(57)【要約】開示する方法は、セラミック−金属複合体のようなセラミック含有製品などのニアネットシェイプ成形製品の製造に関する。本方法は、構築材料及びバインダーの混合物を形成し、この混合物を表面上に堆積させて混合物の層を形成することを包含する。次に、活性化剤流体を層の少なくとも１つの選択された領域に施してバインダーを構築材料に結合させて形成されたパターンを得る。これらの工程を繰り返して多孔質白地を形成し、これを熱処理して約３０％〜約７０％の多孔度を有する多孔質素地プリフォームを得ることができる。次に、素地に溶融金属のような溶融材料を含浸させる。構築材料がＳｉＣである場合には、用いる溶融金属はＳｉであり、ＳｉＣ−Ｓｉ複合体が生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築材料及び構築材料用のバインダーを混合して構築材料及びバインダーの混合物を形成し；
第１工程において、構築材料及びバインダーの混合物を表面上に堆積させて、構築材料及びバインダーの混合物の層を形成し；
第２工程において、構築材料及びバインダーの層の少なくとも１つの選択された領域に活性化剤流体を施し；
活性化剤流体を乾燥して、選択された領域内においてバインダーを構築材料に結合させて形成されたパターンを有する白地を得て；
白地を処理してバインダーを更に硬化させて、約３０％〜約７０％の多孔度を有する多孔質素地プリフォームを得て；
多孔質素地プリフォームに含浸させるために、多孔質素地を溶融材料と接触させる；
ことを含む、ニアネットシェイプ成形製品の製造方法。
【請求項２】
第１及び第２工程を繰り返して、約１ｍｍより大きい厚さを有する多孔質の白地プリフォームを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
構築材料が、セラミック、金属、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
構築材料が、アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ホウ化物、炭化物、塩化物、ガラス、水酸化物、酸化物、窒化物、硫酸塩、ケイ化物、及びこれらの混合物からなる群から選択されるセラミックである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
構築材料が、アルミニウム、真鍮、ビスマス、ベリリウム、クロム、銅、金、鉄、マグネシウム、ニッケル、白金、ケイ素、銀、ステンレススチール、鋼、タンタル、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、及びジルコニウム、並びにこれらの混合物からなる群から選択される金属である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
セラミックがＳｉＣである、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
バインダー材料が、水溶性バインダー、有機溶媒可溶性バインダー、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
バインダーが糖であり、活性化剤流体が水であり、溶融材料がＳｉである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
素地が約４５％〜約５５％の多孔度を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
バインダーが、アクリレート、炭水化物、グリコール、タンパク質、塩、糖、糖アルコール、ワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される水溶性バインダーである、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
バインダーが、ウレタン、ポリアミド、ポリエステル、エチレンビニルアセテート、パラフィン、スチレンイソプレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー、エチレンエチルアクリレートコポリマー、ポリオクテナマー、ポリカプロラクトン、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリエチレン／ポリオレフィンコポリマー、無水マレイン酸グラフトポリエチレン又はポリオレフィン、酸化ポリエチレン、ウレタン誘導体化酸化ポリエチレン、及び熱硬化性樹脂からなる群から選択される有機溶媒可溶性バインダーである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
構築材料及び構築材料用のバインダーを混合して構築材料及びバインダーの混合物を形成し；
第１工程において、構築材料及びバインダーの混合物を表面上に堆積させて、構築材料及びバインダーの混合物の層を形成し；
第２工程において、構築材料及びバインダーの層の少なくとも１つの選択された領域に活性化剤流体を施し；
活性化剤流体を乾燥して、選択された領域内においてバインダーを構築材料に結合させて形成されたパターンを有する白地を得て；
白地を処理してバインダーを更に硬化させて、約３０％〜約７０％の多孔度を有する多孔質素地プリフォームを得て；
多孔質素地を粉末金属と接触させてアセンブリを形成し；
金属を溶融して溶融金属を多孔質素地に浸透させるのに十分な温度にアセンブリを加熱して金属含浸プリフォームを得て；そして
金属含浸プリフォームを冷却してニアネットシェイプ成形セラミック金属複合体を生成させる；
ことを含む、ニアネットシェイプ成形セラミック−金属複合体製品の製造方法。
【請求項１３】
構築材料が、セラミック、金属、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
構築材料が、アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ホウ化物、炭化物、塩化物、ガラス、水酸化物、酸化物、窒化物、硫酸塩、ケイ化物、及びこれらの混合物からなる群から選択されるセラミックである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
構築材料が、アルミニウム、真鍮、ビスマス、ベリリウム、クロム、銅、金、鉄、マグネシウム、ニッケル、白金、ケイ素、銀、ステンレススチール、鋼、タンタル、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、及びジルコニウム、並びにこれらの混合物からなる群から選択される金属である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
