(57)【要約】【課題】【解決手段】セラミック材料を鋳造金属構成要素の内部から除去することが閉システム内で行われる。システム内の容器３５は、その内部にセラミック材料３２及び（又は）セラミックコア３３を有する鋳造構成要素３０を没入させる化学的浸出流体３６にて充填される。浸出流体は、過熱され、また、容器内の分子を変化させずに、閉システム内の圧力を変化させることにより沸騰が制御される。
2005522331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料を鋳造構成要素から除去する方法において、
（ａ）セラミックコアの少なくとも一部分が浸出材料と接触した状態にて鋳造構成要素を容器内に配置するステップと、
（ｂ）浸出材料を加熱するステップと、
（ｃ）容器内の圧力を降下させて浸出材料を過熱させ且つ、少なくとも鋳造構成要素にて沸騰する泡を核形成するステップと、
（ｄ）容器内の圧力を上昇させて浸出材料の沸騰温度を上昇させるステップと、
（ｅ）少なくとも（ｃ）及び（ｄ）の間、容器を閉じて容器からの蒸発により浸出材料の濃度が変化するのを阻止するステップとを備える、セラミック材料を鋳造構成要素から除去する方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、
前記圧力を上昇させ且つ前記沸騰温度を上昇させるステップが、浸出材料中のそれぞれの熱力学的平衡点にて行われる、方法。
【請求項３】
請求項１の方法において、
セラミック材料を鋳造構成要素から除去するため過程（ｃ）ないし（ｅ）を反復するステップを更に備える、方法。
【請求項４】
請求項３の方法において、
前記反復するステップが、セラミック材料が鋳造構成要素からほぼ完全に除去される迄、行われる、方法。
【請求項５】
請求項３の方法において、
浸出材料の第一のパラメータを検知するステップを更に備え、
前記検知された第一のパラメータが第一の所定の状態に等しいならば、前記降下させるステップが励起され、
前記検知された第一のパラメータが第二の所定の状態に等しいならば、前記上昇させるステップが励起され、
前記検知する間、容器が閉じられて容器からの蒸発による浸出材料の濃度の変化を阻止し、
前記反復するステップが前記検知する過程を含む、方法。
【請求項６】
請求項５の方法において、
前記第一のパラメータが温度及び温度の変化率の一方である、方法。
【請求項７】
請求項６の方法において、
前記第一のパラメータが、浸出材料の温度の変化率により規定される、方法。
【請求項８】
請求項３の方法において、
前記降下させるステップの結果、浸出材料の一部分が蒸気に蒸発し、
蒸気を凝縮させるステップを更に含み、
前記凝縮するステップの間、容器が閉じられて容器からの蒸発による浸出材料の濃度の変化を阻止し、
更に、前記反復するステップが凝縮する過程を反復するステップを含む、方法。
【請求項９】
請求項１の方法において、
前記降下させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を増大させるステップを利用し、
前記上昇させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を減少させるステップを利用する、方法。
【請求項１０】
請求項９の方法において、
積変化機構を提供するステップを更に含み、
容積変化機構が、閉じた容器の一部分を画成し、
前記容積変化機構が、前記降下させるステップの間、作動されて容積を増大させ、前記上昇させるステップの間、作動されて容積を減少させる、方法。
【請求項１１】
請求項１の方法において、
浸出材料の第一のパラメータを検知するステップを更に備え、
該検知された第一のパラメータが第一の所定の状態に等しいならば、前記降下させるステップが励起され、
前記検知された第一のパラメータが第二の所定の状態に等しいならば、前記上昇させるステップが励起され、
前記降下させるステップの結果、浸出材料の一部分が蒸気に蒸発し、
前記降下させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を増大させるステップを利用し、前記上昇させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を減少させるステップを利用し、
蒸気を凝縮させるステップを更に備え、
過程（ｅ）において、容器は閉じられて、前記検知し且つ前記凝縮するステップの間、容器からの蒸発によって浸出材料の濃度が変化するのを阻止し、
前記過程（ｃ）ないし（ｅ）及び前記検知し且つ凝縮する過程を反復するステップを更に備える、方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、
容積変化機構を提供するステップを更に含み、
容積変化機構が、容器内の閉じた容積の一部分を画成し、
前記容積変化機構が、前記降下させるステップの間、作動されて容積を増大させ、前記降下させるステップの間作動されて容積を減少させる、方法。
【請求項１３】
請求項１１の方法において、
浸出材料が、ＭＯＨ化学式を有し、ここで、Ｍがリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムから成る群から選ばれる、方法。
【請求項１４】
請求項１２の方法において、
浸出材料がＫＯＨである、方法。
【請求項１５】
請求項１の方法において、
前記上昇させるステップが前記降下させるステップの後に続き且つ、沸騰する泡の核形成を実質的に停止させる、方法。
【請求項１６】
請求項１の方法において、
前記降下させて浸出材料を過熱させ且つ少なくとも鋳造構成要素の沸騰する泡の核形成させることにより、鋳造構成要素の表面及び浸出材料と接触する状態に配置されたセラミック材料の表面に沸騰する泡の核形成されるようにした、方法。
【請求項１７】
請求項１６の方法において、
沸騰する泡の核形成により、浸出材料が鋳造構成要素及びセラミック材料の表面における沸騰する泡の核形成箇所の各々から離れるように動き、沸騰する泡の核形成箇所の各々にて浸出材料を補給するステップを更に備える、方法。
【請求項１８】
請求項１の方法において、
所定の状態を満足させるかどうか判断するため容器内の浸出材料を試験するステップを更に含み、
浸出材料が所定の状態を満足させないならば、浸出材料を交換すべきことを表示するステップを更に含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８の方法において、
前記試験するステップが、浸出材料を過程（ｃ）ないし（ｅ）を通じて複数回作動させるステップと、
浸出材料の第一のパラメータと関係したデータを検知し且つ記録するステップとを含む、方法。
【請求項２０】
材料を物品から除去する、浸出材料を使用するシステムにおいて、
ある量の浸出材料を保持し得るようにされた容器であって、気体状材料に対する上部空間を有する閉じた容積を画成する前記容器と、
該容器内の浸出材料を加熱するよう作動可能なヒータと、
容器内の浸出材料と関係した第一のパラメータを検知するセンサと、
