Тонкостенные монолитные конструкции из оксида металла, полученные из металлов, и способы производства таких конструкций

1 Перекрестная ссылка на родственные заявки Эта заявка связана с заявкой США Серии 08/336587, которая находится в процессе одновременного рассмотрения и направлена на рассмотрение 9 ноября 1994 г. под названием Тонкостенные монолитные конструкции из оксида железа, изготовленные из стали, и способы их производства. Область техники Настоящее изобретение относится к монолитным конструкциям из оксидов металла, изготовленным из металлов, а также к способам производства таких структур путем тепловой обработки металлов. Уровень техники Тонкостенные конструкции, объединяющие ряд тонкостенных форм с механической прочностью монолита, находят различное технологическое и инженерное применение. Обычно такие материалы находят применение в качестве делителей газовых и жидкостных потоков,используемых в теплообменниках, глушителях,фильтрах, каталитических носителях, находящих применение в различных областях химической промышленности, а также для контроля эмиссии автомобилей и др. Во многих случаях рабочие условия требуют использования тонкостенной конструкции, которая эффективна при повышенных температурах и/или в коррозионной среде. В таких вредных условиях обычно используются тугоплавкие материалы - металлы и керамика. Каждый их этих материалов имеет недостатки. Хотя металлы могут быть механически прочными и из них относительно легко могут быть получены конструкции различной формы с переменной толщиной стенок, они не эффективны в условиях повышенных температур или в коррозионных средах (особенно в кислых или окисляющих средах). С другой стороны, многие керамические материалы могут выдерживать требуемую температуру и коррозионные среды лучше, чем многие металлы, но им трудно придавать необходимую форму, они имеют пониженную прочность по сравнению с металлами и необходимы более толстые стенки,чтобы компенсировать относительную непрочность по сравнению с металлами. Кроме того,химические способы изготовления керамики часто связаны с опасностью для экологии. Такие способы включают использование токсичных ингредиентов и сопровождаются образованием вредных отходов. Помимо этого, производство керамических конструкций путем спекания порошка является трудоемким производственным процессом, который требует использования очень чистых порошков с зернами в виде частиц, чтобы обеспечить желаемое уплотнение материала при высокой температуре и под давлением. Часто этот процесс сопровождается образованием трещин на формуемой конструкции. 2 Оксиды металлов представляют собой полезные керамические материалы. В частности,оксиды железа в высоких степенях окисления,такие как гематит (-Fе 2O3) и магнетит (Fе 3O4),представляют собой термически стабильные тугоплавкие материалы. Например, гематит стабилен на воздухе, за исключением температур,значительно превышающих 1400 С, а температура плавления магнетита равна 1594 С. Эти оксиды железа в массе также химически стабильны в кислых, основных и окисляющих средах. Оксиды железа, такие как магнетит и гематит, имеют сравнимые плотности, сравнимые коэффициенты термического расширения и сравнимую механическую прочность. Механическая прочность этих материалов превосходит механическую прочность керамических материалов, таких как кордиерит и другие алюмосиликаты. Гематит и магнетит сильно отличаются по своим магнитным и электрическим свойствам. Гематит практически не обладает свойствами магнита и проводника электрического тока. Магнетит, наоборот, при температурах ниже 575 С является ферромагнетиком и имеет высокую проводимость (приблизительно 106 раз выше, чем гематит). Кроме того, как гематит, так и магнетит не оказывают вредного воздействия на окружающую среду, что делает их особенно хорошо приемлемыми для применения в тех случаях, когда большое значение имеют экологическая безопасность и здоровье населения. В частности, эти материалы не имеют токсикологических и экологических ограничений, установленных регулирующими правилами OSHA в США. Традиционно конструкции из оксидов металлов производят путем приготовления смеси порошков оксидов металлов (в противоположность порошкам металлов) и усиливающих компонентов, формования массы в виде желаемой формы и последующего спекания порошка с получением конечной конструкции. Однако эти процессы имеют много недостатков, включая некоторые недостатки, присущие производству других керамических материалов. В частности, они сопровождаются изменениями размеров, обычно требуют использования связующего или смазывающего вещества, чтобы уплотнить спекаемый порошок, и конструкции отличаются пониженной пористостью и повышенной усадкой при более высоких температурах спекания. При производстве металлических конструкций описано использование металлических порошков. Однако получение оксидов металлов путем спекания металлических порошков считается нежелательным. Действительно, образование оксидов металла в процессе спекания металлических порошков рассматривается как отрицательный эффект, который препятствует образованию металлических связей. "Окисление, и в особенности реакция металлов и не ок 3 сидных керамических материалов с кислородом,обычно рассматривается как нежелательный процесс, который необходимо предупредить"(1991. Ранее считалось неприемлемым использовать сталь в качестве исходного материала при производстве однородных конструкций из оксида железа, по меньшей мере, из-за того, что в способах предшествующего уровня окисление металла было неполным. Кроме того, поверхностные слои оксидов железа, полученных в соответствии со способами предшествующего уровня, легко отслаивались от стальной массы. Термическая обработка сталей часто называется отжигом. Хотя существуют разнообразные методики отжига и эти методики могут сильно модифицировать или даже улучшать некоторые свойства сталей, отжиг происходит с незначительными изменениями в химическом составе стали. При повышенных температурах в присутствии кислорода, в частности в присутствии воздуха, углерод и легкоплавкие стали могут частично окисляться, но такое проникающее окисление в общем случае считается вредным. Частично окисленная сталь рассматривается бесполезной и в данной области характеризуется как "отожженная". Считают, что "отожженная сталь редко может быть спасена, и обычно ее необходимо соскребать" (The Making, Shapingand Testing of Steel, U.S. Steel, 10-th ed., Section 3, p. 730). "Отжиг, используемый для удаления тонких оксидных пленок с порошков, которые тускнеют при длительном хранении или под воздействием влаги." (Metals Handbook Vol. 7, р. 182, Powder Metallurgy, ASM, 19-th Ed., 1984). Одна из попыток производства оксида металла путем окисления исходного металла описана в патенте США 4713360. В этом патенте описана отдельная керамическая основа, полученная путем окисления расплавленного исходного металла с образованием поликристаллического материала, содержащего, по существу,продукт реакции окисления исходного металла с помощью парофазного окислителя и необязательно один или несколько неокисленных компонентов исходного металла. В патенте 4713360 показано, что исходный металл и окислитель,по-видимому, образуют предпочтительный поликристаллический продукт реакции окисления,имеющий такое отношение свободной энергии поверхности с расплавленным исходным металлом, что в пределах некоторого интервала температурной области, в которой исходный металл расплавлен, по меньшей мере, некоторые из пересечений зерен (то есть границы зерен или пересечения трех зерен) поликристаллического продукта реакции окисления заменены плоскими или линейными каналами расплавленного металла. 4 Конструкции, полученные в соответствии со способами, описанными в патенте США '360,требуют получения расплавленного металла до его окисления. Кроме того, материалы, полученные в соответствии с такими способами, не обладают существенно более высокой прочностью по сравнению с материалами, полученными путем известного в данной области спекания. Исходные металлические конструкции не могут быть сохранены, так как для получения оксида металла металл должен быть расплавлен. Следовательно, после получения керамической конструкции, толщина которой точно не определена, ей придают форму конечного продукта. Еще одна попытка производства оксида металла путем окисления исходного металла описана в патенте США 5093178. В этом патенте описан делитель потока, который, как утверждается, может быть получен путем изготовления делителя потока из металлического алюминия путем экструзии или намоткой, а затем превращения его в гидратированный оксид алюминия посредством анодного окисления по мере его медленного опускания в ванну с электролитом и далее превращения в -оксид алюминия при тепловой обработке. Патент '178 относится к громоздкому электрохимическому процессу, который является дорогим способом и требует использования сильных кислот, которые обладают высокими коррозионными свойства и экологически нежелательны. Этот способ также требует медленного перемещения конструкции в электролите, по-видимому, чтобы получить свежую поверхность для окисления, и приводит только к частичному окислению. Более того, стадия окисления способа, описанного в патенте '178, приводит к образованию гидратированного оксида, который затем должен быть подвергнут дополнительной обработке для получения необходимой рабочей основы. Также описание патента '178 ограничено использованием алюминия и в нем не предполагается, что способ может быть применен в случае железа или других металлов (См. также "Directed MetalOxidation" - The Encyclopedia of Advanced Materials, Vol.1, p. 641 (Bloor et al., eds., 1994). Таким образом, существует необходимость в конструкциях из оксидов металлов, которые имеют высокую прочность, могут быть получены с помощью эффективного, недорогого и экологически приемлемого способа и способны обеспечивать такие характеристики тугоплавкости, которые требуются для использования при необходимых температурах и химических средах. Также существует потребность в конструкциях из оксидов металлов, которые способны работать при необходимых условиях и имеют различную форму и толщину стенок. Задачи и сущность изобретения В свете рассмотренного выше задача настоящего изобретения состоит в создании конструкции из оксида металла, которая имеет вы 5 сокую прочность, производится с помощью эффективного способа и имеет высокие характеристики тугоплавкости, которые необходимы при использовании в условиях требуемых температур и химической среды. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание конструкций из оксидов металлов, которые могут работать в требуемых условиях и имеют различную форму и толщину стенок. Еще одна задача настоящего изобретения заключается в получении конструкций из оксидов металлов непосредственно из металлсодержащих конструкций при сохранении, по существу, физической формы металлической конструкции. Эти и другие задачи настоящего изобретения реализуются с помощью монолитной тонкостенной конструкции из оксида металла, производимой путем изготовления металлической конструкции (такой как стальная конструкция в случае железа), содержащей множество поверхностей в непосредственной близости одна к другой, и нагревания металлической конструкции при температуре ниже температуры плавления металла с целью окисления конструкции и прямого превращения металла в оксид металла, так что конструкция из оксида металла, по существу, сохраняет ту же физическую форму,что и металлическая конструкция. Исходная металлическая конструкция может принимать различные формы и может не быть монолитной. За счет изменения параметров, таких как форма,размеры, расположение и уплотнение металла,металлическая конструкция может представлять собой слоистую конструкцию (например, конструкцию плоскость-угол или угол-к-углу,описанную ниже) или фильтрующий материал,состоящий из множества элементарных нитей. В одном из вариантов осуществления изобретения монолитная тонкостенная конструкция из оксида железа производится путем получения железосодержащей металлической конструкции(такой как стальная конструкция) и нагревания этой железосодержащей металлической конструкции при температуре ниже температуры плавления железа с целью окисления железосодержащей конструкции до гематита, а затем деоксигенирования конструкции из гематита до конструкции из магнетита. Конструкции из оксида железа настоящего изобретения могут быть получены непосредственно из стальной конструкции и будут фактически сохранять форму исходной стальной конструкции, из которой они получены. Металлсодержащие конструкции настоящего изобретения могут также содержать металлы, отличные от железа, например такие, как медь, никель и титан. Понятие металлсодержащая конструкция относится к конструкциям,которые могут быть монолитными или не монолитными, могут иметь определенную форму или могут быть образованы из металлов, сплавов или сочетаний металлов и могут быть использо 003524 6 ваны в качестве прекурсоров или заготовок монолитных конструкций из оксида металла настоящего изобретения. Металлсодержащие конструкции настоящего изобретения могут включать другие вещества, в том числе примеси, пока металл может быть окислен в соответствии с настоящим изобретением. Конструкции из оксида металла настоящего изобретения могут найти широкое применение, в том числе в качестве делителей потоков,коррозионно-устойчивых компонентов выхлопных систем автомобилей, носителей для катализаторов, фильтров, термоизоляционных материалов и звукоизолирующих материалов. Конструкция из оксида металла настоящего изобретения, содержащая преимущественно магнетит,который обладает магнитными и электропроводными свойствами, может быть нагрета с помощью электрического тока и, следовательно,может быть использована, например, как электронагреваемая термоизоляция, а также при электронагреве жидкостей и газов, проходящих через каналы, и в качестве устройств накаливания, которые устойчивы на воздухе. Кроме того,можно изготовить сочетание конструкций с использованием как магнетита, так и гематита. Например, материалы изобретения могут быть объединены в виде нагревающего элемента из магнетита, окруженного изоляцией из гематита. Краткое описание чертежей На фиг. 1 представлен перспективный вид примера металлической конструкции, выполненной в виде цилиндрического делителя потока и используемой в качестве исходного материала для изготовления конструкций из оксида металла. На фиг. 2 представлено поперечное сечение конструкции из оксида железа, которая имеет форму цилиндрического делителя потока. На фиг. 3 схематично представлено поперечное сечение кубического образца конструкции из оксида железа, выполненной в виде цилиндрического делителя потока с указанием осей координат и направления действия сил. Фиг. 4 представляет собой вид сверху примера конструкции типа угол-к-углу настоящего изобретения. На фиг. 5 показан вид сбоку гофрированного слоя, который может быть использован в конструкции из оксида железа настоящего изобретения. На фиг. 6 показан вид сбоку узла, приемлемого для обработки металлических конструкций в соответствии со способами настоящего изобретения. Фиг. 7 представляет собой перспективный вид конструкции, показанной на фиг. 4. