(57)【要約】      （修正有）【課題】新規の熱硬化性セラミック組成物の調製方法の提供。【解決手段】アルミニウム、シリコン、炭素および酸素を含む組成物の調整方法であって、ａ．酸化アルミニウムとシリコンの混合物を調整する工程。ｂ．水、ＯＨ源、炭素等の塩基性ｐＨのスラリーを調整する工程。ｃ．ａとｂを混合する工程。ｄ．１６０°Ｆ〜２５０°Ｆの温度に加熱する工程を含む調整方法。【選択図】図１
2018138512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の組成物であって、該組成物はアルミニウム、シリコン、炭素および酸素のポリマーを含む物質の組成物。
【請求項２】
初期の材料によって提供される物質の組成物であって
ａ．酸化アルミニウム、
ｂ．シリコン酸化物、
ｃ．炭素、そして
ｄ．２価カチオンのソース
といった初期の材料によって提供される、物質の組成物。
【請求項３】
ゲルであることを特徴とする請求項２に記載の物質の組成物。
【請求項４】
前記２価カチオンはカルシウム及びマグネシウムからなる群から選ばれることを特徴とする請求項２に記載の物質の組成物。
【請求項５】
さらに金属が加えられることを特徴とする請求項２に記載の物質の組成物。
【請求項６】
さらに繊維が加えられることを特徴とする請求項２に記載の物質の組成物。
【請求項７】
さらに他の金属酸化物が加えられることを特徴とする請求項２に記載の物質の組成物。
【請求項８】
請求項１の組成物の調整方法は、
ａ．  酸化アルミニウムとシリコン酸化物の混合物を提供する工程；
ｂ．  スラリー形状である塩基性ｐＨの以下の混合物
ｉ    水、
ｉｉ  ＯＨ−のソース。
ｉｉｉ炭素、そして、
ｉｖ  ２価カチオンのソース；
を有する混合物を提供する工程
ｃ．  堅いゲルを形成するために剪断力を使用してＡとＢをともに混合する工程；
ｄ．  熱硬化性のセラミックを提供するために１６０°Ｆ〜２５０°Ｆの範囲中の温度にＣ．の生成物をしばらく晒す工程
を含む方法。
【請求項９】
温度領域が１７５°Ｆ〜２２５°Ｆである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
加熱時間が２〜６時間である請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は加熱時間が６時間を超える請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の方法で調製された生成物。
【請求項１３】
油井及びガス井を水圧で粉砕する方法であって、前記方法はプロパントとして請求項２に記載の組成物を使用する工程を含む方法。
【請求項１４】
固体基質であって、請求項２に記載される組成物で覆われる固体基質。
【請求項１５】
金属−炭素結合と金属酸化物結合を含む非晶質ポリマーからなる、物質の組成物。
【請求項１６】
金属−炭素結合と金属酸化物結合の割合が０：１―１；１である請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
金属はシリコンとアルミニウムから成る請求項１５に記載の組成物。
【請求項１８】
非晶質性が０．１より大きい１３００と１４００の間の波数の全幅の比の半分の高さのラマン金属酸化物のピークによって示される請求項１５に記載の組成物。
【請求項１９】
半分の高さの全幅比が０．１２より大きい請求項１８に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は熱硬化性のセラミック組成物およびその調製方法に関する：
私、アメリカ合衆国  ミシガン州  アンアーバーに居住するアレッシビンセントは
以下の通り新規の「熱硬化性のセラミック組成物およびその調製方法」を発明した。
発見されたものは新規の物質の組成物及びそのような組成物の調整方法である
【０００２】
材料は、高度な有機／無機の混成複合材ポリマー・セラミックス（ＨＣＰＣ）のファミリーである。
今日の技術の中で現在使用される材料は、ＥＰ  ２４３８０２７  Ａ２「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ｕｓｅｓ」中に見いだされ、米国特許公報２０１２／０２５２８４５  Ａ１「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｂｉｎｄｅｒ」中に開示される。
ＥＰ  ０３１１２８９  Ｂ１「ＡｌＣ／Ａｌ  ２Ｏ  ３  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  Ｔｈａｔ  Ａｒｅ  Ｓｉｎｔｅｒｅｄ  Ｂｏｄｉｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」中に開示される。
加えて他のものはＵ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．７，７９４，５３７「Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｏｉｌｆｉｅｌｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ、Ｓｉｘｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗａｔｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ」  ＩＷＴＣ  ２００１，Ａｌｅｘａｎｄｒｉａ，  Ｅｇｙｐｔ「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ  Ｃａｌｃｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｆｒｏｍ  Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｗａｓｔｅ  Ｓｔｒｅａｍｓ」  米国特許公報  ２０１１／０２３０３３９，  米国特許第５，８６６，７５４号、米国特許第５，２８４，５１３号、米国特許第８，２５７，４８６号、
米国特許第  ７，６５５，２０２号，  米国特許第  ７，８４６，２５０号  及び米国特許第５，６０１，６４３．号中に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＥＰ  ２４３８０２７  Ａ２
【特許文献２】米国公開２０１２／０２５２８４５号広報
【特許文献３】ＥＰ  ０３１１２８９  Ｂ１
【特許文献４】米国特許７７９４５３７号
【特許文献５】米国特許公報  ２０１１／０２３０３３９
【特許文献６】米国特許第５，８６６，７５４
【特許文献７】米国特許第５，２８４，５１３
【特許文献８】米国特許第８，２５７，４８６
【特許文献９】米国特許第  ７，６５５，２０２
【特許文献１０】米国特許第  ７，８４６，２５０
【特許文献１１】米国特許第５，６０１，６４３
【０００４】
この発明の組成物は先行技術で見いだされなかった。
さらに、調製方法も先行技術で見いだされなかった。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、１つの実施例において本明細書に開示され請求されるものは、アルミニウム、シリコン、炭素および酸素のポリマーを含む物質の組成物である。
【０００６】
別の実施形態では、初期の材料の酸化アルミニウム、シリコン酸化物、炭素、また２価カチオンのソースによって提供される合成物がある。
【０００７】
さらに、別の実施形態はちょうど上で述べられるような組成物であり、それはゲルである。
【０００８】
さらに、別の実施形態では、組成物の調製方法で、該方法は酸化アルミニウムとシリコン酸化物の混合物を提供すること、そして塩基性ｐＨ、スラリー状の水、ＯＨのソース、炭素、そして、２価カチオンのソースを有する二次混合物の供給から構成される。
【０００９】
その後、堅いゲルを形成するため剪断力を使用しながら材料を混合し、そしてその後生成物を熱硬化性のセラミックを提供するために一定期間１６０°Ｆから２５０°Ｆの範囲の温度に結果として生じる生成物を晒す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は１３４９の波数（ｃｍ−１）のラマン・ピークが０．１２の全幅の半分の高さ比を有していることを示す。
【図２】図２は１３２３の波数（ｃｍ−１）のラマン・ピークが０．１６の全幅の半分の高さ比を有していることを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、物質の基本組成物材料およびおそらくより著しくは合成の機構の両方における既存の先行技術から独特である。
