Отвержденные материалы из порошков с покрытием и способ их изготовления

Номер патента: 3173

Опубликовано: 27.02.2003

Авторы: Атараси Такафуми, Накатсука Катсуто

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Отвержденный материал из порошков с покрытием, каждый из которых состоит из базовых частиц с покрывной пленкой, имеющей равномерную толщину от 0,01 до 20 мкм, с помощью которой частицы порошка сцеплены друг с другом, причем базовые частицы состоят из стекла, металла или оксида металла, а покрывная пленка представляет собой металлическую пленку или металлооксидную пленку, при этом частицы порошка с покрытием, представляющие собой упрочненный материал, расположены на одинаковом расстоянии друг от друга по заданному направлению.

2. Отвержденный материал из порошков с покрытием по п.1, в котором каждый из порошков с покрытием состоит из базовых частиц с многочисленными покрывными пленками, имеющими равномерную толщину от 0,01 до 5 мкм на пленке, в которых смежные покрывные пленки являются различными по виду, а порошки с покрытием взаимно сцеплены на внешней покрывной пленке.

3. Отвержденный материал из порошков с покрытием по п.1 или 2, в котором частицы выполнены из магнитного материала.

4. Отвержденный материал из порошков с покрытием по п.3, в котором, по меньшей мере, одна из покрывных пленок содержит диэлектрический материал.

5. Способ изготовления отвержденного материала из порошков с покрытием по п.1, в котором базовые частицы, расположенные на одинаковом расстоянии по заданному направлению, покрывают пленкой таким образом, чтобы получить покрытые пленкой порошки, каждый из которых содержит базовые частицы, имеющие покрывную пленку равномерной толщины от 0,01 до 20 мкм, и сцепляют порошки с покрытием с покрывной пленкой.

6. Способ изготовления отвержденного материала из порошков с покрытием по п.2, в котором базовые частицы, расположенные на одинаковом расстоянии по заданному направлению, покрывают пленкой таким образом, чтобы получить покрытые пленкой порошки, каждый из которых содержит базовые частицы, имеющие многочисленные покрывные пленки равномерной толщины от 0,01 до 5 мкм на пленке, в которых смежные покрывные пленки являются различными, и сцепляют порошки с покрытием с покрывной пленкой.

 

