PL155760B1

PL155760B1 - A method of a self-supporting ceramic composite block production with at least one cavity inside

Info

Publication number: PL155760B1
Application number: PL1987267684A
Authority: PL
Priority date: 1986-09-16
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1992-01-31
Also published as: YU172287A; AU596697B2; FI85972B; IN167655B; PT85701A; CS275839B6; IL83746A; RU2019532C1; TR23751A; JPS6374971A; NO175473C; NO873801D0; DD279466A5; KR880003873A; AU7834387A; CN87106333A; HUT46624A; DK480187D0; JP2546855B2; PL267684A1

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

OPIS PATENTOWY

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: ^{87 09 10}

Pierwszeństwo: 86 09

Zgłoszenie ogłoszono:

/P. 267684/

Stany Zjednoczone Ameryki

07 21

Opis patentowy opublikowano: 1992 06 30

155 760

Int. Cl.⁵ C04B 35/10 C04B 35/56

Twórca wynalazku

Uprawniony z patentu: Lanxide Technology Campany, LP,

Newark /Stany Zjednoczone Ammeyyi/

SPOSÓB MYTYARZANNA WYROBU Z KOMPOZYTU CERAMICZNEGO

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobu z kompozytu ceramicznego, posiadającego przynajmniej jedne wnękę. Chodzi zwłaszcza o wytwarzanie wyrobu z kompozytu ceramicznego zawierającego polikrystalćczną osnowę ceramiczną, która infilrruje w złoże wypełniacza, przy czym wyrób ma przynajmniej jedną wnękę o wybranym kształcie grnretrycznym utworzony przez odwzorowanie kształtu modeta.

Istnieje znaczyce zainteeesowanie zastosowaniem materiałów ceramicznych, ponieważ pod względem pewnych właściwości sy one lepsze od metan. Przy zastępowaniu ceramikę, występuję jednak istotne ograniczenia, do których zalicza się problem wytwarzania wyrobów ceramicznych o skomplikowanych kształtach, problem uzyskiwania właściwości maaeriału ceramLcznego pożydanych dla danego zastosowania oraz problem kosztów wytwarzania. Konwennjonalne technologie wytwarzania wyrobów ceramicznych przez zagęszczanie lub spiekanie proszków, nie sy łatwe do zastosowania przy wytwarzaniu wyrobów z wnękamr, albowiem nie możne w niektórych przypadkach usunyć modelu formującego kształt wnęki. Zastosowanie uproszczonego modeeu, dajęce go się wyjęć z wyrobu, powoduje w konsekweenci konieczność przeprowadzenia dodatkowe;} obróbki skrawaniem i szlifowaneern w celu uzyskania pożydanego kształtu wnękk. Ogólnie rzecz ujmujęc, stosowanie konwencconalnych technik wytwarzania wyrobów ceramicznych nie jest ekonomrcznie uzasadnione. Zastosowanie zjawiska utleniania w technologii wytwarzania materitłóo ceramicznych o nieokreślnnym i niekontrolwwanym kształcie jest znane z polekiego opisu patentowego nr 152 839. Aedług tego opisu sposób wytwarzania kompozytu ceramicznego polega na wzroście produktu reakcji utleniania z materiału maaCerząsΐegl w przepuszczalny masę wrpełriiacza.

amerykańskiego opisu patentowego nr 4 713 360 Jest znany sposób wytwarzania wyrobów ceramicznych hodowanych jako produkt reakeci utleniania prekursora metalu maacerz^/stego, wspomaganej przez zastosowanie drnireszki stopowej Roztopiony maacerzysty reaguje z utlenia155 760

155 750 czem w fazie pary, tworzęc produkt reakcji utleniania. Mt^^ macierzysty w stanie roztopionym jest stopniowo przeciągany poprzez produkt reakcji utleniania i do styku z utlenaaczem, przez co w sposób cięgły powstaje dodatkowy produkt reakcji utleniania i zwiększa się objętość kompozytu ceramicznego. Moddfikacja tego sposobu, przez zastosowanie zewnętrznych dodeszek nakładanych na powierzchnię prekursora meealu maacerzystego, jest znana z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr 822 999 dokonanego 27 stycznia 1986 r.

Z polskiego opisu patentowego nr 153 691 /zgłoszenie P.2638/4)/ jest znane wykorzystanie Makeci utleniania dla wytwarzania wyrobów z kom^o^j^tu ctrcmicznego, posiadających co najmniej jednę wnękę, odtwarzajęcę kształt geommeryczny prekursora meealu maacerzystego, jako modelu pozytywowego. Uzyskiwany w wyniku wyrób z kompozytu ceramicznego ma więc wnękę o uprzednio okreś^nym kształcie geomeeryczny^m. W szczególności sposób ten polega na tym, że umieszcza się ukształtowany prekursor meealu maacerzystego w wypełniaczu dostosowującym się pod względem kształtu, po czym następuje infiltaacja wypełniacza osnowę ceramicznę uzyskaną przez utlenianie metalu maderzystego, aby uzyskać polikrysteUczny matseiał złożony zasadniczo z produktu ^akeci utleniania metalu maacerzystego uteenicctem i ewentualnie jednego lub kilku składników mθtalicztych. W praktycznej realizacji tego sposobu meeal maacerzysty formuje się, aby uzyskać modee, a następnie otacza się go wypełniaczem dostosowującym się pod względem kształtu do modelu, przy czym wypełniacz jest przepuszczalny dla utleniacza. Jeżeli jest to wymagane, jak w przypadku gdy utleniacz jest utlentaceem w fazie pary oraz jest zawsze przenikamy dla umoOżiwienit infiltracji powstającym produktem reskeci utleniania, a ponadto wypełniacz ma wystarczającę moożiwość dostosowywania się pod względem kształtu w zakresie stosowanych tempeeator, aby kompensować różnice rozszerzalności cieplnej między wypełniaczem a metalem maaierzystym oraz ewentualne zmiany objętości meealu w temperaturze topnienia. Dodatkowo maaeriał wypełniacza przynajmniej w swaj strefie wsporczej obejmujęcej model powinien być sarnoostnie samotpatβlny, aby mieć wys^^zajęcę siłę spójności dla utrzymania odwzorowanego kształtu georneerycznego w złożu po migrac! i m^e^lu matt^rrzystego. Otoczony wypełniaczem meeal maacerzysty ogrzewa się do temperatury powyżej jego temperatury topnienia, lecz poniżej temperatury topnienia produktu reskeci utleniania. Meeal yaiaerzysty w stanie roztop^nym reaguje z utlθnicczey, tworzęc produkt rtakcji utleniania. Przynajmniej część produktu utleniania w wymienionym zakresie jest u^^mywana w styku oraz pomiędzy roztoρitnym metalem a utlenaaczem, przez co roztopiony meeal jest stopniowo przeciągany poprzez produkt reakcji utleniania z równoczesnym powstawaniem wnęki, gdy produkt raakeci utleniania nadal tworzy się w złożu wypełniacza na powierzchni międzyfazowee, pomiędzy utteniactem a poprzednio wytworzonym produktem utleniania. Reakcję tę kontynuuje się w wymytnionym zakresie temaer^tur przez czas wystarczajęcy do tego, by wypełniacz został przynajmniej częściowo objęty produktem reskeci utleniania poprzez wzrost tego produktów celu wytworzenia wyrobu z wnęką.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie aleennatywnego sposobu wytwarzania wyrobów z kompozytu ceramicznego, zaopatrzonych w jednę lub więcej wnęk.

Zgodnie z wynalazłem , ogólnie rzecz traktujęc, usuwalny model jest otoczony pewnę ilością maeri-ału wypełniacza lub w nim umieszczony. Model ten eliminuje się, zastępuje metalem macierzystym oraz przeprowadza się reakcję utleniania dajęcę produkt reskoci utleniania, który infilmuje w 1^6^! wypełniacza.

W szczególności według wynalazku przeprowadza się opakowanie usuwalnego y^teriiłu modelu w złożu wypełniacza eostlscyujęcego się pod względem kształtu, aby odwrotnie odwzorować w nim kształt geoyθtryccny modeeu, przy czym stosuje się złoże wypełniacza przepuszczalne dla utleniacza, gdy wymagane jest, by utleniacz stykał się z tlztopltnyy metalem) y8aaercystym i przepuszczalne dla infiltracji poprzez wzrost produktu reskeci utleniania poprzez ten wypełniacz oraz przynajmniej w swej części wsporczej oticzαjąaej maeriał modelu maiąct yystαtazajęcą wytrzymałość rozdzielczę, aby zachowywać odwrotnie odwzorowany kształt geometryczny w złożu. Następnie zastępuje się yateriαł modelu metalem macierzystym i utrzymuje się temperaturę powyżej temperatury topnienia metalu maaCerzysttgl, ale poniżej temperatury topnienia produktu reskoci utlenienia, aby utrzymać m^n^łL maacerzysty w stanie tlctoplonyy oraz