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения Настоящее изобретение относится к прямому превращению металлсодержащих материалов, особенно железосодержащих материа 7 лов, таких как тонкая нелегированная стальная фольга, узкие ленты, металлические сетки, проволока, фетр, металлоткани, такие как металловата и тому подобное, в монолитные конструкции, изготовленные из оксида металла, в частности из оксидов железа, таких как гематит,магнетит, и их сочетаний. В находящейся на одновременном рассмотрении заявке 08/336587, направленной на рассмотрение 9 ноября 1994 г. под названием "Тонкостенные монолитные конструкции из оксида железа, изготовленные из сталей, и способы производства таких конструкций", описаны новые конструкции, который могут быть изготовлены, например, путем получения железосодержащей металлической конструкции, имеющей множество поверхностей в непосредственной близости одна к другой, и нагревания железосодержащей конструкции в атмосфере окислителя при температуре ниже температуры плавления железа с целью окисления железосодержащей конструкции и прямого превращения железа в оксид железа так, что конструкция из оксида железа практически сохраняет ту же физическую форму, что и железосодержащая металлическая конструкция. Это описание приведено здесь в качестве справочного материала. Способ получения монолитных конструкций из оксидов металла путем прямого окисления металлсодержащих конструкций при температуре ниже температуры плавления металла может быть использован и для других металлов,отличных от железа, таких как никель, медь и титан. Предпочтительно металл превращают в оксид металла, находящийся в наиболее высоком окисленном состоянии. Предпочтительные температуры и другие параметры тепловой обработки могут меняться в зависимости от природы металла и его конструкции, как это показано в примерах 1-4 и 6. Толщина стенок исходной металлсодержащей конструкции имеет большое значение и предпочтительно составляет менее чем приблизительно 0,6 мм, более предпочтительно менее чем приблизительно 0,3 мм и наиболее предпочтительно менее чем приблизительно 0,1 мм. Способ проведения такого превращения включает получение металлсодержащей конструкции в виде желаемой формы с поверхностями, находящимися в непосредственной близости одна к другой, а затем нагревание металлсодержащей конструкции до температуры ниже температуры плавления металла с образованием монолитной конструкции из оксида металла, имеющей, по существу, ту же форму, что и исходная металлсодержащая конструкция. Окисление железосодержащих конструкций предпочтительно проводить при температурах существенно ниже температуры плавления железа, которая составляет приблизительно 1536 С. Получение конструкций из гематита(Fе 2 О 3) предпочтительно осуществляют на воз 003524 8 духе при температуре приблизительно от 750 до 1350 С, более предпочтительно приблизительно от 800 до 1200 С и наиболее предпочтительно при температуре приблизительно от 800 до 950 С. Температура плавления меди составляет приблизительно 1085 С. Окисление медьсодержащих конструкций на воздухе проводят при температуре ниже приблизительно 1000 С, более предпочтительно при температуре приблизительно от 800 до 1000 С и наиболее предпочтительно при температуре приблизительно от 900 до 950 С. Предпочтительно основным образующимся оксидом меди является тенорит(CuO). Температура плавления никеля составляет приблизительно 1455 С. Окисление никельсодержащих конструкций на воздухе проводят при температуре ниже приблизительно 1400 С,более предпочтительно при температуре приблизительно от 900 до 1200 С и наиболее предпочтительно при температуре приблизительно от 950 до 1150 С. Предпочтительно основным образующимся оксидом никеля является бунзенит (NiO). Температура плавления титана составляет приблизительно 1660 С. Окисление титансодержащих конструкций на воздухе проводят при температуре ниже приблизительно 1600 С,более предпочтительно при температуре приблизительно от 900 до 1200 С и наиболее предпочтительно при температуре приблизительно от 900 до 950 С. Предпочтительно основным образующимся оксидом никеля является рутил(TiO2). Хотя конструкции из магнетита могут быть изготовлены прямым превращением железосодержащих конструкций в конструкции из магнетита, последние предпочтительно получают путем деоксигенирования конструкций из гематита. Такой процесс может быть осуществлен либо путем нагревания на воздухе при температуре приблизительно от 1420 до 1550 С,либо предпочтительно при нагревании при небольшом вакууме, например при 0,001 атмосфере и при температуре приблизительно от 1000 до 1300 С и наиболее предпочтительно при температуре приблизительно от 1200 до 1250 С. Получение конструкций из магнетита в вакууме является предпочтительным, так как при таком способе эффективно предупреждается значительное повторное окисление магнетита до гематита, которое имеет место, когда конструкции из магнетита, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, охлаждают на воздухе. Получение конструкций из магнетита в вакууме при температурах ниже приблизительно 1400 С является особенно предпочтительным,так как при более низких рабочих температурах снижаются энергетические затраты. Способы настоящего изобретения отличаются простотой,эффективностью и экологической безопасно 9 стью, поскольку в них не используются токсичные вещества и не образуются токсичные отходы. Одно из значительных преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе при получении конструкций из оксида железа используются относительно дешевые и доступные исходные материалы, такие как нелегированная сталь как горячего, так и холодного проката. В настоящем изобретении под нелегированной сталью подразумевается сплав, который содержит железо и менее чем приблизительно 2 вес.% углерода с или без небольших количеств других ингредиентов, которые могут присутствовать в стали. В общем случае сталь или другие железосодержащие материалы, которые могут быть окислены до оксида железа путем тепловой обработки при температуре намного ниже температуры плавления металлического железа, подпадают под объем настоящего изобретения. Установлено, что способ настоящего изобретения применим для сталей, имеющих широкий интервал содержания углерода, например приблизительно от 0,04 до 2 вес.%. В частности,в настоящем изобретении могут быть использованы высокоуглеродистые стали, такие как Российская сталь 3, и низкоуглеродистые стали,такие как AISI-SAE 1010. Российская сталь 3 содержит приблизительно более 97 вес.% железа, менее приблизительно 2 вес.% углерода и менее чем приблизительно 1 вес.% других химических элементов (в том числе приблизительно от 0,3 до 0,7 вес.% марганца, приблизительно от 0,2 до 0,4 вес.% кремния, приблизительно от 0,01 до 0,05 вес.% фосфора и приблизительно от 0,01 до 0,04 вес.% серы). СтальAISI-SAE 1010 содержит более чем приблизительно 99 вес.% железа, приблизительно от 0,08 до 0,13 вес.% углерода, приблизительно от 0,3 до 0,6 вес.% марганца, приблизительно 0,4 вес.% фосфора и приблизительно 0,05 вес.% серы. Особенно предпочтительно, чтобы в процессе нагревания максимальная площадь поверхности конструкции подвергалась воздействию окисляющей атмосферы для образования оксида металла. Для повышения эффективности и полноты превращения исходного металлсодержащего материала в металлоксидную конструкцию важно, чтобы исходная конструкция имела достаточно тонкую стенку, диаметр элементарной нити и др. Предпочтительно, чтобы поверхности исходной конструкции, которая должна быть окислена, имели толщину менее чем приблизительно 0,6 мм, более предпочтительно менее чем приблизительно 0,3 мм и наиболее предпочтительно менее чем приблизительно 0,1 мм. Фактически исходный материал может принимать любую форму, необходимую для получения конечного продукта. Например, он может представлять собой фольгу, узкие ленты, 003524 10 металлические сетки, проволоку, фетр, металлоткани, такие как металловата и тому подобное. Множество металлических поверхностей предпочтительно находятся в непосредственной близости одна к другой так, что эти поверхности могут в процессе окисления соединяться с образованием монолитной конструкции из оксида металла. Большое значение имеет то, что нет необходимости использовать какие-либо органические или неорганические связующие вещества или цементирующие вещества, чтобы сохранить форму оксидной конструкции при осуществлении способа настоящего изобретения, и предпочтительно такие связующие или цементирующие вещества не используются. Следовательно, термическая стабильность, механическая прочность и однородность формы и толщина конечного продукта могут быть в значительной степени улучшены по сравнению с продуктами, содержащими такие связующие вещества. Нелегированная сталь имеет объемную плотность приблизительно 7,9 г/см 3, тогда как объемные плотности гематита и магнетита равны приблизительно 5,2 и 5,1 г/см 3 соответственно. Так как плотность исходного стального материала выше, чем плотность продукта из оксида железа, то стенки конструкции из оксида железа будут тоньше, чем стенки исходной стальной конструкции, что иллюстрируется данными,представленными ниже в табл. 1 примера 1. Стенки оксидной конструкции могут содержать внутреннюю полость, ширина которой связана с толщиной стенок исходной конструкции. Установлено, что исходные конструкции с более тонкими стенками после окисления будут иметь внутренний просвет меньших размеров по сравнению с исходными конструкциями с более толстыми стенками. Например, из табл. 1 примера 1 видно, что ширина просвета составляет 0,04 и 0,015 мм соответственно для конструкций из оксида железа, изготовленных из фольги толщиной 0,1 и 0,025 мм. В способах настоящего изобретения могут быть использованы предварительные заготовки из металла, такие как фольга, металлические сетки, фетр и тому подобное, и/или сочетания указанных заготовок, чтобы изготовить металлоксидные конструкции, сохраняющие, по существу, форму и размер металлической заготовки. Более того, настоящее изобретение дает возможность соединять в одну конструкцию две или несколько конструкций из оксидов металлов, что дополнительно расширяет объем и разнообразие форм и размеров, которые могут быть получены в соответствии с настоящим изобретением. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения исходная конструкция представляет собой цилиндрический стальной диск, выполненный в виде де 11 лителя потока типа представленного на фиг. 1,который может разделять газообразный или жидкий поток на два или более потоков для удлинения времени или расстояния. Такой делитель потока может быть использован, например, как автомобильный каталитический преобразователь выхлопных газов. Обычно диск содержит первый плоский лист стали по соседству со вторым гофрированным листом стали, образующим треугольную ячейку (отверстие), которые свернуты вместе с образованием диска подходящего диаметра. Листы сворачивают достаточно плотно, чтобы обеспечить плотный физический контакт между соседними листами. С другой стороны, диск может включать три или более соседних листов, таких как плоский лист рядом с первым гофрированным листом, который располагается по соседству со вторым гофрированным листом, причем гофрированные листы имеют различные размеры треугольной ячейки. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения исходная стальная конструкция имеет форму делителя потока в виде бруска с прямоугольным поперечным сечением, которое показано на фиг. 4. Такой делитель потока также может быть использован в качестве автомобильного каталитического преобразователя выхлопных газов. Брусок содержит гофрированные стальные листы, имеющие параллельные каналы, прокатанные под углом к аксиальному потоку. Соседние листы предпочтительно уложены стопкой в зеркальном отражении, которое будет препятствовать вкладыванию одного листа в другой. Еще в одном предпочтительном варианте настоящего изобретения исходная стальная конструкция в виде бруска получена из металлического фетра. Такая конструкция может быть использована как фильтр для газов и жидкостей с большим свободным объемом. Размер конструкций, которые могут быть изготовлены в большинстве обычных способов получения керамических изделий, ограничен. Однако значительные ограничения по размерам для конструкций, получаемых в соответствии с настоящим изобретением, отсутствуют. Например, стальные делители потока, которые могут быть использованы в настоящем изобретении,могут меняться в зависимости от размера печи,требований для конечного продукта и ряда других факторов. Стальные делители потока могут иметь диаметр в интервале приблизительно от 50 до 125 мм и высоту приблизительно от 35 до 150 мм. Толщина плоских листов составляет приблизительно от 0,025 до 0,1 мм, а толщина гофрированных листов составляет приблизительно от 0,025 до 0,3 мм. Размеры треугольной ячейки,образуемой плоским и гофрированным листами,в таких делителях потока могут быть подогнаны таким образом, чтобы они соответствовали конкретным параметрам, требуемым для получае 003524 12 мой конструкции из оксида железа, в зависимости от толщины фольги и конструкции оборудования (такого как, например, зубчатый валик),используемого для получения гофрированных листов. Например, в случае фольги толщиной 0,1-0,3 мм основание ячейки может составлять приблизительно 4,0 мм, а высота ячейки - приблизительно 1,3 мм. В случае тонкой фольги с толщиной 0,025-0,1 мм ячейки меньших размеров могут иметь основание приблизительно от 1,9 до 2,2 мм и высоту приблизительно от 1,0 до 1,1 мм. С другой стороны, при использовании тонкой фольги толщиной от 0,025 до 0,1 мм конструкция может иметь более мелкие ячейки с основанием приблизительно от 1,4 до 1,5 мм и высотой приблизительно от 0,7 до 0,8 мм. Гофрированные листы, которые могут быть использованы для получения основ с открытыми и закрытыми ячейками, имеют плотность ячеек приблизительно от 250 до 1000 ячеек на кв.