前記閉じた容積の一部分を画成する容積変化機構であって、前記閉じた容積内の原子数を変化させずに、前記上部空間及びその内部の圧力を変化させるよう作動可能であり、第一のパラメータが第一の所定の状態を満足させるとき、作動可能である前記容積変化機構とを備える、材料を物品から除去する、浸出材料を使用するシステム。
【請求項２１】
請求項２０のシステムにおいて、
前記容積変化機構が、第一のパラメータが第二の所定の状態を満足させるとき、作動可能であり、
前記第一の所定の状態が満足されたならば、上部空間の寸法が減少し、閉じた容積内の圧力が上昇し、
更に、第二の所定の状態が満足されるならば、上部空間の寸法が増大し、閉じた容積内の圧力が降下するようにした、システム。
【請求項２２】
請求項２１のシステムにおいて、
前記第二の所定の状態が満足され且つ、上部空間が増大したとき、容器内の浸出材料が過熱状態にされ、
過熱状態にあるとき、浸出材料が沸騰し、物品の全ての面から沸騰する泡が核形成し、
前記第一の所定の状態が満足され且つ、上部空間が減少したとき、容器内の浸出材料の沸点が上昇し、浸出材料の過熱量が補給される、システム。
【請求項２３】
請求項２２のシステムにおいて、
浸出材料が沸騰するとき、蒸気が上部空間内に追加され、
前記容器内にて上部空間と作用可能に結合された凝縮器であって、蒸気の少なくとも一部分を凝縮させるよう作用する前記凝縮器を更に備える、システム。
【請求項２４】
請求項２０のシステムにおいて、
センサから検知された第一のパラメータを受け取るコントローラを更に備え、
コントローラが、検知された第一のパラメータを使用して容積変化機構を第一の上部空間の寸法及び第二の上部空間の寸法の間で循環させ、
前記第一の上部空間の寸法により、上部空間内の圧力が上昇し、第二の上部空間の寸法により、上部空間内の圧力が降下するようにした、システム。
【請求項２５】
請求項２０のシステムにおいて、
浸出材料を検知し且つ、容器内の浸出材料を交換すべきかどうかを決定する手段を更に備える、システム。
【請求項２６】
請求項２０のシステムにおいて、
前記センサが、浸出材料に対する温度及び温度の時間変化率の一方を検知するセンサを画成する、システム。
【請求項２７】
セラミック材料を成形した金属物品から除去するシステムにおいて、
浸出材料に対する第一の部分と、気体状材料に対する第二の部分とを保持する内部容積を有する閉じた容器と、
該容器内の浸出材料を加熱する熱供給体と、
前記容器内の蒸気を凝縮させ得るように容器に結合された凝縮器と、
浸出材料の第一のパラメータを検知するセンサと、
前記内部容積内の原子量を変化させずに、閉じた容器内の圧力を正確に変化させる手段と、
時間及びセンサからのフィードバックに従って圧力を正確に変化させる手段を作動させる電子式コントローラとを備える、セラミック材料を成形した金属物品から除去するシステム。
【請求項２８】
請求項１２の方法において、
浸出材料がＮａＯＨである、方法。
【請求項２９】
請求項１２の方法において、
浸出材料がＫＯＨ及びＮａＯＨの混合体である、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、２００２年４月１１日付けで出願された米国仮特許出願第６０／３７２，３１４号の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、全体として、セラミック鋳造コアを鋳造構成要素から除去することに関する。より具体的には、本発明は、セラミック材料を鋳造構成要素から除去する間、システム内の圧力を変化させて浸出流体の温度を変化させるクローズド浸出システムに関する。本発明は、ガスタービンエンジンの構成要素を製造するために開発されたが、本発明には、この分野以外の多数の更なる用途がある。
【背景技術】
【０００３】
典型的に、ガスタービンエンジンの構成要素の設計には、冷却媒体が流れるための内部キャビティ、開口部及び（又は）通路が含められる。全体として、内部キャビティ、開口部及び（又は）通路は、セラミックコアを鋳型内に配置することにより形成され、次に、溶融金属を鋳型内で及びコアの周りで凝固させて鋳造品を形成する。次に、セラミックコアを、鋳造品から除去して所望の鋳造構成要素が得られるようにしなければならない。セラミックコアを鋳造品から除去することを分析する科学関係者は、この過程は、鋳造品を形成するために使用される材料に対し優しくなければならないことを知っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セラミック材料を鋳造した金属構成要素の内部から浸出（ｌｅａｃｈｉｎｇ）する従来の過程がある。セラミック材料を鋳造した金属構成要素から浸出する１つの従来の過程は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、ミルズ（Ｍｉｌｌｓ）に対する米国特許第５，３３２，０２３号に記載されている。米国特許第５，３３２，０２３号において、囲い物内の圧力を雰囲気圧力と雰囲気圧力よりも４５ｋＰａ（０．４５バール）以下だけ低い圧力との間にて変化させ、間欠的な沸騰を生じさせる、浸出システムが開示されている。間欠的な沸騰は、浸出流体を動揺させ、また、浸出材料を混合させる。この開示された浸出システム内には、要求に基づいて囲い物内の圧力を上昇させ得るように制御される雰囲気圧力への接続部と、要求に基づいて囲い物内の圧力を降下させるために使用される真空ポンプとが含められている。従って、囲い物内の圧力が変化する毎に、囲い物内の分子量は変化する。この分子量及び（又は）型式の変化により浸出材料の濃度が変化する。米国特許第５，３３２，０２３号に開示されたシステムに関連する制約は、浸出材料の濃度の変化が非限定的に、沸点、浸出効率及び鋳造構成要素の化学的劣化の可能性を含む、多数のパラメータに影響する可能性があることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
セラミック材料を鋳造金属構成要素の内部から浸出する多くの従来の過程は、正しい方向へのステップではあるが、依然として、更なる改良の必要性がある。本発明は、この必要性を新規且つ非自明の仕方にて満足させるものである。
【０００６】
本発明の１つの形態は、セラミック材料を鋳造構成要素から除去する方法とすることを考える。該方法は、（ａ）セラミックコアの少なくとも一部分が浸出材料と接触した状態にて鋳造構成要素を容器内に配置するステップと、（ｂ）浸出材料を加熱するステップと、（ｃ）容器内の圧力を降下させて浸出材料を過熱し且つ、少なくとも鋳造構成要素に沸騰する泡の核形成するステップと、（ｄ）容器内の圧力を上昇させて浸出材料の沸騰温度を上昇させるステップと、を備え、（ｅ）少なくとも（ｃ）及び（ｄ）の間、容器を閉じて容器からの蒸発によって浸出材料の濃度が変化するのを阻止するようにする。
【０００７】
本発明の別の形態は、浸出材料を使用して材料を物品から除去するシステムとすることを考える。該システムは、ある量の浸出材料を保持し得るようにされた容器であって、気体状材料に対する上部空間を含む閉じた容積を画成する上記容器と、容器内の浸出材料を加熱する作用可能なヒータと、容器内の浸出材料と関係した第一のパラメータを検知するセンサと、閉じた容積の一部分を画成する容積変化機構であって、閉じた容積内の原子数を変化させずに、上部空間の寸法及びその内部圧力を変化させるよう作用可能であり且つ、所定の状態を満足させる第一のパラメータに基づいて作動可能である上記容積変化機構とを備えている。