155 760 przy tej temperaturze przeprowadza się reakcję roztopionego mealu macierzystego z utleniaczem, w celu wytworzenia produktu reakcCi utleniania w styku i pomiędzy bryłę roztopionego metalu, a utleniaczem, aby progresywnie transportować roztopiony metal poprzez produkt reakcji utleniania i w złoże wypełniacza, równocześnie wytwarzajęc wnękę w wypełniaczu, przez co tworzy się produkt reakeci utleniania na powierzchni międzyfazowej pomiędzy utleniaczem a poprzednio wytworzonym produktem reakeci utleniania, po czym kontynuuje się reakcję przez czas wystarczajęcy, by dokonała się przynajmniej częściowa infiltaacja wypełniacza produktem reakeci utleniania poprzez wprost tego produktu i ewentualnie oddziela się uzyskany w wyniku wyrób kompozytowy od nadmiaru wypełniacza. Nataria! modelu zastępuje się przez odparowanie w styku z roztopónnym metalem macierzystym wlanym na mattriał modelu. Korzystnie modelu usuwa się ze złoża zanim ten maeri-ał modelu zostanie zastąpiony metalem macierzystym, przy czym meeal maacerzysty wprowadza się w postaci roztopionej lub altecnatywnie meeal maacerzysty wprowadza się w postaci proszku, granulatu lub częstek. Maatriał modelu wybiera się z grupy złożonej z polisyyeenów, pianki poliureaanowej, usuwalnego wosku i ich mieszanin. Oako utleniacz stosuje się utleniacz w fazie pary, albo altennat-wnie stosuje 9ię utleniacz stały lub ciekły przy wymienionej tempe^lo^e, przy czym utleniacz wybiera się z grupy złożonej z krzemu, boru i redukowalnego zwięzku metalu maace^yetego. IV szczególności jako utleniacz stosuje się gaz. zawierający tlen, albo też jako utleniacz stosuje się gaz zawierajęcy azot. óako mei^]. maacerzysty stosuje się aluminium, krzem, tytan, cynę, cyrkon lub hafn. Korzystnie maeriał modelu usuwa się środkami chemicznymi lub fizycznymi, ogrzewając wstępnie złoże wypełnia cza do temperatury przynajmniej równej temperaturze mei^^Lu macierzystego i przy utrzymywaniu tej temperatury wstępnego nagrzania złoża wypełniacza wprowadza się roztopiony metal maćerzysty.

V sposobie według wynalazku jest możliwe stosowanie wypełniacza zawierającego utleniacz stały lub utleniacz ciekły.

W szczególnych przypadkach jako meeal maacerzysty stosuje się aluminium, jako utleniacz stosuje się gaz zawi.eraj^ęcy tlen, a temperatura firocesu wynosi 850-1450°C. Korzystnie, zgodnie z wynalazkeem stosuje się przynajmniej jeden maerdLał domieszkujący w połęczeniu z metalem maćerzystym, albo też stosuje się co najmniej jeden iailriał dommeszkujęcy przynajmniej częściowo w wypełniaczu. Jako matriał domieszkujęcy stosuje się źródło dwóch lub kilku pierwiastków z grupy obejmującej magnez, cynk, krzem, german, cynę, ołów, bor, sód, lit, wapń, fosfor, lit oraz me^l. ziem rzadkich. W korzystaym wariancie sposobu stosuje się czynnik spajający w wypełniaczu, przynajmniej w jego części wsporczej , przy czym wypełniacz przynajmniej w swej części wsporczej otaczajęcej maeriał modelu ma wytrzymałość rozdzielczę wystarczającę dla utrzymywania odwrotnie odwzorowanego kształtu gromeerycznrgo w złożu po transporcie meealu macerzys tego, zastępującego maeriał modeto. W szczególności, zgodnie z wynalazkiem, jako maacerzysty stosuje się aluminium, jako domieszkę stosuje się źródło magnezu i krzemu, zaś jako utleniacz stosuje się powietrze. Komppoyty ceramiczne o pożędacyi kształcie wyrobu,sę zgodnie z wynalazłem hodowane z zasadniczo równoroiertymi właściwościami w całym przekroju do grubości trudnej do osięgnięcia konwencjonalnyii sposobami wytwarzania gęstych struktur ceramicznych.

Sposób według wynalazku umożiwia wytworzenie tych iaieriałów przy uniknięciu wy^^lkich nakładów, które sę wymagane przy realizacji konwencconalnych technologii., w szczególności ponoszonych na wytworzenie drobnoli8rnistyjh, jednorodnych proszków o wysokiej czystości, na formowanie wyrobu, wypalanie spoiwa, spiekanie, prasowanie ne goręco i/lub prasowanie izostatyczne na goręco. Wyroby według niniejszego wynalazku można dostosować lub wytwarzać dla użytku w charakterze wyrobów przemysłowych, które to określenie zastosowane ma obejmowałby ograniczenia, ceramiczne bryły przemysłowe, konstrukcyjne i techniczne dla takich zastosowań, gdzie ważne lub korzystne sę właściwości elektryczne, właściwości zużycia, właściwości cieplne, konstrukcyjne lub inne cechy albo właściwości, a nie obejmuję maaeriałów odzyskiwanych lub odpadowych, takich jakie mogę być wytwarzane jako niepożądane produkty uboczne przy obróbce rlztoplonych meeta!.

W zastosowaniu w niniejs^m opisie i w złączonych zastrzeże dach patentowych, poniżej podano definicje określeń:

155 760

Ceramiczna nie ogranicza się do bryły ceramicznej w sensie klasycznym, to znaczy w tym sensie, że zawiera ona całkowicie materiały niemetaliczne i nieorganiczne, ale raczej odnosi się do bryły, która jest głównie ceramiczna pod względem albo składu, albo dominujących właściwości, chociaż bryła taka może zawierać niewielkie lub znaczne ilości jednego lub kilku składnkków metalicznych otrzymanych z metalu maaierzystego albo zredukowanych z utleniacza lub domieszki, najbardziej typowo w zakresie 1-40% objętościowych, albo może zawierać jeszcze więcej ietaluo

Produkt reakcji utleniania oznacza ogólnie jeden lub kilka meali w dowolnym stanie uteenionyi, kiedy oddał swe elektrony lub poddieeił się nimi z innym pierwiastkeem, związkiem lub ich kombinaccę. Produkt reskeci utleniania według tej definicji oznacza produkt reakeci jednego lub kilku meaU z utleniczzem takim jak opisane w niniejzyym zgłoszeniu.

Utleniacz oznacza jeden lub kilka odpowiednich akceptorów elektoonów i może być to ciało stałe, ciecz lub gaz /para/, albo ich kombbnacja /na przykład ciało stałe i gaz/ w warui kach procesu.

Maieeiał modelu oznacza usuwalne iatoerały,takie jak tworzywa sztuczne, pianki i woski, które można wytłaczać, formować, odlewać, obrabiać skrawaniem lub w inny sposób kształtować w celu określenia kształtu geomeerycznego wnęki i które mogę być również chemicznie lub fizycznie usuwane ze złoża maieΓiału wypełniacza z pozostawieniem zasadniczo nie naruszonej wnęki.

Metal maćerzysty w zastosowaniu do niniejszego opisu i załączonych zastrzeżeń patentowych oznacza ten meeal, na przykład aluminium, który jest prekursoeem polikrystalicznego produktu makeci utleniania i obejmuje ten meeal jako stosunkowo czysty me^l, meeal dostępny w handlu z zanieczyszczeniami i/uub składnikami stopowymi lub stop, w którym ten prekursor meealu Jest głównym składnikeci. Kiedy o danym meealu mówi się jako o meealu maacerzystym, na przykład aluminium, wówczas należy to rozumieć zgodnie z tę definicję, chyba, że z kontekstu wynika inaczej.

“Wnęka oznacza szeroko nie wypełnionę przestrzeń w masie lub bryle bez ograniczenia d( jakeegoś specjalnego kształtu przestrzeni. Wynalazek jest dokładniej opisany na podstawie rysunku, na którym fig.l przedstawia zestaw złożony z matoriału modelu otoczonego złożem częsl kowego wypełniacza umieszczony w naczyniu ogniotwałm w przekroju, fig.2 - zestaw z fig.l z dodaniem metalu macerzystego do wnęki w widoku perspektywicznym, a fig.3 przedstawia ceramicznę bryłę kompozytowę z fig.l wykonanę według wynalazku w przekroju.

W praktycznej realizacji przedmiotowego wynalazku pewnę ϋοέό ^βΓΐ^ιι modelu stosuje się w postaci usuwalnego modeeu, którego kształt geomieryczny ma być odwrotnie odwzorowywany jako wnęka w gotowym kompozycie ceramicznym. Według wynalazku w gotowym kompozycie ceramicznym można odwzorowywać odwrotnie skomplikowane kształty podczas wytwarzania lub wzrostu jerαmiki, a nie przez kształtowanie lub obróbkę skrawaniem bryły ceraiicznet. Określenie “odwrotnie odwzorowana oznacza, że wnęka w kompozycie ceramicznym otrzyma sposobem według wynalazku określona jest,przez wewnętrzne powierzchnie kompozytu ceramicznego, które sę przystające do kształtu usuwalnego modeto. ΜθΙθγιιΙ modelu można odpowiednio kształtować za pomocą dowolnych odpowiednich środków, zi przykład pewnę ϋοόό Maeriału usuwalnego modelu można odpowiednio formować, wytłaczać, odlewać, obrabiać skrawaniem lub inaczej kształtować. Model może posiadać rowki, otwory, zagłębienia, pola, nadlewy, kołnierze, występy, gwinty itp. wykonane w nim, jak również kołnierze, tuleje, tarcze, pręty itp. zmontowane z nim, aby uzyskać modele o rzeczywiście dowolnym żądanyi kształcie. Model może być wydrężony, albo też może stanowić jeden lub kilka pojedynczych kawałków odpowiednio ukształtowanych tak, że kiedy sę otoczone w złożu wypełniacza distojiwującegi się pod względem kształtu, wówczas μ16γϊι1 modelu tworzy ukształtowizę wnękę w złożu i zajmuje wnękę w masie wypełniacza. Kiedy maeriiał usuwalnego modelu jest ewentualnie zastępowany pewnę ioością meealu mace^yetego, który jest roztopiony w warunkach reattcći utleniania, wówczas ukształtowana wnęka powstaje w uzyskiwanej w wyniku bryj kom^c^zYftu ceramicznego. Według jednego aspektu przedmiotowy wynalazek daje więc zaletę wytwarzanie kształtu wnęk i przez formowanie, wytłaczanie, odlewanie lub obróbkę skrawaniem μ16γϊι]

155 760 usuwalnego modelu, takiego jak pianka z sztucznego, a nie przez formowanie, szlifowanie lub obróbkę skrawaniem ceramiki, albo też przez kształn^wame prekursora metalu maaćerzystego, jak podano w wynienk^c^r^y^m wyżej zgłoszeniu patentowym tego samego właściciela nr 823 542, Materiały modeL·, które mogę być stosowane według przedmiotowego wynalazku, obejmuję te mataeiały, które były stosowane w konwencionalnych technologiach odlewania z formę jednorazowego użytku. Chociaż dla pewnych przykaadów wykonania odpowiednie sę różne gatunki wosków lub mieszaniny wosków, to korzystne sę spienione tworzywa sztuczne. Najkorzystniejsze jest zastosowanie polistyeenów, polietyennów i poliuroannów w charakterze maf^riałt^w modelu. Maaeriał modelu można kształtawać konwennconalnymi sposobami obejmującymi formowanie wtryskowe, kształoowanie przez dmuucaaie, wytłaczanie, odlewanie, obróbkę skrawaniem itp. Obecnie korzystne jest formowanie wtryskowe ze względu na wytwarzanie dużej lćczby mddH.