構築材料がＳｉＣである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
バインダー材料が、水溶性バインダー、有機溶媒可溶性バインダー、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
バインダーが糖であり、活性化剤流体が液体水であり、金属がＳｉである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
素地が約４５％〜約５５％の多孔度を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
バインダーが、アクリレート、炭水化物、グリコール、タンパク質、塩、糖、糖アルコール、ワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される水溶性バインダーである、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
バインダーが、ウレタン、ポリアミド、ポリエステル、エチレンビニルアセテート、パラフィン、スチレンイソプレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー、エチレンエチルアクリレートコポリマー、ポリオクテナマー、ポリカプロラクトン、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリエチレン／ポリオレフィンコポリマー、無水マレイン酸グラフトポリエチレン又はポリオレフィン、酸化ポリエチレン、ウレタン誘導体化酸化ポリエチレン、及び熱硬化性樹脂からなる群から選択される有機溶媒可溶性バインダーである、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
ＳｉＣと糖を混合して構築材料混合物を形成し；
第１工程において、構築材料混合物を表面上に堆積させて構築材料混合物の層を形成し；
第２工程において、水の形態の活性化剤流体を構築材料混合物の層の少なくとも１つの選択された領域に施し；
活性化剤流体を乾燥して選択された領域内において糖をＳｉＣに結合させて形成されたパターンを有する白地を得て；
白地を処理してバインダーを更に硬化させて、約３０％〜約７０％の多孔度を有する多孔質素地プリフォームを得て；
多孔質素地を所定量の粉末Ｓｉと接触させてアセンブリを形成し、ここで多孔質素地と接触させるＳｉの量はＳｉ＝１．４１−０．０８・ｌｎ［ＳｉＣ］（ここで、［ＳｉＣ］はＳｉＣ素地の重量を表す）に等しく；
アセンブリを真空下で焼成して溶融Ｓｉを多孔質素地に浸透させてＳｉ含浸ＳｉＣを得て；そして
金属含浸素地を冷却してニアネットシェイプ成形Ｓｉ−ＳｉＣ複合体を生成させる；
ことを含む、ニアネットシェイプ成形ケイ素化炭化ケイ素複合体製品の製造方法。
【請求項２３】
水が水蒸気の形態である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
焼成を１６５０℃で行う、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ニアネットシェイプ成形製品の製造に関する。より具体的には、本発明は、セラミック組成物のような組成物の連続層を堆積させてニアネットシェイプ成形セラミック製品を製造することに関する。
【背景技術】
【０００２】
連続層を堆積させることによって製品を製造する２つの周知の方法としては、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）法及び液体バインダー法（ＬＢＭ）が挙げられる。これらの方法のいずれにおいても、材料の連続的な薄い断面を堆積させて三次元製品を構築する。
【０００３】
ＳＬＳは、平坦な表面上に粉末の薄層を展開させることを含む。層を表面上に展開させた後、粉末の選択された領域上にレーザーをあててこれらの領域を溶融させる。先の層の上に粉末の連続層を展開させ、次にレーザーを用いて焼結又は溶融させて三次元製品を構築する。ＳＬＳは、速度及び正確性の有利性を有するが、製品を製造するための入手できる材料が不足することによって抑制されている。ＳＬＳは、また、高出力のレーザーを用いる必要がある。
【０００４】
ＬＢＭは、コンピューター支援設計（ＣＡＤ）データを用いて製品の物理プロトタイプを生成させる３Ｄ印刷機を用いることを含む。３Ｄ印刷機は、通常は１以上のプリンターヘッドを用いて材料の連続層を堆積させて三次元部品を製造する。例えば、石膏のような材料の第１の層を基材上に堆積させる。次に、所望の製品の断面に対応する接着剤層を、材料の第１の層の上に堆積させる。接着剤が乾燥したら、部品の他の断面に対応する材料の新しい層を接着剤の上に堆積させ、それにより、接着剤によって材料の新しい層を材料の先に堆積させた層に結合させる。この一連の材料及び接着剤の交互の層の堆積を繰り返して、所望の形状の部品を製造する。
【０００５】
ＬＢＭは、石膏のようなプリフォームの製造には有用であるが、セラミック材料のプリフォームを製造するために幅広くは用いられていない。これは、部分的に、ＳｉＣのようなセラミック材料のプリントヘッド及び機械の他の部品に対する高い摩損性のためである。ＬＢＭは、また、１０重量％以上の量のバインダー又は接着剤を用いることを必要とし、これはセラミック部品のような部品の後処理中において有害である可能性がある。
【０００６】
上記の欠点に加えて、ＳＬＳもＬＢＭも、ケイ素化ＳｉＣのような金属含浸複合体を製造することはできない。ケイ素化ＳｉＣ複合体の製造は、ＳｉＣ及びバインダーの混合物を成形してＳｉＣプリフォームを製造することを含む。次に、ＳｉＣプリフォームをほぼ最終の形状に粉末成形し、加熱してバインダーを硬化させて素地シェルを形成する。次に、素地シェルをケイ素と接触させて配置し、真空中で焼成して溶融ケイ素をＳｉＣに浸透させる。しかしながら、この公知の方法は、特定の部品を製造するためには特殊な工具を製造しなければならないという欠点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、従来技術の方法の欠点を克服する方法に関する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示する方法は、ニアネットシェイプ成形製品の製造に関する。この方法は、構築材料及び構築材料用のバインダーを混合して構築材料及びバインダーの混合物を形成し；第１工程において、構築材料及びバインダーの混合物を表面上に堆積させて構築材料及びバインダーの混合物の層を形成し；第２工程において、構築材料及びバインダーの層の少なくとも１つの選択された領域に活性化剤流体を施し；活性化剤流体を乾燥して、選択された領域内においてバインダーを構築材料に結合させて形成されたパターンを得て；白地を処理してバインダーを更に硬化させて、約３０％〜約７０％の多孔度を有する多孔質素地プリフォームを得て；そして、多孔質素地プリフォームに含浸させるために、多孔質素地を溶融材料と接触させる；ことを含む。第１及び第２工程を繰り返して多孔質の白地プリフォームを形成し、これは素地を生成させるための単一層の形態で用いることができ、又は約１ｍｍより大きい厚さで用いることができる。セラミック−金属複合体を製造する場合には、多孔質素地を粉末金属と接触させて配置してアセンブリを形成し、これを、金属を溶融して溶融金属を多孔質素地に浸透させるのに十分な温度に加熱して金属含浸素地を得る。次に、金属含浸素地を冷却してケイ素化ＳｉＣのようなニアネットシェイプ成形セラミック−金属複合体を生成させる。