дюйм (39-155 ячеек на см 2) . В зависимости от назначения или размеров печи размеры могут отличаться от размеров,указанных выше. Кроме того, так как две или несколько металлоксидных конструкций могут быть соединены друг с другом с использованием способа настоящего изобретения без необходимости введения каких-либо внешних агентов,например таких, как связующие вещества, формы и размеры металлоксидных конструкций,которые могут быть получены с помощью настоящего изобретения, могут еще меняться. Окисляющая атмосфера должна предоставлять достаточное количество кислорода, чтобы обеспечить превращение железа в оксид железа. Количество кислорода, его источник, концентрация и скорость введения могут быть установлены с учетом характеристик исходного материала, требований, предъявляемых к конечному продукту, используемого оборудования и технологических деталей. Простой окисляющей атмосферой является воздух. Воздействие на обе стороны листа конструкции обеспечивает окисление, которое протекает с обеих сторон, что повышает эффективность и равномерность протекания процесса окисления. Не претендуя на какую-либо теорию, полагают, что окисление железа в исходной конструкции протекает по диффузионному механизму, наиболее предпочтительно путем диффузии атомов железа из металлической решетки к поверхности, где они окисляются. Этот механизм подтверждается образованием в процессе окисления внутреннего просвета. Когда окисление протекает с обеих сторон листа 10, в поперечном сечении конструкции, как это показано на фиг. 2, можно увидеть внутренний просвет 20. Когда конструкция из железа содержит области, которые отличаются по их открытости для воздушного потока, внутренние просветы,как установлено, могут быть более широкими на наиболее открытых участках конструкции. Это 13 подтверждает то, что окисление может протекать более равномерно по обеим сторонам железосодержащей конструкции, чем на других участках конструкции. На наименее открытых участках конструкции из железа, особенно в точках контакта листов железосодержащей конструкции, как установлено, образуются более узкие или даже невидимые просветы. Аналогично железосодержащие проволоки могут образовывать полые трубки из оксида железа с центральной цилиндрической пустотой, аналогичной внутренним просветам, которые могут быть обнаружены в листе из оксида железа. Медь-, никель- и титансодержащие конструкции обычно превращаются в соответствующие оксидные конструкции без образования просветов или при их незначительном образовании. Установлено, что путем проведения термической обработки после первоначального превращения железосодержащей конструкции в конструкцию из оксида железа можно контролировать образование просветов или практически исключить их образование, что может привести к получению более однородных конструкций, которые имеют более высокую прочность и/или плотнее, чем конструкции, имеющие просветы. Не претендуя на теорию, полагают, что дополнительная термическая обработка в соответствии с настоящим изобретением может повысить кристалличность материала,которая, помимо закрытия внутренних просветов, может обеспечить также заделку трещин и разломов. В случае оксида железа, как установлено,просветы практически закрываются при превращении гематита в магнетит, предпочтительно в вакууме, при котором температура плавления магнетита на 200-300 С ниже, чем температура (1597 С) его плавления при нормальном атмосферном давлении. Просветы остаются закрытыми после повторного окисления магнетитной конструкции до конструкции из гематита. Повторное окисление может быть проведено,например, путем нагревания на воздухе при температуре приблизительно 1400 С в течение приблизительно 4 ч. Внутренние просветы также уменьшаются или полностью закрываются при нагревании конструкций из гематита на воздухе при температурах, благоприятствующих образованию магнетита, предпочтительно при температуре приблизительно от 1400 до 1450 С. Полагают, что в данном случае также происходит, по меньшей мере, некоторое превращение конструкции из гематита в конструкцию из магнетита, но после охлаждения на воздухе конструкция из магнетита снова окисляется в конструкцию из гематита, которая содержит просветы меньшего размера или закрытые просветы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения конструкцию из гематита, 003524 14 содержащую просвет, обрабатывают путем нагревания при температуре, близкой к температуре плавления магнетита, которая может быть выбрана с учетом других технологических параметров, например с учетом давления. При нормальном атмосферном давлении эта температура равна предпочтительно приблизительно от 1400 до 1500 С. При небольшом вакууме эта температура наиболее предпочтительно находится в интервале приблизительно от 1200 до 1300 С. Для проведения термической обработки может быть использована любая приемлемая атмосфера. Предпочтительной атмосферой для тепловой обработки с целью удаления просветов является небольшой вакуум, например приблизительно 0,001 атм. При таком давлении наиболее предпочтительной температурой является температура приблизительно 1250 С. Время проведения нагревания с целью уменьшения размера просветов может меняться в зависимости от таких факторов, как температура, конструкция печи, скорость потока воздуха (кислорода), а также вес, толщина, форма,размер и свободное поперечное сечение обрабатываемого материала. Например, для обработки листов или нитей из гематита толщиной приблизительно 0,1 мм при небольшом вакууме в вакуумной печи приблизительно при 1250 С предпочтительно время нагревания менее чем приблизительно 1 день, более предпочтительно приблизительно от 5 до 120 мин и наиболее предпочтительно приблизительно от 15 до 30 мин. Для более крупных образцов или более низких температур обычно время нагрева увеличивается. Следует исключить перегрев, так как при использовании высоких температур и более низких давлений давление паров оксидов железа достаточно высокое, поэтому заметное количество оксидов может испариться. После проведения обработки по закрытию просветов обработанная конструкция из оксида железа должна быть охлаждена. Если необходимо, то термическую обработку с целью закрытия просветов можно повторить. Однако предпочтительно такую обработку проводят не более 2 раз, так как оксид железа может, в конце концов, разрушиться из-за излишнего повторения процесса. Когда железо (атомный вес 55,85) окисляется до гематита (Fе 2 О 3) (молекулярный вес 159,69) или магнетита (Fе 3O4) (молекулярный вес 231,54), в конечном продукте содержание кислорода, которое представляет собой теоретическое увеличение веса, равно 30,05 или 27,64% соответственно. Скорость окисления со временем существенно уменьшается. То есть на начальных этапах процесса нагревания скорость окисления относительно высока, но сильно падает по мере протекания процесса. Это согласуется с диффузионным механизмом окисления,который, как полагают, имеет место в рассмат 15 риваемом случае, поскольку длина диффузионного пути атомов железа должна со временем увеличиваться. Количественное выражение скорости образования гематита меняется в зависимости от таких факторов, как режим нагрева и детали исполнения железосодержащей конструкции, например такие, как толщина фольги и размер ячеек. Например, при нагревании железосодержащей конструкции, изготовленной из плоской и гофрированной фольги из нелегированной стали толщиной 0,1 мм и имеющей большие ячейки, описанные выше, при температуре приблизительно 850 С более 40% железа может окислиться за 1 ч. В такой конструкции более 60% железа может окислиться в течение приблизительно 4 ч, тогда как для полного (по существу, 100%-ного) окисления железа до гематита необходимо приблизительно 100 ч. Примеси в исходных стальных конструкциях, такие как Р, Si и Mn, могут образовывать твердые оксиды, которые незначительно загрязняют конечные конструкции из оксида железа. Кроме того, использование в способе изобретения асбестового изолирующего слоя может также привносить примеси в конструкцию из оксида железа. Такие факторы могут привести к фактическому увеличению веса, немного большему, чем теоретическое увеличение веса 30,05 или 27,64% соответственно при образовании гематита и магнетита. Неполное окисление может привести к тому, что фактическое увеличение веса будет немного меньше, чем теоретические значения 30,05 и 27,64% соответственно при образовании гематита и магнетита. Кроме того, когда магнетит образуется путем деоксигенирования гематита, неполное деоксигенирование гематита может привести к увеличению веса больше, чем на 27,64% для образования магнетита. Следовательно, с практической точки зрения, используемые в данном описании понятия конструкция из оксида железа, конструкция из гематита и конструкция из магнетита,относятся к конструкциям, состоящим, по существу, из оксида железа, гематита и магнетита соответственно. Содержание кислорода и спектры дифракции рентгеновских лучей могут быть использованы в качестве индикаторов образования конструкций из оксида железа настоящего изобретения из железосодержащих конструкций. В соответствии с настоящим изобретением понятие конструкция из гематита охватывает конструкции, которые при комнатной температуре,по существу, не обладают магнитными свойствами и не проводят электрический ток и содержат более чем приблизительно 29 вес.% кислорода. Типичные данные порошковой рентгенографии гематита представлены ниже в табл. 4 в примере 1. Конструкция из магнетита представляет собой конструкцию, которая при комнатной температуре обладает магнитными свойствами и электропроводностью и содержит при 003524 16 близительно от 27 до 29 вес.% кислорода. Если магнетит образуется при деоксигенировании гематита, то гематит также может присутствовать в конечной конструкции, как это видно из данных рентгенографического анализа, представленных в табл. 5 примера 2. В зависимости от желаемых характеристик и назначения конечного продукта деоксигенирование может проводиться до тех пор, пока не образуется значительное количество магнетита. Может быть желательным получение стехиометрического содержания кислорода в оксиде железа, присутствующем в конечном продукте. Это может быть осуществлено путем регулирования таких факторов, как скорость нагрева, температура, время нагрева, поток воздуха и форма исходной железосодержащей конструкции, а также за счет выбора и размещения изолирующего слоя. Образование гематита предпочтительно осуществляется путем нагревания материала из нелегированной стали при температуре менее чем температура плавления железа (приблизительно 1536 С), более предпочтительно при температуре менее чем приблизительно 1350 С и даже более предпочтительно при температуре приблизительно от 750 до 1200 С. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения нелегированную сталь нагревают при температуре приблизительно от 800 до 850 С. Время нагрева при такой температуре предпочтительно составляет от 3 до 4 дней. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения нелегированную сталь нагревают при температуре приблизительно от 925 до 975 С и наиболее предпочтительно при температуре приблизительно 950 С. Время нагрева при таких температурах предпочтительно составляет 3 дня. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения нелегированную сталь можно нагревать при температуре приблизительно от 1100 до 1150 С и более предпочтительно приблизительно при 1130 С. Время нагрева при таких температурах предпочтительно составляет 1 день. Окисление при температурах ниже приблизительно 700 С может быть слишком медленным, чтобы использовать этот процесс на практике, тогда как окисление железа до гематита при температурах выше приблизительно 1350 С требует тщательного контроля, чтобы исключить локальный перегрев и образование расплава вследствие сильно экзотермичной реакции окисления. Температура, при которой железо окисляется до гематита, находится в обратной зависимости от площади поверхности получаемого изделия. Например, окисление приблизительно при 750-850 С может привести к конструкции из гематита, имеющей площадь поверхности 17 Подходящей и простой печью для проведения нагревания является обычная конвекционная печь. Введение воздуха в обычной конвекционной печи осуществляется преимущественно снизу. Вокруг нагреваемой конструкции могут быть использованы электронагревательные металлические элементы, чтобы обеспечить относительно равномерное нагревание конструкции, предпочтительно в пределах приблизительно 1 С. Для того чтобы обеспечить относительно однородную скорость нагрева, может быть предусмотрена панель электрического контроля, которая также может способствовать достижению однородного нагрева конструкции. Полагают, что любая конструкция печи не является критической, пока обеспечиваются окисляющая среда и нагревание до желаемой температуры исходного материала. Исходная конструкция может быть помещена внутри кожуха, который служит для фиксации внешних размеров конструкции. Например, цилиндрический диск может быть помещен внутрь цилиндрической кварцевой трубки, которая выполняет функцию кожуха. Если для исходной конструкции используется кожух,между внешней поверхностью исходной конструкции и внутренней поверхностью кожуха предпочтительно помещают изолирующий слой. Изолирующий материал может представлять собой любой материал, который служит для того, чтобы предотвратить соединение внешней поверхности конструкции из оксида железа, образующейся в процессе окисления, с внутренней поверхностью кожуха. В качестве изолирующих материалов могут быть использованы асбест и цикрониевая фольга. Предпочтительна циркониевая фольга, которая в процессе обработки может образовывать легкоудаляемый порошок оксида циркония (ZrO2). Для облегчения работы исходная конструкция может быть помещена в печь или в зону нагрева, пока печь еще холодная. Затем печь может быть нагрета до рабочей температуры и эта температура поддерживается в течение всего периода нагрева. С другой стороны, печь или зона нагрева могут находиться при рабочей температуре и затем металлическую исходную конструкцию можно поместить в зону нагрева на время нагрева. Скорость, при которой зона нагрева доводится до рабочей температуры, не имеет решающего значения и обычно меняется только в зависимости от конструкции печи. Для получения гематита с использованием конвекционной печи при рабочей температуре приблизительно 790 С предпочтительно, чтобы печь нагревалась до рабочей температуры в течение приблизительно 24 ч при скорости нагрева приблизительно 35 С/ч. Время нагрева конструкции (период нагрева) меняется в зависимости от таких факторов,как конструкция печи, скорость потока воздуха 18 ма, размер и свободное поперечное сечение исходного материала. Например, для получения гематита из фольги из нелегированной стали толщиной приблизительно 0,1 мм в конвекционной печи время нагрева менее чем приблизительно 1 день и наиболее предпочтительно приблизительно от 3 до 5 ч предпочтительно в случае цилиндрических