CN116568470A - 围绕内模用粉末压制形成有内部通道或腔的陶瓷体的工艺 - Google Patents

围绕内模用粉末压制形成有内部通道或腔的陶瓷体的工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN116568470A
CN116568470A CN202180079991.5A CN202180079991A CN116568470A CN 116568470 A CN116568470 A CN 116568470A CN 202180079991 A CN202180079991 A CN 202180079991A CN 116568470 A CN116568470 A CN 116568470A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flexible mold
flexible
mold half
mold
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180079991.5A
Other languages
English (en)
Inventor
D·C·雅各布
J-P·H·R·勒雷布莱特
J·S·萨瑟兰德
S·A·瓦隆
F·C·维尔维内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of CN116568470A publication Critical patent/CN116568470A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
    • B28B7/342—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials which are at least partially destroyed, e.g. broken, molten, before demoulding; Moulding surfaces or spaces shaped by, or in, the ground, or sand or soil, whether bound or not; Cores consisting at least mainly of sand or soil, whether bound or not
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/025—Hot pressing, e.g. of ceramic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/16—Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes
    • B28B7/18—Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes the holes passing completely through the article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/28—Cores; Mandrels
    • B28B7/30—Cores; Mandrels adjustable, collapsible, or expanding
    • B28B7/303—Cores; Mandrels adjustable, collapsible, or expanding specially for making undercut recesses or continuous cavities the inner section of which is superior to the section of either of the mouths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
    • B28B7/346—Manufacture of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/005—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the location of the parting line of the mould parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
    • B29C33/405—Elastomers, e.g. rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/52—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles soluble or fusible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/76—Cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00788—Three-dimensional assemblies, i.e. the reactor comprising a form other than a stack of plates