【０００９】
本発明は、有利には非常に高い多孔度の素地を用いる。本発明により、ニアネットシェイプ成形セラミック含有部品を製造することができる。この部品は、ケイ素化炭化ケイ素のようなセラミック金属複合体を製造するための熱処理及び金属含浸のような二次操作中に容易に取り扱うことができる。
【００１０】
下記において、以下の詳細な説明及び非限定的な実施例を参照して本発明を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、白地の形成において用いるためのシステムの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一般に、開示する方法は、構築材料及びバインダー（ＢＭＢ）の混合物の層を堆積させ、次に堆積した層に活性化剤流体を施して、バインダーによって構築材料を結合させる。この一連の工程を繰り返して白地プリフォームを形成する。次に、加熱してバインダーを熱硬化させることなどによって白地を処理して素地プリフォームを形成し、これを焼成及び溶融金属含浸のような更なる処理工程にかけることができる。
【００１３】
構築材料−バインダー混合物：
構築材料：
ＢＭＢ混合物において用いることのできる構築材料は、活性化剤流体を施す前は固体であり、活性化剤流体中に実質的に不溶であり、最終製品に構造を与える。ＢＭＢ混合物において用いることのできる構築材料は、広範囲の組成、粒子形態、及び寸法範囲にわたって変化させることができる。用いることのできる構築材料としては、粒子、繊維、又はこれらの混合物の形態のセラミック材料、粒子、繊維、又はこれらの混合物の形態の金属材料、並びにガラス繊維及びグラファイト繊維のような他の繊維とセラミック材料及び金属材料の任意の１以上との混合物が挙げられる。
【００１４】
アルミン酸カルシウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸リチウム、及びこれらの混合物のようなアルミン酸塩；ムライト、ゼオライト、橄欖石、クレー、例えばモンモリロナイト、カオリン、ベントナイト、及びこれらの混合物のようなアルミノケイ酸塩；二ホウ化チタン、ホウ化マグネシウム、ホウ化ストロンチウム、ホウ化チタン、及びこれらの混合物のようなホウ化物；炭化ホウ素、炭化ニオブ、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化カルシウム、炭化クロム、炭化ジルコニウム、及びこれらの混合物のような炭化物；塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化カルシウム、及びこれらの混合物のような塩化物；ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、及びこれらの混合物のようなガラス；水酸化マグネシウム、二水酸化ベリリウム、三水酸化コバルト、及びこれらの混合物のような水酸化物；酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化ベリリウム、酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化カドミウム、酸化クロム、酸化ガリウム、酸化鉄、酸化鉛、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化銀、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、及びこれらの混合物のような酸化物；窒化アルミニウムガリウム、窒化アルミニウム、ボラゾン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化タングステン、窒化ジルコニウム、窒化ガリウム、窒化リチウム、及びこれらの混合物のような窒化物；硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、メタ重亜硫酸カリウム、及びこれらの混合物のような硫酸塩；並びに、ケイ化銅、ケイ化鉄、ケイ化ニッケル、ケイ化ナトリウム、ケイ化マグネシウム、ケイ化モリブデン、ケイ化チタン、ケイ化タングステン、ケイ化ジルコニウム、及びこれらの混合物のようなケイ化物；など（しかながらこれらに限定されない）の広範囲のセラミック材料を構築材料として用いることができる。また、炭化物、窒化物、酸化物、金属、炭素繊維、及び木質繊維の１以上を有するセラミック材料の混合物を、構築材料として用いることもできる。
【００１５】
構築材料において用いることのできる繊維は、概してほぼＢＭＢ混合物の展開層の厚さに限定される寸法を有する。用いることのできる繊維としては、セルロース及びセルロース誘導体、置換又は非置換で直鎖又は分岐の合成ポリマー、例えばポリプロピレン繊維、ポリアミドフロック、レイヨン、ポリビニルアルコール、及びこれらの混合物のようなポリマー繊維；炭化ケイ素繊維のような炭化物繊維；ケイ化ニッケル、ケイ化チタン、及びこれらの混合物のようなケイ化物繊維；ムライト繊維、カオリナイト繊維、及びこれらの混合物のようなアルミノケイ酸塩繊維；アルミナ、ジルコニア、及びこれらの混合物のような酸化物繊維；グラファイト繊維；ガラス繊維及び石英繊維のようなシリカタイプの繊維；セルロースタイプの繊維、例えば馬毛、木質繊維、及びこれらの混合物のような有機繊維；が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１６】
構築材料において用いることのできる金属としては、アルミニウム、真鍮、ビスマス、ベリリウム、クロム、銅、金、鉄、マグネシウム、ニッケル、白金、ケイ素、銀、ステンレススチール、鋼、タンタル、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、及びジルコニウム、並びにこれらの混合物及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１７】