дисковых конструкций диаметром приблизительно 20 мм, высотой приблизительно 15 мм и весом приблизительно 5 г. Для более крупных образцов время нагрева должно увеличиваться. Например, для получения гематита из фольги из нелегированной стали в конвекционной печи время нагрева менее чем приблизительно 10 дней и более предпочтительно приблизительно от 3 до 5 дней предпочтительно в случае дисковых конструкций диаметром приблизительно 95 мм, высотой приблизительно 70 мм и весом до приблизительно 1000 г. После нагревания конструкцию охлаждают. Предпочтительно отключают обогрев печи и конструкции просто дают остыть внутри печи при окружающих условиях в течение приблизительно 12-15 ч. Охлаждение не должно быть быстрым, чтобы свести до минимума любые отрицательные воздействия на целостность и механическую прочность конструкции из оксида железа. Быстрое охлаждение конструкции из оксида железа обычно следует исключать. Конструкции из гематита настоящего изобретения обладают большой механической прочностью, что показано в табл. 3, 6, 7 и 8 в примерах, представленных ниже. В случае конструкций из гематита, выполненных в виде делителей потоков, конструкции, имеющие меньший размер ячеек и большую толщину стенок,обладают наибольшей прочностью. Из этих двух характеристик, как показано в табл. 3 и 6,главное усиление прочности, как оказывается,обусловлено размером ячеек, а не толщиной стенок. Следовательно, конструкции из гематита настоящего изобретения особенно желательны для использования в качестве легких делителей потоков, имеющих большое свободное поперечное сечение. Особенно предпочтительно применение монолитов изобретения в качестве керамического носителя в автомобильных каталитических преобразователях выхлопных газов. В соответствии с современными промышленными стандартами такие носители представляют собой делители потоков из кордиерита с закрытыми ячейками, имеющие, без промывочного покрытия, толщину стенок приблизительно 0,17 мм,со свободным поперечным сечением приблизительно 65% и пределом прочности приблизительно 0,3 мПа (P.D. Stroom et al., SAE Paper 900500, pp. 40-41 "Recent Trens in AutomotiveEmission Control", SAE (Feb. 1990). Как можно увидеть из данных табл. 1 и 3,представленных ниже, настоящее изобретение может быть использовано для производства де 19 лителей потока из гематита, имеющих более тонкие стенки (приблизительно 0,07 мм), большее свободное поперечное сечение (приблизительно 80%) и двойной предел прочности (приблизительно от 0,5 до 0,7 мПа) по сравнению с продуктом из кордиерита. С помощью настоящего изобретения могут быть получены делители потоков, имеющие тонкие стенки, например приблизительно от 0,07 до 0,3 мм. Для получения необходимой механической прочности керамические носители, в том числе кордиерит, имеют структуру с закрытыми ячейками. Как объясняется ниже, металлоксидные носители настоящего изобретения могут иметь структуру или с закрытыми, или с открытыми ячейками. Так как конструкции с открытыми ячейками обладают предпочтительными характеристиками потока, такими как более высокие свободная площадь поперечного сечения и площадь геометрической поверхности на единицу объема, как показано более подробно ниже, они предпочтительны для использования в тех случаях, когда необходимы такие характеристики потока. Предпочтительный способ получения конструкций из магнетита настоящего изобретения включает превращение вначале железосодержащей конструкции в гематит, как это описано выше, а затем деоксигенирование гематита до магнетита. Простой атмосферой для деоксигенирования является воздух. Другими атмосферами для деоксигенирования могут служить обогащенный азотом воздух, чистый азот или любой подходящий инертный газ. В этом процессе особенно полезно использовать вакуум, так как он понижает рабочую температуру,необходимую для проведения деоксигенирования. Присутствие восстанавливающего агента,такого как монооксид углерода, может повысить эффективность реакции деоксигенирования. После окисления исходной железосодержащей конструкции до гематита гематит может быть деоксигенирован до магнетита путем нагревания в воздухе при температуре приблизительно от 1350 до 1550 С или предпочтительно в небольшом вакууме при более низких температурах, предпочтительно при температуре приблизительно 1250 С. Давление предпочтительно равно приблизительно 0,001 атм. Более низкое давление может быть привлекательным для проведения деоксигенирования при более низких температурах, но в этом случае снижается температура плавления магнетита, что нежелательно. Плавление оксида металла должно быть исключено. Необязательно после нагревания с образованием конструкции из гематита конструкция до проведения деоксигенирования гематита в магнетит может быть охлаждена до комнатной температуры или более высокой температуры,которая необходима для работы с ней. С другой стороны, конструкцию из магнетита нет необ 003524 20 ходимости охлаждать до проведения деоксигенирования до магнетита. В случае деоксигенирования гематита до магнетита наиболее предпочтительный способ включает нагревание при температуре приблизительно 1250 С и при давлении приблизительно 0,001 атм, за которым следует охлаждение в вакууме. В процессе нагревания вакуум может упасть и затем постепенно восстановиться. Полагают, что вакуум падает из-за интенсивного выделения кислорода по мере превращения гематита в магнетит. Окружающий кислород из рабочей среды необратимо удаляется с помощью вакуума, чтобы свести до минимума обратное превращение магнетита в гематит. Время нагревания, которого достаточно для деоксигенирования гематита в магнетит,обычно намного меньше, чем время, которое необходимо для начального окисления материала до гематита. Предпочтительно при использовании конструкций из гематита, описанных выше, время нагревания для деоксигенирования конструкций до магнетита на воздухе при температуре приблизительно 1450 С составляет менее чем приблизительно 24 ч и в большинстве случаев более предпочтительно составляет менее чем приблизительно 6 ч, чтобы получить конструкции, содержащие магнетит. Во многих случаях для деоксигенирования на воздухе достаточно нагревания менее чем приблизительно 1 ч. В случае деоксигенирования в вакууме время нагревания короче. При давлении приблизительно 0,001 атм и температуре от 1000 до 1050 С деоксигенирование предпочтительно протекает приблизительно за 5 и до 6 ч; при 1200 С деоксигенирование предпочтительно протекает приблизительно 2 ч; при 1250 С деоксигенирование предпочтительно протекает приблизительно за 0,25-1 ч; при 1350 С конструкция, как установлено, расплавляется. Наиболее предпочтительно время нагревания при деоксигенировании составляет приблизительно от 15 до 30 мин. Конструкция из магнетита также может быть получена непосредственно из железосодержащей конструкции при нагревании последней в атмосфере окислителя. Чтобы исключить значительное присутствие гематита в конечном продукте, предпочтительные рабочие температуры при превращении железосодержащей конструкции в магнетит на воздухе составляют приблизительно от 1350 до 1500 С. Так как реакция окисления является сильно экзотермичной реакцией, существует большая опасность того, что температура на локальных участках может подняться до температуры выше температуры плавления железа, составляющей 1536 С, что приводит к локальному расплавлению конструкции. Так как деоксигенирование гематита до магнетита является эндотермичной реакцией, в отличие от экзотермичного окисления стали до магнетита, опасность локального 21 плавления сводится до минимума, если железо вначале окисляется до гематита, а затем деоксигенируется до магнетита. Следовательно, получение конструкции из магнетита путем окисления железосодержащей конструкции до гематитной конструкции при температуре ниже приблизительно 1200 С, за которым следует деоксигенирование гематита до магнетита, является предпочтительным способом. Тонкостенные конструкции из оксида железа настоящего изобретения находят широкое применение. Относительно высокая свободная площадь сечения, которая может быть получена,делает такие изделия полезными в качестве каталитических носителей, фильтров, теплоизолирующих и звукоизолирующих материалов. Оксиды железа настоящего изобретения,такие как гематит и магнетит, могут быть полезны при использовании в качестве делителей газообразного или жидкого потока; коррозионно-устойчивых компонентов автомобильных выхлопных систем, таких как глушители, каталитические преобразователи выхлопных газов и тому подобное; конструкционных материалов,таких как трубопроводы, стены, потолки и тому подобное; фильтров, например, для очистки воды, пищевых продуктов, продуктов медицинского назначения и материалов в виде частиц,которые могут быть регенерированы путем нагревания; термоизоляции в высокотемпературных средах (таких как печи) и/или в химических коррозионных средах; а также звукоизоляции. Оксиды железа настоящего изобретения, которые обладают электропроводными свойствами,такие как магнетит, могут быть нагреты с помощью электрического тока и, следовательно,они могут найти применение в качестве электронагреваемой термоизоляции, при электронагреве жидкостей и газов, проходящих через каналы, и устройств накаливания. Кроме того,могут быть изготовлены сочетания конструкций, в которых используется как магнетит, так и гематит. Например, из материалов настоящего изобретения возможно получение нагревающего элемента из магнетита, окруженного изоляцией из гематита. Особенно предпочтительной конструкцией, которая может быть получена в соответствии с настоящим изобретением, является металлоксидный делитель потока, имеющий открыто ячеистую типа угол-к-углу конструкцию, изображенную на фиг. 4-7. В соответствии с настоящим описанием открытоячеистый делитель потока представляет собой делитель потока, где несколько или все отдельные протекающие потоки сообщаются с другими потоками внутри делителя. Закрытоячеистые делители потока относятся к делителям потока, в которых отдельные протекающие потоки не сообщаются друг с другом внутри делителя. Конструкция угол-к-углу представляет собой открытоячеистую конструкцию, полученную путем разме 003524 22 щения двух или более гофрированных слоев по соседству один с другим таким способом, что вкладывание слоев один в другой частично или полностью исключено. Обычно большое число основ, таких как делители потока, каталитические носители,глушители и тому подобное, имеют цилиндрическую конструкцию с каналами, проходящими через корпус. Ячейки могут быть или открытыми, или закрытыми, а каналы могут быть или параллельными, или не параллельными. Для вредных сред, таких как среды с повышенными температурами и окисляющие/коррозионные атмосферы, известные материалы для таких основ обычно ограничены тугоплавкими сплавами металлов и/или керамикой. Металлические материалы, такие как фольга, позволяют изготовить основы различных форм, в которых плотность ячеек и их форма могут меняться в широких пределах. С другой стороны, в случае керамических материалов, которые в настоящее время получают путем экструзии или спекания порошков, допустимые конструкции сильно ограничены. Основа, имеющая закрытые ячейки и параллельные каналы, которая дает возможность получать только осевые массовые потоки, представляет собой простую цельномонолитную основу, используемую в предшествующих конструкциях. Такая конструкция приспособлена для экструзионной технологии, используемой сегодня для керамических материалов. В случае металлической основы эти закрытоячеистые конструкции с параллельными каналами обычно получают путем закручивания вместе двух различных металлических листов, один из которых плоский, а другой гофрированный. В такой конструкции типа плоскость-угол или уголплоскость плоские листы служат просто для отделения гофрированных листов, чтобы предотвратить вкладывание соседних гофрированных листов друг в друга. Но с других позиций он не является необходимым и фактически приводит к потере площади свободного сечения. В некоторых случаях эта проблема может быть решена путем использования чередующихся листов различных конфигураций, в частности один из листов может быть частично плоским и частично гофрированным. Установлено, что керамические металлоксидные открытоячеистые основы могут быть изготовлены в соответствии с настоящим изобретением за счет получения вначале открытоячеистых металлсодержащих основ, а затем превращения металла в оксид металла в соответствии со способами, описанными в работе. Открытоячеистые основы в соответствии с настоящим изобретением не нуждаются в использовании плоских листов и могут состоять только из множества соседних гофрированных слоев. Если необходимо, то также могут быть добавлены дополнительные плоские слои. 23 Один из вариантов осуществления керамических основ типа угол-к-углу настоящего изобретения, содержащих соседние гофрированные слои без плоских листов между ними,особенно хорошо подходит для использования в тех случаях, когда желательно уменьшить вес материала основы (объемную плотность) и обеспечить как осевой, так и радиальный массовый и тепловой потоки, например в автомобильных каталитических преобразователях выхлопных газов. Другие желательные свойства керамических корпусов типа угол-к-углу настоящего изобретения включают следующее: 1) достаточно большие площадь свободного поперечного сечения и геометрическая площадь поверхности, что приводит к меньшему размеру основы и более низкому падению давления, чем при закрытоячеистом устройстве сравнимого веса; 2) при сравнимых весах и площадях свободного поперечного сечения толщина стенок и/или плотность ячеек может быть выше, что приводит к повышению механической прочности основы типа угол-к-углу по сравнению с закрытоячеистой конструкцией; 3) более равномерное распределение температуры, пониженные термические напряжения в процессе термического цикла, чем в случае закрытоячеистой конструкции; 4) более хорошее промывочное покрытие,так как в закрытоячеистой основе суспензия промывочного покрытия заполняет углы ячейки, главным образом, из-за поверхностного натяжения, что нежелательно. На фиг. 4 представлен вид сверху предпочтительной керамической конструкции 10 настоящего изобретения с открытыми ячейками. Конструкция 10 приемлема для использования в качестве делителя потока для разделения струи потока f, который течет параллельно стороне 30 конструкции 10. На фиг. 4 изображена конструкция, включающая первый гофрированный слой, имеющий высшие точки (вершины) 40 обычно треугольных ячеек. Ячейки обычно образуют параллельные каналы, что показано с помощью параллельности вершин 40. Каналы,имеющие вершины 40 первого гофрированного листа, расположены под угломк оси f протекающего потока. Второй