W innych przykładach wykonania może być również korzystne ksztal^wanie przez wydmuuciwania ze względu na możliwość wytwarzania ^drężonych form usuwalnych. Kształtowanie przez wydmuchiwanie może być szczególnie pożędane, ponieważ zmniejsza ono do «.iύιι^r ioość usuwanego maeriału, oby ułatwić szybsze opróżnienie wnęki. Usuwalny maseiał nożna elrminować lub usuwać z wnęki różnymi sposobami. W jednym przykładzie wykonania usuwalny mateiał modelu może być odparowywany lub spalany przed dodaniem prekursora metalu ratiθΓzystago. W alleinatywnych przykładach wykonania mtariał modelu można usuwać przez roztapianie i umoOliwienil wyciekania tego maerriału z wnęki. Ewennualne resztki można wypalać, na przykład w etapie wstępnego wypalania. Usuwalny model nożna również rozpuszczać środkami chemicznymi, a ewentualne resztki wymywa się z wnęki stosujęc odpowiedni rozpiuszczaanik.

W jeszcze innych altainaty«nych przykaadach wykonania mataliał modelu pozostawia się na miejscu, aż do nalanie pewnej ilości roztopionego metalu maaiθrzystego bezpośrednio do wnęki. Kiedy roztopiony metal maacerzysty styka się z modelem, lataeia! zostaje odparowany i w ten sposób usunięty z wnęki. W ten sposób roztopiony metal maaćerzysty równocześnie zastępuje usuwany mateiał modelu zmnieJszαjąi ryzyko zakłócenia lub zapadnięcia się złoza wypełniacza.

W wyniku istnieje większe prawdopotlodieństwo, że mtariał wypełniacza zachowa kształt wnęki. Zależnie od żędanego spobou zastępowania mtariału modelu metalem maαίerzystyr, maaierzys ty można wprowadzać albo w stanie roztopionym, albo w postaci stałej, na przykład jako proszek, granulki lub kawaaki. Zastosowanie roztoponego metalu maaierzystego jest korzystne, ponieważ wypełnia on całkowicie wnękę przy lub w pobliżu temperatury, przy której będzie następować reakcja utleniania. Ponadto, kiedy metal mtierzysty jest w stanu roztopionym, świeża powierzchnia metalu matierzystθgd dostępna jest dla procesu reskeci utleniania, to znaczy powierzchnia jest pozbawiona powierzchniowych ttanków itd. Jeżeli jest to pożędane, złoże wypełniacza i usuwalny model można umieścić w piecu przy lub w pobliżu temperatury procesu i roztopiony metal maacerzysty wprowadza się w celu usunięcia ιηοάε^. W ten sposób, kiedy roztopiony metal jest wprowadzany i zastępuje rndee, który zostaje odparowany, rozpoczyna się reakcja utleniania i następuje iifi.etαθcja w złoże. W tlteinatywnych przykładach wykonania najpierw usuwany jest modde, a dopiero potem kibI maaćerzysty wlewa się we wnękę. ^^e^.1 maaćerzysty sproszkowany lub granulowany może być pożędany w pewnych przykładach wykonania, ponieważ odstępy w masie proszku lub granulatu,jako całości,umoożiwiaję rozszerzalność cieplną metalu. Ponadto maacerzysty w postaci proszku lub granulatu, kiedy wprowadzany jest do wnęki, łatwo dostosowuje się do kształtu wnęki, w złożu mtariału wypełniacza. Chociaż wynalazek opisano poniżej , szczególnie w odniesieniu do ^υη^ίυπι jako korzystnego metalu maαierzyseegd, inne odpowiednie metale r^aierzysel spełniające kryteria przedmiotowego wynalazku obejmuję, ale bez ograniczenia, krzem, tytan, cynę, cyrkon i hafn.

Można zastosować utleniacz stały, ciekły lub w fazie pary /gaz/, albo też kombinację takich utleniaczy. Przykładowo, typowe utlenśacze obejmuję bez ograniczenia tlen, azot, chlorowiec, siarkę, fosfor, arsen, węgiel, bor, selen, tellur i ich zwięzki oraz ΙωΚίηβφ, na przykład krzemionkę /aako źródło tlenu/, .metan, etan, propan, acetylen, etylen i propylen /aako źródło węgla/ oraz mieszaniny takie,Jak powtetrzl, K₂/h₂0 i CO/CO2, przy czym ostatnie dwie sę korzystne przy sterowaniu aktywności tei^nu w środowisku. Chociaż można stosować dowolne odpowiednie utleniacze, szczególne przykłady realizacji wynalazku opisano poniżej

155 760 m odniesieniu do zastosowania utleniaczy w fazie pary. Jeżeli stosuje się utleniacz gazowy lub parowy, to znaczy utleniacz w fazie pary, wówczas wypełniacz jest przepuszczalny dla utleniacza w fazie pary tak, że po wystawieniu złoża wypełniacza na działanie utleniacza, utleniacz w fazie pary przenika złoże wypełniacza do styku z roztopionym metalem maC^rzystym w nim. Określenie utleniacz w fazie pary oznacza maeriał zamieniony w parę lub norislnie gazowy, który tworzy atmosferę utleniającą. Przykładowo tlen lub mieszaniny gazowe zawie rające tlen /ęącznie z powietrzem/ sę korzystnymi utł^r^nai^i^^ami w fazie pary, jak w przypadku, gdzie metalem macierzystym jest aluminium, a pożądanym produktem reakcj jest teenek glónowy, przy czym powietrze jest zwykle korzystniejsze z oczywistych względów ekonomicznych. Kiedy utleniacz wymieniony jest jako zawierajęcy dany gaz lub parę, oznacza to utleniacz, w którym ten gaz lub para jest Jedynym, głównym lub przynajmniej znaczącym utleniaczem metalu maaierzystego w warunkach otrzmmywanych w zastosowanym środowisku utleniającym. Przykładowo, chociaż głównym składoikrem powietrza jest azot, tlen zawarty w powietrzu jest normalnie jedynym uereniczeem maiCerzysergi, ponieważ tlen jest znacznie silniejszym utreniczeθm niż azot. Powwetrze podlega więc definicji utleniacza “gaz ziwirrajęcy tlen a nie definicji utleniacza gaz zawierajęcy azot. Przykaadem utleniacza gaz zawierający azot zastosowanym tu i w zastrzeżeniach jast.gaz formujący, który zawiera 96% objętościowych azotu i 4% ibjętościowr wodoru.

Kiedy stosuje się utleniacz stały, jest on zwykle rozproszony w całym złożu wypełniacza w postaci cząstek zmieszanych z wypełoiacrem lub ^emuenie jako powłoki na cząstkach wypełniacza. Można stosować dowolny utleniacz stały zawierający pierwiastki,takie jak bor lub węgiel albo redukowane związki, takie jak dwutlenek krzemu lub pewne borki o stabilności termodynamicznej niższej niż borkowy produkt reakcj metalu mać^rzystego. Przykładowo, kiedy jako utleniacz stały dla aluminóowego metalu maierzyst^ego stosuje się bor lub redukowany borek, wynikowym produktem reakcci utleniania jest borek alumini^i^m,

W pewnych przypadkach reakcja utleniania może przebiegać tak gwałtownie z uerenicceem stałym, że produkt reakcji u tlenienia ma tendencję do stapiania się na skutek egzotermicznej natury procesu. Zjawisko to może niszczyć mikrostruktaralną jednorodność bryły ceramicznej Takiej gwałtownej reakcci egzotermicznej można uniknąć mieszając ze skaadem stosunkowo obojętne (wypełniacze, które wykazuję małą zdolność reakcci-. Wypeniacze takie pochłaniają ciepło reakcci zmonejszając do ιηηηυπι zjawisko wydzielania ciepła. Przykaadem takiego odpowiedniego wypełniacza obojętnego jest wypeniacz, który jest identyczny jak zamierzony produkt reakcci utleniania. Jeżeli stosuje się utleniacz ciekły, wówczas całe złoże wypełniacza lub jego część przy roztopóonyrn metalu jest pokryta lub nasycona przez zanurzenie w utleniaczu, aby nasycić wypeniacz. Utleniacz ciekły oznacza taki utleniacz, który jest ciekły w (warunkach reakcji utleniania, a więc utleniacz ciekły może mieć prekursor stały, taki Jak sól, która jest roztapiana w warunkach reakcci utleniania. Alternatywnie utleniacz ciekły może mieć prekursor ciekły, na przykład roztwór maeriału, który stosuje się do nasycenia części lub całości wypełniacza i który roztapia się lub rozkłada w warunkach reakcj utleniania dając w wyniku odpowiednią cząsteczkę utleniacza. Przykładami utleniaczy ciekłych według tej definicji są szkła o niskiej tempera turze topnienia.