ＢＭＢにおいて用いるのに好適な構築材料の粒子は、形態において、不規則な切子面を有する形状から球状まで変化してよい。好ましくは、粒子は球状である。一般に、構築材料の粒子の寸法は、印刷する層の厚さよりも小さい。通常は、構築材料の粒子は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約２０ミクロン〜約２９２ミクロン、より好ましくは約７０ミクロン〜約１９０ミクロンの平均径を有する。
【００１８】
構築材料としてセラミック材料を用いる場合には、セラミック材料の粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約２０ミクロン〜約２９２ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。セラミック材料が炭化物である場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。構築材料として用いる炭化物がＳｉＣである場合には、ＳｉＣは、約５ミクロン〜約４００ミクロン、好ましくは約２０ミクロン〜約２９２ミクロン、より好ましくは約７０ミクロン〜約１９０ミクロンの粒径で変化してよい。これらの粒径特性を有するＳｉＣは、Buffalo, NYのElectrobrasive Materialsから得ることができる。セラミック材料が窒化物である場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。窒化物が窒化ケイ素である場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。セラミック材料がホウ化物である場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。構築材料として用いるホウ化物が二ホウ化チタンである場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。セラミック材料が酸化物である場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。構築材料として酸化アルミニウムを用いる場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。セラミック材料がアルミノケイ酸塩である場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。アルミノケイ酸塩がムライトである場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。
【００１９】
アルミニウム、真鍮、ビスマス、クロム、銅、金、鉄、ニッケル、白金、ケイ素、銀、ステンレススチール、鋼、タンタル、スズ、チタン、タングステン、亜鉛、及びジルコニウム、これらの合金、並びにこれらの混合物のような金属を構築材料として用いる場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。用いる金属がチタンである場合には、粒径は、約５ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロン〜約１９０ミクロン、最も好ましくは約１９０ミクロンで変化してよい。
【００２０】
バインダー：
種々のバインダー材料を１以上の構築材料と混合してＢＭＢ混合物を形成することができる。好ましいバインダーは、通常は、約２０％以上、好ましくは約３０％〜約５０％、最も好ましくは約５０％の高い炭素「チャー」含量を有する。ＢＭＢ混合物において用いるバインダーは、活性化剤流体中の高い溶解度、低い溶液粘度、低い吸湿性、及び高い結合強度の１以上の特性に関して選択される組成物又は化合物であってよい。バインダーは、通常は、粒子状構築材料と混合する前に約５０ミクロン〜約７０ミクロンに粉砕する。
【００２１】
用いるバインダーは、水溶性、即ち水性溶媒中に可溶であるか、有機溶媒中に可溶であるか、又はこれらの混合物中に可溶であってよい。水溶性バインダーとしては、アクリレート、炭水化物、グリコール、タンパク質、塩、糖、糖アルコール、ワックス、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。用いることのできるアクリレートの例としては、ポリアクリル酸ナトリウム、スチレン化ポリアクリル酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、マレイン酸とのポリアクリル酸ナトリウムのコポリマー、酢酸ビニルとのポリビニルピロリドンのコポリマー、マレイン酸とのポリアクリル酸ナトリウムのコポリマー、ポリ酢酸ビニルとのポリビニルアルコールのコポリマー、及び酢酸ビニルとのポリビニルピロリドンのコポリマー、オクチルアクリルアミド／アクリレートブチルアミノエチルメタクリレートのコポリマー、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２２】
用いることのできる炭水化物の例としては、糖、セルロース、キトサン、カラギーナン、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースマルトデキストリン、及びこれらの組み合わせのような多糖類；ペクチンのようなヘテロ多糖類；予備ゼラチン化スターチ、カチオン性スターチ、ジャガイモスターチ、酸変性スターチ、加水分解スターチ、及びこれらの組み合わせのようなスターチ；アカシアガム、ローカストビーンガム、アルギン酸ナトリウム、ジェランガム、アラビアガム、キサンタンガム、プロピレングリコールアルギネート、グアーガム、及びこれらの組み合わせのようなガム；が挙げられるが、これらに限定されない。用いることのできるグリコールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。用いることのできるタンパク質の例としては、卵白、ウサギ皮膠、大豆タンパク質、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。用いることのできる糖及び糖アルコールの例としては、スクロース、デキストロース、フルクトース、ラクトース、ポリデキストロース、ソルビトール、キシリトール、シクロデキストラン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。バインダーとして用いることのできる水溶性化合物の他の例としては、加水分解ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルスルホン酸、ブチル化ポリビニルピロリドン、ナトリウムポリスチレンスルホネート、スルホン化ポリスチレン、スルホン化ポリエステル、マレイン酸官能基を含むポリマー、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