гофрированный слой,расположенный ниже первого гофрированного слоя, имеет вершины 50 (показаны в виде пунктирных линий) обычно треугольных ячеек. Ячейки образуют обычно параллельные каналы,как это показано с помощью параллельных вершин 50. Каналы, имеющие вершины 50 второго гофрированного слоя, расположены под углом 2 к каналам, имеющим вершины 40 первого гофрированного слоя. Следует понимать,что конструкция 10 может быть изготовлена с таким количеством гофрированных слоев, которое необходимо в конечном изделии из оксида 24 металла, и на фиг. 4 для удобства изображено только два слоя. Предпочтительно, чтобы дополнительные гофрированные слои были расположены выше и ниже первого и второго гофрированных слоев. В предпочтительном варианте изобретения каналы в других слоях располагаются под углом 2 по отношению к другому слою, хотя нет необходимости повторять такое расположение для каждого следующего слоя. Может быть использовано любое приемлемое размещение, которое исключает вкладывание соседних гофрированных слоев один в другой. Гофрированные металлические слои могут быть получены любым подходящим способом, в том числе путем прокатывания плоского листа зубчатым валиком. Предпочтительно использовать зубчатый валик,который прокатывает плоский лист под углом,равным углу желаемому, а в конечной конструкции угол-к-углу. На фиг. 5 представлен вид сбоку гофрированного слоя, который может быть использован в настоящем изобретении. Стороны 11 и 12 треугольных ячеек соединены в вершине 14 и лежат под угломдруг к другу. Каналы 13, простирающиеся перпендикулярно плоскости страницы, на которой представлена фиг. 1, образованы сторонами 11 и 12 и могут принять протекающий поток в конструкцию, как это показано на фиг. 4 и 7. На фиг. 6 изображен боковой вид узла, содержащего конструкцию угол-к-углу, который может быть использован для тепловой обработки в соответствии с настоящим изобретением. Гофрированные металлические листы 90 а,90 в и 90 с уложены стопкой способом, описанным выше и изображенным на фиг. 4. Как было описано выше, конструкция может быть изготовлена с таким количеством гофрированных металлических слоев, которое желательно для конечной конструкции из оксида металла, причем на фиг. 6 для удобства изображено три слоя. Верхний и нижний плоские металлические листы 85 расположены выше и ниже верхнего и нижнего гофрированного листа соответственно. Изолирующие слои 80 предпочтительно состоят из асбеста или циркониевой фольги и расположены выше и ниже плоских листов 85. Пластины 60 и 70, предпочтительно содержащие оксид алюминия, уложены стопкой выше и ниже изолирующих слоев 80 для создания давления на конструкцию угол-к-углу, чтобы содействовать сохранению тесного контакта поверхностей гофрированных слоев друг с другом. Блоки (или сердцевины) 75, которые предпочтительно содержат оксид алюминия, расположены между верхним и нижним изолирующими слоями 80. Блоки 75 предпочтительно имеют высоту немного меньше высоты металлсодержащей конструкции типа угол-к-углу(включая ее гофрированные слои 90 а, 90 в и 90 с и верхний и нижний плоские слои 85). Таким 25 образом, блоки 75 служат для фиксации высоты конечной металлоксидной конструкции типа угол-к-углу за счет того, что они предупреждают сдавливание пластинами 60 и 70, приводящее к уменьшению высоты конструкции угол-к-углу до величины, меньшей чем высота блоков 75. Вся конструкция, показанная на фиг. 6, выполнена таким образом, что ее можно помещать в нагревающую среду, например в печь, для превращения металла в слоях 85, 90 а,90 в и 90 с в оксид металла в соответствии со способом, описанным здесь. Конструкция, аналогичная представленной на фиг. 6, может быть использована в металлических заготовках с другими формами или металлическими компонентами. Например, металлоксидный фильтр может быть получен из металлических нитей, которые размещаются вместо гофрированных слоев 90 а, 90 в и 90 с в узле,аналогичном представленному на фиг. 6. Верхний и нижний металлические листы 85 могут быть исключены, если в конечном продукте необходимость в них отсутствует. На фиг. 7 показан перспективный вид конструкции угол-к-углу, изображенной на фиг. 4-6, в виде бруска. В этом случае также только для удобства изображено два гофрированных слоя. Плоский верхний лист 15 лежит на вершинах 40 верхнего гофрированного слоя. Нижний плоский лист 16 лежит под желобами нижнего гофрированного слоя. Для того чтобы предотвратить вкладывание друг в друга гофрированных слоев конструкции угол-к-углу настоящего изобретения,соседние слои предпочтительно уложены стопкой в зеркальном отражении так, что каналы соседних слоев пересекаются под углом 2. Угол ,который имеет значение больше 0, может меняться вплоть до 45. Таким образом, угол 2 может меняться вплоть до 90. Как показано ниже в примере 4, механическая прочность основы находится в зависимости от величины угла . К другим параметрам конструкции уголк-углу, которые могут влиять на механические свойства, относится уголтреугольной ячейки. Уголравен 60 в равностороннем треугольнике и может быть меньше или больше 60 в равнобедренных треугольниках. Величины углабольше 60, в особенности около 90, обычно соответствуют механически более прочным основам, чем величины угловменее 60. Гофрированные листы, используемые в конструкциях типа угол-к-углу настоящего изобретения, имеют равносторонние или равнобедренные треугольные ячейки (60) с плотностью ячеек приблизительно от 250 до 1000 ячеек на 1 кв.дюйм (яч./кв.дюйм) (39-155 ячеек на 1 см 2) . Толщина предпочтительной металлической фольги, используемой в конструкциях угол-к-углу настоящего изобретения, равна приблизительно от 0,025 до 0,1 мм. Толщина 26 фольги приблизительно 0,038 мм предпочтительна для железосодержащих конструкций,используемых в качестве делителей потока. Толщина фольги приблизительно 0,05 мм предпочтительна для конструкций, в которых используется металл, отличный от железа. Для более хорошей защиты и безопасности работы с гофрированными слоями металлоксидной конструкции предпочтительно снабжать металлическую заготовку угол-к-углу наиболее удаленными от середины верхним и нижним слоями, изготовленными из относительно более толстой, плоской металлической фольги. В случае железосодержащей заготовки предпочтительно использовать фольгу из стали толщиной приблизительно 0,1 мм. Как описано выше, в предпочтительном варианте осуществления изобретения гофрированные слои разрезают на куски, которые укладывают стопкой в зеркальном отражении с образованием желаемого поперечного сечения. Если уложенные стопкой куски представляют собой одинаковые прямоугольники, то полученное поперечное сечение, по существу, является прямоугольным. Однако, если желательно, то уложенные стопкой металлические куски могут быть нарезаны таким образом или им может быть придана такая форма, что получаемое поперечное сечение является круглым, овальным или имеет другую необходимую форму, с последующим превращением в оксид металла. В общем случае любая желаемая форма, которая может быть получена как тонкостенная металлическая основа,может быть превращена в керамическую основу в соответствии с настоящим изобретением. Другим вариантом изготовления керамической основы типа угол-к-углу желаемой формы является получение керамической металлоксидной основы с прямоугольным поперечным сечением (бруска) из подходящей металлической заготовки с последующим вырезанием из этого керамического бруска основы желаемой формы. Например, брусок (конструкция) 10, изображенный на фиг. 4-7, может быть превращен в металлоксидную конструкцию, а затем из него вырезают цилиндр, верх и низ которого соответствуют сторонам 20 а и 20 в бруска 10. Ось цилиндра параллельна оси потока f. Примеры предпочтительных деталей производства и свойства материалов основ типа угол-к-углу приведены в примерах 4 и 5. Для более хорошей защиты цилиндрической конструкции после ее вырезания из бруска вокруг окружности цилиндра может быть завернут плоский металлический лист и вся конструкция может быть подвергнута термической обработке в соответствии со способами,представленными в данном описании, с получением монолитной металлоксидной конструкции. Также установлено, что способы настоящего изобретения могут быть использованы для производства целостных конструкций, которые могут применяться в качестве фильтров. В 27 предпочтительных вариантах осуществления изобретения могут быть получены тугоплавкие фильтры, имеющие достаточную механическую прочность, пространственную устойчивость и способность собирать и отделять различные объекты (например, материал в виде частиц) из потока. Примерами фильтров, полученных в соответствии с настоящим изобретением, являются фильтры, имеющие большой свободный объем, предпочтительно больше 70% и более предпочтительно от 80 до 90%. Такие фильтры могут быть изготовлены, например, путем превращения металлического фетра, ткани, ваты и др. в металлоксидные фильтры путем нагревания в соответствии с описанными способами. Предпочтительно проволока, из которых изготовлен фетр или ткань, имеет диаметр нити приблизительно от 10 до 100 мкм. В предпочтительном варианте осуществления изобретения тонкие стружки, полученные из нелегированных сталей, таких как Российская сталь 3, сталь AISE-SAE 1010, или других сталей, используемых в описанной выше тонкой фольге, и имеющие неодинаковую толщину,формируют в виде фетра. Плотность стружек может меняться в зависимости от желаемой плотности фильтра в конечном изделии. Фетр путем нагревания при температуре ниже температуры плавления железа превращают в оксид железа, предпочтительно гематит. Предпочтительно также проводить дополнительную термическую обработку, чтобы закрыть внутренние пустоты или отверстия в нитях и улучшить однородность и физические свойства материала,такие как механическая прочность, как это описано выше. Фильтр также может быть усилен за счет введения в корпус фильтра, предпочтительно в стальную заготовку, различных упрочняющих элементов, изготовленных из стали. Примерами упрочняющих элементов являются стальные сетки, стальные сита и стальная вата с нитями переменной толщины. И, наконец,фильтр из гематита может быть превращен в фильтр из магнетита в условиях, описанных выше, для превращения гематита в магнетит в случае тонкостенных конструкций. Различные детали производства и свойства фильтров с высоким свободным объемом приведены в примерах 7 и 8. В соответствии с настоящим изобретением также могут быть изготовлены сложные формы благодаря тому, что две или несколько металлоксидных конструкций могут быть сплавлены вместе, даже если исходные конструкции не похожи друг на друга. Например, размещение стального материала между двумя или более кусками из гематита, а затем обработка образца с целью превращения железа стали в оксид железа путем нагревания при температуре ниже температуры плавления железа (как это описано в данной заявке) может соединить куски гематита вместе. Стальной связующий материал может иметь форму, например, тонкой фольги, 003524 28 сита, сетки, стружек, порошка или нитей. В тех случаях, когда необходима большая свободная площадь для протекающего потока, соединение двух или нескольких конструкций обычно не является предпочтительным, так как соединенные поверхности препятствуют протеканию потока. Такое соединение является предпочтительным для материалов, которые используются в качестве изоляции. Кроме превращения железа в оксид железа,описанные способы могут быть использованы для превращения других металлов в соответствующий оксид. Например, никель-, медь- и титансодержащие конструкции могут быть превращены в конструкции, содержащие соответствующие оксиды,путем нагревания конструкции до температуры ниже температуры плавления (Т.пл.) металла. Для конструкций, содержащих никель(Т.пл.=1455 С), нагревание предпочтительно проводится при температурах приблизительно ниже 1400 С, более предпочтительно при температуре приблизительно между 900 и 1200 С и наиболее предпочтительно при температуре приблизительно от 950 до 1150 С. Предпочтительной атмосферой является воздух. Время нагревания может меняться в зависимости от рабочих условий, температуры нагревания, реакционных условий, печи, конструкции, которая должна быть нагрета, желаемых свойств конечного продукта и др. Предпочтительно время нагревания составляет приблизительно от 96 до 120 ч, как это показано в примере 6. Для конструкций, содержащих медь(Т.пл.=1085 С) нагревание предпочтительно проводят при температурах ниже приблизительно 1000 С, более предпочтительно при температурах приблизительно между 800 и 1000 С и более предпочтительно при температурах приблизительно между 900 и 950 С. Предпочтительной атмосферой является воздух. Время нагревания может меняться в зависимости от рабочих условий и желаемой степени окисления меди. Предпочтительно время нагревания составляет приблизительно от 48 до 168 ч в зависимости от температуры, реакционных условий, печи, подвергаемой обработке конструкции, конечного продукта и др. Полагают, что обработка при более низких температурах и/или в течение более короткого промежутка времени приводит к образованию в конечном продукте большего количества Cu2 О, чем СuО. Для получения конструкций,содержащих, по существу, только СuО, предпочтительный способ заключается в нагревании приблизительно при 950 С в течение приблизительно от 48 до 72 ч, как это показано в примере 6. Для конструкций, содержащих титан(Т.пл.