    • B01J2219/0079—Monolith-base structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819—Materials of construction
    • B01J2219/00824—Ceramic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00889—Mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00891—Feeding or evacuation
    • B01J2219/00896—Changing inlet or outlet cross-section, e.g. pressure-drop compensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials
    • B01L2300/123—Flexible; Elastomeric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/303—Mounting, exchanging or centering centering mould parts or halves, e.g. during mounting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2883/00—Use of polymers having silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only, in the main chain, as mould material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6028—Shaping around a core which is removed later

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

形成内模(IM)并且使用内模(IM)在陶瓷体内压膜内部通道或内部空腔的工艺(10)包括制作或获取第一柔性膜半部和第二柔性模半部(102、104)；模制可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料的阳内模(IM)；利用一定体积的粉末内部的阳内模(IM)压制一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末，以形成压制体；加热压制体，以从压制体移除阳内模；以及烧结压制体，以形成具有内部通道或内部空腔的单块陶瓷体。

Description

围绕内模用粉末压制形成有内部通道或腔的陶瓷体的工艺
对相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求2020年11月30日提交的美国临时申请第63/119,643号的优先权的权益，其内容通过整体引用并入本文。
本公开内容的领域
本公开内容涉及通过围绕内模的涂有粘着剂的陶瓷粉末的粉末压制制造包括内部通道或空腔的陶瓷(尤其是碳化硅)结构的方法。
背景技术
陶瓷以及尤其是碳化硅(SiC)是用于流动化学生产和/或实验室工作的流体模块以及用于其他技术用途的结构的期望材料。SiC具有相对较高的导热性，在执行和控制吸热或放热反应中很有用。SiC具有良好的物理耐久性和抗热震性。SiC还拥有极好的耐化学性。但是这些属性与高硬度和研磨性组合，使具有内部特征的SiC结构(诸如具有蜿蜒内部通道的SiC流模块)的实际生产具有挑战性。
因此，存在针对具有内部通道或空腔的陶瓷，尤其是SiC流体模块和其他结构，以及制造陶瓷和SiC流体模块和其他结构的方法的需求。
发明内容
根据本公开的各方面，提供了一种形成内模并且使用内模在陶瓷体内压模内部通道或内部空腔的工艺，工艺包括制作或获取第一柔性模半部和第二柔性模半部，第一柔性模半部和第二柔性模半部一起形成柔性模对，柔性模对具有与要形成的阳内模的形状和体积相对应的内模空腔；在柔性模对内部模制阳内模，阳内模由可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料形成；通过弯曲或剥离柔性模半部，从阳内模移除第一柔性模半部和第二柔性模半部；利用一定体积的粉末内部的阳内模压制一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末，以形成压制体；加热压制体，以从压制体移除阳内模；以及烧结压制体，以形成具有内部通道或内部空腔的单块陶瓷体。
根据实施例，压制一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末包括单轴压制。
根据实施例，压制一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末包括等静压压制。
根据实施例，加热压制体以移除内模包括：加热压制体的同时压制该压制体。
根据实施例，第一柔性模半部和第二柔性模半部具有内模空腔表面上的后角，后角在2度到12度的范围中。
根据实施例，第一柔性模半部和第二柔性模半部具有内模空腔内的后角，后角在5度到9度的范围中。