【０００８】
本発明の別の形態は、セラミック材料を鋳造した金属構成要素から除去するシステムとすることを考える。該システムは、浸出材料に対する第一の部分と、気体状材料に対する第二の部分とを保持する内部容積を有する閉じた容器と、容器内の浸出材料を加熱する熱供給体と、容器内の蒸気を凝縮させ得るように容器と結合させた凝縮器と、浸出材料のパラメータを検知するセンサと、内部容積内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の圧力を正確に変化させる手段と、時間及びセンサからのフィードバックに従って圧力を正確に変化させる手段を作動させる電子式コントローラとを備えている。
【０００９】
本発明の１つの目的は、セラミック材料を鋳造構成要素から除去する独創的な方法を提供することである。
本発明の関連する目的及び有利な効果は、以下の説明から明らかになるであろう。
【００１０】
本発明の原理の理解を促進する目的のため、次に、図面に図示した実施の形態について説明し、その説明のために特定の語を使用する。しかし、これにより本発明の範囲を何ら限定することを意図するものではなく、本発明が関係する技術分野の当業者に通常案出されるであろう図示した装置の変更例及び更なる変更形態及び本明細書に記載された本発明の原理の更なる適用例が可能であると考えられることが理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、鋳造金属構成要素３０の非限定的な一例が示されている。鋳造構成要素３０は、内部冷却システム（図示せず）と、複数の排出開口３１とを有する冷却したガスタービンエンジン翼の代表例である。しかし、本発明は、極めて多岐に亙る型式の鋳造構成要素からセラミック材料及び（又は）セラミックコアを除去する場合にも適用可能であり、ガスタービンエンジン構成要素にのみ限定されるものではないことも理解される。本発明の形態により加工可能な鋳造構成要素の型式は、実質的にあらゆる分野を含み、極めて多岐に亙る材料及び結晶形態から形成することができる。構成要素は、金属及び（又は）異種金属材料で形成し、また、指向性凝固の及び（又は）等軸結晶（ｅｑｕｉａｘ）の単結晶となる結晶構造体を有することができる。ガスタービンエンジン構成要素の設計者は、特に、ニッケル及びコバルト合金及び超合金に興味を示す。しかし、非限定的に、金属及び異種金属材料を含むあらゆる型式の材料が本発明にて採用可能であると考えられる。本発明は、ガスタービンエンジン翼に関して説明するが、本過程は実質的に任意の型式の鋳造品に等しく適用可能であることを理解すべきである。更に、本発明は、また鋳造以外の手段により形成される構成要素／物品に適用することも考えられる。
【００１２】
鋳造構成要素を製造する技術は、一般に、当該技術分野の当業者に既知であり、従って、鋳造品の製造に関しては何ら特に説明しない。溶融金属を鋳造鋳型内に注入し且つ鋳型内で及び少なくとも１つの鋳造コアの周りで凝固させ、所定の形態にすることは、全体として鋳造構成要素を形成することになる。セラミックコアが除去された後に生ずる鋳造構成要素は、鋳造したままの状態で使用することができ、顕著な機械加工を行い、熱処理を行い、また、材料を追加する等が可能である。
【００１３】
図１ないし図３を参照すると、構成要素３０が鋳造構成要素に内部通路及び（又は）開口部を画成し得るよう少なくとも１つのセラミックコアを有する状態が示されている。本発明は、多岐に亙る材料、複雑さ、寸法、形状、量、多孔率及び製品数によるセラミック材料及び（又は）セラミック鋳造コアとすることを考える。内部通路及び（又は）開口部は、構成要素内に中空部分を画成し、該中空部分は、構成要素の外部と多少連通している。簡略化のため、形成される冷却形態及びセラミックコアは、簡略化した状態で示してあるが、実際には、冷却通路及びセラミック鋳造コアは、遥かにより複雑な形態となる可能性がある。鋳造構成要素を形成する間に利用可能である極めて多岐に亙るセラミック鋳造コアにも拘らず、これらは全て、溶融金属が凝固した後、除去して使用可能な構成要素が得られるようにしなければならない。任意の寸法及び（又は）幾何学的形状を有するコアを除去することに関して本発明を限定することを何ら意図するものではない。このように、本発明は、浸出材料に曝される可能性のある実質的に任意のセラミックコア及び（又は）セラミック材料を除去する場合に適用可能である。更に、本発明は、製造されたまま又は使用され且つサービス／修理及び（又は）再生を必要とする構成要素からその他の型式の材料を除去するために利用することも考える。使用された構成要素の非限定的な一例は、運転し且つ酸化物を内部通路から除去することを必要とするガスタービンエンジン翼である。本発明は、セラミック材料及び（又は）セラミックコアを除去することに関して説明するが、その他の型式の材料を除去することも可能であると考えられる。
【００１４】
図２を参照すると、鋳造構成要素３０内に内部通路を画成するセラミックコア３２が示されている。セラミックコア３２は、少なくとも複数のセラミックコア３３及び構成要素３０の底面３０ａの開口部を通じて鋳造構成要素の外部３４と連通する状態に配置されている。図１ないし図３の図面には、構成要素の外面に達するように特定の開口部の位置が示されているが、これらは完全に一例であり、限定的であることを意図するものではない。本発明は、浸出材料がセラミック材料と接触することを許容する任意の開口部を通じて望ましくない材料を除去することを可能にすることを考える。
【００１５】
鋳造構成要素に内部通路及び（又は）開口部を形成するために利用されるセラミックコア及び（又は）セラミック材料は、非限定的に、一体とし、個別にし且つ又は機械的に結合することを含む多岐に亙る仕方にて提供することができる。セラミックコアに対して考えられる材料は、浸出材料と共に除去可能である全てのセラミック材料及びその混合体を含む。本明細書にて考えられるセラミック材料は、非限定的に、アルミナ、ジルコニア、シリカ、イットリア（ｙｉｔｔｒｉａ）、マグネシア及びその混合体を含む。本発明は、任意の密度のセラミック材料及び鋳造コアを除去するために適用可能である。本発明の少なくとも１つの形態は、鋳造品を何ら顕著に劣化させず及び（又は）攻撃せずにセラミック鋳造材料及び（又は）セラミック鋳造コアを鋳造構成要素から除去するようにすることを考えることが理解される。
【００１６】
図４及び図４Ａを参照すると、閉じた容器３５内に配置された鋳造構成要素３０が示されている。図４及び図４Ａの一例としての図は、浸出材料３６が過熱され、構成要素３０の表面及びセラミック材料の表面から沸騰する泡が核形成されるようにする中間段階のものである。しかし、この状態は安定的な状態の現象ではなく、過程中の中間的な過程にしか過ぎず、構成要素３０及びコアの表面に沸騰する泡の核形成が存在しない過程のその他の段階があることを理解すべきである。
【００１７】