Текст

Смотреть все

1 Область техники Настоящее изобретение относится к отвержденным материалам из порошков с покрытием, полученным отверждением или порошка,состоящего из базовых частиц, имеющих на своей поверхности покровную пленку равномерной толщины от 0,1 до 20 мкм, или порошка,имеющего две или более подобных покровных пленки, а также к способу приготовления когерентных масс. В частности, изобретение относится к продуктам из числа очень нелинейных материалов, например, магнитных материалов,таких как магнитные головки и магнитные записывающие материалы, электрические части,стекло/керамические материалы и тому подобное, и к способу их получения. Уровень техники Известен способ, который включает покрытие поверхности порошка другим веществом с целью улучшения его свойств или получения разных свойств. Для этого были предложены различные способы. Наиболее часто используемыми среди порошков являются металлические и тому подобные порошки, поскольку они имеют разные применения. Что касается способов образования покровной пленки металла на поверхности металлического порошка или порошка из окисла металла то, например, согласно японскому патенту JP-A-3-271376, предлагается способ, согласно которому покровную пленку из металлического кобальта образуют (на поверхности порошка или металла), например, металлическом кобальте, никеле или железе, или окисле металла, например, феррите или окиси хрома, путем восстановления водорастворимой соли кобальта мокрым процессом. Однако до сих пор было невозможно нанести на поверхность порошка металла или окисла металла толстую и равномерную пленку окисла металла различного типа. Авторы изобретения ранее предложили способ образования пленки окисла металла путем диспергирования металлического порошка или металлоксидного порошка в раствор алкоголята металла и гидролиза алкоголята металла,описанный в патентной заявке (JP-A-6-228604). Авторы изобретения далее получили высокофункциональные порошки, используя другой способ образования металлических пленок и металлоксидных пленок на поверхности металлического или металлоксидного порошка, описанный в патентной заявке (JP-А-7-90310). Например, авторы добились успеха в получении магнитного порошка достаточно белого цвета путем образования покровной пленки окисла металла на поверхности порошка магнитного материала, например, феррита или окиси хрома,и образования на нем покровной пленки металлического кобальта или металлического серебра, а также в получении изоляционного порошка с удовлетворительной теплопроводностью пу 003173 2 тем образования металлоксидной пленки на базовых частицах металла, имеющего удовлетворительную теплопроводность, например металлического серебра или металлической меди. Далее авторы изобретения подали заявку на патент, в которой описывается способ, который включает также образование многослойных металлоксидных пленок на поверхности базовых частиц металла или соединения металла и термическую обработку покрытых многослойной металлоксидной пленкой частиц для получения порошка, имеющего более плотную и стабильную металлоксидную пленку. Как описано выше, авторы изобретения предприняли усилия с целью разработки высокофункциональных порошков металла или соединения металла путем образования одной или нескольких пленок из металла или окисла металла на поверхности порошка из металла или соединения металла (базовых частиц) для того,чтобы придать свойство, отличное от тех, которыми обладают базовые частицы металла или соединения металла, служащие ядрами. Желательно, однако, получить более высокофункциональные порошки металла или соединения металла по низкой стоимости и предложить способ, который может применяться также для большего количества порошков, изготовленных из иных материалов, чем металлы или соединения металлов, например, к органическим порошкам, и пригоден для образования двух или нескольких металлических или металлоксидных пленок на органических базовых частицах, и т.д. С другой стороны, многие изделия, в особенности из нелинейных материалов, например магнитные материалы, такие как магнитные головки, магнитные записывающие материалы и т.п., электрические детали, такие как конденсаторы пограничного слоя и т.п., и стеклокерамические материалы, такие как ударопрочные стеклянные материалы, преломляющие фильтры и т.п., изготавливаются из порошков или пластинок способом, включающим отверждение и формование порошка, или способом,включающим напластование пластинок и их прессование. Такие способы изготовления этих изделий основаны на том, что к исходному порошку добавляют примесь и термическую обработку для отверждения проводят так, чтобы выделить добавленную примесь на границу между исходным порошком и отверждаемым материалом(средой или подобным) для того, чтобы придать нелинейные свойства отвержденному материалу или использовать выделенное вещество как среду для взаимного отверждения частиц порошка. Примером такой техники является варисторный пограничный конденсатор, изготовленный по способу, в котором порошок ферроэлектрического материала, например титаната бария, отверждают и вставляют между электродами из 3 металлического проводника, и во время этой операции изолирующая примесь выделяется из ферроэлектрического порошка для того, чтобы улучшить изоляционные свойства. Для стеклянных материалов и оптических материалов, например для стекол МgО-Аl2 О 3SiO2 существует способ, согласно которомуTiO2 добавляют и распределяют в расплавленном стекле перед формованием, и