根据实施例，第一柔性模半部和第二柔性模半部被成形，以使得第一柔性模半部和第二柔性模半部之间的、远离邻近内模空腔的接触线延伸的接触表面在不垂直于接触线处的内模空腔的表面的方向上延伸。
根据实施例，第一柔性模半部和第二柔性模半部被成形，以使得第一和第二柔性模半部之间的、远离邻近内模空腔的接触线延伸的接触表面在与内模空腔的最近表面形成锐角的方向上延伸。
根据实施例，在与第一柔性模半部组装时，第二柔性模半部紧靠第一柔性模半部的表面地嵌套在第一柔性模半部内部，第一柔性模半部的表面部分地围绕第二柔性模半部的内模空腔表面。根据以前一个实施例的附加变型的形式的其他实施例，在与第二柔性模半部组装时，第一柔性模半部紧靠第二柔性模半部的表面地嵌套在第二柔性模半部内部，第二柔性模半部的表面部分地围绕第一柔性模半部的内模空腔表面。
根据实施例，第一柔性模半部和第二柔性模半部在其嵌套在彼此内部的地方具有释放角，释放角在2度到12度的范围中。
根据实施例，第一柔性模半部和第二柔性模半部在第二柔性模半部嵌套在第一柔性模半部内部的地方具有释放角，释放角在2度到12度的范围中。
根据实施例，相应第一柔性模半部和相应第二柔性模的嵌套在彼此内部的部分围绕内模空腔连续地延伸。
根据实施例，制作或获取第一柔性模半部和第二柔性模半部包括：利用主模喷涂或模制第一柔性模半部，将对应于稍后要形成的所述内模的所述形状的嵌入模定位在第一柔性模半部中，以及利用定位在其中的嵌入模在第一柔性模半部上喷涂或模制第二柔性模半部。
根据实施例，在柔性模对内部模制阳内模包括：以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到柔性模对的内模空腔中，以及冷却柔性模对或允许冷却柔性模对，以凝固材料。
根据实施例，以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到柔性模对的内模空腔中包括：通过重力驱动流馈送材料。
根据实施例，以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到柔性模对的内模空腔中包括：从材料的液体池的表面下方取出以液体形式的材料，以及允许取出的液体通过重力流动到内模空腔中。
根据实施例，可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料包括包含松香的蜡。
根据实施例，第一柔性模半部和第二柔性模半部包括硅酮。
附加的特征和优点将在随后的详细描述中阐述，并且对于本领域技术人员来说从此描述是显而易见的，或者通过实践本文所述的实施例而认识到，包括下面的具体实施方式、权利要求书以及附图。
应理解，上文的一般描述和下文的详细描述都仅仅是示例性的，并且旨在提供概述或框架以理解本公开和权利要求书的本质和特点。
包括附图以提供对本公开原理的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了一个或多个实施例，并且与说明书一起通过示例的方式用于解释本公开的原理和操作。应理解，可以以任何和所有组合使用在本说明书和附图中公开的本公开的各种特征。通过非限制性示例，根据以下实施例，本公开的各种特征可以彼此组合。
附图说明
以下是附图中图的描述。附图并不必需是按比例的，并且为了清楚和/或简明起见，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大示出或以示意图的方式示出。
在附图中：
图1是工艺的实施例的流程图。
图2是内模的实施例的示例性平面视图。
图3是和图4是接合在一起的第一柔性模半部和第二柔性模半部的实施例的图示性横截面局部视图。
图5是图示了形成第二柔性模半部的工艺的实施例的横截面图。
图6是图示了填充柔性模的工艺的实施例的逐步横截面图。
图7是图示了填充柔性模的工艺的另一实施例的横截面图。
具体实施方式
附加的特征和优点将在随后的详细描述中阐述，对于本领域技术人员来说从此描述将是显而易见的，或者通过实践以下说明书中所描述的实施例以及权利要求书和附图来认识到。
如本文所用，当在两个或更多个项的列表中使用时，术语“和/或”意味着所列出的项中的任何一者可以单独使用，或者可以使用两个或更多个所列出的项的任意组合。例如，如果组合物被描述为包括组分A、B，和/或C，则组合物可以单独包括A；单独包括B；单独包括C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B，以及C的组合。
在本文档中，例如第一和第二、顶部和底部等的关系术语仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不必要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际关系或顺序。
本领域技术人员以及披露或使用本公开的人员可以对本公开进行修改。因此，应理解，附图中示出的和以上描述的实施例仅用于说明性目的，而非限制本公开的范围，本公开的范围由根据专利法的原理所解释的所附权利要求限定，包括等同原则。
为了本公开的目的，术语“耦接”(以其形式的所有形式：耦接、正在耦接、被耦接，等等)通常意味着两个组件彼此直接或间接地接合。这样的接合本质上可以是固定的或可移动的。可以通过两个组件以及任何附加中间成员彼此或与两个组件一体地形成为单个单一的主体来实现这样的接合。除非另有说明，否则这样的接合本质上可以是永久的，或者本质上可以是可移动或可释放的。
