[其他]具有無孔隙度的芯子與有孔隙度的外層的陶瓷制品

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85106413
• 申請日: 1985-08-07
• 公開（公告）號: CN85106413A
• 公開（公告）日: 1987-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·E·歐文斯;R·A·哈奇
• 申請（專利權(quán)）人: 明尼蘇達(dá)礦業(yè)制造公司
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/10;C04B35/48
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 巫肖南

本發(fā)明涉及陶瓷制品及其生產(chǎn)方法，如陶瓷纖維。

“高級技術(shù)陶瓷”，也稱做高性能陶瓷、工程陶瓷、技術(shù)陶瓷、先進(jìn)陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷等。它與傳統(tǒng)陶瓷制品，如餐具陶瓷、水泥、建筑用磚、屋面瓦、以及窗玻璃等有明顯的區(qū)別。它在重應(yīng)力下具有優(yōu)良的機(jī)械性能，杰出的電學(xué)性能與光學(xué)性能，并且具有優(yōu)異的抗高溫與抗環(huán)境腐蝕能力。

具有芯子與外層的高級技術(shù)陶瓷制品做為一種制品而為人所知。美國專利4，125，406號（Sowman）揭示了陶瓷纖維至少具有兩個(gè)明顯的成分與特性帶。一個(gè)帶是陶瓷纖維的芯子。第二個(gè)帶是在燒制過程中在陶瓷纖維上形成的外殼或皮。美國專利3，778，132號（Pii-now等）揭示了一個(gè)具有用純非晶體硅做成的芯子斷面和用氧化硼（B₂O₃）與可做單層包層斷面的傳輸線。美國專利3，779，784號（Emslie）揭示了被金紅石（TiO₂）殼包圍住的堿金屬六鈦化物的可浸出芯子的陶瓷纖維制品。這種纖維材料對增強(qiáng)塑料特別有用。

美國專利388，1944號（Beall等人）揭示了一種非常耐高溫的玻璃陶瓷制品。這種制品至少可用在1200℃的高溫下，它的熱膨脹系數(shù)很小，在25℃至900℃的溫度范圍內(nèi)，膨脹系數(shù)低于40×10^-7/℃。這種材料在經(jīng)受一定的浸出溫度時(shí)，將顯示出，至少其表面層顯示出相當(dāng)高而且一致的孔隙率，大多數(shù)孔的直徑是0.1～40微米之間，其表面積達(dá)到1-100米²/克。玻璃陶瓷的主要結(jié)晶相是莫來石、鋇長石和瑩青石。

在一定的成分范圍內(nèi)，被浸漬時(shí)產(chǎn)生上述產(chǎn)品。熱的無機(jī)酸稀溶液，如HCl、HNO₃、H₂SO₄、H₃PO₄等，優(yōu)先浸漬鋇長石和青石結(jié)晶，產(chǎn)生出表面積大的孔身。但其孔極細(xì)。用NaOH、HF或NH₄F∶HF的稀水溶液，在室溫下優(yōu)先浸漬β相鋰輝石的固溶體結(jié)晶，能產(chǎn)生比較大的孔身，但其表面積就低得多。

雖既上述專利說明了產(chǎn)品的很有用的特性，但是它們沒有一個(gè)說明了制品具有在控制條件控制用量的情況下，能被某種物質(zhì)充填或滲透，從而使制品達(dá)到以前被認(rèn)為是不可實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域。美國專利3，778，132號所說明的制品是一種玻璃制品，但是它未被設(shè)計(jì)為可被某種物質(zhì)滲透的。美國專利3，779，784號所說明的制品，雖然表示了許多所希望的特性，但是這項(xiàng)專利沒說明那個(gè)具有很高物質(zhì)含量的制品的滲透能力。美國專利3，881，944號實(shí)際上沒有說明一個(gè)具有芯子和外層的產(chǎn)品，這項(xiàng)專利沒有表明其中所說到的表面層有被高含量物料充填的能力。

本發(fā)明總結(jié)

本發(fā)明包括陶瓷纖維、布、絕緣墊、實(shí)心球、空心球等成型或未成型的各種形狀的、經(jīng)過燒制的、非陶瓷化的、整塊的、不熔化的陶瓷制品。這些制品每一種都在幾何圖形上有均勻性，有高表面積的微孔外殼或外層，至少陶瓷制品的芯子被部分地覆蓋或包圍。這種制品能夠用浸漬先前的陶瓷制品或預(yù)制品可以獲得，也就是用氟氫酸這樣的浸漬劑來處理溶膠-凝膠陶瓷。

這里所用的術(shù)語“陶瓷”實(shí)際上是表示用耐人的非金屬無機(jī)氧化物原料在高溫下燒制而成的一種材料。“芯子”表示有一層化學(xué)成份與芯子不同的外層包裹著的陶瓷制品的中央或內(nèi)部部分。“外殼”或“外層”這個(gè)術(shù)語表示上述材料有一個(gè)薄薄的外形的一層，孔的主體覆蓋著或包圍著芯子，并且同時(shí)還連接著。芯子能部分地完全地被連接著的外殼或外層包起來，或者同時(shí)部分地被包起來或覆蓋起來。術(shù)語“浸漬”表示一個(gè)成型的經(jīng)燒制的陶瓷制品或預(yù)制品，用接觸液體或氣體的方法，將外層表面交界處的可浸出或可溶解成分除掉的外層表面處物方法。術(shù)語“浸漬劑”表示用來浸漬成型或未成型的、經(jīng)燒制的陶瓷制品的組成部分的液體或氣體。術(shù)語“浸漬質(zhì)”表示是在浸漬過程所獲得的浸漬劑中的可溶組成的溶液。

為了使陶瓷制品獲得所希望的有用特性，它的外層或孔殼的毛細(xì)孔可以用各種各樣的充填材料充填。這里所說的“充填材料”術(shù)語，是表示任一物質(zhì)不管以何種形式-固體、液體或氣體-可以在陶瓷制品的外層的毛細(xì)孔中累積或充填起來。某種以液體形式充填到孔中之后，又可就地轉(zhuǎn)化為固體。例如，用于干燥陶瓷制品充填進(jìn)去的液體充填物，就可以轉(zhuǎn)化。

本發(fā)明的陶瓷制品可以這樣制備，即用一個(gè)所希望的形狀的陶瓷制品，而纖維、絕緣墊、用一個(gè)浸漬劑、即氟氫酸，使之接觸，直到浸發(fā)生變化的陶瓷芯于上形成了一個(gè)外層或孔殼，并獲得浸漬的陶瓷制品。