расплав кристаллизуется при использовании TiO2 в качестве зародышей для того, чтобы получить ударопрочный стеклянный материал. Другой способ включает диспергирование серебра в оптическое стекло для того, чтобы ввести серебро в коллоидальном состоянии и использовать коллоидальное серебро в качестве зародышей для получения нелинейного оптического материала. В качестве примеров изделий, изготовленных напластованием пластин и их отверждением и формованием, можно назвать магнитные головки для записи и воспроизведения, которые изготавливают напластованием пластинок из сплава Premalloy и отверждением пластинок клеем. По отношению к другим магнитным материалам материал, полученный отверждением поликристаллического феррита с изолирующим веществом, используют в качестве цифровых головок для аудио или компьютерных лент, тогда как сплав Sendust используют для лент,имеющих высокую коэрцитивную силу. При изготовлении магнитных головок и магнитных сердечников из вышеупомянутых магнитных материалов и т.п. магнитный материал, имеющий заданный диаметр частиц, отверждают таким образом, чтобы получить максимальный выход энергии (произведение величины индукции на напряженность поля) для улучшения магнитных свойств. Однако является затруднительным провести отверждение, не изменяя диаметр частиц, и частицы магнитного материала неизбежно увеличиваются в результате роста в нем кристаллов. Далее, при изготовлении вышеописанных ударопрочных стеклянных материалов, например, почти невозможно равномерно распределить добавку, введенную в расплавленное стекло, которое имеет высокую вязкость. Как описано выше, изготовление различных продуктов, имеющих высокую добавленную стоимость, например изделий, проявляющих нелинейные свойства, требует высоких технологий, например, размещения пластинок или иглообразных базовых частиц, служащих ядрами, на одном и том же расстоянии таким образом, чтобы ориентировать их в заданном направлении, и отверждения их при поддержании этого состояния, или технологии связывания размещенных частиц с помощью пленки,находящейся между частицами, или технологии равномерного смешения частиц с высоковязкой жидкостью для получения однородной диспер 003173 4 сии. Такие изделия часто трудно изготовить только обычными известными способами. Целью изобретения является устранение указанных недостатков и создание способов,позволяющих изготовлять различные изделия,имеющие высокую добавочную стоимость, со стабильно низкими затратами. Конкретнее, целью изобретения является создание способа, в котором магнитные частицы,имеющие такой диаметр, при котором обеспечивается максимальный выход энергии, равномерно отверждают без вызванного отверждением роста кристаллов, например, для того, чтобы улучшить магнитные свойства магнитных головок, и способ,по которому высокопроизводительные конденсаторы, подобные по устройству BL-конденсаторам,изготавливают с более постоянным уровнем качества, путем применения проводника в качестве сердцевинных частиц (называемых основными частицами), образующих слой ферроэлектрического материала, имеющий равномерную толщину по частицам, и образования на них слоя проводника. Описание изобретения Авторы изобретения обратили внимание на то обстоятельство, что вышеописанные недостатки могут быть устранены путем использования вышеописанных способов, относящихся к порошку, имеющему покрывную пленку(пленки), и провели исследования. В результате было разработано данное изобретение. В данном изобретении поставленная задача решается следующим путем.(1) Отвержденный материал из порошков с покрытием, каждый из которых состоит из базовых частиц, имеющих на себе покрывную пленку с равномерной толщиной от 0,01 до 20 мкм,причем порошки с покрытием сцеплены друг с другом по покрывной пленке или с помощью клея.(2) Отвержденный материал из порошков с покрытием в соответствии с вышеприведенным пунктом(1), в котором каждый из порошков с покрытием состоит из базовых частиц, каждая из которых имеет на себе покрывную пленку,имеющую равномерную толщину от 0,01 до 20 мкм, причем базовые частицы состоят из стекла,металла или окисла металла, а покрывная пленка представляет собой металлическую пленку или металлоксидную пленку.(3) Когерентный порошок с покрытием из порошков с покрытием, каждый из которых состоит из базовых частиц с многочисленными покрывными пленками равномерной толщины от 0,01 до 5 мкм на пленку, в которых, по меньшей мере, какие-либо смежные покрывные пленки являются различными по виду, а порошки с покрытием сцеплены друг с другом по внешней покрывной пленке или с помощью клея.(4) Отвержденный материал из порошков с покрытием в соответствии с вышеприведенным 5 пунктом (3), в котором каждый из порошков с покрытием состоит из базовых частиц c многочисленными покрывными пленками с равномерной толщиной от 0,01 до 5 мкм на пленку, в котором, по меньшей мере, какие-либо смежные покрывные пленки являются различными по виду, причем базовые частицы состоят из стекла, металла или окисла металла, а покрывная пленка представляет металлическую пленку или металлоксидную пленку.(5) Отвержденный материал из порошков с покрытием в соответствии с любым из вышеприведенных пунктов (1)-(4), в котором базовые частицы состоят из магнитного материала.(6) Отвержденный материал из порошков с покрытием в соответствии с вышеприведенным пунктом (5), в котором, по меньшей мере, одна из покрывных пленок содержит диэлектрический материал.