如本文所用，术语“约”意味着量、大小、配方、参数，以及其他数量和特性不是并且不需要是精确的，而可以是近似的和/或更大或更小的，如所期望的那样，反映了公差、转换因子、舍入、测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。当术语“约”用于描述范围的值或端点时，本公开应理解为包括所指的特定值或端点。说明书中范围的数值或端点是否描述“大约”，范围的数值或端点旨在包括两个实施例：一个实施例由“大约”修饰，而另一实施例未由“大约”修饰。进一步理解，每一范围的端点相对于另一端点并且独立于另一端点都是有效的。
如本文所使用的术语“实质”、“实质上”及其变型旨在注意所描述的特征等于或近似等于值或描述。例如，“实质上平坦的”表面旨在表示平坦的或近似平坦的表面。此外，“实质上”旨在表示两个值相等或近似相等。在一些实施例中，“实质上”可以表示彼此在约10％之内的值，例如彼此在约5％之内或彼此在约2％之内。
如本文所使用的方向性术语——例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部——仅参考所绘制的图而成，并非旨在暗示绝对方向。
如本文所用，术语“该”、“一个”或“一种”是指“至少一个”，并且不应限于“仅一个”，除非明确地相反地指出。因此，例如，除非上下文另外明确指出，否则对“组件”的参考包括具有两个或两个以上这样的组件的实施例。
如本文所用，“蜿蜒”通道是指不具有直接穿过通道的视线的通道，其中该通道的路径具有至少两个不同的曲线的曲率，该通道的路径在数学上和几何上被限定为由通道的连续最小区域平面横截面的连续几何中心沿着通道形成的曲线(即，给定平面横截面的角度是在沿着通道的特定位置处产生平面横截面的最小区域的角度)，该曲线在沿着通道的任意紧密间隔的连续位置处获取。常规的基于加工的成形技术通常不足够形成这样的蜿蜒通道。这样的通道可以包括通道划分或多次划分成为子通道(与对应的子路径)以及子通道的重组或多次重组(以及对应的子路径)。
如本文所用，“单块”陶瓷或碳化硅体或结构当然不意味着在所有尺度上陶瓷结构中没有不均匀性。“单块”碳化硅结构或“单块”碳化硅流体模块(如本文中术语“单块”所限定的)是指具有穿过其而延伸的一个或多个蜿蜒通道的碳化硅结构或流体模块，其中在陶瓷结构中(除了(多个)通道之外)不存在不均匀性、开口、或互连孔隙，该陶瓷结构具有比一个或多个内部通道或空腔距离结构或体部的外部表面的平均垂直深度更大的长度。提供这样的单块陶瓷或碳化硅体或结构帮助确保流反应器流体模块或类似产品的流体密封性和良好的耐压性。
图1是针对形成内模并且使用内模在陶瓷体内压模内部通道或内部空腔的工艺的实施例的图示。工艺10包括步骤或项20，制作或获取第一柔性模半部和第二柔性模半部。柔性模半部一起形成柔性模对，该柔性模对具有与要形成的阳内模的形状和体积相对应的内模空腔(这样的内模的示例参考图2示出并且在下面描述)。
工艺10还包括步骤或项30，在柔性模对内部模制阳内模。阳内模由可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料形成。接下来在工艺10中，步骤或项40包括通过弯曲或剥离柔性模半部，从阳内模移除第一柔性模半部和第二柔性模半部。接下来步骤或项50包括利用一定体积的粉末内部的阳内模压制一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末以形成压制体。然后步骤或项60包括加热压制体以从压制体移除阳内模。最后，步骤或项70包括(脱除并且)烧结压制体以形成具有内部通道或内部空腔的单块陶瓷体。
第一柔性模半部和第二柔性模半部可以包括硅酮柔性模半部。可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料可以包括包含松香的蜡。内模材料可以是有机材料，诸如有机热塑塑料。内模材料可以包括悬浮或否则分布在材料内作为加热/熔融期间减少膨胀的方法的有机或无机微粒。在实施例中，内模的材料期望地是相对不可压缩的材料，具体地，相对于压缩之后压制陶瓷或SiC粉末的回弹，在压缩之后具有较低回弹的材料。装载有微粒的内模材料可以在压缩之后展示较低的回弹。在压缩下能够进行一些程度的非弹性形变的内模材料也自然地倾向于具有较低的回弹(例如，具有较高损耗模量的材料)。例如，具有较少或没有交联的聚合物物质和/或使能够基于压缩而局部断裂或微断裂的、具有一些局部硬度或脆度的材料可以展示较低的回弹。可用的内模材料可以包括具有悬浮微粒(诸如碳和/或无机微粒)的蜡、包括松香的蜡、高模量脆性热塑塑料、悬浮在有机脂肪中的有机固体(诸如可可油中的可可粉)，以及其组合。低熔点金属合金也可以用作内模材料，特别是熔融时具有较低或者没有膨胀的合金。
压制一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末可以包括单轴压制和等静压压制。一些程度的压制或压力还可以用作加热压制体以移除内模的步骤或项的一部分。
如上面所提到的，图2示出了可以用在本文中描述的工艺的实施例中的内模IM的实施例或示例的平面视图。在图2的内模的情况下，模具是具有两个输入端口位置IP1和IP2的流体通道形状，以用于要被泵入到通道中的两种不同的流体。接触位置CL被提供在两种流体首次相遇的地方，之后是在其中流体连续地混合在一起的长蜿蜒通道，接着是输出端口位置OP。图1的工艺的柔性模半部可以用于形成具有图2中所示形状的内模或其他形状的内模。
图3和图4示出了第一柔性模半部和第二柔性模半部102、104的实施例的图示性横截面局部视图，第一柔性模半部和第二柔性模半部102、104接合在一起，以形成具有内模空腔120的柔性模对100。如图中所见，对于第一柔性模半部和第二柔性模半部，各自在表面内模空腔表面上具有在2度到12度的范围中或在5度到9度的范围中的后角很有用。