閉じた容器３５は、容器３５を適宜な液位まで充填するのに十分な量の浸出材料３６を保持しており、閉じた容器３５は、閉システムの全部又は一部分を形成する。浸出材料３６は、セラミック材料及び（又は）セラミック鋳造コア３２、３３を鋳造構成要素から除去する間、流体相にあることが好ましい。より好ましくは、浸出材料は、セラミック材料及び（又は）セラミックコア鋳造コアを除去する過程の間、液体相にあるようにする。しかし、本発明は、本発明の一部分の間、浸出材料の少なくとも一部分に対し相変化することを考える。本発明の１つの形態は、浸出材料が１つ又はより多数の水性アルカリ水酸化物であることを考える。好ましくは、浸出材料は、ＭＯＨの分子式を有し、ここで、Ｍは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムから成る群から選ばれるものとする。より好ましくは、浸出材料は、ＫＯＨ又はＮａＯＨであるものとする。本発明の１つの実施の形態において、浸出材料は、約８２．３重量％がＫＯＨ、残りが水である。しかし、本発明は、非限定的に、アルカリ、酸又は溶剤を含むその他の濃度及び型式の浸出材料とすることを考える。
【００１８】
図４及び図４Ａを参照すると、浸出材料３６内にセラミックコア３２、３３を有する鋳造構成要素３０を加工する状態が示されている。図４及び図４Ａの図は、浸出材料と接触するように配置された構成要素及びセラミック材料の内面及び外面の全体に亙って過熱した浸出材料３６が沸騰する泡を核形成する過程中の中間段階の図を提供する。この段階において、浸出材料３６は、過熱されて、浸出材料と流体的に連通した鋳造構成要素３０の内面及び外面に沿って且つコア３２、３３上に泡３７が形成される。沸騰する泡は、コアと浸出との境界面に隣接する領域を画成することを含んで、鋳造構成要素の表面及びコアの表面の上に及びこれらの面に沿って形成される。複数の沸騰する泡３７は、局所的な動揺及び流体の動きを生じさせ、浸出材料を泡の核形成箇所にて変位させ且つその領域をその他の浸出材料にて再充填する。セラミックコアの除去過程の間、容器内の大部分の浸出材料と比較して浸出材料の少なくとも一部分が枯渇することがしばしばあることが認識される。この部分的に枯渇した浸出材料は、コア−浸出境界面に存在することがしばしばである。この少なくとも部分的に枯渇した浸出材料がコア−浸出境界面に存在することは、セラミックコア及び（又は）セラミック材料を鋳造構成要素３０から除去する過程を遅らせることになる。沸騰する泡は、少なくとも部分的に枯渇した浸出材料をコア−浸出境界面から追い出して、その他の浸出材料と置換することを容易にする。
【００１９】
図４Ａを参照すると、構成要素３０の開口通路２００内の表面から泡３７が核形成される状態が概略図で示されている。構成要素３０は、浸出境界面２０２にて浸出材料３６と接触しているセラミック材料２０１を有する。過熱段階において、浸出材料３６を浸出境界面２０２から拭き払う沸騰する泡３７の中間的な核形成状態がある。沸騰する泡が消失したとき、その他の浸出材料がその沸騰する泡の消失により残った空隙内に流れて、浸出境界面にてセラミック材料と接触し、これにより浸出境界２０２を取り巻く領域に対し浸出材料を補給する。
【００２０】
図５を参照すると、セラミック材料及び（又は）セラミックコアを鋳造構成要素３０から除去するセラミック材料の浸出システム４０が概略図で示されている。１つの形態において、セラミック材料の浸出システム４０は、容器３５を有している。該容器３５は、容器のコンテナ４２に対し流体密のシールを形成する取り外し可能な蓋４１を有している。鋳造構成要素３０及び浸出材料３６は、蓋４１を除去したときに提供される開口部を通して装填することができる。熱交換システム４３は、上部空間４５内の蒸気を冷却し且つ凝縮させ得るように容器３５内に配置された少なくとも１つの冷却路４４を有している。熱交換システムは、ある量の冷却液を冷却路４４を通じて循環させ、上部空間４５内に配置された蒸気を凝縮させる冷却液供給体４６を有している。セラミック材料の浸出システム４０の１つの形態において、熱交換システムは、容器３５の上部空間４５内に配置された複数の冷却路を有する凝縮器である。システム４０の１つの実施の形態において、冷却路４４を通って流れる冷却媒体は、約２６．６６５℃（８０゜Ｆ）の公称温度を有する水である。しかし、本発明は、当該技術分野の当業者に既知であるような、その他の型式の冷却媒体、冷却媒体の温度及び凝縮器システムとすることを考える。
【００２１】
容積変化機構４７が容器３５と流体的に連通する状態にて配置されている。セラミック材料の浸出システム４０において、容積変化機構４７は、閉システム５０の容積を変化させ得るように可動であるピストン４８を有している。閉システムは、容器３５と、容積変化機構４７と、任意の相互に接続する流体流路とを有している。容器３５が閉じた状態に配置されたとき、セラミック材料の浸出システム４０は、鋳造構成要素３０を加工する間、内部容積に対して材料が入り又は出ることを許容しない内部容積を有する完全な閉システムを画成する。より具体的には、内部容積内の原子は、システムが閉じた状態にあるとき、鋳造構成要素３０を加工する間、一定量に止まる。ピストン４８は動き、システム内の容積は変化し、それに伴って圧力は変化するが、閉システムの内部容積内の原子量は実質的に何ら変化しない。この閉システムは、容器からの蒸発により浸出材料の濃度が変化するのを阻止する。理解し得るように、上部空間４５内の気体圧力は、ピストン４８が動くことで変化する。ピストン４８は、材料が閉システム４０から通過するのを阻止する密閉的シールを有している。ヒータ４９がセラミック材料の浸出システム４０の一部として含まれている。本発明の１つの形態において、ヒータ４９は、容器３５に対し必要とされるエネルギを提供するストラップ抵抗型ヒータである。しかし、本発明は、非限定的に、溶融金属浴ヒータ、抵抗型ヒータ、輻射石英ヒータ、及び誘導ヒータを含む多岐に亙るヒータとすることを考える。本発明は、容器３５、浸出材料３６及び鋳造構成要素３０を特定の時間にて特定の温度まで加熱する能力を有するヒータとすることを考える。
【００２２】
セラミック材料の浸出システム４０内の容器３５及びその他の構成要素は、浸出材料３６からの劣化に耐え得るように選ばれた材料にて形成される。本発明の１つの好ましい形態において、浸出材料３６と流体的に連通した容器３５及びシステムの構成要素は、ニッケル系材料である。本発明の１つの形態において、容器３５は、直径約４５．７ｃｍ（１８インチ）、深さ５０．８ｃｍ（２０インチ）で、ニッケルにて形成されている。添付図面は、ある時点における１つの鋳造構成要素の加工状態を示すが、多量の加工を促進し得るよう複数の部品を容器３５内に配置することが可能であることが理解される。部品が他方の頂部に積み重ねられることができるか又は容器３５内でラックを使用することを必要とするかどうかは、個別の鋳造構成要素の幾何学的形態及び性質に基づいて決まるであろう。
【００２３】
制御装置５０は、セラミック材料の浸出システム４０と接続されたセンサと作用可能に連通している。本発明の１つの形態において、浸出材料３６の温度は、熱電対によって監視される。温度測定値は、制御方法にて利用され、システム４０に対する圧力を変化させ得るようにピストン４８を動かすべきときを示す。本発明は、非限定的に、温度、圧力、音響、湿度、不透明度を含む、浸出材料と関係した多岐に亙るパラメータを監視することを考える。更に、本適用例は、熱電対、変換器、音響センサ、光ファイバ等を含む多岐に亙るセンサを使用することを考える。