=1660 С), предпочтительно нагревание при температуре приблизительно 1600 С, более предпочтительно при температуре приблизительно от 900 до 1200 С, более предпочтительно при температуре приблизительно от 900 до 950 С. Предпочтительной атмосферой является 29 воздух. Время нагревания может меняться в зависимости от рабочих условий, температуры,условий реакции, печи, обрабатываемой конструкции, получаемого конечного продукта и др. Предпочтительно время нагревания приблизительно при 950 С составляет приблизительно от 48 до 72 ч, как это показано в примере 6. Таким образом, способы настоящего изобретения могут обеспечить получение тонкостенных монолитных металлоксидных конструкций из металлов. Термическая обработка и получаемые конструкции для различных металлов имеют аналогичную модель, но отличаются важными отдельными признаками. Наиболее контролируемые и наиболее экономичные способы позволяют получать металлоксидную конструкцию, содержащую металл в его наиболее высоком окисленном состоянии. Очень высокие и очень низкие рабочие температуры обычно менее желательны. Хотя более высокие температуры обеспечивают более быстрое и более полное(стехиометрическое) окисление металла до его наиболее высокого окисленного состояния, эти условия могут быть неприемлемы с точки зрения качества получаемых тонкостенных металлоксидных материалов. Если процесс проводить при температуре, слишком близкой к температуре плавления металла, то, поскольку реакция окисления является высоко экзотермичной реакцией, это может повысить температуру до температуры выше температуры плавления металла. Следовательно, для предупреждения перегрева и расплавления конструкции необходимо использовать температуры, достаточно низкие относительно температуры плавления металла. Если температуры слишком низкие, даже более длительное время окисления, повидимому, будет приводить к неполному окислению. В принципе, это можно исправить за счет дополнительной тепловой обработки, чтобы окислить оставшийся металл и низшие оксиды металла. Однако из-за того, что оставшийся металл обычно имеет тепловые характеристики(коэффициент расширения, проводимость и др.),отличные от этих характеристик необходимого оксида, дополнительная тепловая обработка может разрушить тонкостенную конструкцию. Дополнительная тепловая обработка менее предпочтительна в тех случаях, когда конечный оксид металла имеет более чем одну стабильную структурную модификацию для конкретной стехиометрии. В этом случае конечная конструкция может не быть однородной, что обычно уменьшает ее механическую прочность. Железосодержащие конструкции только с одной структурой гематита (Fе 2O3) обычно предпочтительны для дополнительной тепловой обработки. Таким образом, железосодержащие конструкции наиболее предпочтительны с этих позиций и могут быть улучшены за счет дополнительной обработки. С другими материалами работать труднее. В частности, в случае титана, который имеет не 003524 30 сколько модификаций диоксида титана TiO2 (рутил, анатаз и броккит), дополнительная тепловая обработка оксидной конструкции может фактически привести к ухудшению ее свойств. Таким образом, наиболее предпочтительными температурными интервалами являются температурные интервалы ниже температуры плавления, которых вполне достаточно, чтобы обеспечить относительно быстрое и полное окисление и при этом исключить перегрев конструкции до температуры выше температуры плавления металла в процессе обработки. Следующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение. Пример 1. Монолитные конструкции из гематита в форме цилиндрического делителя потока получают путем нагревания на воздухе конструкции,изготовленной из нелегированной стали, в соответствии с приведенным ниже описанием. Получают пять различных стальных образцов, которые превращают в конструкции из гематита. Свойства полученных конструкций и условия их обработки для пяти опытов представлены в табл. 1 Таблица 1 Свойства делителя потока и рабочие условия Диаметр стального диска, мм Высота стального диска, мм Объем стального диска, мм 3 Толщина стальной фольги, мм Основание ячейки, мм Высота ячейки, мм Вес стали, г Длина листа стали, см Площадь стали(одна сторона), см 2 Объем стали, см Свободная площадь поперечного сечения стального диска, % Время нагревания, ч Температура нагревания, С Вес гематита, г Увеличение веса гематита, % Обычная фактическая толщина гематита, мм Обычные просветы в гематите, мм Обычная толщина гематита без просвета, мм Объем гематита без просвета, см 3 Фактический объем гематита с просветом, см 3 Свободное поперечное сечение структуры из гематита без просвета, % Фактическое свободное поперечное сечение без пустот, % Рассчитано на основе веса стали или гематита с использованием значения плотности 7,86 г/см 3 для стали и 5,24 г/см 3 для гематита.Рассчитано, исходя из продукта (на одной стороне) геометрической площади стали,умноженной на фактическую толщину гематита 31 Детали осуществления способа получения для образца 1 представлены ниже. Образцы 2-5 получены и испытаны аналогичным способом. Для получения образца 1 из двух стальных листов из стали AISI-SAE 1010, каждый толщиной 0,025 мм, один из которых плоский, а другой гофрированный, изготовлен цилиндрический делитель потока, аналогичный изображенному на фиг. 1, диаметром приблизительно 92 см и высотой 76 см. Гофрированный лист из стали имеет треугольную ячейку с основанием 2,15 мм и высотой 1,07 мм. Листы сворачивают достаточно плотно, чтобы обеспечить физический контакт между соседними плоским и гофрированным листами. После сворачивания листов вокруг внешнего слоя конструкции размещают внешний слой конструкции, чтобы обеспечить простоту работы и дополнительную жесткость. Конечный вес конструкции составляет 273,4 г. Стальную конструкцию заворачивают в изолирующий лист из асбеста толщиной приблизительно 1 мм и помещают в цилиндрическую кварцевую трубку, которая служит в качестве кожуха для фиксации внешних размеров конструкции. Трубку, содержащую стальную конструкцию, помещают при комнатной температуре на керамическую подложку в конвекционную печь. Керамическая подложка удерживает стальной образец в печи на высоте, при которой образец подвергается равномерному воздействию при рабочей температуре, которая отличается в любой точке образца не более чем на 1 С. Для контроля равномерного нагрева образца используют термопары. После размещения образца в печи печь нагревают с помощью электрического тока в течение приблизительно 22 ч при скорости нагрева приблизительно 35 С/ч до рабочей температуры приблизительно 790 С. Образец затем выдерживают при температуре приблизительно 790 С в течение приблизительно 96 ч в атмосфере воздуха. Специальных устройств для создания потока воздуха в печи не используют. Через 96 ч нагрев печи выключают и печи дают остыть до комнатной температуры в течение приблизительно 20 ч. Затем кварцевую трубку извлекают из печи. Конструкция из оксида железа легко извлекается из кварцевой трубки, а следы асбестовой изоляции удаляют с конструкции из оксида железа механическим путем с помощью абразивных средств. Вес конструкции составляет 391,3 г, что соответствует увеличению веса (содержанию кислорода) приблизительно 30,1 вес.%. Очень небольшое увеличение веса сверх теоретического значения 30,05%, как полагают, обусловлено наличием примесей, которые могут быть следствием использования асбестовой изоляции. Рентгенографический спектр порошка, полученного из конструкции, прекрасно соответст 003524 32 вует стандартному спектру гематита, что показано в табл. 4. Конструкция обычно сохраняет форму исходной стальной конструкции, за исключением некоторой деформации треугольных ячеек из-за увеличения толщины стенок. В конструкции из гематита все физические контакты между соседними стальными листами внутренне свариваются, давая монолитную структуру, не имеющую видимых трещин или иных дефектов. Толщина стенок конструкции из гематита составляет приблизительно от 0,07 до 0,08 мм при свободном поперечном сечении приблизительно 80%, как это показано в табл. 1. В различных поперечных срезах конструкции,каждый из которых содержит несколько дюжин ячеек, под микроскопом почти всегда можно увидеть внутренний просвет приблизительно от 0,01 до 0,02 мм. Площадь поверхности по методу БЭТ составляет приблизительно 0,1 м 2/г. Конструкция из гематита не обладает магнитными свойствами, как это показывает проверка с помощью обычного магнита. Кроме того, конструкция не обладает электропроводностью при проведении следующего испытания. Из конструкции вырезают небольшой стержень диаметром приблизительно 5 мм и длиной приблизительно 10 мм. Стержень устанавливают в контакте с платиновыми пластинами, которые выполняют функцию электрических контактов. К конструкции прикладывают электрический ток мощностью приблизительно от 10 до 60 Вт,при этом отсутствует любое заметное воздействие на конструкцию. Монолитную конструкцию из гематита испытывают на устойчивость к воздействию серной кислоты, помещая четыре образца конструкции в серную кислоту (5-10%-ный водный раствор), как это показано ниже в табл. 2. Образцы 1 и 2 включают участки наиболее удаленных поверхностных листов. Возможно, что эти образцы содержат следовые количества материала изоляции и/или были окислены не полностью при остановке процесса термической обработки. Образцы 3 и 4 содержат только внутренние части конструкции. Для всех четырех образцов не наблюдается видимых следов коррозии даже через 36 дней испытания в серной кислоте, а количество железа, растворенного в серной кислоте, которое определяют путем стандартной атомно-абсорбционной спектроскопии, незначительно. Образцы также сравниваются с образцами порошка, полученными из той же монолитной конструкции из гематита при ее измельчении до порошка такого же качества, которое используется при проведении рентгенографических анализов. Порошок выдерживают в серной кислоте в течение приблизительно 12 дней. После еще одной недели воздействия серной кислотой (всего в течение 43 дней для образцов монолита и 19 дней для образцов порошка) количество растворенного железа остается неизменным, что свидетельствует о достижении концентрации насыщения. Относительная степень растворения в случае порошка выше, так как площадь поверхности образцов порошка больше, чем площадь поверхности образцов монолитной конструкции. Однако количество и процент растворения незначительны как в случае монолитной конструкции, так и в случае порошка, полученного из этой конструкции. Таблица 2 Устойчивость к коррозии в серной кислоте Вес Fе 2 О 3, г Вес Fe, г Исходя из данных, представленных в табл. 1 и 2 для монолитной конструкции, среднее значение коррозионной устойчивости образцов составляет менее 0,2 мг/см 2 в год, что в соответствии с ASM рассматривается как некоррозионный материал (ASM Engineered Materials ReferenceBook, ASM International, Metal Park, Ohio 1989). Конструкцию из гематита, полученную в этом примере, также подвергают следующему испытанию на механическое раздавливание. От конструкции с помощью алмазного резца отрезают семь стандартных кубических образцов,каждый размерами приблизительно 1"х 1"х 1"(2,54 х 2,54 х 2,54 см). На фиг. 3 схематично показано поперечное сечение испытуемых образцов и указаны координатные оси и направление воздействия усилия. Ось А параллельна осям каналов, ось В перпендикулярна осям каналов и полупараллельна плоскому листу, а ось С перпендикулярна осям каналов и полуперпендикулярна плоскому листу. Давление, при котором проводят раздавливание, представлено в табл. 3. Таблица 3 Механическая прочность монолитов из гематита Образец Ось испытания Давление раздавливания, мПа 1 а 24,5 2 в 1,1 3 с 0,6 4 с 0,5 5 с 0,7 6 с 0,5 7 с 0,5 Образец 4 из табл. 1 также охарактеризован с помощью порошкового рентгенографического анализа. В табл. 4 представлен рентгенографический (Сu К-излучение) спектр порошка, полученный с использованием порошкового 34 рефрактометра HZG-4 (Karl Zeiss), в сравнении со стандартными данными по рефракции гематита. В таблице обозначение "d" представляет собой межплоскостные расстояния, a "J" - относительную интенсивность. Таблица 4 Данные порошкового рентгенографического анализа гематита Образец СтандартJ, % 3,68 19 3,68 30 2,69 100 2,70 100 2,52 82 2,52 70 2,21 21 2,21 20 1,84 43 1,84 40 1,69 52 1,69 45 Данные из файла 33-0664, InternationalCentre for Diffraction Date, Newton Square, Pa. Пример 2. Путем деоксигенирования на воздухе монолитной конструкции из гематита получают монолитную конструкцию из магнетита. Конструкция из магнетита, по существу, сохраняет форму, размер и толщину стенок конструкции из гематита, из которой она изготовлена. Конструкцию из гематита получают в соответствии со способом, который, по существу, аналогичен способу примера 1. Толщина стальной фольги, из которой получают гематитный делитель потока, составляет приблизительно 0,1 мм. Стальную конструкцию нагревают в печи при рабочей температуре приблизительно 790 С в течение приблизительно 120 ч. Полученный делитель потока из гематита имеет толщину стенок приблизительно 0,27 мм, а содержание кислорода составляет 29,3%. Для получения магнетитной конструкции из гематитного делителя потока вдоль направления оси вырезают, по существу, цилиндрическую секцию гематитной конструкции диаметром приблизительно 5 мм и длиной приблизительно 12 мм, весом около 646,9 мг. Этот образец помещают в тигель из алунда, а затем в дифференциальный термогравиметрический анализатор TGD7000 (Sinku Riko, Japan) при комнатной температуре. Образец нагревают на воздухе со скоростью приблизительно 10 С/мин до приблизительно 1460 С. Образец увеличивается в весе приблизительно на 1,2 мг (приблизительно 0,186%) вплоть до температуры приблизительно 1180 С с повышением содержания кислорода приблизительно до 29,4 вес.%. Начиная с температуры приблизительно 1180 С и до температуры приблизительно 1345 С увеличение веса образца не наблюдается. При температуре выше приблизительно 1345 С образец начинает терять вес. При температуре приблизительно 1420 С в спектре дифференциальной температурной кривой наблюдается сильный эндотермический эффект. При 1460 С суммарная поте 35 ря веса по сравнению с весом исходной конструкции из гематита составляет приблизительно 9,2 мг. Образец выдерживают при температуре приблизительно 1460 С в течение приблизительно 45 мин, получая дополнительное уменьшение веса приблизительно в 0,6 мг при суммарной потере веса приблизительно 9,8 мг. Дополнительное нагревание при 1460 С в течение еще 15 мин не оказывает влияния на вес образца. После этого обогрев отключают, образцу дают медленно остыть (без закаливания) до температуры окружающей среды в течение нескольких часов и извлекают из анализатора. Содержание кислорода в конечном продукте составляет приблизительно 28,2 вес.%. Продукт, по существу, сохраняет форму и размеры исходного образца из гематита, в частности толщину стенок и внутренние просветы. В отличие от конструкции из гематита, конечный продукт обладает магнитными свойствами, что проверяется с помощью обыкновенного магнита, и электропроводностью. Рентгенографический спектр порошка, представленный в табл. 5,содержит характеристичные пики магнетита наряду с несколькими пиками, характерными для гематита. Электропроводность конструкции определяют путем зачистки поверхности образца с помощью алмазного резца, приведения его в контакт с платиновыми пластинами, которые выполняют функцию электрических контактов,и подведения к конструкции на 12 ч электрической энергии мощностью от 10 до 60 Вт (ток приблизительно от 1 до 5 А и напряжение приблизительно от 10 до 12 В). Во время испытания образец раскаляется от красного (на поверхности) до белого (внутри) в зависимости от приложенной энергии. В табл. 5 представлен рентгенографический (Сu К-излучение) спектр порошка, полученный с использованием порошкового рефрактометра HZG-4 (Karl Zeiss), в сравнении со стандартными данными по рефракции магнетита. В таблице обозначение "d" представляет собой межплоскостные расстояния, a "J" - относительную интенсивность. Таблица 5 Данные порошкового рентгенографического анализа магнетита Образец Стандарт 36 Данные файла 19-0629, International Centre for Diffraction Date, Newton Square, Pa.