还如图3中所见，根据实施例，在与第一柔性模半部102组装时，第二柔性模半部104可以紧靠第一柔性模半部102的表面SS1地嵌套在第一柔性模半部102内部，表面SS1部分地围绕第二柔性模半部104的内模空腔表面S2。附加地，如图4中图示的实施例中，在与第二柔性模半部104组装时，第一柔性模半部102可以紧靠第一柔性模半部104的表面SS2地嵌套在第一柔性模半部104内部，表面SS2部分地围绕第二柔性模半部102的内模空腔表面S1。该交织的嵌套甚至可以继续到柔性模半部102、104之间的第三表面SS3，如图4中进一步所示。
在考虑图3的特征的另一方式中，第一柔性模半部和第二柔性模半部102、104被成形，以使得第一柔性模半部和第二柔性模半部102、104之间的、远离邻近内模空腔120的接触线CLi延伸的接触表面在接触线处不垂直于内模空腔的表面的方向上延伸。这允许内模空腔120内的任何力有助于在接触表面处使模半部彼此压制。以又一种方式表示，第一柔性模半部和第二柔性模半部102、104被成形，以使得第一和第二柔性模半部之间的、远离邻近内模空腔120的接触线CLi延伸的接触表面在与内模空腔120的最近表面形成锐角A的方向上延伸，如图4中所示。
第一柔性模半部和第二柔性模半部可以在其嵌套在彼此内部的任何地方、或第二柔性模半部嵌套在第一柔性模半部内部的任何地方具有释放角，该释放角在2度到12度或5度到9度的范围中。
相应第一柔性模和第二柔性模102、104的嵌套在彼此内部的部分可以围绕内模空腔120连续地(不间断)延伸。
图5是图示了形成柔性模对102、104，特别是形成第二柔性模半部104的工艺的实施例的横截面图。制作或获取第一柔性模半部和第二柔性模半部可以包括利用主模(未示出)喷涂或模制第一柔性模半部102，然后将对应于稍后要形成的内模的形状的嵌入模IM定位在第一柔性模半部102中，以及接着利用定位在其中的嵌入模IM在第一柔性模半部102上喷涂或模制第二柔性模半部104。可以在第一半部102上使用脱模剂或其他涂层以防止第二半部104的模制期间第二半部104的黏着。
在柔性模对内部模制阳内模可以包括：以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到柔性模对的内模空腔中，以及冷却柔性模对或允许冷却柔性模对，以凝固材料。以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到柔性模对的内模空腔中可以包括通过重力驱动流馈送材料。
图6和图7是图示了填充柔性模的工艺的实施例的逐步横截面图。如图中所图示的，以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到柔性模对的内模空腔中可以包括从材料的液体池200的表面下方取出以液体形式的材料，以及允许取出的液体通过重力流动到内模空腔中。这可以通过两个独立的步骤实现，诸如如图6中的取出到圆柱220中以用于稍后仅在重力下的递送，或如图7中的从液体池200通过直接重力驱动流。
附加的特征和优点将在随后的详细描述中阐述，并且对于本领域技术人员来说从此描述是显而易见的，或者通过实践本文所述的实施例而认识到，包括下面的具体实施方式、权利要求书以及附图。
应理解，上文的一般描述和下文的详细描述都仅仅是示例性的，并且旨在提供概述或框架以理解本公开和权利要求书的本质和特点。
包括附图以提供对本公开原理的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了一个或多个实施例，并且与说明书一起通过示例的方式用于解释本公开的原理和操作。应理解，可以以任何和所有组合使用在本说明书和附图中公开的本公开的各种特征。通过非限制性示例，根据以下实施例，本公开的各种特征可以彼此组合。
所公开的工艺对形成陶瓷结构很有用，特别是可用作模块化流反应器的流体模块的碳化硅结构。
通过本文公开的方法所生产的这样的设备通常有助于执行涉及混合、分离(包括反应性分离)、萃取、结晶、沉淀、或以其它方式处理流体或流体的混合物(包括流体的多相混合物)以及包括流体或流体混合物(包括在微结构内还含有固体的流体的多相混合物)的任何工艺。该工艺可以包括物理工艺、定义为导致有机、无机、或有机和无机物两者的相互转化的工艺的化学反应、生物化学工艺、或任何其它形式的工艺。反应的以下非限制性列表可以利用所公开的方法和/或设备执行：氧化；还原；取代；消除；添加；配体交换；金属交换；以及离子交换。更具体地，以下非限制性列表中的任何的反应可以利用所公开的方法和/或设备执行：聚合反应；烷基化；脱烷基化；硝化；过氧化；磺化氧化；环氧化；氨氧化；氢化；脱氢；有机金属反应；贵金属化学/均相催化剂反应；羰基化；硫代羰基化；烷氧基化反应；卤化；脱卤化氢；脱卤；加氢甲酰化；羧化；脱羧；胺化；芳基化；肽偶联；羟醛缩合；环化缩合；脱氢环化；酯化；酰胺化；杂环合成；脱水；醇解；水解；氨解；醚化；酶合成；缩酮化；皂化；异构化；季铵化；甲酰化；相转移反应；甲硅烷基化；腈合成；磷酸化；臭氧解；叠氮化物化学；复分解；氢化硅烷化；偶联反应；以及酶促反应。
尽管为了说明的目的给出了示例性的实施例和示例，但是前面的描述并不旨在以任何方式限制公开内容和所附权利要求书的范围。因此，可以对上述实施例和示例进行变化和修改而基本上不偏离本公开的精神和各种原理。所有这样的修改和变化旨在包括在本公开和所附权利要求保护的范围内。

Claims (19)

1.一种形成内模并且使用所述内模在陶瓷体内压模内部通道或内部空腔的方法，所述方法包括：
