冷等压压制法制造技术

一种冷等压压制法，按此法在等压压模（１，２）内形成至少两层的第一层和第二层（１６、２２；３８、４０；３８、４６；３８、５２）并依托这些层中的第一层（１６；３８；４６）对这些层的第二层（２２；４０；４６；５２）均匀地压制来压实第二层（２２；４０；４６；５２）。１６、２２、３８、４０层可由不同的材料构成，例如粒状材料或浆液。每层（５２）又能有不同的材料区（５４，５６，５８）。粒状材料可有产生居中多孔层的孔隙形成剂。在等压压制过程中可将孔道形成材料（５０）放置在层（３８、４６）之间。另一方面，第一层（１６，３８）能借助挤压、流铸或注入等压模压而形成。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在等压压模内，对材料加以压实的一种等压压制法。更具体地，本专利技术涉及这样一种方法，其中在等压压模内形成两个或多个材料层，而为了压实第二层，是依托该两层中的第一层对第二层均匀地进行压制。
技术介绍
冷等压压制是一种众所周知的方法，它用来制做过滤器、结构部件和陶瓷隔膜。在冷等压压制中，将待压实的颗粒状材料置于有时称为袋的弹性等压压模内。此颗粒材料可以是陶瓷或金属粉末或一种粉末、粘结剂和增塑剂的混合物。然后把该等压压模放在压力容器中并缓慢地以冷水或温水使之经受水压，将该颗粒材料压缩成为适当时可接着加以焙烧和烧结的型坯。等压压模可有圆筒形或扁平的构型，以分别产出圆筒形或板状的成品。美国专利No.5 631 029披露了用来制造钨棒的这样一种方法的一个例子。在这一专利中，把细钨粉均匀地压制成为钨锭。陶瓷材料的一个重要应用涉及陶瓷隔膜部件的制造。这样的陶瓷隔膜部件是由选择在高温传导氧或氢离子之陶瓷制备。就氧选择性隔膜而论，加热的隔膜乃暴露于在隔膜阳极一侧电离的含氧气体中。在氧分压压差的驱动力下，氧离子便通过该隔膜传输至对应的阴极表面。此氧离子在隔膜的阴极一侧结合而放出电子，电子则通过隔膜或分立的电子通道传输而在隔膜的阳极一侧使氧电离。陶瓷隔膜技术的最新进展是，在一多孔的载体上形成薄的密实材料层。此密实层传导离子，而作为滤过多孔网状物的支撑结构却对该密实层起增加结构支撑的作用。多孔载体也可由本身能传输离子的一种材料制备、以便使对氧的分离有效。如上面所述，陶瓷隔膜可以取板块或管子之形式。然而，赋予这样的隔膜以复杂设计是困难的。在复合管状结构的制造中，其管子乃由一种方法制成，比如流铸或挤压以及烧结。此后，可在挤压件的外侧喷射淀积上一密实层。在No.5,599,383美国专利中，此密实层B通过化学蒸汽淀积法来镀上。为了制作甚至更复杂的结构，必须应用若干不同类型的加工方法，但是使加工步骤数目最小化则是想望的，因为陶瓷材料按其本性是易碎的。正如将要进行讨论的，本专利技术提供一种冷等压压制法，照此，无需业已在本领域中加以使用的那类复杂的加工步骤，便可直接制成复杂的结构。专利技术概述本专利技术提供一种冷等压压制法，按此法在等压压模内对至少第一和第二层均匀地进行压制，以使得至少第二层压实并且第一和第二层叠合。此第一和第二层可由两种不同的材料制成。例如，第一层可以是金属管子或其它预成型件，而第二层可以是该管子上的陶瓷浆液涂层。在均匀压制后，浆液中的陶瓷颗粒便会被压实。另一方面，第一层可以是一种粒状材料，例如要在等压压模中压实的金属或陶瓷粉末。然后可用浆液敷涂所得到的压实部件以形成第二层，或者第二层可以是有待衬托第一层而加以压实的另一种粒状材料。可增加其它的层或可将该压实的型坯进一步加工为成品。例如，在陶瓷材料的情况下，可使压实的型坯经受焙烧而烧掉有机材料，像粘结剂和增塑剂之类，接着进行烧结来产生成品。另一方面，第一和第二层可由相同的材料制成，比如想要厚的陶瓷制品，可在圆筒形等压压模中，将含此粒状材料的第一层压实。其后，可于该等压压模中放入第二层同样的材料并压实，以形成额外的厚度。再一个可能性是制成具有最低限度两个含不同材料区的至少第一层或第二层之一。请注意，这里以及在权利要求中所用的术语“粒状”是指粉末或指同其它试剂诸如粘结剂或增塑剂混合的粉末。诚如管状陶瓷隔膜部件所要求的，能用来成型管状结构的等压压模可配备有一个心轴，共轴地放置于其圆筒形承压构件中，以形成管状结构。第一层环绕此心轴形成，而第二层则环绕第一层形成。