(7) Способ получения отвержденного материала из порошков с покрытием, которые отверждены совместно, включающий сцепление по покрывной пленке или порошков, каждый из которых содержит базовые частицы, с покрывной пленкой с равномерной толщиной от 0,01 до 20 мкм, или порошков, каждый из которых содержит базовые частицы с многочисленными покрывными пленками с равномерной толщиной от 0,01 до 5 мкм на пленку, в которых, по меньшей мере, какие-либо смежные покрывные пленки являются различными по виду.(8) Способ получения отвержденного материала из порошков с покрытием, которые отверждены совместно, включающий сцепление клеем или порошков, каждый из которых содержит базовые частицы с покрывной пленкой с равномерной толщиной от 0,01 до 20 мкм, или порошков, каждый из которых содержит базовые частицы с многочисленными покрывными пленками с равномерной толщиной от 0,01 до 5 мкм на пленку, в которых, по меньшей мере,какие-либо смежные покрывные пленки являются различными по виду. Базовые частицы, служащие ядрами порошка для отвержденного материала из порошков с покрытием согласно изобретению, не являются особенно жестко ограниченными в материале, диаметре частиц и их форме. Их материалом может быть любое из органических и неорганических веществ, и диаметр их частиц не является особенно жестко лимитированным,лишь бы он не превышал 6 мм в терминах среднего диаметра частиц. Далее, форма частиц может быть сферической или эллипсоидальной,или может быть звездообразной. В некоторых случаях базовые частицы могут быть пористыми частицами. Базовые частицы, предпочтительно используемые в данном изобретении, перечислены ниже. Их материал предпочтительно представляет собой органическое полимерное соединение, силиконовую смолу, стекло, металл или 6 окисел металла, наиболее предпочтительно стекло, металл или окисел металла. Диаметр их частиц составляет 100 мкм или менее в величинах среднего диаметра частиц. Далее, их форма является почти сферической или эллипсоидальной, и их поверхность предпочтительно гладкая,поскольку при этом легко получить равномерное покрытие. В настоящем изобретении могут применяться различные способы для покрытия поверхности базовых частиц, изготовленных, например, из органического полимерного соединения, силиконовой смолы, стекла, металла или окисла металла. Например, предпочтительный способ включает диспергирование базовых частиц в осушенном спирте, добавление к нему при достаточном перемешивании раствора алкоголята металла, соответствующего тому окислу металла, который должен образовать покрывную пленку на поверхности частиц, постепенное добавление смеси спирт-вода к вышеуказанной гомогенной смеси для того, чтобы гидролизовать алкоголят и образовать слой золя окисла металла на поверхности обрабатываемых базовых частиц, и превращение золя в гель. В случае однослойного покрытия порошок с покрытием получают путем сушки геля алкоголята, отложившегося на поверхности обрабатываемых базовых частиц. В качестве способа для такой сушки обычно используют вакуумную сушку. При изготовлении порошков с покрытием,имеющих многослойную покрывную пленку,желаемый порошок с покрытием получают диспергированием порошка, покрытого гелем, полученным из алкоголята металла в обезвоженном спирте, путем повторения вышеописанного процесса, в которой алкоголят металла, с которым проводят обработку поверхности, добавляют при достаточном перемешивании, и постепенно добавляют к гомогенной смеси смесь спирт-вода для гидролиза алкоголята и сушки порошка после того, как базовые частицы покрыты таким образом необходимым числом слоев геля окисла металла. Порошки, например порошок металлического железа, порошок металлического никеля,порошок металлического алюминия, полистирольные бусины, полиметилакрилатные бусины,бусины крахмала, бусины ацетилцеллюлозы, и тому подобное, подвержены разрушению поверхности в водных растворах сильных кислот даже при их низких концентрациях, и это разрушение поверхности может влиять на качество конечных изделий, вызывая, например, расстекловывание. Следовательно, в случае использования такого вещества в качестве ядра порошков, нежелательно использовать агрессивную соль, например, сульфат титана, хлорид титана,сульфат алюминия или им подобную, в качестве исходного материала для образования покрывной пленки на поверхности порошка. 7 Однако, даже когда в качестве ядра используют базовые частицы, поверхность которых доступна для атаки, образованная заранее на поверхности базовых частиц химически стойкая покрывная пленка позволяет использовать в качестве исходного материала для покрытия поверхности сердцевинного вещества коррелирующие металл соли, например, сульфат титана, хлорид титана, сульфат алюминия или им подобные. Таким образом расширяется диапазон средств для покрытия поверхности. Один из способов, пригодных для осаждения пленки окисла металла на поверхности вещества ядра согласно изобретению, описан в JPA-6-228604 и JP-A-7-90310. В случае, когда для осаждения пленки гидроокиси металла или пленки окисла металла на базовых частицах используют этот способ, покрывная пленка может быть образована на поверхности базовых частиц без опасения разрушения поверхности частиц. Этот способ, который назван золь-гель способом, способен образовать оксид, имеющий высококачественный и однородный состав. Применяя этот способ к порошкам, получают равномерную толстую и плотную пленку. Выбирают такой алкоголят металла, который является алкоголятом металла, соответствующего желаемому оксиду металла, такой как