[其他]具有无孔隙度的芯子与有孔隙度的外层的陶瓷制品

说明书

本发明涉及陶瓷制品及其生产方法，如陶瓷纤维。

“高级技术陶瓷”，也称做高性能陶瓷、工程陶瓷、技术陶瓷、先进陶瓷、结构陶瓷等。它与传统陶瓷制品，如餐具陶瓷、水泥、建筑用砖、屋面瓦、以及窗玻璃等有明显的区别。它在重应力下具有优良的机械性能，杰出的电学性能与光学性能，并且具有优异的抗高温与抗环境腐蚀能力。

具有芯子与外层的高级技术陶瓷制品做为一种制品而为人所知。美国专利4，125，406号（Sowman）揭示了陶瓷纤维至少具有两个明显的成分与特性带。一个带是陶瓷纤维的芯子。第二个带是在烧制过程中在陶瓷纤维上形成的外壳或皮。美国专利3，778，132号（Pii-now等）揭示了一个具有用纯非晶体硅做成的芯子断面和用氧化硼（B₂O₃）与可做单层包层断面的传输线。美国专利3，779，784号（Emslie）揭示了被金红石（TiO₂）壳包围住的碱金属六钛化物的可浸出芯子的陶瓷纤维制品。这种纤维材料对增强塑料特别有用。

美国专利388，1944号（Beall等人）揭示了一种非常耐高温的玻璃陶瓷制品。这种制品至少可用在1200℃的高温下，它的热膨胀系数很小，在25℃至900℃的温度范围内，膨胀系数低于40×10^-7/℃。这种材料在经受一定的浸出温度时，将显示出，至少其表面层显示出相当高而且一致的孔隙率，大多数孔的直径是0.1～40微米之间，其表面积达到1-100米²/克。玻璃陶瓷的主要结晶相是莫来石、钡长石和莹青石。

在一定的成分范围内，被浸渍时产生上述产品。热的无机酸稀溶液，如HCl、HNO₃、H₂SO₄、H₃PO₄等，优先浸渍钡长石和青石结晶，产生出表面积大的孔身。但其孔极细。用NaOH、HF或NH₄F∶HF的稀水溶液，在室温下优先浸渍β相锂辉石的固溶体结晶，能产生比较大的孔身，但其表面积就低得多。

虽既上述专利说明了产品的很有用的特性，但是它们没有一个说明了制品具有在控制条件控制用量的情况下，能被某种物质充填或渗透，从而使制品达到以前被认为是不可实现的应用领域。美国专利3，778，132号所说明的制品是一种玻璃制品，但是它未被设计为可被某种物质渗透的。美国专利3，779，784号所说明的制品，虽然表示了许多所希望的特性，但是这项专利没说明那个具有很高物质含量的制品的渗透能力。美国专利3，881，944号实际上没有说明一个具有芯子和外层的产品，这项专利没有表明其中所说到的表面层有被高含量物料充填的能力。

本发明总结

本发明包括陶瓷纤维、布、绝缘垫、实心球、空心球等成型或未成型的各种形状的、经过烧制的、非陶瓷化的、整块的、不熔化的陶瓷制品。这些制品每一种都在几何图形上有均匀性，有高表面积的微孔外壳或外层，至少陶瓷制品的芯子被部分地覆盖或包围。这种制品能够用浸渍先前的陶瓷制品或预制品可以获得，也就是用氟氢酸这样的浸渍剂来处理溶胶-凝胶陶瓷。

这里所用的术语“陶瓷”实际上是表示用耐人的非金属无机氧化物原料在高温下烧制而成的一种材料。“芯子”表示有一层化学成份与芯子不同的外层包裹着的陶瓷制品的中央或内部部分。“外壳”或“外层”这个术语表示上述材料有一个薄薄的外形的一层，孔的主体覆盖着或包围着芯子，并且同时还连接着。芯子能部分地完全地被连接着的外壳或外层包起来，或者同时部分地被包起来或覆盖起来。术语“浸渍”表示一个成型的经烧制的陶瓷制品或预制品，用接触液体或气体的方法，将外层表面交界处的可浸出或可溶解成分除掉的外层表面处物方法。术语“浸渍剂”表示用来浸渍成型或未成型的、经烧制的陶瓷制品的组成部分的液体或气体。术语“浸渍质”表示是在浸渍过程所获得的浸渍剂中的可溶组成的溶液。

为了使陶瓷制品获得所希望的有用特性，它的外层或孔壳的毛细孔可以用各种各样的充填材料充填。这里所说的“充填材料”术语，是表示任一物质不管以何种形式-固体、液体或气体-可以在陶瓷制品的外层的毛细孔中累积或充填起来。某种以液体形式充填到孔中之后，又可就地转化为固体。例如，用于干燥陶瓷制品充填进去的液体充填物，就可以转化。

本发明的陶瓷制品可以这样制备，即用一个所希望的形状的陶瓷制品，而纤维、绝缘垫、用一个浸渍剂、即氟氢酸，使之接触，直到浸发生变化的陶瓷芯于上形成了一个外层或孔壳，并获得浸渍的陶瓷制品。