【００２４】
図６及び図７を参照すると、本発明の代替的なセラミック材料の浸出システムが示されている。図６のセラミック材料の浸出システムは、参照番号６０で表示され、図７のセラミック材料の浸出システムは、参照番号７０で表示されている。システム６０、７０は、容積変化機構があることを主要な相違点として、セラミック材料の浸出システム４０と実質的に同様である。先に説明したセラミック材料の浸出システム４０と同様の作用部は、同様の作用部の番号で表示することを理解すべきである。図６を参照すると、セラミック材料の浸出システム６０の１つの形態が概略図で示されている。容積変化機構６１は、容器３５内に配置され且つ上部空間４５内に伸びて気体状材料が占拠することのできる容積を変化させるブラダーを有している。容積変化機構６１は、第一の状態から参照番号６３で示した拡大した状態まで膨張可能である拡張可能なブラダー６２を有している。ブラダー６２が膨張し且つ収縮することは、内部容積内の原子数を変化させずに、上部空間４５内の気体に利用可能な容積を変化させることになる。
【００２５】
図７を参照すると、セラミック材料の浸出システム７０の１つの形態が示されている。該容積変化機構７１は、浸出材料面８１に対しキャップの上面８０の位置を動かすことにより、上部空間４５内の気体に対し利用可能な容積を変化させる能力を有している。蓋７２は、容器３５の外面８２に対し摺動密封嵌め状態に配置されている。上部空間４５内の気体に対して利用可能な容積を減少させようとするとき、キャップ上面８０は、蓋７２を容器３５の外面８２に沿って摺動させることにより、浸出材料面８１に近接させる。上部空間４５内の気体に対して利用可能な容積を増大させるためには、蓋７２を容器３５の外面８２に沿って摺動させることにより、キャップ上面８０を浸出材料面８１から更に離れるように動かす。セラミック材料の浸出システム７０は、容器３５内の容積を変化させ、システム内の原子を変化させずに、これに伴って圧力を変化させることを許容する。本発明は、システム内の原子を変化させずに、閉じた容積内の圧力を変化させるその他の手段とすることを考える。
【００２６】
図７Ａを参照すると、セラミック材料の浸出システム３００の別の形態が概略図で示されている。セラミック材料の浸出システム３００は、浸出材料３６が露呈される圧力を変化させる圧力変化機構３０１を有している。圧力変化機構３０１は、その内部に流体を保持し得るようにされた１対の容器３０２、３０３を有している。圧力変化機構３０１は、閉システム３００の一部を形成する。ポンプ３０４が容器３０２、３０３の各々と流体的に連通する状態に配置されており、流体の流路を選択的に変化させ得るように一連の弁３０５、３０６、３０７が設けられている。
【００２７】
システム３００は、容積変化機構を圧力変化機構３０１にて置換する点を主要な相違点として、セラミック材料の浸出システム４０と同様である。１つの作動形態において、閉システムの全体が開放状態のとき、弁３０５、３０６、３０７の全てと圧力平衡状態にされる。弁３０７は閉じられ、弁３０５、３０６は開放し、ポンプ３０４を作動させて容器３０２内の圧力を降下させる。セラミック材料の浸出システム３００が浸出材料が露呈される圧力を降下させることを必要とするとき、弁３０６を閉じ、弁３０７を開放して浸出材料に加わる圧力を降下させる。作動中、浸出材料が露呈それる圧力を上昇させようとするとき、弁３０５、３０６、３０７を開放して、浸出材料を圧力変化機構と関係した圧力に露呈させる。
【００２８】
セラミック材料の浸出システム４０の作動について、図５及び図８を参照しつつ更に説明する。鋳造構成要素３０は、容器３５の内部に配置され、セラミック材料の一部分は浸出材料３６と接触している。本発明の１つの形態において、構成要素３０は、浸出材料中に没入させる。浸出材料３６は、初期の温度及び濃度を有している。ヒータ４９を励起させ、容器３５内の浸出材料３６及び構成要素３０の温度を上昇させる。本発明の１つの形態において、容器内の浸出材料３６に対する初期の加熱は、雰囲気に対して開放している間に行われ、約最初の沸騰状態となる迄、続行する。ほぼ最初の沸点にて、蓋４１を容器３５に配置し且つ固定して流体密のシールを提供し、システムの内部をシステムの外部から隔離する。本発明の別の形態において、蓋４１を容器３５に配置し且つ固定して流体密のシールを提供し、また、容器を加熱する前に、システムの内部をシステムの外部から隔離する。図５の閉システムは容積変化機構４７を有することを理解すべきである。次に、浸出材料をほぼ最初の沸点となるまで加熱する。更に、本発明は、最初の加熱段階の間、容器が開放しているか又は閉じているかに関係なく、常に、セラミック材料を構成要素から除去するために利用される加工サイクルの間、閉じているシステムと共に作用する。鋳造構成要素３０を加工する間、浸出材料３６の少なくとも１つのパラメータを監視する。より具体的には、本発明の１つの形態において、浸出材料の温度及び（又は）温度の変化率をコア除去過程の全体に亙って監視する。
【００２９】
図８を参照すると、浸出材料３６の温度対過程の運転時間とのプロットが示してある。鋳造構成要素３０は、浸出材料３６内に没入され、ヒータ４９が作動されて容器３５を加熱する。浸出材料３６は、初期の状態から図８に参照番号２１０で標識した容器３５内の沸点となるまで加熱される。容器３５はその過程の残りの間、閉じたままであり、１つの実施の形態において、浸出材料を最初に加熱する間、閉じられている。ほぼ最初の沸点となる所定の時点のとき、容器３５内の圧力を降下させ、浸出材料３６が過熱されるようにする。過程の低圧力部分は、圧力が降下し且つそれに伴って浸出材料が過熱される状態を画成する。本発明の１つの形態において、圧力は、システム内の原子を変化させずに、容積を増大させることにより降下させる。過熱した浸出材料３６が容器３５内で沸騰すると、浸出材料３６は、浸出材料が接触する面の全てにて沸騰する泡が核形成する中間段階を有する。過熱した浸出材料３６の沸騰は、浸出材料の過熱量を減少させ且つ容器３５の上部空間４５内にて蒸気を発生させる作用を果たす。本発明は、沸騰温度に影響を与えるであろう多岐に亙る浸出材料、濃度及び作動圧力とすることを考える。図８のプロットは、１組みの状態下における１つの浸出材料のみを表わすものである。本発明にて、その他の温度プロフィールとすることが考えられることを理解すべきである。より具体的には、本発明は、材料、濃度及び圧力のようなパラメータに依存して多岐に亙る沸点及び温度の変化率とすることを考える。
【００３０】
本発明の１つの形態において、浸出材料３６の温度及びこの温度の関係した変化率を監視し、浸出材料が熱力学的平衡状態に近付くと、温度の変化率は減少する。浸出材料の温度の変化率が所定の値に等しいとき、容器３５内の圧力は上昇する。本発明の１つの形態において、容器３５内の圧力は、システム内の原子を変化させずに容積を減少させることによって上昇させる。図８を参照すると、圧力変化が生じる点が参照番号２１１で表示されている。高圧状態及びそれに相応する浸出材料の温度上昇と関係した過程の部分は、過程の高圧部分と称する。この過程の部分は、点２１１、点２１２との間で図８のプロットで示してある。この容器内の圧力の上昇は、浸出材料３６の沸騰温度を上昇させることになる。本発明の１つの実施の形態において、圧力の上昇は、また浸出材料の沸騰を停止させる作用も果たす。過程のこの高圧部分の間、浸出材料内の過熱量が補給される。
【００３１】
容器３５の浸出材料は、増大した圧力にて加熱される。浸出材料３６は、ヒータ４９からエネルギを吸収し、浸出材料３６の温度は上昇する。浸出材料３６の温度及び浸出材料の関係した変化率を監視し、浸出流体の温度の変化率が所定の値に等しいとき、容器３５内の圧力は降下する。容器３５内の圧力の降下により浸出材料３６は、上述したように過熱され、サイクルは続行する。要するに、セラミック材料の浸出システムは、セラミック材料が鋳造構成要素から除去され又は過程が別の理由のため、停止される迄、過程の低圧部分と過程の高圧部分との間にて反復する。図８に示したシステムは、低圧部分を示し、その後に高圧部分が続くことを示すが、本発明は、サイクルが高圧部分を示し、その後に低圧部分を示すようにすることも考える。
【００３２】
鋳造構成要素の加工は、上記の過程部分を通じて反復され、セラミック材料を鋳造品から除去する。本発明の１つの形態において、所定の全体的なマクロ過程時間は、鋳造構成要素及びセラミック材料並びに（又は）材料中のセラミック鋳造コアに依存して、経験的に決定される。このように、過程の全体は、所定の全体的な加工時間が満了する迄、低圧部分と高圧部分との間の切り換えを続ける。本発明の別の形態において、浸出材料と関係したパラメータが監視され、パラメータがセラミック材料の除去が完了したことを示す状態に適合したとき、過程は停止されよう。本明細書にて使用した除去という語は、広く解釈されるべきであり、反対の意味に定義されない限り、材料を完全に又は部分的に除去することの双方を含む意であると理解する。
【００３３】
本発明の１つの形態において、過程の低圧部分と高圧部分との間のサイクル循環は、容器３５内の浸出材料の濃度が監視され及び（又は）連続的に又は間隔をおいて試験される間、続行する。セラミック材料を鋳造構成要素から除去する過程の間、浸出材料は枯渇する。この浸出材料の枯渇は、セラミック材料の除去速度に影響を与え且つ、沸点を変化させることになる。本発明の１つの形態は、浸出材料を試験し且つ、浸出材料の時間／温度プロットを浸出材料の既知の濃度に対する時間及び温度の基準プロット（図８のような）と比較する。試験データを基準プロットと比較したとき、浸出材料が枯渇することに起因する差は、最高温度及び（又は）平均温度の変化のような曲線の変位として現れよう。曲線の変位が所定の状態に等しいとき、システムは、浸出材料を交換すべきであることを知らせる。
【００３４】
上記に説明したように、本発明は、容器３５内の所望の圧力変化は、閉じた容積内の原子を実質的に変化せずに、これに伴うシステム内の容積の変化により実現されると考えられる。図５ないし図７を参照して、システムの容積を変化させ得るように制御される各種の容積変化機構について説明する。容積の変化は、閉じた容積内の原子を何ら変化させずに、本発明のセラミック材料の浸出システムにおける上部空間４５内の気体に加わる圧力を変化させることを理解すべきである。
【００３５】
図９を参照すると、本発明の別の形態に従った閉じた浸出システム１００が示されている。該閉じた浸出システム１００は、浸出流体１０２にて充填された加熱し且つ、密封した浸出タンク１０１を有している。凝縮器１０３が浸出タンク１０１の頂部１０１ａ内に設けられている。気体供給管１０４は、タンク１０１を圧力変換器１０５に、また、ピストン及びシリンダ又はブラダーのような、システムの容積を正確に調節する装置１０６に接続する。これは真に閉システムであるため、浸出タンク、圧力供給管及びシリンダの合計容積は浸出容器と称される。
【００３６】
浸出タンク１０１は、溶融したはんだ浴のような高容量加熱源１０７により加熱して比較的一定の熱源を提供することが好ましい。輻射石英ヒータ又は誘導ヒータのようなその他の加熱源を使用して浸出流体を加熱することができる。凝縮器１０３が浸出タンク１０１内に装着されて浸出サイクルの間、浸出流体を凝縮させる。
【００３７】
温度変換器１０８は、浸出流体１０２の温度を測定する。容積調節装置１０６は、電子制御式リニアアクチュエータにより正確に駆動することのできるシリンダ又はピストンであることが好ましい。
【００３８】
電子式コントローラは、シリンダ、温度変換器１０８及び圧力変換器１０５にそれぞれ接続される。コントローラは、変換器から受け取った入力に従ってシリンダの位置を測定し且つ変化させ得る形態とされている。
【００３９】
本発明の１つの形態による浸出システム１００は、水及びＫＯＨ、ＮａＯＨであるかどうかを問わず浸出剤、又はその他の既知の組成物のようなその構成物又は成分の各々の量を一定のレベルに保つ。
【００４０】
本発明の１つの形態において、システム１００は、浸出すべき物品３０を浸出流体１０２内に配置し且つ、浸出タンク１０１を密封することにより作動される。はんだ浴１０７は、浸出流体の沸騰温度以上の温度まで増大し、沸騰温度は、選んだ浸出流体の圧力及び濃度に依存して変化する。浸出タンク１０１が密封されたとき、浸出流体１０２はその沸騰温度まで上昇し、その時点にて、コントローラは、シリンダを作動させて浸出タンク１０１の容積を増大させるようプログラム化されている。この増大した容積は、浸出流体の圧力を降下させ、浸出流体１０２を過熱状態にする。過熱されたとき、物品３０の内部の面を含んで、浸出流体が接触する全ての面にて浸出流体１０２の全体を通じて沸騰が生じる。浸出流体１０２は沸騰して過熱量を減少させる。流体が降下した圧力にて熱力学的平衡状態に近付くと、浸出流体１０２の温度の変化率が低下する。沸騰は、より低温度にて浸出流体１０２内に凝縮して戻る蒸気を発生させ、これにより浸出流体１０２からの熱の解放速度を早める。
【００４１】
図８に示すように、沸騰中、流体が浸出流体１０２の所定の圧力及び濃度と関係した平衡状態に向けて動くとき、浸出流体１０２の温度は降下する。制御システムは、その圧力が降下した後、浸出流体１０２の温度の変化率を監視し得るようプログラム化されている。温度変化が所定の率に達すると、制御システムは、シリンダを作動させることにより浸出タンク１０１を再加圧し、浸出タンク１０１内の容積を減少させる。相応する圧力上昇は、流体の沸騰温度を上昇させ且つ、浸出流体１０２の沸騰を停止させる。流体ははんだ浴１０７から迅速に熱を吸収し、温度は上昇する。温度変化率が所定のレベルに達したならば、コントローラは、浸出タンク１０１の容積を増大させ且つ、その圧力を降下させることにより、別の沸騰サイクルを開始させる。このサイクルは、セラミック材料が金属部品３０から完全に浸出される迄、反復される。
【００４２】
浸出システム１００は、浸出流体の化学組成、温度及び圧力を変化させることで最適化することができる。浸出流体の温度を２２０℃から２５０℃に上昇させる結果、所定の時間に亙ってＡ１２０３の試料から浸出される材料の量が増大する。物品を最も効率的な浸出作用に露呈させるため、浸出流体の時間的な温度の変化率に基づいてサイクルを開始させることにより、制御システムを使用して沸騰サイクルを最適化することが可能である。浸出システム１００の更なる例について以下に掲げる。