цинк,алюминий, кадмий, титан, цирконий, тантал,кремний, или им подобное. Другим способом осаждения металлоксидной пленки на поверхности вещества ядра (на базовых частицах) согласно изобретению является способ, по которому пленка гидроокиси металла или пленка окиси металла осаждается на поверхности базовых частиц. Например, в этом способе используют в качестве исходного материала соль металла, например сульфат титана, сульфат алюминия или им подобную, и включают погружение вещества ядра в водный раствор соли металла и нейтрализацию системы водным раствором едкой щелочи, аммиака, мочевины или им подобного для осаждения образующейся в результате гидроокиси металла или окиси металла на базовых частицах. При использовании этого способа следует принимать меры предосторожности, поскольку в зависимости от способов нейтрализации и нагревания имеются случаи, когда поверхность базовых частиц бывает нарушенной. Однако, поскольку вышеуказанный способ позволяет использовать соль металла в качестве исходного материала для покрытия поверхности частиц, он является простым и значительно более дешевым способом для осаждения пленки гидроокиси металла или пленки окиси металла. Таким образом, имеется широкий выбор способов производства. В качестве примеров солей металла можно назвать соли кислот и металлов. В качестве металлов, пригодных в виде солей металлов согласно изобретению можно на 003173- кальций, магний и барий. В качестве солей этих металлов можно назвать соли серной кислоты, азотной кислоты,хлористо-водородной кислоты, щавелевой кислоты, угольной кислоты и карбоновых кислот. Возможно применение также хелатных комплексов указанных металлов. Подходящие соли металла для использования согласно изобретению выбирают в соответствии со свойствами,которые должны быть приданы поверхности и способам, которые используются для производства. Кроме вышеуказанных способов для образования покрывной пленки на поверхности порошка могут быть использованы многие известные способы, например способы покрытия, способы осаждения, разбрызгивания, вакуумного осаждения, электроосаждения, анодизации и т.п. Способ, используемый для отверждения порошка, на котором вышеописанными способами образована покрывная пленка, согласно изобретению включает нанесение клея на поверхность порошка, прессование порошка и воздействие на пресс-изделие сжатием и тепловой обработкой. Примеры клея, используемого для формования в изделие порошка, имеющего покрывную пленку, включают органические полимерные клеи на основе винильных полимеров, каучуки, конденсационные смолы и т.п., и неорганические полимерные клеи, основанные на стеклах, керамике и т.п. Органические полимерные клеи могут быть использованы не только как растворы в воде или в органических растворителях, но также как органические полимерные клеи конденсационного типа, такие как эпоксидные клеи и фенолформальдегидные клеи. Неорганические полимерные клеи, такие как клеи на основе стекол и керамики, могут быть использованы в форме порошка таким образом, что клеящий порошок равномерно смешивают с порошком по изобретению и смесь порошков сплавляют тепловой обработкой, например, HIP, для получения прокаленного материала. В настоящем изобретении основные частицы, служащие ядрами порошка с многослойным покрытием согласно изобретению, могут быть частицами, изготовленными из органического вещества, помимо частиц, изготовленных из неорганического вещества. Примеры неорганического вещества, образующего базовые частицы согласно изобретению, включают металлы, например, железо, никель, хром, титан,алюминий и т.п.; сплавы металлов, например,железо-никелевые, железо-кобальтовые сплавы и им подобные, нитриды железо-никелевых сплавов; нитриды железо-никель-кобальтовых сплавов; окислы металлов, например, окислы 9 железа, никеля, хрома, титана, алюминия, кремния, кальция, магния, бария и им подобных, и композитные окислы этих металлов; глины и стекла. Особенно предпочтительно используемым в качестве вещества, образующего базовые частицы, является магнитный материал, такой как железо, никель или им подобное, или магнитный сплав, например, железо-никелевый сплав,железо-кобальтовый сплав или им подобное,или окисел магнитного металла, например,окись железа, окись хрома или т.п. Если в качестве такого вещества используют вещества, имеющие различные электрические свойства, такие как феррит, Мn-Zn-феррит,Ni-Zn-феррит, Cu-Zn-феррит, Permalloy, Sendust,Permendur, Alperm, магнитные Sm-Co-Fe сплавы и их нитриды, магнитные Nd-B сплавы и т.п., то из них получают когерентные массы, имеющие свойства, характерные для этих веществ. Базовые частицы согласно изобретению могут быть частицами, изготовленными из органического вещества. В качестве органического вещества, образующего базовые частицы согласно изобретению можно назвать природные и синтетические полимерные соединения. Синтетическими полимерными соединениями могут быть полистирол, полиэтилен, полипропилен,полиакрилаты, полиметилакрилаты и сополимеры любого из мономеров, образующих эти полимеры, с другим мономером (другими мономерами). В качестве природных полимерных соединений можно применять крахмал, агарозу,целлюлозу и желатин. Кроме них могут быть также использованы полусинтетические полимерные соединения, например, ацетилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, и т.п. Хотя базовые частицы, изготовленные из таких органических полимерных соединений, могут быть частицами неправильной формы, они предпочтительно являются сферическими частицами, образованными способом суспензионной полимеризации или образованными по способу дисперсии раствора или т.