Характеристичные пики для гематита. Значительных по величине пиков, отличных от пиков, характеризующих или гематит, или магнетит, не наблюдается. Пример 3. Из Российской нелегированной стали 3 изготавливают два гематитных делителя потока и испытывают на механическую прочность. Образцы готовят по методике, аналогичной методике, описанной в примере 1. Стальные листы имеют толщину приблизительно 0,1 мм, и оба стальных делителя потока имеют диаметр приблизительно 95 мм и высоту приблизительно 70 мм. Первая стальная конструкция имеет треугольную ячейку с основанием приблизительно 4,0 мм и высотой приблизительно 1,3 мм. Вторая стальная конструкция имеет треугольную ячейку с основанием приблизительно 2,0 мм и высотой приблизительно 1,05 мм. Обе стальные конструкции нагревают приблизительно при 790 С в течение приблизительно 5 дней. Увеличение веса для каждой конструкции составляет приблизительно 29,8 вес.%. Толщина стенок в каждой конечной конструкции из гематита составляет приблизительно 0,27 мм. Конструкции из гематита подвергают испытанию на механическое раздавливание по методике, описанной в примере 1. Из полученных конструкций с помощью алмазного резца нарезают кубические образцы, которые показаны на фиг. 3, каждый размерами 1"х 1"х 1"(2,54 х 2,54 х 2,54 см). Из первой конструкции нарезают восемь образцов, а из второй конструкции - девять образцов. Раздавливающее давление представлено в табл. 6. Таблица 6 Механическая прочность монолитов из гематита Образец Ось испытания Давление раздавливания, мПа 1 а 24,0 2 а 32,0 3 в 1,4 4 в 1,3 5 с 0,5 6 с 0,75 7 с 0,5 8 с 0,5 9 с 1,5 Пример 4. Монолитную конструкцию из магнетита получают путем деоксигенирования в вакууме монолитной конструкции из гематита. Конструкция из магнетита, по существу, сохраняет форму, размер и толщину стенок конструкции из гематита, из которой она изготовлена. Конструкция из магнетита изготовлена в виде открытоячеистого делителя потока типа угол-к-углу в форме бруска с прямоугольным поперечным сечением, который изображен на 37 фиг. 4-7. Гофрированная стальная фольга, из которой изготовлена стальная заготовка, имеет толщину 0,038 мм с углом 2, равным приблизительно 26, и ячейками в виде равнобедренного треугольника с основанием 2,05 мм и высотой 1,05 мм. Плотность ячеек составляет приблизительно 600 ячеек/кв.дюйм (46,5 ячеек/см 2). Наиболее удаленные от центра верхний и нижний слои, изготовленные из стальной фольги толщиной 0,1 мм, расположены выше и ниже гофрированных слоев. Стальная заготовка в виде бруска имеет длину 5,7 дюйма (14,5 см), ширину 2,8 дюйма (7,11 см) и высоту 1 дюйм (2,54 см). Конструкцию из гематита получают из стальной заготовки путем нагревания при приблизительно 800 С в течение приблизительно 96 ч. Плоские толстые пластины из оксида алюминия выполняют функцию кожуха со слоем изоляции из асбеста толщиной 1,0 мм. Высоту образца в один дюйм (2,54 см) образца фиксируют с помощью соответствующих блоков из оксида алюминия, а дополнительные пластины из оксида алюминия весом приблизительно от 10 до 12 фунтов (4,54-5,44 кг) помещают сверху находящейся в кожухе конструкции, чтобы создать дополнительное давление до 50 г/см 2 и обеспечить плотный контакт между соседними слоями стальной заготовки, как показано на фиг. 6. Полученная конструкция из гематита имеет содержание кислорода приблизительно 30,1 вес.% и толщину стенок приблизительно 0,09 мм(или 3,5 мил). Полученная ячеистая структура имеет 600 ячеек/кв.дюйм на 3,5 мил. При рассмотрении под микроскопом видно, что стенки имеют различимые внутренние просветы, аналогичные изображенным на фиг. 2. Структуру из гематита затем с помощью алмазного резца нарезают на восемь стандартных кубических образцов размерами 1"х 1"х 1"(2,54 х 2,54 х 2,54 см). Для трех кубических образца определяют прочность на раздавливание. Результаты представлены в табл. 7. Пять других кубических образцов помещают в нагреваемую с помощью электричества вакуумную печь при комнатной температуре, а затем нагревают при рабочем давлении приблизительно 0,001 атм со скоростью 8-9 С/мин в течение 2-3 ч до температуры приблизительно 1230 С. Затем скорость нагревания снижают приблизительно до 1 С/мин до тех пор, пока температура не повысится до 1250 С. При этой температуре образец выдерживают в течение еще 20-30 мин. Затем обогрев отключают и печи дают остыть в течение 10-12 ч до комнатной температуры естественным путем. Полученная конструкция из магнетита имеет содержание кислорода приблизительно 27,5 вес.% (определено по увеличению веса) и обладает отчетливыми магнитными свойствами,которые определяются с помощью обычного магнита. Продукт из магнетита сохраняет монолитность и первоначальную форму гематитной 38 конструкции. При рассмотрении под микроскопом (при 30-50-ти кратном увеличении) видно,что продукт практически не имеет внутреннего просвета и является микрокристаллическим. Продукт имеет серебристую окраску и блестит. Прочность на раздавливание магнетита,полученного при 1250 С, превосходит прочность на раздавливание гематита обычно на 30100%, как показывают результаты, приведенные в табл. 7. Как гематитные, так и магнетитные конструкции подвергаются испытанию на механическое раздавливание в соответствии с описанием примера 1. Для каждого образца проводят три измерения для трех последовательных слоев и определяют среднее значение. Таблица 7 Прочность на раздавливание по оси с, мПа Образцы из гематита Образцы из магнетита 0,60 0,68 0,55 0,71 0,55 0,72 0,75 0,70 Один из образцов магнетита анализируют с использованием простого магнита и определяют, что магнетит обладает магнитными свойствами. Образец затем помещают в конвекционную печь, и нагревают со скоростью приблизительно 35 С/ч до температуры приблизительно 1400 С, и выдерживают при этой температуре в течение 4 ч. Образец теряет свои магнитные свойства, а содержание кислорода снова становится равным 30,1 вес.%, что указывает на обратное превращение в гематит. При рассмотрении образца под микроскопом внутренние просветы не обнаружены. Пример 5. Монолитную структуру из гематита с открытоячеистой структурой угол-к-углу получают из заготовок, изготовленных из слоев гофрированной стальной фольги. Три стальных заготовки в виде брусков с размерами (5,7 х 2,8 х 1"; 14,5 х 7,11 х 2,54 см), аналогичных для брусков,описанных в примере 4, изготовлены из гофрированной стальной фольги толщиной 0,038 мм с почти равносторонними ячейками (основание 1,79 мм, высота 1,30 мм,приблизительно 70) с плотностью ячеек приблизительно 560 ячеек/кв.дюйм (87,36 ячеек/см 2). Наиболее удаленные от центра верхний и нижний слои, изготовленные из плоской стальной фольги толщиной 0,1 мм, располагают выше и ниже гофрированных слоев. Укладка стопкой соответствует углу 2 30, 45 и 90 соответственно для трех брикетов. Стальные заготовки затем превращают в гематитные конструкции с помощью методики,описанной примере 1. Полученные брикеты из гематита затем разрезают с помощью алмазного резца на восемь стандартных кубических образцов размерами 1"х 1"х 1" (2,54 х 2,54 х 2,54 см), 39 которые испытывают на прочность при раздавливании. Полученные результаты представлены в табл. 8. Для данного угласреднее значение прочности, как показано, постепенно увеличивается с увеличением значения угла . Таблица 8 Прочность на раздавливание по оси с, мРа 1 2 3 4 5 6 7 8 Ср. 2 30 0,58 0,50 0,50 0,67 0,58 0,54 0,54 0,50 0,55 45 0,67 0,71 0,83 0,83 0,67 0,58 0,75 0,67 0,71 90 0,75 0,67 0,75 0,83 0,96 0,96 1,04 0,83 0,85 Пример 6. Путем нагревания металлических заготовок на воздухе изготавливают из никеля, меди и титана по две монолитные металлоксидные конструкции в форме цилиндрического делителя потока. Заготовки типа угол-плоскость диаметром приблизительно 15 мм и высотой приблизительно 25 мм получают из металлической фольги, имеющей толщину 0,05 мм. Гофрированный лист имеет треугольную ячейку с основанием 1,8 мм и высотой 1,2 мм. Гофрированный лист размещают на плоском листе так, чтобы поверхности листов находились в непосредственной близости, а листы сворачивают в цилиндрическую основу делителя потока. Элемент затем подвергают тепловой обработке в конвекционной печи в соответствии с описанием примера 1 с некоторыми индивидуальными изменениями в предпочтительных рабочих температурах и/или времени нагревания, как это описано ниже. Вес и содержание кислорода для каждого образца представлены в табл. 9. Рентгенографический спектр порошка (Сu K-излучение) получен с использованием рефрактометра HZG-4(Karl Zeiss) в соответствии с методикой, описанной для оксидов железа в примерах 1 и 2(табл. 4 и 5). Измеренные характеристичные межплоскостные расстояния для порошков оксидов металлов представлены в табл. 10-12 в сравнении со стандартными межплоскостными расстояниями. В случае никеля оба образца вначале нагревают при 950 С в течение 96 ч и затем при 1130 С в течение 24 ч. Рассчитанное содержание кислорода в образцах, определенное по увеличению веса, составляет 21,37 и 21,38% соответственно, что сравнимо с теоретическим содержанием 21,4% для оксида NiO. Данные рентгенографического порошкового анализа первого образца, представленные в табл. 10, указывают на образование (зеленовато-черного) бунзенитаNiO. Конструкция из оксида никеля сохраняет,по существу, форму металлической заготовки. Хотя части конструкции содержат внутренний просвет, указывающий на диффузионный механизм окисления, ширина просвета намного меньше, чем ширина просветов, обнаруженных в конструкциях из гематита, описанных в примере 1. 40 В случае меди металлическую заготовку нагревают при 950 С, первый образец в течение 48 ч и второй образец в течение 72 ч. Обе металлоксидные конструкции имеют содержание кислорода 19,8 вес.%, рассчитанное на основе увеличения веса, что сравнимо с теоретическим содержанием 20,1 вес.% для оксида СuО. Красная примесь, которая, как полагают, представляет собой Cu2O, наблюдается на черной матрице, которая, как полагают, представляет собой СuО. Данные рентгенографического порошкового анализа первого образца, представленные в табл. 11, указывают на предпочтительное образование тенорита СuО. Аналогично конструкции из оксида никеля конструкции из оксида меди сохраняют, по существу, форму металлической заготовки и имеют очень узкий внутренний просвет. В случае титана два образца нагревают при 950 С в течение 48 ч и в течение 72 ч соответственно, что приводит к содержанию кислорода 39,6 и 39,9 вес.%, что сравнимо с теоретическим содержанием 40,1 вес.% для оксида Ti2 О. Данные рентгенографического порошкового анализа первого образца, представленные в табл. 12,указывают на предпочтительное образование желтовато-белого рутила Тi2O. Конструкции из оксида титана сохраняют, по существу, форму металлической заготовки и практически не имеют внутреннего просвета. При оценке конструкции с помощью оптического микроскопа обнаруживается сандвичеподобная структура,имеющая три слоя, менее плотный (и более светлый) внутренний слой, окруженный двумя внешними более плотными (и более темными) слоями. Таблица 9 Вес образцов из оксидов металлов Металл Образец Веc, г Содержание кислорода, % Металл Оксид Определено Теор. значение 2,502 3,182 21,37 21,4 2,408 3,063 21,38 21,4 3,384 4,220 19,81 20,1 3,352 4,179 19,79 20,1 1,253 2,073 39,56 40,1 1,129 2,155 39,96 40,1 Характеристичные межплоскостные расстояния,полученные при рентгенографическом порошковом анализе Таблица 10NiO (бунзенит) Межплоскостныe расстояния, А Экспериментальные значения Стандарт 2,429 2,40 2,094 2,08 1,479 1,474 1,260 1,258 1,201 1,203 1,040 1,042 0,958 0,957 0,933 0,933CuO (тенорит) Межплоскостныe расстояния, А Экспериментальные значения Стандарт 2,521 2,51 2,309 2,31 1,851 1,85 1,496 1,50 1,371 1,370 1,257 1,258 1,158 1,159 1,086 1,086 0,980 0,978 Таблица 12TiO (рутил) Межплоскостныe расстояния, А Экспериментальные значения Стандарт 3,278 3,24 2,494 2,49 2,298 2,29 2,191 2,19 1,692 1,69 1,626 1,62 1,497 1,485 1,454 1,449 1,357 1,355 1,169 1,170 1,090 1,091 1,040 1,040 Данные для первого образца каждого оксида металла приведены в табл. 9. Пример 7. Из Российской нелегированной стали 8 изготовлен гематитный фильтр с большим свободным объемом. Образец готовят путем изготовления заготовки в виде бруска с размерами 11 х 11 х 1,5 см (длина х ширина х высота) из приблизительно 76,4 г стружек Российской стали,имеющих переменную толщину приблизительно от 50 до 80 мкм. Плотность стружек по всей заготовке относительно равномерная. Заготовку затем подвергают термической обработке при 800 С в течение 4 дней, помещая заготовку внутрь плоского кожуха из оксида алюминия с асбестовой изоляцией, в условиях, аналогичных условиям примера 1. Необходимую высоту приблизительно 1 см устанавливают с помощью блоков из оксида алюминия, а на верхнюю часть конструкции, находящейся в кожухе, помещают дополнительно пластины из оксида алюминия весом приблизительно 8-10 фунтов (3,63-4,54 кг) для создания дополнительного давления до приблизительно 30 г/см 2, обеспечивающего плотный контакт между соседними слоями стальной заготовки. Полученная цельная гематитная конструкция имеет размер 11,5 х 11,5 х 1,04 см и вес 109,2 г; содержание кислорода составляет приблизи 003524 42 тельно 30 вес.%, которое определяют по увеличению веса. Стальные стружки превращаются в нити из гематита толщиной в интервале приблизительно от 100 до 200 мкм. Некоторые гематитные нити содержат внутренние цилиндрические отверстия. Гематитная фильтрующая конструкция является относительно хрупкой. Конструкцию обрезают до размеров 10,5 х 10,5 х 1,04 см и затем нагревают на воздухе в высокотемпературной электрической печи. Конструкцию помещают в печь при комнатной температуре без керамического кожуха или изоляции. Скорость разогрева печи составляет 2 С/мин, и печь нагревают от комнатной температуры до приблизительно 1450 С в течение приблизительно 12 ч. Затем фильтр из гематита выдерживают при температуре 1450 С в течение 3 ч. После этого обогрев отключают и образцу дают остыть на открытом воздухе естественным путем до комнатной температуры, что занимает около 15 ч. Полученную конструкцию из гематита обрезают до размеров 10,2 х 10,2 х 1,04 см, общего объема 108,2 см 3 и веса 85,9 г. Исходя из предполагаемой плотности гематита 5,24 г/см 2, рассчитывают объем гематита, который равен 16,4 см 3. Объем гематита рассматривается как твердая часть фильтра, составляющая 15,2 об.%, а свободный объем фильтра равен 84,8 об.