用いることのできる有機溶媒可溶性バインダーの例としては、ウレタン、ポリアミド、ポリエステル、エチレンビニルアセテート、パラフィン、スチレンイソプレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー、エチレンエチルアクリレートコポリマー、ポリオクテナマー、ポリカプロラクトン、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリエチレン／ポリオレフィンコポリマー、無水マレイン酸グラフトポリエチレン又はポリオレフィン、酸化ポリエチレン、ウレタン誘導体化酸化ポリエチレン、及び熱硬化性樹脂、例えばDurez Corp.からのDurez 5019のようなフェノール樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。用いることのできる他の樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリメチルメタクリレート、ポリ−２−エチルオキサゾリン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、及びポリビニルアルコール、フェノール樹脂、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２４】
ＢＭＢ混合物において用いるバインダーとしては、硝酸アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、臭化アンモニウム、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、ギ酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、硝酸アンモニウム、セレン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸バリウム、硝酸ベリリウム、塩化カドミウム、硝酸カドミウム、硫酸カドミウム、塩化セシウム、ギ酸セシウム、硫酸セシウム、ギ酸カルシウム、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸クロム、過塩素酸クロム、臭化コバルト、塩素酸コバルト、硝酸コバルト、臭化銅、塩化銅、フルオロケイ酸銅、硝酸銅、臭化鉄、フルオロケイ酸鉄、硝酸鉄、過塩素酸鉄、硫酸鉄、アジ化リチウム、臭素酸リチウム、臭化リチウム、塩化リチウム、クロム酸リチウム、モリブデン酸リチウム、硝酸リチウム、亜硝酸リチウム、臭化マグネシウム、塩素酸マグネシウム、塩化マグネシウム、クロム酸マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硝酸マグネシウム、臭化マンガン、塩化マグネシウム、フルオロケイ酸マンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガン、臭化ニッケル、塩素酸ニッケル、塩化ニッケル、ヨウ化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、酢酸カリウム、臭化カリウム、炭酸カリウム、クロム酸カリウム、ギ酸カリウム、リン酸水素カリウム、水酸化カリウム、ヨウ化カリウム、亜硝酸カリウム、セレン酸カリウム、硫酸カリウム、フッ化銀、硝酸銀、過塩素酸銀、酢酸ナトリウム、臭化ナトリウム、塩素酸ナトリウム、二クロム酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、テトラホウ酸ナトリウム、臭化スズ、塩化スズ、臭化亜鉛、塩素酸亜鉛、塩化亜鉛、ヨウ化亜鉛、硝酸亜鉛、及びこれらの混合物など（しかしながらこれらに限定されない）の無機溶質を挙げることができる。
【００２５】
ＢＭＢ混合物中における構築材料及びバインダーの量は、用いる特定の構築材料及びバインダーに応じて変化させることができる。通常は、バインダーは、構築材料の重量を基準として約０．５重量％〜約１０重量％、好ましくは約２．５重量％〜約１０重量％の量でＢＭＢ混合物中に存在させることができる。ＢＭＢ混合物が構築材料として炭化物及びバインダーとしてフェノール樹脂を含む場合には、バインダーは、炭化物の重量を基準として約０．５重量％〜約５重量％、好ましくは約２．５重量％〜約５重量％、最も好ましくは約５重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物が構築材料としてＳｉＣ及びバインダーとしてフェノール樹脂を含む場合には、バインダーは、ＳｉＣの重量を基準として約０．５重量％〜約５重量％、好ましくは約２．５重量％〜約５重量％、最も好ましくは約５重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物がＳｉＣ及び糖を含む場合には、糖は、ＳｉＣの重量を基準として約１重量％〜約１０重量％、好ましくは約８重量％〜約１０重量％、最も好ましくは約１０重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物が構築材料としてホウ化物及びバインダーとしてフェノール樹脂を含む場合には、バインダーは、ホウ化物の重量を基準として約０．５重量％〜約５重量％、好ましくは約２．５重量％〜約５重量％、最も好ましくは約５重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物がホウ化物及び糖を含む場合には、糖は、ホウ化物の重量を基準として約０．５重量％〜約１０重量％、好ましくは約８重量％〜約１０重量％、最も好ましくは約１０重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物が構築材料として窒化物及びバインダーとしてフェノール樹脂を含む場合には、バインダーは、窒化物の重量を基準として約０．５重量％〜約５重量％、好ましくは約２．５重量％〜約５重量％、最も好ましくは約５重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物が構築材料としてアルミノケイ酸塩及びバインダーとしてフェノール樹脂を含む場合には、バインダーは、アルミノケイ酸塩の重量を基準として約０．５重量％〜約５重量％、好ましくは約２．５重量％〜約５重量％、最も好ましくは約５重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物がアルミノケイ酸塩及び糖を含む場合には、糖は、アルミノケイ酸塩の重量を基準として約１重量％〜約１０重量％、好ましくは約８重量％〜約１０重量％、最も好ましくは約１０重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物が構築材料として金属及びバインダーとしてフェノール樹脂を含む場合には、バインダーは、金属の重量を基準として約０．５重量％〜約５重量％、好ましくは約２．５重量％〜約５重量％、最も好ましくは約５重量％の量で存在させることができる。ＢＭＢ混合物が金属及び糖を含む場合には、糖は、金属の重量を基準として約１重量％〜約１０重量％、好ましくは約８重量％〜約１０重量％、最も好ましくは約１０重量％の量で存在させることができる。