п. По любому из вышеописанных способов согласно изобретению пленка гидроокиси металла, пленка окиси металла, ферроэлектрическая пленка, адгезионная пленка, и т.д., осаждается на поверхность базовых частиц с заданной толщиной, благодаря чему частицам придают заданные свойства и получают порошок, имеющий однослойную покрывную пленку или композитную покрывную пленку. Этот порошок формуют в когерентное пресс-изделие путем связывания частиц порошка друг с другом за счет самой имеющейся на частицах покрывной пленки. По другому способу частицы порошка,имеющие однослойную покрывную пленку или имеющие композитную покрывную пленку,располагают на одинаковом расстоянии в заданном направлении и подвергают любой из описанных ниже операций, используя любой из 10 вышеупомянутых клеев, таких как смолы и т.п.,сохраняя в то же время такое состояние, чтобы получить отвержденное пресс-изделие. Можно также сформовать порошок в сплавленный материал, используя термообработку под давлением, такую как HIP или ему подобное. Таким образом, порошок с покрывной пленкой может приобрести новое качество. В частности, настоящее изобретение дает превосходные эффекты, потому, что отвержденное пресс-изделие может быть образовано двумя или несколькими компонентами, в которых покрывная пленка имеет характерные свойства, и является регулируемым таким образом,что имеет постоянный уровень качества, и потому что частицы порошка, имеющие покрывную пленку, могут быть расположены на одинаковом расстоянии по заданному направлению и объединены в отвержденное пресс-изделие при сохранении этого состояния. Ниже описаны примеры конкретного осуществления изобретения с целью дополнительного пояснения изобретения.(1) Пример, в котором изделие, имеющее высокую добавленную стоимость, получают регулированием толщины покрывной пленки и расположением частиц на одинаковом расстоянии.Mn-Zn-феррит, имеющий диаметр частиц около 0,3 мкм, использовали в качестве базовых частиц, служащих ядрами. Слой окиси кремния,имеющий толщину 0,01 мкм, был образован в виде покрывной пленки на поверхности базовых частиц. Порошок Mn-Zn-феррита, имеющий такую покрывную пленку из окиси кремния,служащую изоляционной пленкой, укладывали,например, в форму, чтобы ориентировать частицы в заданном направлении. Порошок в форме отверждали эпоксидным клеем, сохраняя это состояние, благодаря чему удалось изготовить магнитную головку для записи/воспроизведения, которая имела крайне низкие потери вихревого потока при высоких частотах.(2) Ферроэлектрическую пленку, имеющую строго равномерную толщину, помещали между базовыми частицами проводника и покрывной пленкой проводника для того, чтобы образовать композитные частицы согласно изобретению. Композитные частицы формовали и отверждали с изоляционным покрывным материалом, удерживая наружные проводящие покрывные пленки отдельных частиц во взаимосвязанном электрически состоянии таким образом, чтобы частицы могли иметь одинаковый потенциал. Таким образом можно изготовить высокоемкий конденсатор (BL-конденсатор).(3) Поверхность базовых частиц, изготовленных из полупроводника, например сульфида кадмия (CdS) или ему подобного, или проводника, например золота, серебра или им подобное, покрывали боросиликатным стеклом, для получения покрывной пленки. Этот порошок с 11 покрытием отверждали сплавлением, благодаря чему получили стекло, имеющее оптическую анизотропию.(4) Даже когда в виде покрывной пленки на частицах осаждена пленка, изготовленная из органического полимера, отвержденное прессизделие с высокой добавленной стоимостью можно изготовить способами, согласно изобретению. Наилучшие пути осуществления изобретения Ниже описываются примеры выполнения высокоемких конденсаторов способом отверждения/формования вышеуказанных конкретных конденсаторов и других изделий с целью пояснения способа согласно изобретению. Эти примеры не ограничивают однако изобретение. Пример 1 (BL-конденсатор). В растворе, приготовленном заранее смешением 2000 г этанола с 80 г этилата цинка,диспергировали 100 г частиц титаната бария,имеющих средний диаметр частиц 5 мкм. После этого к дисперсии за 1 ч добавляли по каплям приготовленные заранее 400 г этанола и 80 г деионизированной воды, чтобы осадить окись цинка и образовать тем самым покрывную пленку окиси цинка. Полученная пленка окиси цинка имела толщину 0,2 мкм. Порошок титаната бария, имеющий образованную на нем покрывную пленку окиси цинка, отделяли от жидкости и сушили. Этот порошок прокаливали на воздухе при 1200 С в течение 3 ч способом HIP, чтобы получить сплавленный материал. Была измерена емкость этого сплавленного материала. В результате было найдено, что Е 1 кГц равнялась 11000. Сравнительный пример 1 (BL-конденсатор). 