【００４３】
１．セラミック材料を金属物品から除去する方法において、
ａ．物品を浸出流体中に没入させ且つ、容器内部の環境を雰囲気環境から隔離するステップと、
ｂ．浸出流体の温度をその沸騰温度まで、又はその後の圧力の降下の結果として沸騰が生ずるであろう温度まで上昇させるステップと、
ｃ．ピストンを使用して浸出容器の容積を増大させ、流体の圧力及び沸点を下降させ、これにより流体の沸騰を開始させるステップと、
ｄ．流体の温度の降下率を監視するステップと、
ｅ．浸出流体の温度の変化率が所定のレベルに達したとき、浸出容器の容積を減少させるステップと、
ｆ．その温度の変化率が最小の加熱レベルに達する迄、浸出流体に熱を加えるステップと、
ｇ．セラミック材料が完全に浸出される迄、ステップｃないしステップｆを反復するステップとを備える、方法。
【００４４】
２．実施例１の方法において、ステップｂないしステップｆが電子式コントローラにより実現される、方法。
３．実施例１の方法において、流体の温度を測定するため温度センサが使用される、方法。
【００４５】
４．実施例２の方法において、コントローラは、サイクルを開始させるため圧力センサを使用する、方法。
５．実施例２の方法において、コントローラは、サイクルを励起させるため時間間隔を使用する、方法。
【００４６】
６．実施例１の方法において、浸出温度は２２０℃以上である、方法。
７．実施例１の方法において、流体の温度は約２５０℃まで上昇される、方法。
８．実施例１の方法において、沸騰温度を変化させるようにＫＯＨの濃度が変更される、方法。
【００４７】
９．実施例１の方法において、容器内の成分の各々の容積が一定のままである、方法。
１０．材料を成形した金属物品から浸出する装置において、
浸出剤を保持する閉じた容器と、
容器内の浸出剤を加熱する熱供給体と、
蒸気を容器から凝縮させ得るように容器に結合された凝縮器と、
浸出剤の温度を測定する温度変換器と、
容器内の圧力を測定する圧力変換器と、
容器の容積を正確に変化させる手段と、
時間に従って容積を変化させる手段を作動させる電子式コントローラと、
圧力及び温度変換器からのフィードバックとを備える、装置。
【００４８】
本発明は、図面に示し且つ上記の説明にて詳細に説明したが、これは、単に一例であり、特徴を限定するものではなく、好ましい実施の形態を示し且つ説明したものであり、本発明の精神に属する全ての変更及び変更形態が保護されることを望むものである。上記の説明にて好ましく、好ましくは、又は好ましいという語を使用することは、そのように説明した特徴は望ましいことを意味するが、それは必ずしも必要ではなく、それを欠如する実施の形態は本発明の範囲に属すると考えられることを理解すべきであり、本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定される。特許請求の範囲を読むとき、「１つ」、「少なくとも１つ」、「少なくとも一部分」というような語が使用されるとき、特許請求の範囲に反対の別段の記載がない限り、その請求項が１つの物品にのみ制限することを意図するものではない。更に、「少なくとも一部分」及び（又は）「一部」という語が使用されるとき、物品は反対の別段の記載がない限り、物品の一部分及び（又は）物品の全体を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】鋳造構成要素の１つの型式の斜視図である。
【図２】鋳造構成要素内にセラミックコアを備える、図１の断面図である。
【図３】図１の構成要素の部分分割図である。
【図４】本発明の１つの方法に従った、図３の構成要素の図である。４Ａは、構成要素内に内部通路を画成する面における泡の核形成状態を示す図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態を備えるシステムの概略図である。
【図６】本発明の別の実施の形態を備えるシステムの概略図である。
【図７】本発明の別の実施の形態を備えるシステムの概略図である。７Ａは、本発明の別の実施の形態を備えるシステムの概略図である。
【図８】本発明の浸出サイクルにおける１つの実施の形態を示すグラフ図である。
【図９】本発明の別の実施の形態を示す概略図である。
【図１】
2005522331.tif 000003
【図２】
2005522331.tif 000004
【図３】
2005522331.tif 000005
【図４】
2005522331.tif 000006
【図４Ａ】
2005522331.tif 000007
【図５】
2005522331.tif 000008
【図６】
2005522331.tif 000009
【図７】
2005522331.tif 000010
【図７Ａ】
2005522331.tif 000011
【図８】
2005522331.tif 000012
【図９】
2005522331.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月14日(2004.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料を鋳造構成要素から除去する方法において、
（ａ）セラミックコアの少なくとも一部分が浸出材料と接触した状態にて鋳造構成要素を容器内に配置するステップと、
（ｂ）浸出材料を加熱するステップと、
（ｃ）容器内の圧力を降下させて浸出材料を過熱させ且つ、少なくとも鋳造構成要素にて沸騰する泡を核形成するステップと、
（ｄ）容器内の圧力を上昇させて浸出材料の沸騰温度を上昇させるステップと、
（ｅ）少なくとも（ｃ）及び（ｄ）の間、容器を閉じて容器からの蒸発により浸出材料の濃度が変化するのを阻止するステップとを備える、セラミック材料を鋳造構成要素から除去する方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、
前記圧力を降下させ且つ前記圧力を上昇させるステップが、浸出材料中のそれぞれの熱力学的平衡点にて行われる、方法。
【請求項３】
請求項１の方法において、
セラミック材料を鋳造構成要素から除去するため、過程（ｃ）ないし（ｅ）を反復するステップを更に備える、方法。
【請求項４】
請求項３の方法において、
前記反復するステップが、セラミック材料が鋳造構成要素からほぼ完全に除去される迄、行われる、方法。
【請求項５】
請求項３の方法において、
浸出材料の第一のパラメータを検知するステップを更に備え、
前記検知された第一のパラメータが第一の所定の状態に等しいならば、前記降下させるステップが励起され、
前記検知された第一のパラメータが第二の所定の状態に等しいならば、前記上昇させるステップが励起され、
前記検知する間、容器が閉じられて容器からの蒸発による浸出材料の濃度の変化を阻止し、
前記反復するステップが前記検知する過程を含む、方法。
【請求項６】
請求項５の方法において、
前記第一のパラメータが温度及び温度の変化率の一方である、方法。
【請求項７】
請求項６の方法において、
前記第一のパラメータが、浸出材料の温度の変化率により規定される、方法。
【請求項８】
請求項３の方法において、
前記降下させるステップの結果、浸出材料の一部分が蒸気に蒸発し、