【００２６】
活性化剤流体：
活性化剤は、ＢＭＢ混合物中でのバインダーの所望の溶解度を達成するように選択する。好ましくは、活性化剤は、その中でバインダー成分が非常に可溶であり、その中で構築材料が実質的により可溶でないものである。活性化剤は、構築材料−バインダー混合物中で複数のバインダーの混合物を用いる場合などにおいては、複数の溶媒の混合物を含ませることができる。
【００２７】
バインダー用の活性化剤は、液体及び気体のような流体の形態であってよい。活性化剤流体として気体を用いる場合には、この気体は広範囲の温度及び圧力にわたって用いることができる。通常は、気体は、約１００℃〜約３００℃、好ましくは約１５０℃〜約２７５℃、より好ましくは約２３０℃〜約２６０℃の温度、及び約０．１ＰＳＩ〜約５ＰＳＩ、好ましくは約０．１ＰＳＩ〜約１．０ＰＳＩ、より好ましくは約０．２５ＰＳＩの圧力で用いることができる。
【００２８】
活性化剤流体は、バインダーの組成にしたがって変化させることができる。有用な活性化剤流体としては、水；低級脂肪族アルコール、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロパノール、又はｔ−ブタノール；エステル、例えば酢酸エチル、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、又はエチレングリコールジアセテート；ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン、アセト酢酸；及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２９】
アミンのような添加剤を活性化剤流体に加えて、水溶性樹脂のような水混和性バインダーの溶解を助けることができる。用いることのできるアミンの例としては、モノイソプロパノールアミン、トリエチルアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、１−アミノ−２−プロパノール、２−ジメチルアミノ−２−メチル−１−プロパノール、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノエタノール、１−［ビス［３−（ジメチルアミノ）プロピル］アミノ］−２−プロパノール、３−アミノ−１−プロパノール、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、ジエタノールアミン、１，３−ビス（ジメチルアミノ）−２−プロパノール、ポリエチレンイミン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。活性化剤流体中で用いることのできる他の添加剤としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ソルビタントリオレエート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、大豆油、鉱油、プロピレングリコール、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
含浸剤：
金属を用いて、セラミック材料のような材料から形成された素地に含浸させてセラミック金属複合体を得ることができる。用いることのできる金属としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｂｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｆｅ；Ｓｉ、Ａｌ、及びＴｉの合金、例えば真鍮；並びにＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、例えば３０４、３１０、及び３３０ステンレススチール、並びにインコネル、並びにこれらの混合物、好ましくはＴｉ、Ｎｉ、最も好ましくはＳｉが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３１】
製造：
図１は、白地の形成において用いるためのシステムの概念図である。図１に示されているように、システムは、コンピューター１、及びZ CorporationからのZCorp 510プリンター機など（しかしながらこれに限定されない）の三次元プリンター機を含む。また、形成された３Ｄ白地５、白地５を処理して素地を製造するための後処理システム７、及び最終製品９も示されている。コンピューター１は、コンピューター支援設計（ＣＡＤ）／コンピューター支援製造（ＣＡＭ）ソフトウエアのようなソフトウエア１２を用いる。用いることのできるＣＡＤソフトウエアとしては、Parametric Technology Co.からのPro/ENGINEER、IDEAL Scanners and Systems, Inc.からのDESIGNPRINT、及びDessault Systems, S.A.からのSolidWorksが挙げられるが、これらに限定されない。ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウエア１２は、コンピューター１内のデータ保存領域１５内に保存されている三次元対象物のデジタル像１７を取り扱う。ユーザーが保存されている像１７から白地５を製造することを望む場合には、像１７を高レベルプログラム１８に伝達する。高レベルプログラム１８は、像１７を複数の別個の二次元部分に分割し、これらの部分の数値表現を伝達してプリンター機３内の電子部品５２を制御する。次に、プリンター３によって二次元部分に対応するＢＭＢの層を印刷する。まず約０．０８９ｍｍ〜約０．３０５ｍｍ、好ましくは約０．２０３ｍｍ〜約０．２５４ｍｍの厚さのＢＭＢ混合物の薄層を展開させることによって個々の層を印刷する。次に、活性化剤流体を層の選択された領域に施して、これらの領域内の構築材料を結合させて所望のパターンを生成させる。次に、活性化剤流体を乾燥してバインダーを構築材料に結合させ、その後、構築材料−バインダーの混合物の次の層を堆積させる。活性化剤流体は、加熱、ＵＶ光、電子線、触媒、又は雰囲気空気に曝露することによる湿分のような種々の方法の１つによって乾燥することができる。好ましくは、所望の白地が形成されるまでこのプロセスを繰り返す。しかしながら、ＢＭＢの単一の層を、活性化剤流体によって結合させた後に白地として用いることができる。