100 г таких же частиц титаната бария, как использованные в примере 1 (средний диаметр частиц 5 мкм), прокаливали без какой-либо предварительной обработки на воздухе при 1200 С в течение 3 ч способом HIP, чтобы получить сплавленный материал. Была измерена емкость этого сплавленного материала. В результате было найдено, что Е 1 кГц равнялась 1800. Относительная диэлектрическая проницаемость может быть увеличена, когда частицы титаната бария сплавляют в то время, как границы частиц отделены друг от друга оксидной пленкой, имеющей высокое электрическое сопротивление, заранее образованной на частицах как в примере 1, в отличие от сравнительного примера 1. Поимер 2 (конденсатор с высокой диэлектрической проницаемостью). Первый слой, слой титаната бария: К раствору, приготовленному заранее смешением 2000 г этанола с 86 г изопропилата бария и 70 г этилата титана, добавляли 100 г частиц измельченного серебра, имеющих средний диаметр частиц 5 мкм. Поддерживая этот 12 раствор при 55 С, к нему за 1 ч добавляли по каплям раствор, приготовленный смешением 140 г деионизированной воды с 400 г этанола. После добавления полученной смеси давали реагировать в течение 6 ч. После завершения реакции частицы нагревали в атмосфере азота при 650 С в течение 3 ч,чтобы получить покрытый титанатом бария серебряный порошок B1. Второй слой, слой серебра: В 1200 мл приготовленного заранее раствора серебра диспергировали 100 г полученного выше покрытого титанатом бария серебряного порошка B1. Туда же добавляли при перемешивании 1200 мл приготовленного заранее восстанавливающего раствора. Металлическое серебро осаждали восстановлением в течение 1 ч,получая покрытый серебром покрытый титанатом бария серебряный порошок B2. Использованный выше раствор серебра представлял собой жидкость, полученную растворением 3,5 г нитрата серебра в 60 г деионизированной воды, добавлением к раствору 4 г аммиачной воды (29%), добавлением туда водного раствора, приготовленного растворением гидроокиси натрия в 60 г воды, последующим добавлением еще 5 г аммиачной воды (29%) и затем тщательным перемешиванием полученной смеси. Восстанавливающий раствор представлял собой раствор, полученный растворением глюкозы и винной кислоты в 1 л воды, кипячением полученного раствора, охлаждением его и затем добавлением 79,3 г этанола. Третий слой, слой титаната бария: К раствору, приготовленному заранее смешением 2000 г этанола с 86 г изопропилата бария и 70 г этилата титана, добавляли 100 г частиц полученного выше покрытого серебром покрытого титанатом бария серебряного порошка В 2. Поддерживая этот раствор при 55 С,к нему за 1 ч добавляли по каплям раствор, приготовленный смешением 140 г деионизированной воды с 400 г этанола. После добавления полученной смеси в течение 6 ч происходила реакция. После завершения реакции частицы нагревали в атмосфере газообразного азота при 650 С в течение 3 ч, чтобы получить покрытый титанатом бария покрытый серебром серебряный порошок В 3. Четвертый слой, слой серебра: В 1200 мл приготовленного заранее раствора серебра диспергировали 100 г полученного выше покрытого серебром покрытого титанатом бария серебряного порошка В 3. Туда же добавляли при перемешивании 1200 мл приготовленного заранее восстанавливающего раствора. Металлическое серебро осаждали восстановлением в течение 1 ч, получая покрытый серебром покрытый титанатом бария серебряный порошок В 4. 13 Пятый слой, слой титаната бария. К раствору, приготовленному заранее смешением 2000 г этанола с 86 г изопропилата бария и 70 г этилата титана, добавляли 100 г полученного выше покрытого серебром покрытого титанатом бария серебряного порошка В 4. Поддерживая этот раствор при 55 С, к нему за 1 ч добавляли по каплям раствор, приготовленный смешением 140 г деионизированной воды с 400 г этанола. После добавления полученной смеси в течение 6 ч происходила реакция. После завершения реакции частицы нагревали в атмосфере азота при 650 С в течение 3 ч,чтобы получить покрытый титанатом бария покрытый серебром серебряный порошок B5. Испытание свойств: Порошки с пленкой, образованной на некоторых различных стадиях образования покрывной пленки испытывали на свойства, чтобы определить разницу в свойствах между ними. Каждый из покрытого титанатом бария серебряного порошка B1, покрытого серебром покрытого титанатом бария серебряного порошка В 3 и покрытого серебром покрытого титанатом бария серебряного порошка B5, прокаливали на воздухе при 1200 С в течение 3 ч по способуHIP, чтобы получить прокаленный материал. Емкость Е 1 кГц полученных прокаленных материалов приведена в табл. 1. Как показывает табл. 1, когда серебро, являющееся проводником, использовано в качестве базовых частиц, и титанат бария использован как диэлектрик, емкость увеличивается при увеличении числа пленок серебра. Таблица 1 Взаимосвязь между числом пленок и относительной диэлектрической проницаемостью прокаленных материалов Вид покрывной Слой, образующий поЕмкость,пленки крывную пленку Е 1 кГц Серебряный порошок сB1 одной пленкой титаната 1100 бария Серебряный порошок с двумя пленками титаната В 3 5600 бария и одной серебряной пленкой Серебряный порошок с тремя пленками титаната В 5 17100 бария и двумя серебряными пленками Пример 3 (высокопрочный материал). В изопропаноле диспергировали 100 г базовых частиц из металлического титана (средний диаметр частиц 3 мкм). Туда же добавляли 50 г изопропилата алюминия, и следом раствор,приготовленный смешением 20 г аммиачной воды с 30 г воды. Полученную смесь оставляли для реакции на период 5 ч. После окончания реакции частицы промывали достаточным количеством этанола. После отделения твердого вещества от жидкости выделенные частицы сушили в вакуумной сушилке при 90 С в течение 14 8 ч, получая покрытый окисью алюминия титановый порошок 3 А. Полученный покрытый окисью алюминия титановый порошок 3 А вновь покрывали, используя раствор того же состава, и затем сушили. Высушенный порошок нагревали во вращающейся трубчатой печи в атмосфере газообразного азота при 650 С в течение 2 ч, чтобы получить покрытый окисью алюминия титановый порошок 3 В. Полученный порошок