Maieri^rem wypełniacza stosowanym w praktycznej realizacji wynalazku może być jeden lub kilka z wielu różnych maieriałów odpowiednich dla tego celu. W zastosowaniu tu i w zastrzeżeniach, kiedy mówi się o otaczaniu usuwanego modelu maieriarem wypełniacza, ma to odnosić się do upakowania lub umieszczenia materiału wypełniacza wokół usuwanego modelu albo do ułożenia Maeriału wypełniacza przy usuwalnym modeta. Maeriał wypełniacza powinien zasadniczo dostosowywać się do kształtu geomeerycznego usuwanego mdeeu. Przykładowo, jeżeli wypełniacz zawiera cząstkowy, taki jak drobne ziarna lub proszki ogniotrwałego teenku meslu, model jest otoczony przez wypełniacz tak, że model tworzy wypełnioną wnękę /wypełnioną lub zajętą przez moier/. Jednakże nie jest konieczne, by wypełniacz miał postać drobnoziarnistą. Przykładowo, wypełniacz może zawierać druty, włókna, wydrążone bryłki, kulki, pęcherzyki, płatki, płytki lub agregaty albo wiskery, albo tez takie mat^ria^y, jak wełna metalowa, druty lub tkanina z włókien ogniotrwałych. Wyppniacz może również stanowić niejednorodną lub jednorodną kombinację dwóch lub więcej -takich s-kładników, lub kształtów

155 750 geometrycznych, na przykład kombinację małych ziaren i wiskerćw. Konieczne jest tylko, aby konfiguracja fizyczna wypełniacza była taka, by wo^l.i^we było otaczanie usuwalnego modelu przez lub w masie wypełniacza, który dostosowywałby się całkowicie do powierzchni moddeu.

Wnęka wytworzona w końcu w komoo^ί^^t ceramicznym jest negatywem kształtu georneerycznego Mt^r^ału rndeeu. Materiał ten tworzy początkowo /wypełnioną/ wnękę w złożu wypełniacza dostosowującego się pod względem kształtu, która to wnęka jest początkowo ukształtowana i wypełniona przez (mateiał mjddeu.

Maaeriał wypełniacza nadajęcy się do zastosowania w praktycznej realizacji wynalazku jest to taki maeriał, który w warunkach reakcji utleniania według wynalazku jest przepuszczalny, kiedy uttentjcrem jest utleniacz w fazie pary, dla przechodzenia utleruacze przez ten materc^iŁ. W każdym przypadku wypełniacz jest również przepuszczalny dla wzrostu lub rozwoju w nim produktu reakcji utleniania. Kiedy jest to poZędane, wypełniacz ma również w temperaturze, przy której prowadzona jest reakcja utleniania, wystarczającę wytrzymałość rozdzielczę, aby zachować kształt geofizyczny odwrotnie odwzorowany w nim przez dostosowanie się wypełniacza do maaeriału modeeu, gdy matetiał modelu jest zastępiony metalem macierzystym.

Korzystne jest przeprowadzenie sposobu według przedmiotowego wynalazku w taki sposób, aby zmniejszyć do czas pomiędzy usunię^em modelu z wnęki, a chwilę w której produkt reek^! zostaje utworzony w matericle wypełniacza, aby powstała skorupa o oystarjzajęcrj wytrzymałości dla zachowania kształtu wnęki. Istnieje jednak okres przejściowy, chociaż krótki, kiedy ksz-tałt wnęki nie jest lertymyoany przez maeriał modelu ani przez produkt makeci. Maeriał wypełniacza ma zatem korzystnie przynajmniej pewnę zdolność samoF^aaania tak, aby utrzymywać kształt wnęki tylko przez mtetiał wypełniacza. W prze^wnym przypadku albo siła ciężkości działająca na wypełniacz, albo różnica ciśnień pomiędzy powstającą wnękę a atmosferę procesu spowodowałaby zapadnięcie się wnęki do wewwątrz, gdy jest ona opróżniona przez ma ćerzysty.

□ eden sposób utzzymy/wania kształtu g^meerycznego wnęki polega na zastosowaniu samospajalnego wypełniacza, który przy odpowiedniej temperaturze albo sammtstnir spieka się i spaja, albo może być powodowane jego spiekanie się lub spajanie w inny sposób przez odpowiednie dodatki lub moOyflkccjr powierzchnoowe wypełniacza. Przykładowo, odpowiedni wypełniacz dla zastosowania z aluminuum metalem macierzystym i powieerzem jako utlenCjrrem stanowi proszek tlenku glioowego z dodatkeem krzemionki w charakterze czynnika spajającego w postaci drobnych częstek lub powłok na ziarnach proszku teenku glnnowego. Takie mieszaniny maeriałów będę częściowo spiekać się lub spajać przy lub poniżej warunków Γeakcji utleniania, przy których powstaje osnowa crramijric. Bez dodania krzemionki cząstki teenku glńoowego wymagaję znacznie wyższych temperatur dla spojenia.

Inna odpowiednia klasa wypełniaczy obejmuje cząstki lub włókna, które w warunkach reskeci utleniania tego procesu tworzę naskórek z produktu reakcji na swych powierzchniach, który to naskórek ma tendencję do spajania częstek w żędanym zakresie trmpetatur. Przykładem z tej klasy wypełniaczy w przypadku, gdy jako metal maćerzysty stosuje się aluminium, a utleniaczem jest powietrze, sę drobne cząstki węglika krzemu /na przykład sito nr 500 i drobniejsze/, które tworzę naskórek z dwutlenku krzemu spagajęcy je ze sobę w odpowiednim zakresie temperatur dla makeci utleniania aluminium.

W d-eena^twwnych przykładach wykonania kształt g^mmeryczny wnęki może być ueΓzmmywαiy podczas okresu przejściwwego przez zastosowanie spoiwa organicznego, które będzie usuwane z maeriału wypełniacza przy lub poniżej temperatury reskeci utleniania. Nie jest konircrir, by cała mess lub złoże wypełniacza zawierało spiekamy lub sayotρaCdiy wypełniacz albo czynnik spiekający lub spajcjący, chociaż roroięz8Γrir takie leży w zakresie wynalazku. ^Wyp^iacz samoopaaejęcy i/lub czynnik spajający lub spiekcjący mogę być rozproszone tylko w tej części złoża wypełniacza, która Jest usytuowana przy i otacza usuw^l-ny model z metalu macerzystego do głębokości wystarczagęcej dla wytworzenia po ppirjzriil lub innym spojeniu osłony powstaJęcaj wnęki, która ma wystcrjzajęcą grubość l wytrzymałość yβchanijrię, by zapobiec zapadnięciu się wnęki /i na skutek tego utracie dokładności kształtu wnęki w wyhodowanej bryle

155 760 ceramicznej n stosunku do kształtu usuwalnego modelu/, zanim uzyska się wystarczającą grubość produktu reakcji utleniania. Wyytarczy zatem, jeżeli strefa wsporcza wypełniacza otaczająca model zawiera wypełniacz, który jest spiekalny lub samooppjalny w odpowiednim zakresie tempeeetur, albo zawiera czynnik spiekający lub spajający, który jest skuteczny w odpowiednim zakresie taipeeatur.

W zastosowaniu tu i w zastrzeżeniach patentowych określenie strefa wsporcza wypełniacza oznacza tę grubość wypełniacza osłaniającą moddl, która po spojeniu jest przynajmniej wystarczająca dla zapewnienia wytrzymałości strukturalnej koniecznej dla utrzymania odwzorowanego kształtu geomeerycz^nego usuwalnego mteri.ału mddeu, aż rosnący produkt reskeci utlenia nia uzyska samoodielną wytrzymałość na zapadnięcie się wnęki. Wielkość strefy wsporczej wypełniacza będzie zmieniać się zależnie od wielkości i kształtu modelu i wytrzymałości mechanicznej uzyskiwanej przez spiekalny lub samespai^^ny wypełniacz w strefie wsporczej Strefa wsporcza może rozciągać się od powierzchni materiału modelu w złoże wypełniacza na głębokość mniejszą niż wymiar wzrostu produktu reakeci utleniania lub pełny wymiar wzrostu. W rzeczywistości, w pewnych przypadkach strefa wsporcza może być dość cienka. Przykładowo, chociaż strefa wsporcza wypełniacza może być złożem wypełniacza obejmującym matθliał modeeu, a sama jest objęta większym złożem wypełniacza niesamospajalnego lub nieρpiekalnlgo, to jednak w pewnych przypadkach strefa wsporcza zawiera tylko powłokę z samospetalnych lub spiekalnych cząstek, przywierającą do usuwalnego modelu na skutek zastosowania odpowiedniego kleju lub czynnika powlekającego. Przykład takiego sposobu powlekania podano poniżej . W żadnym przypadku wypełniacz nie powinien spiekać się, stapiać lub reagować w taki sposób, by powstawała nieprzepuszczalna masa blokująca infiltrację produktu reakeci utleniania poprzez wypełniacz, albo kiedy stosuje się utleniacz w fazie pary, przejście tego utleniacza w fazie pary przez wypełniacz. Pow^ająca spieczona masa nie powinna tworzyć sią przy tak niskiej temperaturze, by pękała na skutek różnicy rozszerzalności pomiędzy iarerlαlem modelu a wypełnaaczem zanim osiągnięta zostanie temperatura odparowania.