蒸気を凝縮させるステップを更に含み、
前記凝縮するステップの間、容器が閉じられて容器からの蒸発による浸出材料の濃度の変化を阻止し、
更に、前記反復するステップが凝縮する過程を反復するステップを含む、方法。
【請求項９】
請求項１の方法において、
前記降下させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を増大させるステップを利用し、
前記上昇させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を減少させるステップを利用する、方法。
【請求項１０】
請求項９の方法において、
容積変化機構を提供するステップを更に含み、
容積変化機構が、閉じた容器の一部分を画成し、
前記容積変化機構が、前記降下させるステップの間、作動されて容積を増大させ、前記上昇させるステップの間、作動されて容積を減少させる、方法。
【請求項１１】
請求項１の方法において、
浸出材料の第一のパラメータを検知するステップを更に備え、
該検知された第一のパラメータが第一の所定の状態に等しいならば、前記降下させるステップが励起され、
前記検知された第一のパラメータが第二の所定の状態に等しいならば、前記上昇させるステップが励起され、
前記降下させるステップの結果、浸出材料の一部分が蒸気に蒸発し、
前記降下させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を増大させるステップを利用し、前記上昇させるステップが、容器内の原子数を変化させずに、閉じた容器内の容積を減少させるステップを利用し、
蒸気を凝縮させるステップを更に備え、
過程（ｅ）において、容器は閉じられて、前記検知し且つ前記凝縮するステップの間、容器からの蒸発によって浸出材料の濃度が変化するのを阻止し、
前記過程（ｃ）ないし（ｅ）及び前記検知し且つ凝縮する過程を反復するステップを更に備える、方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、
容積変化機構を提供するステップを更に含み、
容積変化機構が、容器内の閉じた容積の一部分を画成し、
前記容積変化機構が、前記降下させるステップの間、作動されて容積を増大させ、前記上昇させるステップの間作動されて容積を減少させる、方法。
【請求項１３】
請求項１１の方法において、
浸出材料が、ＭＯＨ化学式を有し、ここで、Ｍがリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムから成る群から選ばれる、方法。
【請求項１４】
請求項１２の方法において、
浸出材料が、ＫＯＨ又はＮａＯＨ又はそれらの結合体から選ばれる、方法。
【請求項１５】
請求項１の方法において、
前記上昇させるステップが前記降下させるステップの後に続き且つ、沸騰する泡の核形成を実質的に停止させる、方法。
【請求項１６】
請求項１の方法において、
前記降下させて浸出材料を過熱させ且つ少なくとも鋳造構成要素の沸騰する泡の核形成させることにより、鋳造構成要素の表面及び浸出材料と接触する状態に配置されたセラミック材料の表面に沸騰する泡の核形成されるようにした、方法。
【請求項１７】
請求項１６の方法において、
沸騰する泡の核形成により、浸出材料が鋳造構成要素及びセラミック材料の表面における沸騰する泡の核形成箇所の各々から離れるように動き、沸騰する泡の核形成箇所の各々にて浸出材料を補給するステップを更に備える、方法。
【請求項１８】
請求項１の方法において、
所定の状態を満足させるかどうか判断するため容器内の浸出材料を試験するステップを更に含み、
浸出材料が所定の状態を満足させないならば、浸出材料を交換すべきことを表示するステップを更に含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８の方法において、
前記試験するステップが、浸出材料を過程（ｃ）ないし（ｅ）を通じて複数回作動させるステップと、
浸出材料の第一のパラメータと関係したデータを検知し且つ記録するステップとを含む、方法。
【請求項２０】
材料を物品から除去する、浸出材料を使用するシステムにおいて、
ある量の浸出材料を保持し得るようにされた容器であって、気体状材料に対する上部空間を有する閉じた容積を画成する前記容器と、
該容器内の浸出材料を加熱するよう作動可能なヒータと、
容器内の浸出材料と関係した第一のパラメータを検知するセンサと、
前記閉じた容積の一部分を画成する容積変化機構であって、前記閉じた容積内の原子数を変化させずに、前記上部空間及びその内部の圧力を変化させるよう作動可能であり、第一のパラメータが第一の所定の状態を満足させるとき、作動可能である前記容積変化機構とを備える、材料を物品から除去する、浸出材料を使用するシステム。
【請求項２１】
請求項２０のシステムにおいて、
前記容積変化機構が、第一のパラメータが第二の所定の状態を満足させるとき、作動可能であり、
前記第一の所定の状態が満足されたならば、上部空間の寸法が減少し、閉じた容積内の圧力が上昇し、
更に、第二の所定の状態が満足されるならば、上部空間の寸法が増大し、閉じた容積内の圧力が降下するようにした、システム。
【請求項２２】
請求項２１のシステムにおいて、
前記第二の所定の状態が満足され且つ、上部空間が増大したとき、容器内の浸出材料が過熱状態にされ、
過熱状態にあるとき、浸出材料が沸騰し、物品の全ての面から沸騰する泡が核形成し、
前記第一の所定の状態が満足され且つ、上部空間が減少したとき、容器内の浸出材料の沸点が上昇し、浸出材料の過熱量が補給される、システム。
【請求項２３】
請求項２２のシステムにおいて、
浸出材料が沸騰するとき、蒸気が上部空間内に追加され、
前記容器内にて上部空間と作用可能に結合された凝縮器であって、蒸気の少なくとも一部分を凝縮させるよう作用する前記凝縮器を更に備える、システム。
【請求項２４】
請求項２０のシステムにおいて、
センサから検知された第一のパラメータを受け取るコントローラを更に備え、
コントローラが、検知された第一のパラメータを使用して容積変化機構を第一の上部空間の寸法及び第二の上部空間の寸法の間で循環させ、
前記第一の上部空間の寸法により、上部空間内の圧力が上昇し、第二の上部空間の寸法により、上部空間内の圧力が降下するようにした、システム。
【請求項２５】
請求項２０のシステムにおいて、
前記センサが、浸出材料に対する温度及び温度の時間変化率の一方を検知するセンサを画成する、システム。
【請求項２６】
セラミック材料を成形した金属物品から除去するシステムにおいて、
浸出材料に対する第一の部分と、気体状材料に対する第二の部分とを保持する内部容積を有する閉じた容器と、
該容器内の浸出材料を加熱する熱供給体と、
前記容器内の蒸気を凝縮させ得るように容器に結合された凝縮器と、
浸出材料の第一のパラメータを検知するセンサと、
前記内部容積内の原子量を変化させずに、閉じた容器内の圧力を正確に変化させる手段と、
時間及びセンサからのフィードバックに従って圧力を正確に変化させる手段を作動させる電子式コントローラとを備える、セラミック材料を成形した金属物品から除去するシステム。
【国際調査報告】
2005522331.tif 000014