%. Фильтрующая конструкция становится более однородной и кристалличной, чем исходный гематитный фильтр, а большая часть внутренних отверстий в нитях закрывается. Конструкция становится значительно менее хрупкой, и из нее с помощью алмазного резца могут быть вырезаны различные формы. Пример 8. Из стали US AISI-SAE 1010 изготавливают гематитный фильтр с большим свободным объемом. Образец готовят путем изготовления вначале заготовки в виде бруска с размерами 11 х 11 х 1,5 см (длина х ширина х высота) изAISI-SAE 1010 Texsteel весом приблизительно 32,0 г, сорт 4 со средней толщиной нитей приблизительно 0,1 мкм. Плотность текстиля по всей заготовке относительно равномерная. Конструкцию затем покрывают стальным ситом размерами 11 х 11 см из Российской нелегированной стали 3 толщиной приблизительно 0,23 мм,внутренним размером ячеек 2,1 х 2,1 мм и весом 19,3 г. Полученную заготовку подвергают тепловой обработке при 800 С в течение 4 дней,помещая заготовку внутрь плоского кожуха из оксида алюминия с асбестовой изоляцией, в условиях, аналогичных условиям примера 1. Необходимую высоту приблизительно 7,0 мм устанавливают с помощью блоков из оксида алюминия, а на верхнюю часть конструкции, находящейся в кожухе, помещают дополнительно пластины из оксида алюминия весом приблизительно 8-10 фунтов (3,63-4,54 кг) для создания дополнительного давления до приблизительно 43 30 г/см 2, обеспечивающего плотный контакт между соседними слоями стальной заготовки. В полученной единой гематитной конструкции сито из гематита прочно прикреплено к сердцевине гематитного фильтра. Сито накрывает (и защищает) сердцевину. Конструкция из гематита имеет вес 73,4 г и содержание кислорода 30,1 вес.%, которое определяют по увеличению веса. Сердцевина имеет среднюю толщину нитей приблизительно от 0,2 до 0,25 мм. Сито имеет размер внутренних ячеек приблизительно 1,5 х 1,5 мм. Как сито, так и нити обычно имеют внутренние полости или отверстия. Конструкцию нагревают на воздухе в высокотемпературной электрической печи. Конструкцию помещают в печь при комнатной температуре без керамического кожуха или изоляции. Скорость разогрева печи составляет 2 С/мин, и печь нагревают от комнатной температуры приблизительно до 1450 С в течение приблизительно 12 ч. Затем фильтр из гематита выдерживают при температуре 1450 С в течение 3 ч. После этого обогрев отключают и образцу дают остыть на открытом воздухе естественным путем до комнатной температуры, что занимает около 15 ч. Полученную конструкцию из гематита обрезают до размеров 10,2 х 10,2 х 0,7 см с весом 63,1 г. Сердцевина фильтра весит 39,4 г, а сито весит 23,7 г. Исходя из предполагаемой плотности гематита 5,24 г/см 3, рассчитывают объем гематита в сердцевине, который равен 7,5 см 3, и объем гематита в сите, который равен 4,5 см 3. Общий объем конструкции составляет 72,8 см 3 и 68,3 см 3 без сита. Объем гематита рассматривается как твердая часть фильтра, составляющая 11 об.%(7,5/68,3), а свободный объем фильтра равен 89%. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления монолитной металлоксидной конструкции, который включает стадии изготовления металлической конструкции,где металл выбран из группы, состоящей из железа, никеля, титана и меди, при этом металлсодержащая конструкция содержит множество поверхностей в тесной близости одна к другой; и нагревания металлсодержащей конструкции в окисляющей атмосфере при температуре ниже температуры плавления металла при сохранении тесной близости металлических поверхностей с целью равномерного окисления конструкции и прямого превращения металла в оксид металла. 2. Способ по п.1, в котором окисляющей атмосферой является воздух. 3. Способ по п.1, в котором металл представляет собой железо, при этом металлсодержащую конструкцию нагревают при температуре ниже приблизительно 1500 С с целью окисления железа, по существу, в гематит. 44 4. Способ по п.3, в котором железосодержащую конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 750 до 1200 С. 5. Способ по п.4, в котором железосодержащую конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 800 до 950 С. 6. Способ по п.1, в котором металл представляет собой никель и металлсодержащую конструкцию нагревают при температуре ниже приблизительно 1400 С с целью окисления никеля, по существу, в бунзенит. 7. Способ по п.6, в котором никельсодержащую конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 900 до 1200 С. 8. Способ по п.7, в котором никельсодержащую конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 950 до 1150 С. 9. Способ по п.1, в котором металл представляет собой медь и конструкцию нагревают при температуре ниже приблизительно 1000 С с целью окисления меди, по существу, в тенорит. 10. Способ по п.9, в котором конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 800 до 1000 С. 11. Способ по п.10, в котором конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 900 до 950 С. 12. Способ по п.1, в котором металл представляет собой титан и конструкцию нагревают при температуре ниже приблизительно 1600 С с целью окисления титана, по существу, в рутил. 13. Способ по п.12, в котором конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 900 до 1200 С. 14. Способ по п.13, в котором конструкцию нагревают при температуре приблизительно от 900 до 950 С. 15. Способ изготовления конструкции из магнетита, который включает получение конструкции, состоящей, по существу, из нелегированной стали и имеющей множество поверхностей в тесной близости одна к другой, превращение конструкции из нелегированной стали в конструкцию из гематита путем нагревания конструкции из нелегированной стали в окисляющей атмосфере при температуре приблизительно от 750 до 1200 С при сохранении тесной близости стальных поверхностей для окисления конструкции из нелегированной стали так, что конструкция из гематита, по существу, сохраняет ту же физическую форму, что и конструкция из нелегированной стали, и деоксигенирование конструкции из гематита в конструкцию из магнетита путем нагревания этой конструкции в вакууме при температуре приблизительно от 1000 до 1300 С так, что конструкция из магнетита, по существу, сохраняет форму, размер и толщину стенок конструкции из гематита. 16. Способ по п.15, в котором вакуум составляет приблизительно 0,001 атм. 17. Способ по п.16, в котором железо окисляется до гематита при нагревании конст 45 рукции из нелегированной стали при температуре приблизительно от 800 до 950 С, а гематит деоксигенируется до магнетита при нагревании гематитной конструкции при температуре приблизительно от 1200 до 1250 С. 18. Монолитная металлоксидная конструкция, содержащая множество соседних соединенных поверхностей, которую получают при окислении металлсодержащей конструкции,имеющей множество поверхностей в тесной близости одна к другой, содержащей металл,выбираемый из группы, состоящей из железа,никеля, меди и титана, путем нагревания металлсодержащей конструкции при температуре ниже температуры плавления металла, причем монолитная металлоксидная конструкция, по существу, имеет ту же физическую форму, что и металлсодержащая конструкция. 19. Тонкостенный монолитный делитель потока, состоящий, по существу, из оксида металла, выбираемого из группы, состоящей из оксидов железа, оксидов никеля, оксидов титана и оксидов меди, причем делитель потока имеет толщину стенок менее чем приблизительно 1 мм. 20. Делитель потока по п.19, в котором оксид металла представляет собой оксид железа,выбираемый из группы, состоящей из гематита,магнетита и их сочетания. 21. Делитель потока по п.20, в котором толщина стенок составляет приблизительно от 0,07 до 0,3 мм. 22. Открытоячеистая монолитная металлоксидная конструкция, содержащая множество соседних соединенных гофрированных слоев,изготовленных из оксида металла, выбираемого из группы, состоящей из оксидов железа, оксидов никеля, оксидов меди и оксидов титана, где металлоксидная конструкция получена путем окисления соседних гофрированных металлических слоев, содержащих металл, выбираемый из группы, состоящей из железа, никеля, меди и титана, путем нагревания металлсодержащей конструкции при температуре ниже температуры плавления металла. 23. Открытоячеистая конструкция по п.22,в которой оксид металла представляет собой оксид железа, выбираемый из группы, состоящей из гематита, магнетита, их сочетания. 24. Открытоячеистая конструкция по п.23,в которой ячейки гофрированных листов имеют треугольную форму и соседние гофрированные листы уложены стопкой в зеркальном отражении. 25. Открытоячеистая конструкция по п.24,в которой, по меньшей мере, некоторые из гофрированных слоев с треугольной конфигурацией содержат параллельные каналы, расположенные под угломк оси потока, которая делит пополам угол, образованный параллельными каналами соседних гофрированных слоев. 46 26. Открытоячеистая конструкция по п.25,в которой параллельные каналы первого гофрированного слоя располагаются так, чтобы они пересекали параллельные каналы второго гофрированного слоя под углом 2. 27. Открытоячеистая конструкция по п.26,в которой уголпринимает значения от 10 до 45. 28. Открытоячеистая конструкция по п.24,в которой треугольные ячейки имеют уголпри вершине треугольника, равный приблизительно 60-90. 29. Открытоячеистая конструкция по п.28,в которой гофрированные слои имеют плотность ячеек приблизительно от 250 до 1000 ячеек/кв.дюйм (30-155 ячеек/см 2). 30. Открытоячеистая конструкция по п.22,в которой толщина каждого гофрированного металлического слоя составляет приблизительно от 0,025 до 0,1 мм. 31. Способ изготовления открытоячеистой монолитной металлооксидной конструкции,который включает получение множества соседних гофрированных слоев, расположенных в тесной близости один к другому и изготовленных из металла, выбираемого из группы, состоящей из железа, никеля, меди и титана, и окисление металла путем нагревания слоев при температуре ниже температуры плавления металла при сохранении тесной близости слоев с образованием соединенных соседних гофрированных слоев из оксида металла, выбираемого из группы, состоящей из оксидов железа, оксидов никеля, оксидов меди и оксидов титана. 32. Способ по п.31, в котором металл представляет собой железо и получаемый оксид металла выбирается из группы, состоящей из гематита, магнетита и их сочетания. 33. Способ по п.32, в котором гофрированные металлические слои являются треугольными по форме и соседние слои уложены стопкой в зеркальном отражении. 34. Способ по п.33, в котором, по меньшей мере, часть треугольных гофрированных металлических слоев содержит параллельные каналы,расположенные под угломк оси потока, которая делит пополам угол, образованный параллельными каналами соседних гофрированных слоев. 35. Способ по п.34, в котором параллельные каналы первого гофрированного слоя расположены так, чтобы они под углом 2 пересекали параллельные каналы второго гофрированного слоя. 36. Способ по п.35, где уголпринимает значения от 10 до 45 С. 37. Способ по п.33, в котором треугольные ячейки имеют уголпри вершине треугольника, равный приблизительно 60-90. 38. Способ по п.37, в котором гофрированные металлические слои имеют плотность ячеек(39-155 ячеек/см 2). 39. Способ по п.33, в котором к гофрированным металлическим слоям в процессе их нагревания прикладывается давление приблизительно до 50 г/см 2 с целью сохранения тесной близости слоев. 40. Способ по п.31, в котором толщина каждого гофрированного металлического слоя составляет приблизительно от 0,025 до 0,1 мм. 41. Способ изготовления металлоксидного фильтра, который включает получение металлической заготовки, содержащей множество металлических нитей в тесной близости одна к другой,материал которых выбран из группы, состоящей из одной или нескольких нитей из железа, никеля,меди и титана, и нагревание металлических нитей в окисляющей атмосфере при температуре ниже температуры плавления металла при сохранении тесной близости нитей с целью окисления нитей и прямого превращения металла в оксид металла,где конструкция из оксида металла, по существу,сохраняет ту же физическую форму, что и металлический источник. 42. Способ по п.41, в котором металл представляет собой железо. 43. Способ по п.42, в котором нити имеют диаметр приблизительно от 10 до 100 мкм. 44. Способ по п.43, в котором металлическую заготовку выбирают из группы металлосодержащих материалов, таких как материалы,имеющие структуру фетра, текстиля, ваты и стружки. 45. Способ по п.44, в котором к металлической заготовке в процессе ее нагревания прикладывается давление приблизительно до 30 г/см 2 с целью сохранения тесной близости нитей. 46. Способ по п. 42, в котором нити из железа нагревают при температуре приблизительно от 750 до 1200 С с целью окисления железа до гематита. 47. Способ по п.46, в котором нити из железа нагревают при температуре приблизительно от 800 до 950 С. 48. Способ по п.42, в котором материал заготовки состоит, по существу, из нелегированной стали, и нелегированную сталь нагревают в окисляющей атмосфере при температуре при 003524 48 близительно от 750 до 1200 С с целью окисления нелегированной стали путем прямого превращения железа в стали в гематит. 49. Способ по п.48, в котором окисляющая атмосфера представляет собой воздух. 50. Способ по п.48, в котором конструкцию из нелегированной стали нагревают при температуре приблизительно от 800 до 950 С. 51. Способ по п.48, в котором конструкцию из гематита деоксигенируют до конструкции из магнетита путем нагревания гематитной конструкции в вакууме при температуре приблизительно от 1000 до 1300 С так, что конструкция из магнетита, по существу, сохраняет форму, размер и толщину стенок конструкции из гематита. 52. Способ по п.51, в котором вакуум составляет приблизительно 0,001 атм. 53. Способ по п.52, в котором железо окисляется до гематита путем нагревания конструкции из нелегированной стали при температуре приблизительно от 800 до 950 С, а гематит деоксигенируют до магнетита путем нагревания конструкции из гематита при температуре приблизительно от 1200 до 1250 С. 54. Способ по п.42, в котором фильтр имеет свободный объем больше чем 70%. 55. Способ по п.54, в котором фильтр имеет свободный объем приблизительно от 80 до 90%. 56. Способ контролирования внутреннего просвета, образующегося в конструкции из гематита, полученной из железной конструкции в соответствии со способом по п.1, который включает нагревание конструкции из гематита при температуре приблизительно от 1400 до 1450 С. 57. Способ по п.56, в котором атмосфера представляет собой воздух. 58. Способ контролирования внутреннего просвета в конструкции из гематита, полученной из железной конструкции в соответствии со способом по п.1, который включает нагревание конструкции из гематита при температуре приблизительно от 1200 до 1300 С. 59. Способ по п.58, который осуществляют в вакууме.