Jak już zauważono poprzednio czynnik spiekający lub spajający może być zawarty jako składnik wypełniacza w tych przypadkach, gdzie wypełniacz nie będzie mieć w innym przypadku wystarcza jących własnych właściwości samopa^nia lub spiekania, by zapobiec zapadnięciu się wnęki powssającej w objętości poprzednio zajmowanej przez usuwalny model. Taki czynnik spajający może być rozproszony w całym wypełniaczu lub tylko w jego strefie wsporczej. Odpowiednimi mrε^rlαł8ml dla tego celu są maeriały organo-mitaricine, które w warunkach utleniania potrzebnych dla wytwarzania produktu reskeci u tlenlania będą przynajmniej częściowo rozkładać i spajać wypełniacz w stopniu wystarczającym dla uzyskania żądanej wyt rzyms^ści mcchaic^z^n^i . Spoiwo nie powinno zakłócać procesu reskeci utlenianie ani nie powinno pozostawiać niepożądanych resztkowych produktów ubocznych w wyrobie z kompozytu ceramicznego. Spoiwa odpowiednie dla tego celu są dobrze znane. Przykaadowo odpowiednim spoίwem organo-ietal cz^ym jest orΐokizemi3i czteroety^^, który przy temperaturze reakcji utleniania pozostawia po sobie cząsteczkę krzemionki, która skutecznie łączy wypełniacz z żądaną wytrzymałością rozdzielczą.

Aktualnie korzystne jest wstępne ogrzewanie złoża Maeriału wypełniacza przed dodaniem do niego metalu maacerzystego. W ten sposób można uniknąć udaru termicznego w złożu. Najbardziej skuteczne może być ogrzewanie złoża matariału w^yic^łniacza do takiej samej lub wyższej temperatury niż ma roztopiony meał maacerzysty wlewany we wnękę. Po zastąpieniu maeriału modelu przez maacerzysty we wnęce zestaw złozony z metalu maacerzystego i złoża w środowisku utł^^n^^jccm jest utizmmywriy przy temperaturze reskoci utleniania powyżej temperatury topnienia m1s^J.u, ale poniżej temperatury topnienia produktu nak^i utleniania. Jak już wspomniano, metal maacerzysty można wprowadzać do męki w postaci proszku, cząstek lub kawałków.

W każdym przypadku zestaw ogrzewa się powyżej temperatury topnienia metalu, powodując powstanie bryły lub jeziorka roztopionego mee^^u. Po zetknięciu się z utlenraczei, roztopiony mIe^I. będzie reagować tworząc warstwę produktu nak^i utleniania. Przy dalszym wystawieniu na środowisko utleniające w odpowiednim zakresie temperatur, pozostały roztopiony ieeal jest progresywnie wciągany w i poprzez produkt nak^i utleniania w kierunku do utlenaacza i w złoże

155 760 wypełniacza, a po zetknięciu się z utleniaczem wytwarza dodatkowy produkt reakcji ulleniania. Przynajmniej część produktu reakcci utleniania jest utcyymywini w styku z i pomiędzy roztopinnym metalem macierzystym a utZeniccemm tak, aby powodować cięgły wzrost polikrystalcznnego produktu reakcji utleniania w złożu wypełniacza, przez co wypełniacz zostaje objęty polikrysaalicnnym produktem reakcci utleniania. Polikrystalćczny maeriLał osnowy nadal rośnie dopóki utzzmmywane sę odpowiednie warunki reakcci utleniania.

Proces ten jest kontynuowany, aż produkt reakcji utlenienia dokona infiltracji lub objęcia żądanej ilości wypełniacza. Uzyskiwany w wyniku produkt z kompozytu ceramicznego zawiera wypełniacz objęty osnowę ceramicznę cawilrαjącę polikrystalćczny produkt realtcci utleniania i ewentualnie jeden lub kilka nieutiθnionych składników metalu maacerzystego i/lub puste przestrzenie. Typowo w takich polikry6taltonnych osnowach ceramicznych krystality produk tu reakcci utleniania sę zi^^c^one ze sobę w więcej niż jednym kierunku, korzystnie w trzech wymiarach, a wtr^ęcenia 1^1811x2^ lub puste przestrzenie mogę być przynajmniej częściowo złęazonz. Kiedy procesu nie prowadzi się po wyczerpaniu melalu maaćerzystzgo, otrzymany kompozyt ceramiczny jest gęsty i zasadniczo pozbawiony pustych przestrzeni. Kiedy proces prowadzi się do zakończenia, to znaczy kiedy utlenia się tyle miału, ile Jzst możliwe w warunkach procesu, wówczas w kompozycie ceramicznym w miejsce złączonego melalu poiwst^Ję pory. Wynikowy produkt z kompozytu ceramicznego według niniejszego wynalazku ma wnękę zasadniczo o pierwotnych wymiarach i kształcie geometrycznym oryginalnego usuwalnego modelu.

Nawiązujęc do rysunku, na fig.l przedstawiono ogniotrwałe naczynie 2, takie jak' naczynie z tlenku gl^owego, zawierające złoże wypełniacza 4, które otacza model oznaczony ogólnie przez 6, z dowolnego odpowiedniego ιnaierιału, takiego jak polistyren. 3ak pokazano na fig.l i 2 model 6 ma sekcję środkowę 8, która ma kształt zasadniczo cylńndryczny i jest złączona z sekcję końcowę 8a, która jest osiowo krótsza niż sekcja środkowa 8, alz ma większę średnicę.

W tym przykładziz wykonania wypełniacz jest ltczymtwany przzz odpowizdnię przegrodę 10, tzkę jak siatka ze stali nierdzewnej lub perfooowany cylinder stalowy, który również określa granice bryły ceramicznel. Alternatywnie przegrodę może stanowić forma gipsowa łub forma z krzemianu wapnia typowo nałożonego w postaci zawiesiny na podłoże takie jak tektura z pozostawieniem następnie do zakrzepnięcia. Przegroda tworzy więc granicę lub obwód bryły azramccnej przzz lniemoOliwiαtie wzrostu produktu reskeci utleniania poza przegrodę.

Maaełiał modelu 6, jeżeli jest to pianka, może być zastępiony metalem iaiizrzystim przez wlewanie roztopionego melalu maaierzystego 12 bezpośrednio na model 6 we wnęce. W tin sposób maeiiał modelu zostaje odparowany i uchodzi z wnęki albo poprzez złoże mierl.iίu wypełniacza, poprzez ten sam otwór, przez który został wprowadzony melal maacerzysty, albo poprzez oddzielny otwór wernylacyjny /nie pokazany/, jeżeli otwór, przez który wprowadzony został melal maacerzysty, jest stosunkowo mały.

W αłletα8tywtym przykładzie wykonania usuwamy model zostaje usunięty w etapie poprzedzającym wprowadzenie roztop^nego miału majercystzgo. Można to zrzalćoować przez roztopienie modelu i spuszczenie roztopionego mai^ri.ał^u z wnęki, ale można również zrealCiowθć przez lmiescjcltil zestawu w piecu, który ogrzewa się do temperatury, przy którij usuwamy maoriał zostaje odparowany lub spalony. Oak już wspomniano powyżeł, maeriał modelu może być również usuwany innymi sposobami, na przykład przez rozpuszczenie modelu, mechaniczni usuwanie modelu itd.

Po wprowadzeniu miału maace^ystego do wnęki, zestaw ogrzewa się do temperatury wystarczającej dla roztopienia miału, jeżeli nie został wprowadzony w stanii roztopionym. Następnie utrzymuje się wystarccijęcę wysokę temperaturę, na skutek czego utleniacz w fazie pary, który przenika przez doił wypełniacza 4 i styka się z roztop^nym metalem, utlenia roztopiony melal, a wzrastajęcy produkt reakcji u tlenienie infilrcuje w otaczające złoże wypełniacza 4.

Przykładowo, kiedy metalem macierzystym jest aluminiowy melal maćerzysty, a utleniaczem jest powwetrze, temperatura nak^i utleniania może wynosić 850 - 1450°C, korzystnie 900 - 1350°C, za^ś jaro^kiem rzak^ i utleniania jest typowo tlenek gl:^tnow^y zlfz. Ra^topion^ymelal migruje poprzez powsrajęcy naskórek z produktu nak^i utleniania z objętości poprcze10

155 750 nio zajmowanej przez metal macierzysty 6, przez co powstaje kompozyt z wnękę odwzorowującą kształt modelu.