【００３２】
ＢＭＢ混合物がＳｉＣ及びフェノール樹脂バインダーを含む場合には、ＢＭＢ混合物の堆積層の厚さは、約０．０８９ｍｍ〜約０．２５４ｍｍ、好ましくは約０．２０３ｍｍ〜約０．２５４ｍｍ、より好ましくは約０．２５４ｍｍであってよい。このタイプのＢＭＢ混合物と共に用いる活性化剤は、通常はアセトンである。
【００３３】
白地が形成された後、白地内のバインダーを熱硬化させて素地を製造することができる。バインダーは、白地を約２３２℃〜約２７３℃、好ましくは約２５０℃〜約２７３℃、より好ましくは約２７３℃に、約６０分間〜約３００分間、好ましくは約２００分間〜約３００分間、より好ましくは約２４０分間加熱することによって熱硬化させることができる。素地は、真空炉内などで焼成することができる。
【００３４】
一形態においては、ＳｉＣ素地のような素地を、真空炉内において、Ｓｉのような金属の存在下で焼成して素地に含浸させて、ケイ素化ＳｉＣのようなセラミック−金属複合体を製造する。同様の方法で形成することのできる他のセラミック−金属複合体としては、Ｔｉ−ＴｉＢ２、ＳｉＣ−Ｓｉ−Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ−Ａｌ４Ｃ３、及びＡｌ−Ａｌ２Ｏ３が挙げられるが、これらに限定されない。複合体がケイ素化ＳｉＣである場合には、構築材料としてＳｉＣを用いて、白地、次に素地を製造する。金属含浸剤としてＳｉを用いる。素地は、約１４５０℃〜約１８００℃、好ましくは約１５５０℃〜約１６５０℃、より好ましくは約１６００℃、約０．１Ｔｏｒｒ〜約１Ｔｏｒｒ、好ましくは約０．１Ｔｏｒｒ〜約０．５Ｔｏｒｒ、より好ましくは約０．１Ｔｏｒｒの真空において、約１０分間〜約４時間、好ましくは約３０分間〜約１．５時間、より好ましくは約４５分間〜約１時間焼成することができる。素地に含浸させるのに用いるＳｉの量は、素地の重量にしたがって変動する。一般に、ＳｉＣの素地に含浸させるのに用いるＳｉの量は、式１：Ｓｉ＝１．４１−０．０８・ｌｎ［ＳｉＣ］（１）（式中、［ＳｉＣ］はＳｉＣ素地の重量を表す）にしたがって決定することができる。例えば、約２００ｇの重量のＳｉＣ素地の製造に関しては、素地に含浸させるのに用いるＳｉの量はＳｉＣ素地部品の約１００重量％であり；約２００ｇ〜約５００ｇの重量のＳｉＣ素地部品に関しては、用いるケイ素の量はＳｉＣ素地部品の約８０重量％であり；約５００ｇより多い重量のＳｉＣ素地部品に関しては、用いるケイ素の量はＳｉＣ素地部品の約７５重量％である。
【００３５】
下記において、以下の非限定的な実施例を参照して本発明を更に説明する。
【実施例】
【００３６】
実施例１〜１９は、熱交換器ブロックのようなセラミック部品の製造を示す。
実施例１：
IDEAL Scanners and Systems, Inc.からのDESIGNPRINTソフトウエア７．３を用いて、長さ１４インチ×高さ８インチ×幅１０インチの寸法を有する熱交換器ブロックの数値モデルを調製した。この数値モデルを、Z CorporationからのSpectrum Z510高速プロトタイピングＬＢＭシステムへの入力データとして用いた。
【００３７】
２２６８０ｇの８０グリットＳｉＣ構築材料を２２６８ｇの糖バインダーと合わせて、バケットミキサー内で３時間混合してＢＭＢ混合物を調製した。この混合物を、Spectrum Z510高速プロトタイピングＬＢＭシステム機に加えた。Spectrum Z510高速プロトタイピングＬＢＭシステム機は、供給ベッド、構築ベッド、及び液体活性化剤をバインダーに供給するためのプリンターキャリッジアセンブリを含んでいた。
【００３８】
炭化ケイ素及び糖のＢＭＢ混合物をＬＢＭ機の供給ベッドに供給した。ローラーによってＢＭＢ混合物の一部を供給ベッドから機械の構築ベッドに移して、０．２５４ｍｍの厚さを有するＢＭＢ混合物の層を形成した。次に、プリンターキャリッジアセンブリを、層を横切って移動させて、ＢＭＢ混合物の層の上に液体水活性化剤流体を堆積させた。
【００３９】
ＢＭＢ混合物１ｇあたり０．０６６ｍＬの量の水活性化剤流体を層の上に堆積させた。次に、施した活性化剤流体の上に３８℃の空気を５分間通して、水を蒸発させ、糖をＳｉＣ粒子に結合させた。この一連の工程を４００回繰り返して、厚さ４インチ、幅４インチ、長さ１２インチの寸法の白地を製造した。次に、この白地を８０グリットのケイ素中に埋封し、２６０℃に３時間加熱して、バインダーを熱硬化させ、１０７７ｇの重量の炭化ケイ素の素地を製造した。
【００４０】
実施例２：
１１３４ｇのDurez 5019フェノール樹脂をバインダーとして用い、ＢＭＢ混合物１ｇあたり０．１３２ｍＬの量のアセトン活性化剤流体を用い、施した活性化剤流体の乾燥を３８℃において３分間行った他は、実施例１の方法を実施した。
【００４１】
実施例３：
４５４ｇのDurez 5019フェノール樹脂及び１３６１ｇの糖の混合物をバインダーとして用い、８０重量％の水及び２０重量％のアセトンの混合物を活性化剤流体として用い、活性化剤流体をＢＭＢ混合物１ｇあたり０．０８８ｍＬの量で施し、施した活性化剤流体の乾燥を３８℃において５分間行った他は、実施例１の方法を実施した。
【００４２】
実施例４：
活性化剤流体として水蒸気を用いて０．５秒間施し、乾燥を３８℃において２分間行った他は、実施例１の方法を繰り返した。
【００４３】
実施例５：
ＳｉＣに代えてＳｉ３Ｎ４を用い、焼成を０．１Ｔｏｒｒの真空下、１６５０℃において１５分間行い、次に窒素雰囲気の浸漬を２５４Ｔｏｒｒの真空下、１５００℃において１５分間行った他は、実施例１の方法を繰り返した。
【００４４】
実施例６：
１１３４ｇのDurez 5019フェノール樹脂をバインダーとして用い、ＢＭＢ混合物１ｇあたり０．１３２ｍＬの量のアセトン活性化剤流体を用い、施した活性化剤流体の乾燥を３８℃において３分間行った他は、実施例５の方法を実施した。
【００４５】
実施例７：
４５４ｇのDurez 5019フェノール樹脂及び１３６１ｇの糖の混合物をバインダーとして用い、８０重量％の水及び２０重量％のアセトンの混合物を活性化剤流体として用いた他は、実施例５の方法を実施した。活性化剤流体はＢＭＢ混合物１ｇあたり０．０８８ｍＬの量で施し、施した活性化剤流体の乾燥は３８℃において５分間行った。
【００４６】
実施例８：
ＳｉＣに代えてＴｉＢ２を用い、Ｓｉに代えてＴｉを用い、焼成を０．１Ｔｏｒｒの真空下、１８５０℃において２０分間行った他は、実施例１の方法を繰り返した。
【００４７】