所得到的管状结构可以是上述类型的管状陶瓷隔膜部件。在这方面，此两层能由陶瓷生料构成，诸如陶瓷粉或混有其它像增塑剂、粘结剂等类试剂的陶瓷粉，要不然此两层之一可取含陶瓷浆液的形式。具体地讲，通过将第一粒状陶瓷生料引入等压压模内而且均匀地压制此第一陶瓷生料便可形成第一层。其后，借助把第二粒状陶瓷生料均匀地压到第一层上可形成第二层。在等压压模中，诚如上面已描述的，第一陶瓷生料被引入心轴和第一圆筒形承压构件之间的环形空隙，以供均匀压制。第一层形成后，可移去第一圆筒形承压构件，并将直径不同于第一圆筒形承压构件的第二圆筒形承压构件，共轴地置于至少两层的第一层之上，以形成另一个环形空隙。把粒状第二陶瓷生料引入这另一个环形空隙，供等压压制并形成第二层。形成第一层的一种可供选择的方法是，在已敷涂有适合脱模剂的心轴上形成一干的浆液涂层，此浆液含有第一陶瓷生料。然后，能通过依托干的浆液涂层等压压制第二粒状陶瓷生料，而形成这两层中的第二层。另一方面，第一层可借助将第一粒状陶瓷生料引入等压压模并均匀地压制此第一陶瓷生料来形成。第二层这时能通过在第一层上形成一干的浆液涂层而形成，该干的浆液涂层含有第二陶瓷生料。此后，依托第一陶瓷生料来对第二陶瓷生料加以等压压制。为了形成更复杂的结构，可在层间放置孔道形成元件。这样的孔道形成元件能由纸或其它可热解材料制得，它们将在焙烧过程中烧掉，从而在层间产生孔道。另一种选择是提供一种或多种带有孔隙形成剂的粒状陶瓷生料。这样的孔隙形成剂或许是例如淀粉、石墨、聚乙烯珠、聚苯乙烯珠或锯末。因此，借助比如在心轴上的浆液敷涂可在一管状隔膜的内侧形成薄陶瓷层。其后，凭借含有孔隙形成剂的陶瓷生料可形成多孔支撑层。焙烧后孔隙形成剂会烧掉而留下孔隙。在这方面，陶瓷生料中存在的孔隙形成剂总量最好足以在焙烧后产生约为1％至90％的孔隙度。第一层可通过挤压、流铸、干压或等压模注来形成。此后，能将粒状或浆液状的第二层引入等压压模并依托第一层均匀地加以压制。正如可以显而易见的，能够增加含有相同或不同材料的更多的层，以形成各种多孔或密实层。此外，至少第一和第二层之一能由至少两层不同的陶瓷生料制成。至少陶瓷生料之一可以是一种混合传导氧化物，其分子式为AxA′x′A″x″ByB′y′B″y″O3-z，这里，按照IUPAC采纳的元素周期表，A、A′和A″乃选自1、2、3族以及f区镧系元素，而B、B′和B″则选自d区过渡金属。在该分子式中，0＜x≤1、0≤x′≤1、0≤x″≤1、0≤y≤1、0≤y′≤1、0≤y″≤1，而z是使该化合物呈中性电荷的一个数。每一A、A′和A″最好为镁、钙、锶或钡。作为一种选择，至少陶瓷生料之一可以是分子式为AsA′tBuB′vB″wOx的一种混合传导氧化物，式中A代表镧系元素、钇或其混合物，A′代表碱土金属或其混合物，B代表Fe，B′代表Cr、Ti或其混合物以及B″代表Mn、Co、V、Ni、Cu或其混合物，每一s、t、u、v和w代表一个自0至约1的数，此外s/t约0.01和约100，u约为0.01至1，而x则为满足该分子式中A、A′、B、B′和B″之化合价的一个数，又，0.9＜(s+t)/(u+v+w)＜1.1。附图简述尽管与申请人对其专利技术的考虑不同，本说明书以清楚地切题的权利要求来结束，但是，若联系伴随的附图，相信会更好地理解本专利技术。在那些附图中附图说明图1为填有松散粉末的等压压模立剖面草图；图2为涉及图1所示之等压压模的一个后继处理步骤，其中该松散粉末正在受到冷等压压模压实，而在等压压模和压实粉末之间显现出空隙；图3为继图2所示之步骤的一个处理步骤，其中将第二层松散粉末填入等压压模的按图2所示步骤而形成的孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷等压压制法，包括在等压压模（１，２）内均匀地压制至少第一层和第二层（１６、２２；３８、４０；３８、４６；３８、５２），结果至少第二层（２２；４０；４６；５２）被压实以及第一层和第二层（１６、２２；３８、４０；３８、４６；３８、５２）被叠合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PS阿普特，SW卡拉汉，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]