W pewnych przykCadach wykonania może być korzystne umieszczenie pewnej ilości Mte^riału wypełniacza nad otworem po wprowadzeniu metalu maaćerzyttego we wnękę. Powstanie wówczas wnęka zamkknęta. W takich przykładach wykonania, albo nawet w pewnych przypadkach bez umieszczenia matariału wypełniacza nad otworem, migracja metalu maaćerzyttego może spowodować spadek ciśnienia w tej objętości,jak w przypadku zamk^ętej wnęki, na skutek nieprzeputzczalności rosnącego naskórka z produktu reakcj utleniania do otaczającej atmosfery w złożu maeriału wypełniacza oraz naskórka z produktu reakcj u tlenienia powstającego na wierzchu jeziorka roztopionego metalu. Ciśnienie zewnętrzne działa wówczas na naskórek z produktu reakcj utlenienia tworzący pojemnik. Jednakże w korzystnym przykładzie wykonania, złoże wypełniacza 4 /lub jego strefa w^i^c^rcza^ obejmujące model 6 jest saπ)oistnil samooppaalne przy lub powyżej temperatury saioipptβnia, która korzystnie jest zbliżona do temperatury reakcji utleniania, ale nieco mniejsza. Po ogrzaniu do temperatury samoipotania wypełniacz lub jego strefa wsporcza spieka się^ięc lub inaczej spaja i łączy z rosnącym produktem reakcj utleniania wystarczająco, aby nadać odpowiednią wytrzymałość wypełniaczowi otaczająeernu powstającą wnękę, to znaczy strefie wsporczej wypelniacza, by wytrzymywała ona różnicą ciśnień i zachowywała na skutek tego w złożu wypełniacza 4 kształt glomelryczny wnęki wytworzonej w nim przez dostosowanie się wypełniacza do kształtu modelu 6. W ilustracji przykładu wykonania, przy którym tylko strofa wsporcza wypełniacza 4 zawiera spiralny lub pamoipptalny wypełniacz, albo czynnik spajający lub spiekający, lnnia przerwana 14 na fig.l oznacza zasięg strofy wsporczej w złożu wypełniacza 4. Gdy reakcja trwa nadal, wnąka w złożu 4 zostaje cząściowo lub zasadniczo całkowicie opróżniona przez migracją roztopóonego metalu maaćerzystego poprzez produkt reakcj utleniania do jego zewnęjrznlj powierzchni, gdzie metal ten styka sią z utleniaczem w fazie pary i zostaje utleniony, aby wytworzyć dodatkowy produkt reakcji utleniania. Ten produkt reakcj utleniania zawiera polikryρtaliczny maeriał ceramiczny, który może zawierać wtrącenia z nieut^πίοην^ składników roztopóonego mtslu maaćerzystego. Po zakończeniu reakcj pozostałości, ciekeego metalu we wnące można usunąć przez zlanie go, jeżeli unikniąto wzrostu grubej warstwy produktu roakcći nad otworem wejśćwwym /na przykład przez zastosowanie przegrody lub inhibitora/. Alternatywnie zestaw pozostawić do ochłodzenia, a nadmiar metalu po zakrzepn^ciu jest usuwany w póżniejszm etapie, na przykład przez wytrawianie kwasem. Uzyskany w wyniku kompozyt ceramczny, którego wymiary są określone przez przegrodą 10 na fig.l, zostaje oddzielony od nadmiaru wypełniacza, jeżeli istnieje, pozostałego w naczyniu

2. Ten nadmiar wypełnćacaa u^b eego może wworzyć spójną masę uub bryąę na skutek spfokania lub saioopatania, a teką spójną masą można usunąć z kompozytu ceramicznego przez piaskowanie, pcliiiwanil itp. Ekonomicznym sposobem jest zastosowanie piaskowania z zastosowaniem cząstek m^teliału, które nadają sią jako wypełniacz lub jako składnik wypełniacza tak, że usuniąty wypełniacz i ziarna użyte do piaskowania można ponownie wykorzystać jako wypełniacz w nastąpnej operaac!. Należy zauważyć, że wytrzymałość ρamosρatalnlgi wypełniacza zastosowanego dla zapobiegania capadnijciu sią wnęki podczas procesu jest typowo znacznie mnejsza niż wytrzymałość uzyskiwanego w wyniku kompoo^u. Faktycznie jest wiąc bardzo łatwo usunąć nadmiar saraspojonego wypełniacza przez szybkie piaskowanie bez istataego uszkadzania wynikowego kompozytu. W każdym przypadku struktura z kompozytu ceramicznego z wną^ utworzoną weliinjrc może być dalej kształtawana przez obróbką skrawaniem lub szltLoowanie, albo też kształoowanie w celu uzyskania żądanego kształtu zewnętrznego. W przykładzie przedstawionym na fig.3 kompozyt ceramiczny 18 ma kształt kołowego cylindra posiadającego zewnętrzną oθ^1|iⁱ®rcchnij 20, powierzchnią końcową 22 i wi^ką 24, która jest określona przez powierzchnie przystające do powierzchni modelu 6. Kształt 24 jest wiąc odwrotnym odwzorowaniem kształtu usuwanego modelu 6« Ola wielu zastosowań bryłą ilram.ccnj można wykorzystywać w stanie po usur^iąciu nadmiaru wypełniacza bez potrzeby dodatkowego szafowania lub obróbki skrawaniem.

Przez wybór odpowiedniego wypełniacze i utzzymy/wanie warunków reakcj utleniania przez czas wystarczający dla usunijcia zasadniczo całego roztopionego metalu macierzystego z

155 760 wypełnionej ^n^ł<:L pierwotnie zajmowanej przez mteriał modelu 6 uzyskuje się dokładne odwrotne odwzorowanie kształtu geometrycznego modelu 6 przez wnękę 16. Chociaż przedstawiony kształt modelu 6 /a zatem wnęki 16/ jest stosunkowo prosty, w kompozycie ceramicznym można wytwarzać wnęki, które odwrotnie odwzorowuję dokładnie kształty znacznie bardziej skommlikowane niż kształt modelu 6 przez praktycznę realizację przedmiotowego wynalazku. Zewnętrzne powierzchnie kompozytu ceramicznego mogę być ksztatoowane przez umieszczenie przegrody w żędanych miejscach, aby uniemżl:iwić przerastanie poza nię. Ponadto powierzchnie mogę być szlifowane lub obrabiane skrawaniem, albo też inaczej kształzowane w celu uzyskania lędanego kształtu lub wymmaru zgodnego z wielkościę i kształemm wnęki 16 utworzonej oewoętrz. Należy rozumieć, że właściwości wypełniacza takie jak przepuszczalność, zdolność dostosowywania się pod względem kształtu i samospltalność /aarn gdzie potrzeba/ opisane powyżej sę właściwościami całego składu wypełniacza, a poszczególne składniki wypełniacza nie muszę mieć tych właściwości. Wypltniacz może więc zawierać albo pojedynczy majdał, mieszaninę częstek tego samego mae^i^iału. ale o różnej wielkości ziaren, albo też mieszaniny dwóch lub więcej materiałóo. W tym ostatnim przypadku pewne składniki wypełniacza mogę przykaadowo nie być wystarczająco samospajalne lub spiekalne przy temperaturze reakcji utleniania, ale wypeeniacz, którego składnikami sę, będzie mieć właściwości samospρtania lub spiekania przy lub powyżej jego temperatury saeozpptania, dzięki obecności innych maaeriałów. Duża liczba mat^rdiał^ć^w, które daję użyteczne wypełniacze w kompozycie ceramicznym przez nada^£^i^i.e żędanych cech jakoścżowych kzmppzytowi, również będzie mieć opisane powyżej właściwości przepuszczalności, dostosowywania się pod względem kształtu i stmeżpajatnożci. Takie odpowiednie maeri-ały będę pozostawały niespieczone lub niespojone wystarczająco przy temaer^turach poniżej temperatury reakc^ utleniania tak, że wypełniacz, który otacza modee, może znosić rozszerzalność cieplnę i zmianę objętości ma^rriału modelu przy temperaturze topnienia, a jednak może spiekać się lub inaczej spajać tylko po osięgnięciu temperatury samożpltania, leżęcej korzystnie blisko te^^eee^tury realtcci utleniania, ale poniżej niej wystarczajęco, by nadawać żędanę wytrzymałość eeehanicznę w celu uniknięcia zapadnięcia się powstajęcej formy podczas poczętkowych etapów wzrostu lub rozwoju produktu reakcji utleniania. Odpowwednimi w'yp^ł.ni^acz^a^^ sę na przykład krzemionka, węglik krzemu, denek glinowy, tlenek cyrkonowy i ich kombinacje.

Jako dalszy przykład wykonania wynalazku i jak wyjaśniono w innych zgłoszeniach patentowych tego samego właściciela, dodatek maaeriałów dornieszkujęcych do meealu może korzystnie wpływać na proces rtakcji utleniania. Funkcja lub funkcje domieszki mogę zależeć od pewnej lćczby czynników innych niż sam maatriał domieszkujęcy. te obejmuję przykaadowo określony metal maacerzysty, Zędany produkt końcowy, określonę koebinację domieszek, kiedy stosuje się dwie lub więcej domieszek, stężenie eżιeeeszki, środowisko utleniające i warunki procesu. Domieszkę lub dżmieszki można stosować jako składniki stopowe metalu maacerzystego, albo można podawać do wypełniacza lub do części złoża wypełniacza, na przykład do strefy wsporczej wypełniacza. W przypadku tego drugiego sposobu, kiedy domieszkę lub eżmieszki podaje się do wypełniacza, podawanie takie można realioować w dowolny odpowiedni sposób, na przykład przez dyspergowanie domieszek w części lub w całej masie wypełniacza w postaci powłok lub w postaci ziarnistej, korzystnie przynajmniej w części złoża wypełniacza przy me^l.u maaieriyttym. Podawanie jakcchkolwiek domieszek do wypełniacza można również realiżować przez nakładanie warstwy jednego lub kilku materiałóo eomieszkujęcych na lub w złożu, Ręcznie z jego żtożrtmi oewoitrznymi, odstępami, kanałami, przestrzeniami pośrednimi itp, które czynię go przepuszczalnym. Wygodnym sposobem stosowania eaaeriału domieszkującego jest zanurzenie całego złoża w iiekłem źródle eaaeriału domieszkującego /na przykład roztworze/, Źródło eomeeszki można również zastosować przez umieszczenie sztywnej bryły domieszki w styku z i pomiędzy przynajmniej częścię powierzchni utuoalitgż m^ddeu, a złożem wypełniacza. Przykaadowo cienki arkusz szkła zawierającego krzemionkę /użyteczna jako domieszka dla utleniania aluminźowego metalu macierzystego/ można umieścić na powóerzchni usuwanego modelu. Kiedy usuwalny model jest zastępowany pewnę ioością roitolżonegż aluminźowego meealu matierzyttegż /który również może być domieszkowany wewontrznńe/, a uzyskany w wyniku zestaw ogrzewa się w środowisku ut^naa^cmi!!