имел средний диаметр частиц 5 мкм. В изопропаноле диспергировали 100 г базовых частиц циркония (средний диаметр частиц 3 мкм). Туда же добавляли 55 г изопропилата алюминия, и следом раствор, приготовленный смешением 20 г аммиачной воды с 35 г воды. Полученную смесь оставляли для реакции на период 5 ч. После окончания реакции частицы промывали достаточным количеством этанола. После отделения твердого вещества от жидкости выделенные частицы сушили в вакуумной сушилке при 90 С в течение 8 ч, получая покрытые окисью алюминия циркониевые базовые частицы 3 С. Полученный покрытый окисью алюминия циркониевый порошок 3 С вновь покрывали,используя раствор того же состава, и затем сушили. Высушенный порошок нагревали во вращающейся трубчатой печи в атмосфере газообразного азота при 650 С в течение 2 ч, чтобы получить покрытый окисью алюминия циркониевый порошок 3D. Полученный порошок имел средний диаметр частиц 5 мкм. Три порошка, состоящие из полученных порошков 3 В и 3D и порошка окиси алюминияV-образного смесителя. Гомогенный порошок прокаливали при 1350 С в течение 8 ч способомHIP, чтобы получить прокаленный материал. Полученный прокаленный материал имел прочность на излом 9,9 мН х м-3,2. Сравнительный пример 2. Основные частицы из окиси алюминия,использованные в примере 3 (средний диаметр частиц 5 мкм) прокаливали при 1350 С в течение 8 ч по способу HIP. Полученный прокаленный материал имел прочность на излом 4,4 мН х м-3,2, что было наполовину ниже прочности на излом в случае прокаливания вышеописанного смешанного порошка. Как показано выше, повышенная прочность на излом может быть получена путем образования прокаленного материала, содержащего однородно распределенные множественные компоненты. Промышленное применение В соответствии с настоящим изобретением функциональный покрывающий слой (слои),каждый из которых имеет заданную толщину,осаждают на поверхность базовых частиц, чтобы придать частицам заданные свойства и полу 15 чить порошок, имеющий однослойную покрывную пленку. Когда такой порошок формуют,взаимосвязывая частицы порошка посредством пленок, имеющихся между частицами, или когда частицы порошка, имеющие однослойную покрывную пленку или композитную покрывную пленку, располагают на одинаковом расстоянии в заданном направлении и отверждают и формуют, сохраняя это состояние, то могут быть стабильно получены изделия с высокой добавочной стоимостью, имеющие заданную функцию. В частности, в случае, когда используют базовые частицы, изготовленные из магнитного материала, изготовляют не только магнитные головки, сердечники и тому подобное, но также высокоемкие конденсаторы, имеющие превосходные свойства. В случае использования базовых частиц, выполненных из стекла, можно изготовить поляризационные фильтры, испускающие поляризованный свет под заданным углом и тому подобное, используя материал,имеющий заданный показатель преломления,чтобы сформировать покрывную пленку,имеющую заданную толщину. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Отвержденный материал из порошков с покрытием, каждый из которых состоит из базовых частиц с покрывной пленкой, имеющей равномерную толщину от 0,01 до 20 мкм, с помощью которой частицы порошка сцеплены друг с другом, причем базовые частицы состоят из стекла, металла или оксида металла, а покрывная пленка представляет собой металлическую пленку или металлооксидную пленку, при этом частицы порошка с покрытием, представляющие собой упрочненный материал, распо 16 ложены на одинаковом расстоянии друг от друга по заданному направлению. 2. Отвержденный материал из порошков с покрытием по п.1, в котором каждый из порошков с покрытием состоит из базовых частиц с многочисленными покрывными пленками,имеющими равномерную толщину от 0,01 до 5 мкм на пленке, в которых смежные покрывные пленки являются различными по виду, а порошки с покрытием взаимно сцеплены на внешней покрывной пленке. 3. Отвержденный материал из порошков с покрытием по п.1 или 2, в котором частицы выполнены из магнитного материала. 4. Отвержденный материал из порошков с покрытием по п.3, в котором, по меньшей мере,одна из покрывных пленок содержит диэлектрический материал. 5. Способ изготовления отвержденного материала из порошков с покрытием по п.1, в котором базовые частицы, расположенные на одинаковом расстоянии по заданному направлению,покрывают пленкой таким образом, чтобы получить покрытые пленкой порошки, каждый из которых содержит базовые частицы, имеющие покрывную пленку равномерной толщины от 0,01 до 20 мкм, и сцепляют порошки с покрытием с покрывной пленкой. 6. Способ изготовления отвержденного материала из порошков с покрытием по п.2, в котором базовые частицы, расположенные на одинаковом расстоянии по заданному направлению,покрывают пленкой таким образом, чтобы получить покрытые пленкой порошки, каждый из которых содержит базовые частицы, имеющие многочисленные покрывные пленки равномерной толщины от 0,01 до 5 мкм на пленке, в которых смежные покрывные пленки являются различными, и сцепляют порошки с покрытием с покрывной пленкой.

МПК / Метки

МПК: C04B 35/64, B22F 3/02, H01G 4/08, H01F 1/22

Метки: материалы, способ, покрытием, порошков, изготовления, отвержденные

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-3173-otverzhdennye-materialy-iz-poroshkov-s-pokrytiem-i-sposob-ih-izgotovleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Отвержденные материалы из порошков с покрытием и способ их изготовления</a>

Похожие патенты