材料が得られる反応経路は、最初１以上の極性非プロトン性あるいはプロトン性溶媒で共同溶媒和されたアルカリ性溶液中にアモルファスシリコン、アルミナ、炭素およびアルカリ金属の溶解を通して進行する。
【００１２】
結果として生じる共加水分解／スラリーは急速に１０００乃至７００，０００センチポアズ間の粘性を有する。
この溶液は、遊離の不安定なアニオンのネットワークを形成する要素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ）のカチオンの安定化によって補われたシラノール濃縮の結果としてゲル状に硬化する。
このゲル状の物性および前記直前の状態は、大部分はネットワークを形成する要素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ）に対する２価カチオン：１価カチオンの濃度に応じる。
【００１３】
このゲルは脱水作用を媒介とした収縮および分解を経た後は数分から数か月の間安定する。
その後、ゲル状態は、高温と湿度で硬化にさらされ、様々な圧力でｐＨ水及び溶媒からなる。
この硬化中システムの反応性は、ゲルシステムの溶媒化分解化システムのアルカリに再捕捉し、よりおおきい、またはより少ない程度で、シラノール濃縮生成を再溶解してネットワークを形成する要素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ）完全なアモルファス構造形成を媒介するにつれ増加する。
【００１４】
システムの付加熱は、ネットワーク形成反応が先に生じるのを防ぐため吸熱バリアを克服する。
ＡｌとＳｉは、ゲルのアルカリ度を消費する加水分解を介して生成される架橋酸素によって結合され、Ｃ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃ−Ｓｉあるいは潜在的に準安定なＡｌ−Ｃ結合が形成される。
反応の基礎的なモノマーは例えばＡｌ−Ｏ−Ｓｉ−Ｃ−Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−ＯのようなＯ、Ａｌ、ＣおよびＳｉの任意の変形でも良い。
多くの単カチオンの種はより重合体でありかつ一般的に弱い構造に通じ、一方で二価カチオンである種、好ましくはリチウム、さらに大きな程度の架橋結合を作成する役目をする。
反応の第２段階においてあまり再溶解しない水和物を急速に形成するそれ傾向があるためＣａ＋＋とＭｇ＋＋はあまり好ましくない。
【００１５】
この材料はその点でジオポリマーとジオポリマーがＡｌ−Ｏ−Ｓｉネットワークからなり、また１工程の無溶媒の方法を介して生成されかつはるかに劣る強度の材料を作り出す点で異なる。
ジオポリマー・マトリックス中に炭素はない。
【００１６】
ジオポリマーは、ラテックス、アクリル酸塩およびエチレン酢酸ビニル（親水性の炭化水素重合体）と混合されている。
しかしながら、これらの状況においてこれらのポリマーはポリマーの遊離水酸基あるいは他の電気陰性の反応基のうちの１つの還元を介して架橋Ｏ基のみジオポリマーと相互作用する。
ジオポリマー・マトリックス自体の中への炭素の連続的な統合はなく、また、炭化水素重合体は反応の全体にわたってその分子の同一性を保持し、主として比較的欠点のあるシリル・シラノール縮合重合体であるものの安定剤として役立つ。
【００１７】
いくつかのジオポリマーは特有の多孔性で発達され、その結果炭化水素を含むまたは炭化水素から成る分子はその中で保持され、それによってジオポリマーをドラッグ・デリバリー機構に変える。
しかしながら、これらの化合物はジオポリマー・マトリックスに対して構造的結合を持っておらず、したがってジオポリマー接着剤材料と本発明に開示された発明は離れている。
油田で使用するジオポリマーの場合は、ジオポリマー粒子の表面積に比例した方法で（多孔質）ジオポリマー上／中へ炭素含有化合物の吸収／吸着にて似ている。
【００１８】
炭酸カルシウム安定アルミノケイ酸塩は、実際、それらが単に採掘される（mined）ことよりむしろすべて形成される場合、反応において形成される共有Ｃ−Ｓｉ結合が不足しているため本発明とは著しく異なる。
【実施例】
【００１９】
均等な溶液が達成されるまで、炭素化合物、溶媒およびアルカリ性溶液は、水ガラスにより、撹拌機レベルの混合条件下で混合される。
室温における炭素の溶解は無視でき、また、そのため、溶液は、真っ黒であり、蒸発の対流により穏やかに回転する。
そのため、ふたは容器の上におかれなければならない。
この段階として、オリゴマー化金属有機化合物を微量で加えられる。
