[发明专利]系统、方法和相关的烧结制品

说明书

本文提供了一种系统、方法和相关的烧结制品。所述方法包括利用增压气体支承一件无机材料；以及在利用增压气体支承该件无机材料的同时，通过以下方式烧结该件无机材料：将该件无机材料加热至等于或高于该无机材料烧结温度的温度，以使得该无机材料至少部分被烧结而形成烧结制品。在烧结过程中，无机材料不与固体支承物接触。诸如陶瓷制品这样的烧结制品是薄的，且具有高表面品质，以及/或者具有较大的表面积。

本申请依据35 U.S.C.§119要求于2016年1月26日提交的系列号为62/287070的美国临时申请的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。

背景

本公开总体上涉及形成一种烧结的无机或陶瓷材料，具体而言，涉及用于在非接触环境下烧结无机材料的系统和方法、以及通过这些系统和方法制成的烧结制品，例如陶瓷板或陶瓷带。

诸如陶瓷薄板、陶瓷带或陶瓷条这样的制品具有许多潜在用途，例如当陶瓷透光时可用作波导，用作可涂覆或层压并且整合入电池以及其它组件中的基材，或者用于其它应用中。这些制品一般通过以下方式来制造：形成烧结材料的大铸块，对材料的晶片、厚片或平板进行切割，以及将相应制品抛光成所需形态和表面品质。抛光有助于除去制品表面上的瑕疵或缺陷，但既费时又费资源。还可通过带材铸塑、凝胶铸塑或其它包括对生带(green tape)(例如含有粘结在有机粘合剂中的无机颗粒的条)进行烧结的方法来制造这些制品。在这些常规方法中，通常将生带置于被称为“定位台”(setter board)的表面上，并且放置于炉内，所述炉能够烧除有机粘合剂并且使无机颗粒烧结。定位台通常由能够承受烧结处理的耐火材料形成，即，其不会与被烧制的制品发生反应或相结合。当粘合剂被除去时，定位台支承带材，且在烧结过程中，剩余无机材料的至少一个表面与定位台相接触。

概述

本公开的一种实施方式涉及一种形成烧结制品的方法。所述方法包括利用增压气体支承一件无机材料。所述方法包括在利用增压气体支承该件无机材料的同时，通过以下方式烧结该件无机材料：将该件无机材料加热至等于或高于该无机材料烧结温度的温度，以使得该无机材料至少部分被烧结而形成烧结制品，且在烧结过程中，被烧结的该无机材料的至少一部分不与固体支承物接触。

本公开的一种实施方式涉及一种烧结制品。所述烧结制品包含第一主表面；与第一主表面相反的第二主表面；至少部分烧结的无机材料，其限定第一主表面、第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的主体。所述烧结制品包含第一主表面与第二主表面之间的平均厚度，所述平均厚度不超过1mm。所述烧结制品包含宽度，所述宽度定义为与厚度正交的第一主表面或第二主表面中的一种的第一维度。所述烧结制品包含长度，所述长度定义为与烧结制品的厚度和宽度都正交的第一主表面或第二主表面中的一种的第二维度。所述烧结制品是薄的，以使所述宽度和所述长度中的至少一种大于所述平均厚度的五倍。第一主表面由第一表面品质评价标准定义，而第二主表面由第二表面品质评价标准定义。第一表面品质评价标准与第二表面品质评价标准基本上相同。无机材料选自下组：多晶陶瓷和合成矿物。

本公开的一种附加实施方式涉及一种用于形成烧结制品的系统。所述系统包含带材材料的带材供给装置，所述带材包含通过有机粘合剂粘结的无机材料颗粒。所述系统包含位于带材供给装置下游的粘合剂除去工位。所述系统包含位于粘合剂除去工位下游的烧结工位。所述系统包含加热粘合剂除去工位和烧结工位的加热系统。所述加热系统将粘合剂除去工位加热至100摄氏度至400摄氏度之间的温度，以使有机粘合剂随着带材材料穿过粘合剂除去工位而热解。所述加热系统将烧结工位加热至高于800摄氏度的温度，以使无机材料随着带材材料穿过烧结工位而至少部分烧结。所述系统包含气体轴承，所述气体轴承支承粘合剂除去工位和烧结工位内的所述带材材料。

在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。

应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。