[发明专利]金属半成品

说明书

本发明涉及金属半成品、金属材料以及材料和半成品的制造工艺及其用途。

多孔烧结金属结构，例如安装在柴油内燃机的排气系统中作为颗粒过滤器，是现有技术。例如，DE 10128936 A1公开了一种由楔形过滤袋组成的多孔烧结金属结构。

烧结金属过滤器的制造工艺在商业上是众所周知的，其利用了一种金属网的支撑结构。在现有技术中，烧结工艺之前要用烧结金属以各种方式将此类型的金属网结构增强。因此，商业上众所周知一种由烧结金属粉末制成的易涂开的糊剂和尽可能少量的有机粘结剂，将其用星型加料器掺杂在金属织物或金属网中。

同样众所周知的是，一种易流动的糊剂或浆剂可由烧结金属粉末、有机粘结剂和溶剂制成。随后，按这种方式处理的烧结金属粉末通过将金属织物或金属网浸入该糊剂或浆剂的方式被涂覆。该浆剂也可从上方倾注或在铸造工艺中将该糊剂压在金属织物或金属网上。在各种方法中，随后的干燥工艺是必需的，其可使溶剂蒸发并将烧结金属固定在金属框架上。

仍然众所周知的是将烧结金属粉末与蜡混合并将其涂敷于金属框架，例如在加热塑料体之后，以一种金属网格的形式。

不管是涂敷金属织物还是涂敷金属网的工艺，精确地调节层厚度和层密度很困难。此外，金属网会增加合成滤层的重量和费用。因此，我们希望能够免除框架材料，仍可制成一个平整的、符合规定并且稳定的滤层。专利WO 2006/008222解决了这个问题，公开了以下步骤：

a．  制备由一种烧结金属粉末和一种有机粘结剂组成的混合物；

b．  制备由所述混合物形成的薄膜；

c．  结构化所述薄膜；并且

d．  将其烧结。

在该工艺中，烧结金属薄膜用作一种半成品，并且当处于原始状态时（在烧结前），为了转变成为常规的过滤结构，其具有一种特殊的固有稳定性。

在造纸生产中，无机填料的主要功能是减少费用和增加性能。因此，纸张通过填料改性。通常所达到的最大填料量是按质量计30到40%（SC或装饰纸张）。

由预陶瓷化可烧结的特殊纸张制成的陶瓷材料是一个重要的应用领域。这种纸张通过预陶瓷化（形成活性陶瓷相）或陶瓷填料已大大增强，例如按重量计可达75%，用热的方法就可将其转化为陶瓷材料。公开文献DE 103 48 798 A1公开了用活性填料硅和铝增强的纸张。这种纸张通过高温分解并随之氧化的热方法转化为陶瓷材料。在该工艺中，填料与高温分解中形成的碳反应生成陶瓷相。这导致混合陶瓷材料的产生，其具有碳化硅、氧化铝和莫来石组分。利用该工艺可生产出陶瓷结构和组分。

公开文献DE 10 2006 022 598 A1公开了可替代活性填料(Si, Al)的特殊纸张，包括经烧结熟化的惰性陶瓷填料（例如Al₂O₃, ZrO₂, SiC, Si₃N₄,沸石，硅铝酸盐）。在这些公开的内容中，烧结工艺之后均以获得陶瓷材料为目的。

US 4,421,599也公开了由填充陶瓷组分的纸张制造陶瓷材料。

根据现有技术，烧结金属薄膜用于制造多孔的、薄壁的烧结金属结构，该结构以平整的半成品为基础。制造烧结金属薄膜的一个缺陷是在薄膜制造工艺中需要使用易挥发的有机溶剂，必须要防爆保护（爆炸风险，工作安全性）从而大大地提高了工艺成本。再一个缺陷是由于缺少纤维增强材料，烧结金属薄膜的硬度和稳定性低，这使得难于制造复杂的形状。因此，研制工艺从而获得一种平整的、均匀并且稳定的烧结金属半成品是有利的，其通过一种含水基底再加上有机纤维制成，例如以纤维素的形式作为一个纤维强化层。

本发明是基于如何提供有效的工艺和方法从而制造出能克服前述缺陷的金属结构这一问题的。特别希望的是研制一种烧结-金属-增强的纸张，其可成本有效地用一种造纸机通过常规的造纸工艺含水地制成常规尺寸、常规形状的纸张，并可选择地通过热处理将其转化为金属材料。

本发明所基于的问题已经以一种令人惊奇的方式被解决，其利用了按照权利要求所述的半成品、半成品的制造工艺、用途和金属材料。