155 760 /na przykład w przypadku aluminium w powietrzu w zakresie 850 - 1450°C lub korzystnie ⁹⁰⁰ - 1350°C/ nastę^puje wzrost polikrystaliczeego materiału ceramicznego w ^prze^puszczal.ne złoże. W przypadku, gdy domieszka znajduje się pomiędzy metalem maierzystym a złożem materiału wypełniacza, polikrystalizzna struktura tlenkowa zwykle rośnie w przepuszczalny wypełniacz zasadniczo poza warstwę domieszki /to znaczy poza głębokość nałożonej warstwy domieezkk/. W każdym przypadku jednę lub kilka domieszek można nakładać zewnntrznie na powierzchnię usuwalnego modelu i/uub na przepuszczalne złoże. Dodatkowo dornmc^^^lcL stopowe w metalu maaierkystym można wspomagać domieszkami nakładanymi na złoże wypełniacza. Wsseekie braki stężenia domieszek stopowych w metalu macierzystym można wspomagać przez dodatkowe stężenia odpowiednich domieszek doprowadzonych do złoża i vice versa.

Użyteczne domieszki dla aluminiowego meealu mact^rzystego, zwłaszcza gdy utlenCckeem jest powietrze, obejmuję przykaadowo magnez i cynk, zwłaszcza w połączeniu z innymi domieszkami, jak opisano poniżej. Meeale te lub odpowiednie źródła tych meeali można wprowadzać stopowo w meE^J. maaierzysty na bazie aluminuum ze stężeniami dla każdego z nich 0,1 - 10% wagowych całkowitego ciężaru ukyzkiwanego i wyniku meslu domieszkowanego. Stężenie każdej domieszki będzie zależeć od takich czynników,jak kombinacja domieszek i temperatura procesu. Stężenia w odpowiednim zakresie inicjuję, jak się wydaje wzrost ceramiczny, wspomagaję transport meealu i wpływaję korzystnie na moofologię wzrostu wynikowego produktu reakcj utleniania .

Inne dommeszki, które sę skuteczne przy wspomaaaniu wzrostu polikrystalicneego produktu reakc^ utleniania, zwłaszcza dla zyztamói z metalem aaaierzyztya na bazie aluminium, to przykładowo; krzem, german, cyna i ołów, kiłaskika gdy sę stosowane w połęczeniu z magnezem lub cynkiem. Dednę lub kilka tych innych domieszek lub odpowiednie ich źródło, wprowadza się stopowo w system aluminoowego meealu macierzystego ze stężeniami dla każdej z nich 0,5 -15% wagowych całości stopu. Oednakże korzystniejszę kinetykę wzrostu i moofologię wzrostu otrzymuje się przy stężeniach domieszek w zakresie 1 - 10% wagowych całości stopu metalu aacierzyztego. Ołów jako domieszkę wprowadza się zwykle stopowo do meialu maaieΓztztego na ttazta aluminium przy temperaturze pr^najmniej 1000^oC^, a^by uwzględnić jego nioską rozpuszczalność w aluminium. Oednakże dodanie innych składników stopowych, takich jak cyna zwykle zwiększa rozpuszczalność ołowiu i matericłów stopowych przy niższej temperaturze.

Dodatkowe przykłady mai^i^iałi^i dimieszkująiych nadajęcych się do stosowania z alum.niowym metalem macierkyztym obejmuję sód, lit, wapń, bor, fosfor i itr, które można stosować oddzielnie lub w połąckeniu z jednę lub kikooma domieszkami zależnie od utleniacza i warunków procesu. Sód i lit mogę być stosowane i bardzo niewielkich ϋοέοάβο^ι rzędu części na mli^on, typowo 100 - 200 części na milion, a każdy z nich można stosować oddzielnie lub razem, albo w koπlmiπncli z innymi domieszkam. Pierwiastki ziem rzadkich, takie jek cer, lantan, prazeodym, neodym i sa^^r sę również użytecznymi domieszkami, znowu zwłaszcza, gdy stosuje się je w pouczeniu z innymi domieszkami.

□ak zauważono powyżej nie ma konieczności wprowadzania stopowego dommeszki w meeal maciθrzysty, przy^adcHo selekyywne nakładanie jednego lub kilku a8teriałói dornieszkujęcych w postaci cienkiej warstwy na całość lub na część powierzchni usuwalnego modeeu, urnoóliwia lokalny wzrost ceramiki z metalu maclerzystegi lub jego części oraz umo^ii^a wzrost polikrystαllzznegi) aacerlcłu ceramicznego i przepuszczalny wypełniacz w wybranych obszarach. Wzrost połikΓystalikzeego materiαłu ceramicznego i prkepuzzczalne złoze można zatem stefować przez lokalne umieszczenie materiału domleszkujęcego na powierzchni usuHałnego modelu. Nałożona powłoka lub warstwa domieszki jest cienka w stosunku do zamierzonej grubości kompozytu cer·αmicznegi, a wzrost lub tworzenie się produktu reakcj utleniania w przepuszczalnym złożu sięga zasadniczo poza warstwę άοπιίβ&ζ^, to znaczy poza głębokość nałożonej warstwy domieszki, Takę warstwę mae^riału domieszkującego można nakładać przez malowanie, zanurzanie, sitodruk, naparowywanie lub inne nakładanie matericłu domieszkująclgi w postaci cieczy lub pasty, albo przez napylanie katodowe lub po prostu przez osadzanie warstwy stałej domieszki częstkow-ej lub stałego cienkiego arkusza, albo fUnu z do^niesiIki na powierzchni usuislnego moddeu.

155 750

Materiał domieszkujący może, ale nie musi zawierać spoiwa organiczne lub nieorganiczne, nośniki, rozpuszcczlniki i/lub zagęszczacze. Korzystniej mieri-ały domieszkujące nakłada się w postaci proszków na powierzchnię isiwalnego modeli lub rozprasza się je w przynajmniej części wypełniacza. Oeden szczególnie korzystny sposób nakładania domieszek na powierzchnię mt^^li maaierzystego polega na zastosowanii ciekłej zawiesiny domieszek w wodnej mieszaninie spoiwa organicznego natryskiwanej na powierzchnię isiw^^nego modeli w celi otrzymania ρrzywiθrljęiaj powwoki, która iłatwia manipulowania isiwalnym modelem przed procesem.

Maaeriały domieszkujące, kiedy sę stosowane zewnntrznie, zwykle nakłada się na przynajmniej część powierzchni isiwalnego modeli w postaci równomiernej powłoki. Ilość domieszki jest skiteczna w szerokich granicach w stosinki do ilości ^^eali maacerzystego, który ma być objęty reakcję, a w przypadki aluminium doświadczenia nie wykazały istnienia żadnej górnej lub dolnej granicy. Przykładowo, kiedy stosije się krzem w postaci dwutlenki krzemi nakładanego z zewnątrz Jako domieszka dla eluminiwwommagnezowego mesli mać^rzystago przy zastosowanii powietrza lub tlenki jako itleniacza, apteczne sę kości tak małe jak 0,0003 g krzemi 2 na gram me^^li maacerzystego lub około 0,0001 g krzemi na cm powierzchni mtali macierzystego, na który nakłada się SiOg jako domieszkę. Stwierdzono również, że strukturę ceramicznę można izyskać z lluminiowo-kceifnowegi meeali maaierzystego stosijęc powietrze lub tlen jako itleniacz przy iżycii MgO jako domieszki w ilości większej niż około 0,0008 g Mg na gram meeali m8liercystegi, który ma byc itleniany i większej niż około 0,003 g Mg na cm powierzchni mtali ialiercystagi, na który nakłada się MgO.

Przegrodę można stosować w połęczenii z Ml^r·iaaem wypełniacza, aby lniemoiliwić wzrost lub rozwój prodikti reakcj itleniania poza przegrodę, zwłaszcza gdy przy wytwarzanii bryły ceramicznej stosije się itleniacze w fazie pary. Odpowwednią przegrodą może być dowolny ma^erał, z^ęzek, pierwiastek, mesciiiia i itp, która w wannach procesi wedłig wynalazki zachowuje pewnę integralność, nie jest lotna i korzystnie jest przepiszcza^a dla itleniacza w fazie pary, a równocześnie jest zdolna do lokalnego lniamoiliwilnia, ilndn^rnia, zatrzymywania, przeszkadzania, zapobiegania itp. iięgaeml wzrostowi prodikti reakcj itl^eniania. Odpowiednia przegrody do stosowania z lluminiiwym metalem mali.arcystym obejmuję siarczan wapnia /gips ioielalrki/, krzemian wapnia, ie^^nt portlandzki i ich mieszaniny, które typowo nakłada się jako zawiesinę lub pastę na powierzchnię maaeriałi wypetnilcza. Przegrody takie mogę również zawierać odpowiedni maeriał palny lub lotny, który jest eliminowaiy po nagrzali, albo też maaeerał, który rozkłada się po nagrzanii, aby zwiększyć porowatość i przenikalność przegrody. Ponadto przegroda może zawierać odpowiednie cząstki ogniotrwałe, aby Μηίβ] szyć ewen^a^y skircz lub pękanie, które w prze^wnym przypadki mogłoby występie podczas procesi. Szczególnie pozędany jest taki maeriał ziarnisty, który ma zasadniczo taki sam współczynnik rozszerzalności cieplnej jak złoże wypełniacza. Przykładowo, jeżeli forma wstępna zawiera teenek glnnowy, a lzyskiwanl w wyniki ceramika zawiera teenek glńnowy, do przegrody można domieszać cząstki tlenki gl^owego, korzystnie o wielkości odpowi8dającaj minerowi sita 20 - 1000, ale mogę być jeszcze mnnejsce. Inne odpowiednie przegrody to siatka ze stali rdcewnet, ceramiczne maaeriały ogniotrwałe lub powłoki metalowe, które sę otwarte przy przynajmniej jednym końci, albo maję perfoiOwane ścianki, aby imooliwić przenikanie itleniacza w fazie pary /jeżeli jest stosowany/ poprzez złoże i do styki z ϋ^ορΐοπγηι metalem macierzystym .