実施例９：
１１３４ｇのDurez 5019フェノール樹脂をバインダーとして用い、ＢＭＢ混合物１ｇあたり０．１３２ｍＬの量のアセトン活性化剤流体を用い、施した活性化剤流体の乾燥を３８℃において５分間行った他は、実施例８の方法を実施した。
【００４８】
実施例１０：
４５４ｇのDurez 5019フェノール樹脂及び１３６１ｇの糖の混合物をバインダーとして用い、８０重量％の水及び２０重量％のアセトンの混合物を活性化剤流体として用いた他は、実施例８の方法を実施した。活性化剤流体はＢＭＢ混合物１ｇあたり０．０８８ｍＬの量で用い、施した活性化剤流体の乾燥は３８℃において５分間行った。
【００４９】
実施例１１：
ＳｉＣに代えてアルミナを用い、Ｓｉに代えてＡｌを用い、焼成を０．１Ｔｏｒｒの真空下、１４００℃において１５分間行った他は、実施例１の方法を繰り返した。
【００５０】
実施例１２：
１１３４ｇのDurez 5019フェノール樹脂をバインダーとして用い、ＢＭＢ混合物１ｇあたり０．１３２ｍＬの量のアセトン活性化剤流体を用い、施した活性化剤流体の乾燥を３８℃において３分間行った他は、実施例１１の方法を実施した。
【００５１】
実施例１３：
４５４ｇのDurez 5019フェノール樹脂及び１３６１ｇの糖の混合物をバインダーとして用い、８０重量％の水及び２０重量％のアセトンの混合物を活性化剤流体として用いた他は、実施例１１の方法を実施した。活性化剤流体はＢＭＢ混合物１ｇあたり０．０８８ｍＬの量で施し、施した活性化剤流体の乾燥は３８℃において５分間行った。
【００５２】
実施例１４：
ＳｉＣに代えて炭化アルミニウムを用い、Ｓｉに代えてＡｌを用い、焼成を０．１Ｔｏｒｒの真空下、１４００℃において１５分間行った他は、実施例１の方法を繰り返した。
【００５３】
実施例１５：
１１３４ｇのDurez 5019フェノール樹脂をバインダーとして用い、ＢＭＢ混合物１ｇあたり０．１３２ｍＬの量のアセトン活性化剤流体を用い、施した活性化剤流体の乾燥を３８℃において３分間行った他は、実施例１４の方法を実施した。
【００５４】
実施例１６：
４５４ｇのDurez 5019フェノール樹脂及び１３６１ｇの糖の混合物をバインダーとして用い、８０重量％の水及び２０重量％のアセトンの混合物を活性化剤流体として用いた他は、実施例１４の方法を実施した。活性化剤流体はＢＭＢ混合物１ｇあたり０．０８８ｍＬの量で施し、施した活性化剤流体の乾燥は３８℃において５分間行った。
【００５５】
実施例１７：
ＳｉＣに代えてムライトを用い、Ｓｉに代えてＡｌを用い、焼成を０．１Ｔｏｒｒの真空下、１４００℃において１５分間行った他は、実施例１の方法を繰り返した。
【００５６】
実施例１７ａ：
浸透させなかった他は、実施例１７の方法を繰り返した。その代わりに、０．１Ｔｏｒｒの真空下、１６５０℃の温度において１時間焼結させて最終多孔質部品を製造した。
【００５７】
実施例１７ｂ：
ＢＭＢが、１７０１０ｇの８０グリットムライト、３４０２ｇの２２０グリットムライト、２２６８ｇの４４０グリットムライト、及び２２６８ｇの糖から構成されていた他は実施例１７ａの方法を繰り返して、多孔性が非常に低い部品が製造された。
【００５８】
実施例１７ｃ：
ＢＭＢが、１７０１０ｇの８０グリットムライト、３４０２ｇの２２０グリットムライト、２２６８ｇの４４０グリットムライト、及び２２６８ｇの粉末クレー（バインダーとして作用する）から構成され、活性化剤流体として１００％の水を用いた他は、実施例１７ａの方法を繰り返した。活性化剤流体はＢＭＢ混合物１ｇあたり０．２９０ｍＬの量で施し、施した活性化剤流体の乾燥は３８℃において５分間行った。
【００５９】
実施例１８：
１１３４ｇのDurez 5019フェノール樹脂をバインダーとして用い、ＢＭＢ混合物１ｇあたり０．１３２ｍＬの量のアセトン活性化剤流体を用い、施した活性化剤流体の乾燥を３８℃において３分間行った他は、実施例１７の方法を実施した。
【００６０】
実施例１９：
４５４ｇのDurez 5019フェノール樹脂及び１３６１ｇの糖の混合物をバインダーとして用い、８０重量％の水及び２０重量％のアセトンの混合物を活性化剤流体として用いた他は、実施例１７の方法を実施した。活性化剤流体はＢＭＢ混合物１ｇあたり０．０８８ｍＬの量で施し、施した活性化剤流体の乾燥は３８℃において５分間行った。
【００６１】
実施例２０〜２５は、金属含浸セラミック複合体の製造を示す。
実施例２０：
７３０ｇのＳｉを、実施例１のようにして形成した素地と接触させて配置し、グラファイトサセプターを取り付けた炉内で誘導焼成した。焼成は、０．００１９７気圧の真空下、２５００℃／時の傾斜比で４０分間行って１６５０℃に到達させ、次にこの温度及び圧力に１５分間保持して、ケイ素化ＳｉＣ熱交換器ブロックを製造した。
【００６２】
実施例２１：
７３０ｇのＳｉを、実施例５のようにして形成したＳｉ３Ｎ４素地と接触させて配置し、グラファイトサセプターを取り付けた炉内で誘導焼成した。焼成は、０．００１９７気圧の真空下、２５００℃／時の傾斜比で４０分間行って１６５０℃に到達させ、次にこの温度及び圧力に１５分間保持して浸透を行った。次に、温度を１５００℃に冷却し、０．３３４気圧の圧力の窒素雰囲気中に１５分間保持した。
【００６３】
実施例２２：
７３０ｇのＳｉを、実施例８のようにして形成したＴｉＢ２素地と接触させて配置し、グラファイトサセプターを取り付けた炉内で誘導焼成した。焼成は、０．００１９７気圧の真空下、２５００℃／時の傾斜比で４０分間行って１６５０℃に到達させ、次にこの温度及び圧力に１５分間保持した。
【００６４】
実施例２３：
９００ｇのＡｌを、実施例１１のようにして形成した１３２５ｇの重量のアルミナ素地と接触させて配置し、グラファイトサセプターを取り付けた炉内で誘導焼成した。焼成は、０．００１９７気圧の真空下、２５００℃／時の傾斜比で３４分間行って１４００℃に到達させ、次にこの温度及び圧力に１５分間保持した。
【００６５】
実施例２４：
９００ｇのＡｌを、実施例１４のようにして形成した７９０ｇの重量の炭化アルミニウム素地と接触させて配置し、グラファイトサセプターを取り付けた炉内で誘導焼成した。焼成は、０．００１９７気圧の真空下、２５００℃／時の傾斜比で３４分間行って１４００℃に到達させ、次にこの温度及び圧力に１５分間保持した。
【００６６】
実施例２５：
９００ｇのＡｌを、実施例１７のようにして形成した９３６ｇの重量のムライト素地と接触させて配置し、グラファイトサセプターを取り付けた炉内で誘導焼成した。焼成は、０．００１９７気圧の真空下、２５００℃／時の傾斜比で３４分間行って１４００℃に到達させ、次にこの温度及び圧力に１５分間保持した。
【図１】
2010536694.tif 000003
【国際調査報告】
2010536694.tif 000004
2010536694.tif 000005