[发明专利]用于基于尺寸的过滤的冷冻铸造陶瓷膜

权利要求书

1.一种用于制造具有内部结构的冷冻铸造材料的方法，其中所述方法包括以下步骤：

确定所述材料的所述内部结构，所述内部结构具有多于一个孔，其中：

所述多于一个孔中的每一个具有方向性；并且

所述确定步骤包括：

选择温度梯度和冷冻锋面速度以基于所选择的温度梯度和所选择的冷冻锋面速度获得所确定的内部结构；

定向冷冻液体制剂以形成冷冻的固体，所述定向冷冻的步骤包括：

在定向冷冻期间，控制所述温度梯度和所述冷冻锋面速度两者以匹配所选择的温度梯度和所选择的冷冻锋面速度两者；

其中所述液体制剂包含至少一种溶剂和至少一种分散的物质；以及

使所述至少一种溶剂从所述冷冻的固体中升华以形成所述材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多于一个孔中的每一个被表征为连续的通孔。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述内部结构被配置成使得跨过所述内部结构的任何微观流体路径包括选自1至100的范围的多于一个第一孔的孔数目。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述多于一个孔对应于所述内部结构的总微观孔隙率的至少75％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述内部结构经由在定向冷冻期间从结晶的或结晶化的溶剂中排除所述至少一种分散的物质而形成。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，还包括热处理或固化所述材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中热处理包括烧结或热解。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述确定步骤还包括选择溶剂以基于所选择的溶剂、所选择的温度梯度和所选择的冷冻锋面速度获得所确定的内部结构。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述确定步骤包括确定所述多于一个孔的孔类型；其中所述多于一个孔选自由树枝状孔、蜂窝状孔、层状孔和棱柱状孔组成的组。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述多于一个孔中的每一个的所述方向性通过以下来表征：每一个孔的初级生长方向等同于每一个其他孔的初级生长方向或在每一个其他孔的初级生长方向的30°内。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述多于一个孔包括树枝状孔；其中每一个树枝状孔通过以下来表征：主通道和多于一个次级臂，每个次级臂与所述主通道流体连通；所述主通道的长度大于每一个次级臂的长度；每一个树枝状孔的所述主通道沿着平行于初级生长方向或在初级生长方向的30°内的初级生长轴线延伸，并且每一个树枝状孔的每一个次级臂沿着与所述主通道的所述初级生长轴线不同的相应的次级生长轴线延伸。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述确定步骤包括确定所述多于一个孔的至少一种其他孔特性；所述至少一种其他孔特性选自由以下组成的组：尺寸特性、初级生长方向、初级孔体积与次级臂体积的比率以及这些的任何组合。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述多于一个孔包括所述内部结构的第一区域中的多于一个第一孔和所述内部结构的第二区域中的多于一个第二孔；其中所述多于一个第一孔与所述多于一个第二孔流体连通；其中所述多于一个第一孔通过以下来表征：与所述多于一个第二孔的对应的一种或更多种孔特性不同的一种或更多种孔特性；并且其中所述第一区域和所述第二区域不重叠且彼此物理接触。