ビニルトリメトキシシランのようなこれらの混合物は、異なる強度、熱、導電率および他の特性を備えた材料を生産するオリゴマーの構造に「播種する（seed）」役目をする。
その溶液は材料の溶解を確実にするために圧力密封容器の中で加熱してもよい。
冷却後に、残りの圧力を解放し、また過剰な溶媒を添加する必要があってもよい。
このブリーチング工程は、特有の金属有機化合物が、アルカリ性水の存在下でガスを放出することが言及するのに重要なことである。
フェノール及びフランのような化合物を含む有機ポリマー先駆物質はこのステップで加えることができる。
その溶液は、低温下で最良に保たれる。
【００２０】
金属塩の粉末混合物は、ガラス粉またはヒュームドシリカの形態で非晶質Ａｌ２Ｏ３無水物、非晶質アルカリシリコアルミナート源、非晶質ＳｉＯ２、低焼成カオリン粘土やスポジュメンの添加により調製される。
または、溶液中ＣＯ２の吸収を介する以前に開示された任意の溶液の中和を補うために、この粉末混合物に、粉末のＬｉＯＨまたはＫＯＨを添加することが有利である。
一旦すべての粉末がすべて混合されると、無水物材料は凝集する傾向があるので粉末は、混合およびデアグロメレーションの工程を成し遂げられねばならない。
一旦解砕及び完全に混合されると、水分が混合物に接近できないように、密閉すべきである。
【００２１】
あるいは、再利用された廃棄流れの材料は加えられてもよい：
石炭燃焼生成物（例えばフライアッシュ）あるいは金属精製物（粉砕高炉スラグ、シリカ・フューム）のようなアルミノケイ酸塩、もみ殻灰、都市のスラッジ焼却灰など。
この場合、相対的なカチオンの濃度は注意深く監視し、計算し、平衡が保たれねばならない。
あるいは、Ａｌ２Ｏ３は液体材料に導入することができる。
【００２２】
これらの実施例によれば、およそ９０−９５グラムの液体は１７０−１９０グラムの反応粉末混合物と組み合わされる。
反応の第一段階を扱うのに必要な近接を構成する強制的な反応を確実にするために粉末を徐々にあるいは非常に高い剪断力の下で液体に加えなければならない。
もしこの指示（ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ）が続かない場合は、粉末の不十分な「浸潤」が生じ、また反応は台無しになるだろう。
混合が密封したケトル中に生じている場合、迅速な溶解を助け、かつそのために方法の処理量を促進するために、摂氏６０度にまで液体成分を加熱してもよい。
粉末の水酸化カリウムあるいはＬｉＯＨは、非晶質の反応的な要素の加水分解を、システムのアルカリ度を消費し、遊離したＣ、Ｓｉおよびアルミニウムイオンのクリティカル・レベルを維持するにつれて混合物に溶解するため都合の良いものとなる。
【００２３】
そしてすべての反応的な種が確実に反応するためにこの溶液は冷却され、ロトスターポンプまたはミキサーなど超高度の剪断混合をかけられるべきだ。
溶液／ナノスラリーがさらに均質となり、かつ金属有機化合物多量体化剤があまり存在しなくなるにつれて、最終的に形成された構造はより非晶質になる。
高い剪断力システムによってしばしば生じた過度の熱によりこのステップが冷却されることが示唆される。
高い剪断力ミキサーが欠けている場合、ツインオーガモルタル・ミキサーが十分であるが、混合容器は氷浴にひたされねばならない。
【００２４】
高い剪断混合した後、溶液／ナノスラリーはファイバー、あるいは／または他の原体及び／またはその中に配置された機能性化合物を有することができる。
非結晶構造の材料の好みにより、ガラス繊維と炭素繊維は加えられてもよく、きれいであるというよりはるかに強い材料を作り出されることを期待してもよい。
鋼繊維は酸化され、ＡｌとＳｉとの強力な酸素架橋、まれに、オキシカーバイド基を形成するので、潜在的に優れた選択肢となる。
あるいは、スラリーは連続繊維マトリックスを湿らせるために使用されてもよい。
加えられたどんな微粒子もアルカリ性溶液であらかじめ湿らせなければならず、また加えられたそれらの微粒子は材料の粘性を損なうことになる。
きれいな材料の粘性は存在する任意の一価カチオン上の二価カチオンの濃度を増加させることによって変更することができ；
前者の所望されるイオンは、そのようにイオン安定化ゲルを形成する（例えば押し出し）。
提供される方法（ｒｅｃｉｐｅｓ）はケーキバッターのおおよその粘度を持っており、そして容易に鋳型注入あるいは成形される。
それは、インライン振動促進脱気によってマトリクス中に残っている気泡が除去されるチキソトロピー挙動を明らかにする。
【００２５】
材料は、注入された推定的冷却状態で放置しておくと離型状態になるまで５乃至２０分かかる。
鋳型が加熱される場合には、離型時間は、大きさの規模により減らすことができるが、適切な溶媒―水分レベルがマトリクス中で確実に維持されることに注意しなければならない。
これら特別の混合物のナノ多孔性の性質が弾力のあるようになる「乾燥する」ため、これは困難な作業ではない。
【００２６】
一旦離型されたならば、ゲル状材料は２０％の湿度および７２°Ｆで、室温で、３時間安定する。
４０度で冷却した場合、ｐＨ８から９の間の水とともに非多孔性／反応性のプラスチックバックの内部にいれると、ゲル状は数日間安定する。
安定している間の任意の時点でも、材料は粉砕したり道具で処理したりすることができる。
混合物が十分に脱気されるならば、顕微鏡下の精査下で鋳造と粉砕した表面の間に潜在的だが顕著に差があるだろう。
これは材料を粉砕するために使用される道具によって大部分は決定される。
【００２７】
ｐＨ２乃至１０の間、飽和湿度１６５°Ｆで少なくとも6時間で硬化され製剤が提供される。
好ましくは６時間またはそれ以上である。
それに続いて、材料は、最大応力負荷の下に置かれる前にできるだけ風通しを良くしなければならない。
これは残りの反応溶液が間隙内で結晶化し、材料の表面上にケイ研磨面の外観を形成することを可能にする。
使用される溶媒、および炭素化合物の溶解のレベルによって、この層には最初のマトリックスとは異なっている伝導性の特性があるかもしれず、またはないかもしれない。
材料が金属鋳造の適応に定められる場合、融解金属が材料の不適切に「呼吸」した物質片に当たるとき、金属鋳造の乾燥は超臨界蒸気の生成を防止するのに都合がよい。
【００２８】
材料の強度の増加が止まったように見えないが、強度の増加率は対数割合で減衰に見えることに注目する。
それにもかかわらず数か月たったサンプルはより若い対応物より著しく強い。
先例のない材料の強さはおそらく数か月の硬化状態を通して得られる。
【００２９】
下記の第１の表は実施例１である。また、下記の第２の表は実施例２である。
表１
2018138512.tif 000003
表２
2018138512.tif 000004
【００３０】
形成された組成物は、炭素と酸素結合を備えた、シリコンおよびアルミニウムの非晶性高分子である。
ラマン分光法は、非晶質の性質を測定し、かつ結合の存在を観察する一つの方法である。
結晶材料はバンドと高調波反復バンドを比較的形成し示す。
この発明の材料は、高調波が欠如している拡散バンドに特徴づけられる。
この試料中の１３００から１４００の波数間のシリコンと酸素の架橋は０．１２から０．１６の全幅の半分の高さで正規化比を有する。
プロパントはフラクチャリング中に形成された亀裂を「開けたままにする」ため、水圧で破砕した油井と天然ガス井に導入される。
【００３１】
プロパントは射出媒体を通って亀裂まで運搬可能であり、亀裂の全体にわたって堆積し、かつ亀裂の壁からの圧力下で「砕けない」程十分に強くなければならない。
プロパントは、プロパント（「コンダクタンス」と呼ばれる）を通して浸透する放出された油およびガスのためのポーラス層を作る球面幾何学を持っていなければならず、井戸の表面で集められなければならない。
今日のプロパントは、典型的に砂、コーティングされた砂、粘土をベースとするセラミックス（中等度は市場の広大な部分である）あるいは焼結させられたボーキサイト（高価値プロパント）である。
例は、出発物質より実施例１の方法によって作られた：
［表１］
2018138512.tif 000005
パートＢは、２０ｇのＫＯＨ  １１２グラムの水ガラス、２０ｇのアモルファスシリコン、１２．５グラムのメタノール、１２．５グラムのメチレングリコールおよび４グラムのギ酸の溶液である。
Ａｌ（ＯＨ）３、ＳｉＯ２、炭素およびＭｇＯは乾燥粉末として混合され、次に、パートＢ溶液に混合することにより加えられる。
スラリーは、３０分間で緑色の集合体になり、１２時間、華氏１６０度のオーブンの中で硬化させる。
実施例３の硬化ステップは空気中の湿度３０％、例４の硬化ステップは湿度１００％である。
実施例３の１３４９の波数（ｃｍ−１）のラマン・ピークが０．１２の全幅の半分の高さ比を有していることを示す。（図１参照）
実施例４の１３２３の波数（ｃｍ−１）のラマン・ピークが０．１６の全幅の半分の高さ比を有している。（図２参照）
【００３２】
材料自体から部分及び構成要素を製造するという点でＨＣＰＣの汎用性に加えて、材料は、また金属鋳造産業において使用するためのいくつかの用途を有す。
３４００°Ｆまでの材料の化学的不活性および耐熱性は、非鉄金属・鉄金属および金属合金の両方を鋳造するために、それが使用されることを可能にする。
高温および低い反応性におけるその高い寸法安定性により、材料は、従来の方法では現在で不可能である鋼をダイカストで鋳造することを可能にする際に、破壊的な革新を可能にする。
材料の調整可能な熱伝導率は、アルミニウムの鋳造に特に大きく注目されている；
アルミニウムが溶融状態からガラス状体になるよう冷却されるまでがよりはやくなれば、構造がより非晶質になり、および生じる部品がより固くなる。
市場への最も迅速な参入がいくぶんそれほど魅惑的ではない：
中程度の量及び大量の砂型鋳造操作用のための模型鋳造材料。
これらの作業では、砂が吹き付けられおよび／または金属原盤から一般的に鋳造されるウレタン鋳型に対して押し付ける。
ウレタンよりも高い耐摩耗性をもちかつ、熱的に不安定なウレタンに必要とされる冷たい砂に耐えることより、むしろ鋳型の熱い砂型製作に耐えることができる模型鋳造材料を必要とする。
鋳型の熱い砂成形は冷たい砂の方法よりもかなり迅速な鋳型生成を可能にする。
【００３３】
ＨＣＰＣは、さまざまな容易に明白な寸法をもつ：
その組成物は利用可能な精製した供給材料から構成され得、様々な多量のアメリカ起源の技術的な等級の脱工業化の廃棄物流れ材料を任意に含むことができ、大量の材料費をうめあわせ、かつ、製剤の環境影響の減少の両方を相殺する。
それはホルムアルデヒド、ＶＯＣあるいは重金属を含んでおらず、それにより、個人ンの安全性リスクを緩和する。
それは、３Ｄに印刷基づいた迅速なプロトタイピング及び製作方法に潜在的に適用可能である；適用は、部分と金型の両方の迅速な生産を含んでいる。
鋳型として使用された時、ＨＣＰＣ材料は、ゲル状態で素早く道具で細工することができ、それによって、運転時間と労働費を最小化する。
もし鋳型として使用した場合、その高い温度安定性と熱伝導率が、鋳造金属、及び連続して熱硬化性樹脂／プラスチックの両方の速い離型時間を可能にする。
同じ金型はＬｉ―Ａｌ合金、鋼、及び同様の有機ポリマーを含む多数の材料型を鋳造するために使用することができる。
【００３４】
これらの特性は、ＨＣＰＣ材料がいくつかの材料の必要性を満たすことを可能にする。
それは、薄層に分かれないあるいは割れないことを要求される高温構造部材、速いターンアラウンドタイムの生産方法およびクロスマテリアルの計量可能な設計過程の必要、中程度の生産規模における廉価な高精度成分の必要、アブレーティング／再使用可能な熱遮蔽の必要、とりわけ鋳造金属プロセスの進歩および関連材料のための必要を含む。
高い寸法安定性により、ＨＣＰＣ材料はまたチタン、鋼、さらにリチウム・アルミニウム合金などを鋳造するために鋳型を作るために使用することができる。
【００３５】
粘着性のコーティングおよび硬化されたパッチとして使用されたとき、私たちのＨＣＰＣは高温耐性の寸法的な安定性、調整可能な電磁気の吸収／伝導特性および高い基板結合強度をもつ疎水性の耐熱衝撃性のコーティングを提供する。
このコーティングは室温で施すことができ、ＶＯＣを含んでおらず、環境にやさしい。
低導入コストと耐久性の向上は、現在および将来のＬＯ材料でコーティングされたシステムのための生産と維持のコストを低下させる。
【００３６】
この発明の材料には次のものを含む多くの潜在的な用途がある：
人工歯根とメッキ；
スピーカー枠組、支柱材、受動／能動的な吸収インターフェース、締め金取付具：
変換器構成部品；
合成敷板、フローリング、およびタイル；
インベストメント鋳造法のための「陶器の」予備的形成品；
金属鋳込型、芯、ダイス、型、そして成形品；
プレキャスト建築要素、耐荷重性及び装飾；
ディスクブレーキ、ブレーキパッド、ベアリング、回転ガスケット：
ガラス吹き金型、パッド、ハンドル、トング、成形品など；
食器、飲用グラス／カップ、皿、大皿、ボウル；
接着剤、塗料、ワニス、ベニヤ、光沢剤、染色、着色剤；
耐火性の大釜、窯壁、金型、フローリング；
時計のハウジング、ベルトバックル、ボタン、カフス；
建物用合成物／バインダー（セメント）、レンガ、高速道路の枕木、歩道スラブ；
グリル、鉄板、薫製工場、調理道具、オートクレーブ；
抵抗加熱素子、熱電部品；
鋳造金属工具と基板；
インターリーブされた金属／セラミック生成物；
サーメット；
カウンタートップ、バスルームシンク／洗面台、温水浴槽、プールなどの固体表面；
高性能のフローリング、屋根材（連続）、タイル、押し出された屋根板；
ドライブトレイン；
トランスアクスル、エンジン構成部品、フロントドライブアクスル、ドライブシャフト、リヤドライブアクスル、リアディファレンシャル、エンジン構成部品；
ギア、スプロケット、ボルト、ナット、ブラケット、ピン、ベアリング、カフ；
エンジンブロック、はずみ車、ターボファン、圧縮ハウジング、燃料回線コネクタ；
タービンバネ、ブレード、ロータリーコア、点火室、出口バルブ、ガイドノズル：
掘削シャフト、井戸遮へい板／壁、ドリルビット：
航空宇宙インテリア、アームレスト壁、棚、ブラケットなど：
バルブ、ポンプハウジング、ローター；
ガラス−金属シールのためのプレフォーム；
深部掘削道具、歯、パイロン、シャフト、関連機器の構成部品；
レンガ、シンダーブロック、減速バンプ、フローリング；
電池のアノード、カソード、ハウジング；
プラグインハイブリッド電気自動車用部品、ＥＭＦシールド；
ホイールハブおよび構成部品；
義足や人工関節の装置の構成部品；
照明ハウジング、フィラメント、ベース、バルブ構成部品；
舶用システム構成部品と船体；
生物学的サンプルの収集と処理；
洗面器、ボウル、および容器；
放熱基板；
ボートや船部品；
自動車や自動車部品；
熱／研磨剤／腐食性／酸性物質耐性パイプとライニング；
流体およびガスのタンク；
ノズル、ベルジャー、磁石、ブレードと研磨剤、電気通信リレー、マグネトロン、回路；
リング；
他に言及されない一般的な医療用途。
熱および電気絶縁体；
カバー；
他に言及されないマイクロエレクトロニクス適用、プレキャストの建築部位、適所に割り当てた建築部位、および他に言及されない構造要素適用：
家庭電化製品ハウジング、自動車車体内装と外装パネル、橋梁架設や他の距離を測る構造部品。
３Ｄ印刷構成部品、構造、プロセス、および構成素子。
放電加工ヘッドおよびその他の構成部品。
消費者用電気機器の支持枠における「電気器具」、「ブリッジ」及びパネリング用の「自動車車体」。
【００３７】
他の可能な適用は、人工関節、医療用インプラント、カウンタートップとラップトップ、消費者向け電子ハウジング、工業用および商業用フローリング、缶塗料、タンクライニング、配管コーティング及びライニング、リバー、ＥＤＭ粉砕する電極、及びＥＤＭミルド粉砕した部品のためのものである。
本発明の材料は、例えば、金属などの種々の基材用のコーティングとして使用することができる。
【図１】
2018138512.tif 000006
【図２】
2018138512.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月25日(2018.4.25)
【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】
アルミニウム、シリコン、炭素および酸素のポリマーを含む物質の組成物の調整方法であって、前記方法は、
ａ．  酸化アルミニウムとシリコン酸化物の混合物を提供する工程；
ｂ．ｉ      水、
ｉｉ    ＯＨ−のソース、
ｉｉｉ  炭素、および
ｉｖ    ２価カチオンのソース
を有する、スラリー形状である塩基性ｐＨの混合物を提供する工程；
ｃ．  堅いゲルを形成するために剪断力を使用してａとｂをともに混合する工程；
ｄ．  熱硬化性のセラミックを提供するために１６０°Ｆ〜２５０°Ｆの範囲中の温度にｃ．の生成物をしばらく晒す工程
を含む方法。
【請求項２】
温度領域が１７５°Ｆ〜２２５°Ｆである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
加熱時間が２〜６時間である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は加熱時間が６時間を超える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法で調製された生成物。
【請求項６】
油井及びガス井を水圧で粉砕する方法であって、
前記方法はプロパントとして、
ａ．酸化アルミニウム、
ｂ．シリコン酸化物、
ｃ．炭素、および
ｄ．２価カチオンのソース
といった初期の材料によって提供される物質の組成物を使用する工程を含む方法。
【外国語明細書】
2018138512000001.pdf