvarastointivälineiden tuottamiseksi ja lämmönvarastointiväline | |
| JP2518846B2 (ja) | セラミック複合成形体の製造方法 | |
| FI90055B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av formade keramiska sammansatta strukturer | |
| JP2551949B2 (ja) | セラミック複合体の製造方法 | |
| HU204239B (en) | Process for producing self-carrying ceramic products of composed structure first of all for large series | |
| PL157542B1 (pl) | Sposób wytwarzania wyrobów z ceramicznego kompozytu i samonosny korpus zceramicznego kompozytu PL PL PL | |
| JP2612577B2 (ja) | セラミックス複合材料の製造方法 | |
| HU204234B (en) | Process for producing self-carrying ceramic products of composed structure | |
| US4830799A (en) | Method of making shaped ceramic articles by shape replication of an expendable pattern | |
| HU203860B (en) | Process for producing casted shaped product produced with hole | |
| US4832892A (en) | Assembly for making ceramic composite structures and method of using the same | |
| EP0277084B1 (en) | Method of making shaped ceramic articles by shape replication of an expendable pattern | |
| RU2281164C1 (ru) | Носитель катализатора на металлической основе (варианты) и способ его приготовления (варианты) | |
| JPH01115888A (ja) | 半導体製造用治具の製造方法 | |
| CS276457B6 (en) | Process for preparing ceramic composite | |
| HU199097B (en) | Process for producing self-carrying ceramics structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |