高气孔率的烧结物体及其制造方法和用途技术

本发明专利技术涉及高气孔率的烧结物体，它包括至少一层含纤维的可烧结材料。本发明专利技术的任务是提供一种这样的物体，该物体具有更高的烧损特性和火焰附着值。如此完成该任务是，即所用纤维在一侧和／或双侧上是隆弯的，而且这些纤维的主轴线短于约１ｍｍ，副轴线短于约２０μｍ，其中主轴线比副轴线长。此外，本发明专利技术涉及该高气孔率的烧结物体的制造方法及其应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及和其应用，该物体包括至少一层含纤维的可烧结材料。
技术介绍
高气孔率的烧结物体用于各种不同的技术目的。它们尤其被用作燃烧元件，在这里，它们由于高气孔率而能够暂时接收液态燃料并在元件表面上将其蒸发。这种燃烧元件必须相应地承受高温。尤其是汽车的稳定加热器也需要高气孔率的烧结物体。现有技术公开了用可烧结金属粉末制造高气孔率的物体。当然，用这种金属粉末只能获得略大于约60％的气孔率值。为达到更高的气孔率，还知道了使用可烧结的金属纤维。这种可烧结的金属纤维可以随后被织成无纺布并接着进行烧结。这种无纺布的气孔率可接近90％。对高气孔率物体的可能应用且尤其是作为燃烧元件来说，要求良好的烧损性能和火焰附着值。该元件同时必须有高气孔率。然而，物体的气孔率越高，可以达到的火焰附着值和物体的烧损性能就越差。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供不具有上述缺点的高气孔率的烧结物体。按照本专利技术，如此完成该任务，即提供一种高气孔率的烧结物体，它包括至少一层含纤维的可烧结材料，这些纤维在一侧和/或在两侧是隆弯的，它们有一个小于1mm的主轴线和小于约200μm的副轴线，其中主轴线比副轴线长。与
技术介绍
所公开的由普通金属纤维且尤其是被加工成无纺布的这些纤维制成的烧结物体相比，这种高气孔率的烧结物体具有明显改善的烧损性能和火焰附着值。与或许被加工成无纺布的和在现有技术中公开的金属纤维相比，这些纤维具有较大的比表面，这样一来，获得了更好的性能。所用纤维有利地具有尖锐的棱边，这些棱边尤其在被用作促进燃烧的元件时且例如对使液态燃料蒸发有一定的积极作用。本专利技术意义上的可烧结材料是指那些由金属、金属氧化物、陶瓷和/或塑料制成的材料。本专利技术意义上的可用金属材料不仅是指由纯金属构成的材料，而且也指由金属合金和/或不同金属和金属合金组成的混合材料构成的材料，其中尤其包括钢并最好为铬镍钢、青铜、镍基合金、耐盐酸镍基合金、铬镍铁合金等，其中混合材料也可以包含高熔点成份如铂。所用纤维可以是金属的或陶瓷的。作为纤维，特别优选地使用铁材料(例如按材料标准1.0495，1.4113或1.4841)和/或以铁-铬-铝或镍-铝为基础的合金。优选含铝合金，这是因为，这种合金具有高耐热性和高耐蚀性。铝含量优选为约10％-40％(重量％)，这是相对合金中的金属总量而言。根据本专利技术的高气孔率的烧结物体进最好都是由金属纤维构成。但是，在本专利技术的意义上，由含纤维的粉末构成的混合物也可被用作可烧结材料。若在本专利技术物体里的纤维在它的两侧上是隆弯的，则其横断面大致可以描述为椭圆形。若使这样一种纤维沿其纵轴线并朝向主轴线方向地被分开，就得到大致成半椭圆形的纤维。这种只在一侧隆弯的纤维是特别优选的，这是因为这种纤维具有高得多的比表面积，因此，大大提高了所要求的烧损性能及火焰附着值。因而，这种纤维具有一个平坦侧面和一个隆弯侧面。特别优选的是，该纤维的主轴线小于约500μm，副轴线小于约100μm。主轴线和副轴线的长度是借助放大倍数为100至约500的显微镜在纤维横断面磨片上测定的。此外，所用纤维优选地具有各种不同的长度，因而在烧结时就生成一种很稳定的纤维矩阵。这种纤维矩阵在本专利技术的另一优选实施方案中可以通过使用至少简单地沿纵轴线弯折的纤维来进一步改善。这样，这些纤维就能更好地相互钩结，从而进一步提高纤维矩阵的稳定性。折弯纤维占所用纤维总量的比例最好在一个至少为20％(重量％)的范围内。在本专利技术的另一个实施方案中，这些纤维都围绕其纵轴线扭转。扭转纤维占纤维总量的比例至少达到15％(重量％)，尤其优选为40％-60％(重量％)。纤维最好围绕纵轴线扭转半圈，更好的是，它们围绕纵轴线扭转一圈以上。本专利技术物体更有利地具有较高的机械性能，这是因为通过纤维围绕其纵轴线的扭转提供了更好的烧结接触。另外，本专利技术的物体具有更好的烧损性能。还优选的是，纤维副轴线的长度从中间起向着两端减小。例如，在这里，在纤维中央的副轴线长度大致在100μm范围内，相反，在纤维两端上的副轴线长度大致在20μm范围内。在纤维中央的副轴线长度与在纤维端部的副轴线长度之比优选大于2∶1，进一步优选为大于3∶1。在本专利技术物体中，这种纤维的比重优选达到至少20％(重量％)并进一步优选在15％-50％(重量％)的范围内。在本专利技术的另一实施方案中，这些隆弯侧具有沿纤维纵轴线的横向延伸的空隙。由于这些例如可以设计成凹槽状的空隙，纤维的隆弯侧具有一个成波浪形的表面。这样一来，有利地提高了在本专利技术物体中使用的纤维的比表面积，因而它具有进一步改善的烧损性能和火焰附着值。还优选的是，该物体具有至少另一个未烧结层。所述的另一个未烧结层例如可以是一个孔板或一个金属丝布等类似物，它优选地由与可烧结材料相同的材料且尤其是纤维制成。最后，本专利技术的物体有利地具有约5-150μm并最好是10-100μm的孔隙分布。这种孔隙分布用一孔隙计并按照标准ASSME 12/94来测定。此外，本专利技术的物体最好具有至少为80％的气孔率并最好是大于95％且更好的是大于93％的气孔率，同时，它具有至少50g/m2的表面重量。本专利技术的物体不仅具有高气孔率，而且也具有上述的大的比表面积，它们对本专利技术物体的烧损性能产生有利影响。此外，尤其是在用作如燃烧元件或灯芯元件时，本专利技术物体可以吸收大量燃烧液体。此外，本专利技术还涉及一种制造高气孔率的烧结物体的方法，该物体具有至少一层含有纤维的可烧结材料，其中-在第一步中，使纤维缩短到最长约20mm的长度，-在第二步中，以约0.2-0.4g/cm2的松装比容堆覆该材料；-在第三步中，烧结该材料。通过在第一步中进行的纤维缩短，有利地获得了要制造物体的的高机械稳定性和均匀性。用有这种长度的纤维并且在松装比容为0.2-0.4g/cm2的情况下，就可以产生出具有高机械强度并同时有较高均匀性的物体。此外，最好规定，这些纤维经过分选地在第二步里进行堆覆。纤维分选是在装入模时通过使定向机械振动作用于料堆上来实现的。借助定向机械振动作用产生的料堆搅拌例如可以通过以下方法实现，即纤维经过一个振动输送机从料堆被送至模。也可以规定，借助料堆搅拌的分选可以在装入模时在一个筛面上实现。根据模的不同实施形式，在这里，可以设置一个振动筛面或一个转动筛面，在该筛面上放置料堆。在这种情况下，网眼大小约为0.5-5mm粗网眼筛面就足够了。料堆在筛面上的滚动造成总是只在筛眼区域中纤维离开料堆并落到模里。还最好规定在对所用材料且尤其是纤维进行分选时，使模相对材料入口移动。在材料入口如一个振动运输槽的卸料端和筛子漏口之间的相对运动取决于要制造的多孔物体的几何形状。在这里，该模可以旋转或相对纤维入口在一个平面里来回运动。如果要制造的多孔物体必须具有连接元件以便固定在相应外壳上，则在本专利技术的其它技术方案里规定了至少有一个要与多孔物体连接起来的连接元件作为模部件地被放置到模中并一起进行烧结。还优选的是，在第二步之后，还在另一步骤中压实该材料。因而产生稳定的多孔未烧结体，它接着在第三步中被烧结。未烧结体可以单独地继续进行处理。这样的未烧结体具有高的尺寸稳定性并可以随后实际上无明显收缩地被烧结成一个坚固稳定的多孔物体。还优选的是，该材料在第二步里被放置在另一未烧结层上并接着与这个层在第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高气孔率的烧结物体，它具有至少一个由可烧结材料制成的并含有纤维（１）的层，这些纤维在一侧和／或两侧上隆弯的并且所述纤维具有一个短于约１ｍｍ的主轴线（２）和一个短于约２００μｍ的副轴线（３），其中该主轴线比该副轴线长。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K黑伯格，
申请(专利权)人：GKN金属烧结有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]