TW213439B - - Google Patents

Description

___[16_ 五、發明説明.（1 ) 本發明像鼷於陶瓷材料及製造該陶瓷材料的方法， 該材料可應用於熱绝绨材料、窯設備或冶金用途。 陶瓷材料已知由陶瓷無機溶膠組成物製得\該組成 物可藉不可逆之凝膠方法凝謬而成。方法包括凍結一凝 膠，PH改變，除水和藉諸橄波處理。 我們已經發現，選擇一傾待別凝膠技術及在一合適 的溶膠組成物中混合中空撤球體，可以得到新穎且有利 的鍛燒産物。 所以，本發明一方面提供一輕質量鍛燒陶瓷材料， 該材料傺包含一凝固多孔材料，並且有包括中空微球醱 鍵結至陶瓷基質的凍結一凝匾陶瓷溶繆組成物。陶瓷基 質最好包括原位形成（in-situ)的富鋁紅柱石（nullite) 。畜鋁紅柱石可能因起始材料及加工條件的關僳而成為 基質的較優成分。中空撤球讎最好是礬土微球體，不過 矽石、富鋁紅柱石或其他類似材料也在需要時可被應用 (請先閲請背而之注意事項再填寫本頁) 裝- ,ίτ- 經濟部屮央榀準而A工消价合作社印¾ 産陶導速包 瓷的傳的成 陶膠溫謬形 形凝高凝成 成 4 的逆熱 熱一狀可被 量結形不 '且 質凍需生凍 輕的所發解 成體備 _物 、。 形球具成模品 一 微至組去産 供空放謬被的 提中物溶體質 明括成使整基 發包组以的瓷 本品將足成陶 ，産.一 一形至 面該物在、所結 方 ，成並 ，鍵 一法組 ，卻體 另製謬上冷球 的溶具下撤 品瓷工度括 本紙張尺度边用中困困家標準（〔旧）肀4規15(210x297公釐) 81. 10,000張（H) Λ 6 Π 6 2l34Sii 五、發明説明（2 ) 所使用製造新穎産品的方法中，.溶醪组成物中的精 細微粒在鐽结橄粒的基質上形成平滑表面層。 工具最好是金颶。此處複雜的形狀是被需要的，因 此它可能藉噴霧形成，例如：火焰噴霧，將金颺噴在所 需形狀産品的複印楔。複印模可能由任何適當的材料製 得，例如：金屬、木材和巴黎蕾（熱石音）。當然此方 法可以形成任何所需簡單或複雜形狀的複印楔，然後再 由金屬經噴霧過程準確重製。然而，相當簡單的形狀最 好仍由機械完成。 工具可能方便有0.5〜4β·的厚度。顯然在這裡.使用 的材料厚度及類型會影瘡由陶瓷溶膠組成物經工具到冷 卻液體的熱傳遞，但習於此技藝者很容易決定它特殊環 境及配方的需要。 此處使用的噴蓀工具中，嚷霧金屬最好是錫鋁合金 ，但其他金屬，如鋅、鋁銅或黃銅也可被使用。電弧火 焰噴霧是最好的噴蓀技術。電强火焰噴霧較另外可選擇 取代的氧化——乙炔噴霧來的冷，故金屬沈積造成複印模 (請先閲請背而之注意市項再填寫本頁) 裝- •1T_ 經濟部屮央標準而A工消作合作社印¾ 爐 统 傳 如 例 在 並 凍 解 後 具 Η 〇 離 少移 較在 害品 損産 的, 膏-«| δ - 黎結 巴凍 如 若度 驟溫 步度 燥梯 乾的 及 ' 品 凍.産 解結 〇 固 i 以 W足 去一 除在 以 ， 燥後 乾最 中 〇 程‘合 過、結90 熱以從 加可如 波要例 微需 ， 或有下

至 V

品 産 該 熱 加 V 81. 4. 10,000張（H) 本紙張尺度边用中S國家標毕（CNS) ΤΜ規格（2)0X29/公釐） A 6 Η 6 五、發明説明（3 ) 由此方法製得之陶瓷産品有優良的再現性及具有實 質上由中空微球髖裔布陶瓷基質之規則分布的均一結構 。中空撤球鱧被認為直到組成物生成凝謬的整製造過 程都在溶膠中均勻分布而無任何沈降問題。 雖然任何只要可藉凍結形成不可逆凝謬的陶瓷溶醪 组成物均可被使用，但較佳使用的是矽石溶繆。溶膠可 適當地添加填料以改善産品強度或保證所需適合的富鋁 紅柱石之形成。 産品表面在形成時造成的精細微粒的位向有若干重 要的優點。平滑表面較粗糙表面有較低的摩擦係數。例 如其在作為瓷器産品熱循琿之窯設備的支持體上是有利 的。任何鍛燒瓷器遇程中的收縮較不會在通遇本發明之 支持饅設備之表面發生附著或剝痕等問題。 精細表面可能是數微米厚，並包含富鋁紅柱石或含 礬土更壹富的富鋁紅柱石，其因比傅統材料有較低的表 面積故提供更好的化學安定性。這在窯設備來講是有用 的優點，或在化學環境刺烈的窯内層更具重要性。當然 ，精細表面除更具美觀外也改善了産品之物理強度。 經濟部屮央榀準而β工消扑合作社印％ (請先閱誚背而之注意事項#蜞窍木頁一 為了形成所需的富鋁紅柱石，最好矽溶膠粘結劑和 足夠反應性的礬土埔料共同使用'事實上，愈精細的微 、、 -L -- 粒尺寸及愈大表面積的填料，將具較大的反應桂並在類 似鍛燒條件下形成較大量的富鋁紅柱石。因此， 本紙張尺度边用中國國家4JUMCNS) 規tM210x297公;it) 81. 4, 10,000¾ (Η) 經濟部屮央榣準^|^工消设合作杜印^ 0¾ _[16_ 五、發明説明（4 ) 製土之醪體顆粒的尺寸，可能至1撖米，較佳由1到250 奈米，待別是20到200奈米。其可能是溶謬或橄粒態。 撖粒態可能是非晶形或結晶形，其可提供足夠産生適當 反應的微小尺寸即可。兩種形態的混合亦可被使用。 矽石溶謬中矽醪撤粒尺寸可能到1黴米，較佳由1 到1 5 0奈米，特別是7到3 0奈米。 微粉化的富鋁紅柱石可被加到溶瞟組成物中以便於 其做晶種有利於富鋁紅柱石的形成。 中空微球體可以是任何合適的尺寸，例如：從直徑 數微米到直徑5 mm。若需要也可將較小和較大尺寸微粒 混合使用，例如：直徑0.5至In·级數的批料和直徑近 0.5BB的第二批料一起使用。使用不同的尺寸及數量可 以有用地定出完成産品的密度及其他性質，例如：抗熱 震阻力，熱傳導及滲透性。撖球體對溶膠組成物具廣範 圍比例，例如：10%到80%重量比。不同尺寸微粒的使 用使《充密度最優化。 例如，典型溶醪組成物包括5到50%重量比的矽石 。而溶石嘐例如可藉由納或銨離子達成安定。 組成物的範圍特別適合使用於改變如下最终産物的 溫度範圍。， ~ (請先閲請背而之注意本項#塡寫木頁) 裝- 線· 本紙張尺度逍用中aa家標準（CNS)例規格（210X297公扪 81. 4. 10,000張（H) 2,13 Λ 6 Π 6 五、發明説明.（5 少 至 用 使