Ceramiicia striktiry kompozytowe otrzymane przy praktycznej realizacji przedmiotowego wynalazki będę zwykle stosunkowo gęstę^pójnę masą, w której 5 - 98% całej objętości struktury kompozytowej stanowi jeden lub kilka składników wypełniacza, które sę objęte polikrystalczzną osnowę ceramicznę. Polikrystalcczna osnowa ceramiczna jest zwykle złożona, kiedy metalem macierzystym jest aliminium, a ltaeniiceem jest powietrze lub tlen, z około 60 - 99% ciężaru osnowy polikrystal^znej złączonego tlenki glnoowego alfa i około 1 - 40% wagowych /na tej samej podstawie/ iialtlenionych składników meealicznych, na przykład pichodcąiyih z metali maccerzystego.

Wynalazek jest ponadto ziiustrwwany przez mstępijące przykłady nie stβniwięie ograniczenia .

Przykład I. Kibek ze styropieni o długości około 7,5 cm i o średnicy podstawy

155 760 około 4,5 cm oraz o grubości ścianki 0,3 cm powleczono meszamnę złożoną z 95% krzemionki i 5% gliny, nakładając wodną zawiesinę krzemionki i gliny na kubek /oprócz jego otwartego końca/, po czym ogrzewano do wysuszenia. Grubość powłoki była w przybliżeniu taka sama jak grubość ścianek kubka. Powleczony kubek umieszczono w złożu luźnego w^l.astomitu, przy czym koniec powłoki był usytuowany zasadniczo zgodnie z odsłoniętą powierzchnią złoża.

Kubek wypełniono roztopionym stopem aluminium 380.1 /odparowanie styropianu/ i zestaw złożony z i złoża umieszczono w gorącym piecu, gdzie ogrzewano go przy temperaturze

1000°C przez 48 h. Uzyskaną w wyniku bryłę ceramiczną oddzielono od złoża wolastomitu, zlano resztą roztopionego stopu aluminium i pozostawiono wyrób do ochłodzenia, uzyskując kubek ceramiczny, którego powierzchnia wewnętrzna odwzorowywała szczegółowo zewnętrzną powierzchnią kubka styropianowego. Powierzchnia zewnętrzna ceramiki określona była przez przegrodą z wolasto^tu otaczającą pierwotny powleczony modeto ścianka kubka ceramicznego złożona była z ceramiki z tlenku glioowego, która przerosła poprzez grubość po^łi^l^i z krzemionki i gliny.

Przyk ład II. Powtórzono postąpowanie według przykładu I z tym wyjątłem, że zamiast w^l.astomtu zastosowano cząstki teenku gl^owego /Norton 38 Alundum, 70% sito 220 i 30% sito 50)/, a zestaw ogrzewano przez 72 h. W tym przypadku osnowa z tlenku glżowego przerosła przez grubość powłoki krzemionki i gliny oraz w otaczającą cząstki teenku ginnowego, przez co powstała ścianka o grubości do około 0,6 cm. Wewoitrzia powierzchnia kompozytu ceramicznego znowu odwzorowywała zewnętrzną powierzchnią modelu w postaci kubka styiopiniowtgo.

Claims

Zastrzeżenia patenoowe

1. Sposób wytwarzania wyrobu z kompozytu ceramicznego, posiadającego co najmniej jedną wnęką, która odwzorowuje kształt geofizyczny modeto, przy czym wyrób ten składa sią z osnowy ceramicznej otrzymanej przez utlenienie metalu macierzystego, co prowadzi do wytworzenia materiału polikrystalicneego złożonego z produktu reskeci utleniania metalu macierzystego uttenCcceeo^ i ewentoalnie jednego lub kilku składników ι^8ΐίοζηγοίι oraz wypełniacza infiltrowanego przez tą osnowę, znamienny tym, ze przeprowadza sią upakowanie usuwalnego maceriału modelu w złożu wypełniacza dostosowującego sią pod względem kształtu, aby odwrotnie odwzorować w nim kształt geomzyczny moddlu, przy czym stosuje sią złoże wypełniacza przepuszczalne dla utleniacza, gdy wymagane jest, by utleniacz stykał się z roztop^nym metalem macierzystym i przepuszczalne dla infiltracji poprzez wzrost produktu reakcj utleniania poprzez ten wypełniacz oraz przynajmniej w swej cząści wsporczej otaczającej yacericł modelu mające wystarczającą wytrzymałość rozdzielczą, aby zachowywać odwrotnie odwzorowany kształt g^mezy^^ w złożu, nastąpnie zastąpuje sią yacetlcł modelu metalem yacierzystym i utrzymuje się temperaturą powyżej temperatury topnienia me^^u yaaiercnttegi, 8le poniżej temperatury topnienia produktu reakcj utleniania, aby uzzymać mees! yaaierzystn w stanie ^μορ^ωιοι oraz przy tej temperaturze przeprowadza się reakcją roztopionego meealu macierzystego z utleniaczem, w celu wytworzenia produktu reakcji utleniania, kolejno utrzymuje się przynajmniej cząść produktu reakcji utleniania w styku z i pomiądzy bryłą roztopionego metalu a utleniaczem, aby progresywnie transportować roztopiony meeal poprzez produkt reakeci utleniania i w złoże wypełniacza, równocześnie wytwarzając wnęką w wypełniaczu, przez co tworzy się produkt reakeci utleniania na powierzchni yiędznfac:iwtj pomiądzy utlenCcctem a poprzednio wytworzonym produ^em reakeci utleniania, po czym kontynuuje sią reakcją przez czas wystarczający, by dokonała sią przynajmniej cząściowa infilzacja oypetniαizα produktem reakcj utleniania poprzez wzrost tego produktu i eoentoalnie oddziela sią uzyskany w wyniku wyrób kompozytowy od nadmiaru wypetniacza.
2. Sposób według zastrz.1, znamienny tym, że mtoriał modelu zasypuje sią przez odparowanie w styku z roztop^nym metalem ym wlanym na matoriał m^ddeu.
3. Sposób według zastrz.i, znamienny tym, że mtoeiał modelu usuwa sią ze złoża zanim ten maeriał modelu zostanie zastąpiony metalem y^cierzyttyy.
4. Sposób według zastrz.3, znamienny tym, że metal yaαCerzystn wprowadza się w postaci roztopionej.

155 760
5. Sposób według zastrz.3, znamienny tym, że metal macierzysty wprowadza się w postaci proszku, granulatu lub cząstek.
6. Sposób według zastrz.l albo 2, znamienny tym, że mateeiał modelu wybiera się z grupy złożonej z polistyrnnów, pianki poliuretanowej, usuwalnego wosku i ich mieszanin.
7. Sposób według zassrz.1, z η θ m i e η n y t y m, że jako utleniacz stosuje ^się utleniacz w fazie pary. 8. Sposób według zasto/.!, z n a rn i e η n y t > y m , że stosuje się tuleniacz stały łub ciekły przy w^o^m^a^l-onej temperaturze. 9. Sposób według zastrz.8, z n a m i e η n y t y m, że utleniacz wybiera się z grupy złożonej z krzemu , boru i redukowalnego zw 'ięzku meealu maaierrystrgo· 10. Sposób według zastrz^, z n a m i e η n y t y m, że jako utleniacz stosuje się gaz zawierający tlen. 11. Sposób według zastrz.7, z n a m i e η n y « y ro, że Jako utleniacz stosuje się gaz zawierający azot. 12. Sposób według zast rz.1, z .n a m i e η n y t y «1, że Jako maacerzysty stosu- ja się alumini^um, krzem , tytan, cynę, cyrkon lub hafn· 13. Sposób według zass rz .1. z n a m i e η n y t y m. że maaeriał modelu usuwa i się środkami chemicznymi lub fzzycznymi, ogrzewając wstępnie złoże wypełniacza do temperatury przynajmniej równej temperaturze meealu macierzystego i przy utrzymywaniu tej temperatury wstępnego nagrzania złoża wypełniacza wprowadza się roztopiony meeal maacerzysty·

14. Sposób według zastrz.1, znamienny tym, że stosuje się wypełniacz zawierający utleniacz stały lub utleniacz ciekły. '

15. Sposób według zastrz.1, znamienny tym, że jako meeal maaćerzysty stosuje się aluminium, jako utleniacz stosuje się gaz zawierajęcy tlen, a temperatura procesu wynosi 850 - 1450°C.

15. Sposób według zastr2.1, znamienny tym, że stosuje się przynajmniej jeden maaeriał domieszkujący w połączeniu z metalem maccerzystym.

17. Sposób według zassrz.l, znamienny tym, że stosuje się przynajmniej jeden mae^a! doi^mi^^^l^i^jjący przynajmniej częściowo w wypełniaczu.

18. Sposób według zastrz.to, znamienny tym, że Jako maeriał domieszkujący stosuje się źródło dwóch lub kilku pierwiastków z grupy obejmującej magnez, cynk, krzem, german, cynę, ołów, bor, sód, lit, wapń, fosfor, itr oraz ziem rzadkich.

19. Sposób według zastrzał, znamienny tym, że stosuje się czynnik spajający w wypełniaczu, przynajmniej w jego części wsporczej

20. Sposób według zastrz.1 albo 19, znamienny tym, że wypełniacz przynajmniej w swej części wsporczej otaczającej mateiał modelu ma wytrzymałość rozdzielczą, w^^starczającą dla uerzyiywania odwrotnie odwzorowanego kształtu geometrycznego w złożu po transporcie metalu iacCeΓryseego, zastępującego matriał modeto.

21. Sposób według zastrz.16 albo 18, znamienny tym, że jako meeal maaierrysty stosuje się aluminium, jako domieszkę stosuje się źródło ^^^nezu i krzemu, zaś jako utleniacz stosuje się powietrze.