上 以 V % 量 重 膠0.0-25 溶寸寸0. 石尺尺於 矽，，甚 之體體度 定球球程鋁 安撤撤細細劑 氨空空精微浮 %中中 ，超懸 wt土 土 土燒機 40礬礬礬鍛有 少 至 用 使 (請先閲讀背而之注意事項#填窍木頁) 氨齡空空礬精鋁 ¾% 中中形 f 富 W * 土土 晶土融 40·25礬礬非礬熔 膠 O C3 溶體寸寸 石散尺尺 矽分 -, 之 土體體 定爵球球 安性微微 於 丨甚 BD度 >25程 積 D·细 面於精 表甚 ， 高度石 ί 程柱 土细紅 裝- 線- 經濟部屮央標準局Α工消作合作社印£4 本紙張尺度边用中國國家4JUMCNS)nM規格（2丨0X297公没） 81. 4. ]0,000張（H) Λ 6 Π 6 經：";部屮央榣準而Θ工消费合作社印奴 五、發明説明（6 ) 以 下 提 出 兩 m 具 髏 配 方 範 例 » 利 用 上述 所 稱較 高 及 較 低 溫 度 製 得 本 發 明 的 産 品 ： 复 例 X .*< 一 種 適 合 最 終 用 途 的 組 成 物 在 高 至 16 0 0 V 或更 高 溫 度 製 得 如 下 〇 重量份 4 0 vt% 氛 安 定 之 矽 石 溶 謬 2 9 礬 土 中 空 橄 球 體 » 尺 寸 0 . 5- 1 Β η 2 6 礬 土 中 空 微 球 體 t 尺 寸 0- 0 . 5田 D 13 礬 土 > 精 细 程 度 甚 於 0 . 25 麗BI 18 鍛 燒 超 撤 細 鋁 13 有 機 懸 浮 劑 1 t 例 2 一 種 適 合 最 终 用 途 的 组 成 物 在 溫 度 高至 1 3 5 ο υ 製 得 如 下 0 重 量 份 4 0 w t % m 安 定 之 矽 石 溶 屦 2 6 25 w t 驗 性 礬 土 分 散 體 10 m 土 中 空 微 球 體 > 尺 寸 0 . 5- 1 mm 2 9 礬 土 中 空 m 球 Η 體 > 尺 寸 0- 0 . 5 η m 10 非 晶 形 礬 土 ( 高 表 面 積 ) 19 礬 土 ( 精 細 程 度 甚 於 0 . 2 5 ο η 丨） 5 熔 融 富 鋁 红 柱 石 1 精 細 程 度 甚 於 0 . 08 丨田D 1 -8 - (請先閲請背而之注意节項再填窍本頁) 本紙張尺度边用中因國家從準（CNS) 規格（210x297公：¢) 81. 4. 10,000¾ (Η) 辦识_Λ|_ 五、發明説明.（7 ) 本發明具體化的描述見於所附的画示說明： 圖1是陶瓷盤的平面圖示，其用途在於将陶瓷體送 入鍛燒窯； ' 圖2是圖1箭頭A的剖示圏； 圖3是製造顯示於圖1及園2産品的模製工具平面 圈； _4是圖3箭頭B的剖示圖； 圖5是圖3箭頭C的剖示圖。 以下圖1和圖2描述根據本發明製作的陶瓷盤10的細 節。盤是矩形構形，周圍四邊是沒有空腔的鑌遴11。中 心區12和鑲邊11間有空腔_ 13 ,其用來接受未锻燒之陶瓷 體。. 盤10由楔製工具製得，其由圖3, 4, 5說明。 楔製空腔24有盤10所需的形狀及尺寸，位於中空鋁 成形髏21和矽橡膠成形體25之間，後者提供多空腔外形 ，如形成盤10的空腔13。橡瞜成形體25在所需空間關係 藉由框26和在外工項27範圍内的裝配件和鋁成形體21固 定在一起。 經濟部屮央榀準，^β工消费合作社印災 (請先閲讀背而之注意事項#填寫木頁) 中空成形體21有空腔22,以接受泵熱傅送流體，其 具入口 23A及出口 23B。 \ . -- 工具27的空腔28位於橡膠成形體25的下方且一般與 成形醱共存。空腔28藉由口 29接真空糸統。 為製造陶瓷盤10, —種包含中空撤球體的凍结可凝 本紙張尺度边用中a S家檁準（CNS) 規格（210x297公;«：) 81. 4.】0,000張（H) Λ 6 _ΙΓ6_ 五、發明説明.（8 ) 膠陶瓷溶膠组成物放入棋製空腔24σ在成形«21之冷卻 流體通過空腔22以凍結凝謬該溶醪组成物。在空腔28之 真空系統可用來《肋去模化。 ’ 在空腔24形成之凍结本髏移離模後，經解凍锻燒成 所需之最後産物，也就是盤10由包含撤球體的陶瓷基質 製得。 (請先閱讀背而之注意苹項洱塥寫本頁) 裝- 經濟部中央桴準而只工消1Ϊ'合作杜印¾ 81. 4. 10,000¾ (H) 本紙5良尺度边用中國國家榣毕（CNS) ΊΜ規格（210x297公；¢)

Claims (1)

1. 弈利申誚案第.81109097號 ROC Patent Appln. No. 81109097 修正之申請，利坪圍中文本一附件一 Amended Claims in Chinese - Enel. I (民國82年b月~~日送呈) (Submitted on June ^,1993) 1.—種輕質量鍛焼之陶瓷材料•係包含由一陶瓷溶膠紐成物所形 成的凝固多孔材料，其特猷在於該材料以涑結一凝眧陶瓷溶膠 組成物形式存在•含有鍵結至陶瓷基質的中空徹球SS，該陶瓷 溶係矽石溶膠，該陶瓷基質含有原位形成之窗鋁紅柱石以及 該中空微球體遝自礬土、矽石或窃鋁紅{:!!石。 2 .如申請專利範圍第1項之輕質S锻燒陶瓷材料，其待徽 在於該键结微球锃之基質上具有微粒的光滑表面層。 .Ί .如1丨1詖饵利吨刚笫1或2项之輕Η报锻垅陶瓷材料，抖彳ί微 在於包含1〇到80%里贵比的微球脸。 -4.如Ψ ii?j思利範圃第1或2项之輕Κ Μ锻焼陶瓷W籾，具特既 在於至少包含兩®不同大小等级之m球證的批料。 5.如中誚專利砘圃笵4項之輕贸觅鍛垃陶瓷材料，其特戤在於 包含一健直徑小於0.51BID微球g的枇钭，及另一直徑 介於0 . 5至1 B m微球g的批料。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> .装. 經濟部中央標準局員工消"合-社印製 中成 其形 . 以 法瞜 方凝 的經 品的 産品 瓷産 陶 _需 之-所 形成 成形 境成 鍛绖 量物 質成 輊组 造瞟 裂溶 種瓷 _ 陶 該被 於物 在成 戤組 .待該 .其·， -,g-燒球 及空 凍中 解括 . 包 模物 去成 绖 Μ 程膠 、本溶 、該S 且陶 證 成 本形 'Α •線· /(\ 準 楳 家 闽 一 度 尺 紙 .本 格 谢 XI/ 公 7 9 2 X 經濟部中央標準局員工消f合作杜印製 ------D7_ 六、'申請專利苑園 故置有所需形狀之空腔（2 4 )的寧具中，該模具包含 ~高熱傳導$的工具（2 1 )旦該工具在-足以使該溶 膠組成物形成發生不可逆凝謬的逹度下冷卽，因面 形成一S含該键结至陶芟基質的忠球之輕質量産品 7 .如申請專利範圍第6項之方法，其特猷在於該工具 偽由火焰一嗔萚金圉至芾需形犹之複印俣上而製得 ·· . 8. 如申請專利範圍第6或7項之方法•其特擻在於該工 具有·〇·5到4ππ的厚度 9. 如φ請鄣利範圆第6 項之方法•其特激在 於該陶瓷溶锣偽S含5至5 0 %矽石重S比的矽石溶 m ： 10. 如申謓專利範圍第9項之方法，其特徵在於該矽石 溶壞的穎粒大小在1到U G奈米之間， 11. 如申謓專利範圍第9或10項、之方法，具特徵在該溶 52組成物包活一庚富铝红注在原位形成之反應性笤 土填料5 12·如申請專利_範圍第11項之方法，其特徵在於該礬土 填料的穎粒大小在1到2 5 e奈咪： 131如申請專利範圍第11項之方法·其特擻在撤粉化之富鋁紅 柱石係加入該溶膠組成物以便作為晶種促使更多富鋁紅柱 石之形成。 -12 - 本紙張尺度適爪屮Η Η家標芈（CNS) T 4規格(210 X 297公釐) ....................................< .............&..............................t.........( ................& {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ___ A { B7 C7 DT 六、申請專利範31 14.如申請專利範圍第<3項之方法，其特 徵在至少兩値不同大小等级之微球捏的批‘料加入該 溶膠组成物。 15如Φ訥辟利盹圆笫14项之方法，其特iti[在於一個微 球證的批料直徑小於〇.5ΠΠ .及另一徹球證的批料 直徑大小介於0.5至Inn。 IS.如 申 請專利範圍第6或7項之方法， 其特戡在於該工具是一中空鋁成形趕（21)且該模具 空腔（24)是在成形居（21)和棟謬成形葚（25)之間形 成。 17.如申請專利範圍第16項之方法，其特徵在該橡膠成 形匿（25)是矽豳橡謬。 (汸先閲讀背面之注意事項再填窝本百) 經濟部中央標準局員工消费合作社印裏 3 1X 本紙張尺度適;IH，H3 05家標準（CNS) T4規格(210父297公釐）