制作或获取第一柔性模半部和第二柔性模半部，所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部一起形成柔性模对，所述柔性模对具有与要形成的阳内模的形状和体积相对应的内模空腔；
在所述柔性模对内部模制阳内模，所述阳内模由可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料形成；
通过弯曲或剥离所述柔性模半部，从所述阳内模移除所述第一柔性模半部和第二柔性模半部；
利用一定体积的粉末内部的所述阳内模压制所述一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末，以形成压制体；
加热所述压制体，以从所述压制体移除所述阳内模；以及
烧结所述压制体，以形成具有内部通道或内部空腔的单块陶瓷体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中压制所述一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末包括单轴压制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中压制所述一定体积的涂有粘着剂的陶瓷粉末包括等静压压制。
4.根据权利要求1所述的方法，其中加热所述压制体以移除所述内模包括：加热所述压制体的同时压制所述压制体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部具有内模空腔表面上的后角，所述后角在2度到12度的范围中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部具有所述内模空腔内的后角，所述后角在5度到9度的范围中。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部被成形，以使得所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部之间的、远离邻近所述内模空腔的接触线延伸的接触表面在不垂直于所述接触线处的所述内模空腔的表面的方向上延伸。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部被成形，以使得所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部之间的、远离邻近所述内模空腔的接触线延伸的接触表面在与所述内模空腔的最近表面形成锐角的方向上延伸。
9.根据权利要求1所述的方法，其中在与所述第一柔性模半部组装时，所述第二柔性模半部紧靠所述第一柔性模半部的表面地嵌套在所述第一柔性模半部内部，所述第一柔性模半部的所述表面部分地围绕所述第二柔性模半部的内模空腔表面。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在与所述第二柔性模半部组装时，所述第一柔性模半部紧靠所述第二柔性模半部的表面地嵌套在所述第二柔性模半部内部，所述第二柔性模半部的所述表面部分地围绕所述第一柔性模半部的内模空腔表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部在其嵌套在彼此内部的地方具有释放角，所述释放角在2度到12度的范围中。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部在所述第二柔性模半部嵌套在所述第一柔性模半部内部的地方具有释放角，所述释放角在2度到12度的范围中。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其中所述相应第一柔性模和所述相应第二柔性模的嵌套在彼此内部的部分围绕所述内模空腔连续地延伸。
14.根据权利要求1所述的方法，其中制作或获取第一柔性模半部和第二柔性模半部包括：利用主模喷涂或模制所述第一柔性模半部，将对应于稍后要形成的所述内模的所述形状的嵌入模定位在所述第一柔性模半部中，以及利用定位在其中的所述嵌入模在所述第一柔性模半部上喷涂或模制所述第二柔性模半部。
15.根据权利要求1所述的方法，其中在所述柔性模对内部模制阳内模包括：以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到所述柔性模对的所述内模空腔中，以及冷却所述柔性模对或允许冷却所述柔性模对，以凝固所述材料。
16.根据权利要求15所述的方法，其中以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到所述柔性模对的所述内模空腔中包括：通过重力驱动流馈送所述材料。
17.根据权利要求15所述的方法，其中以液体形式将可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料馈送到所述柔性模对的所述内模空腔中包括：从所述材料的液体池的表面下方取出以液体形式的所述材料，以及允许取出的液体通过重力流动到所述内模空腔中。
18.根据权利要求1-16中的任一项所述的方法，其中所述可熔融或可升华或以其他方式可热移除的材料包括包含松香的蜡。
19.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中所述第一柔性模半部和所述第二柔性模半部包括硅酮。
CN202180079991.5A 2020-11-30 2021-11-19 围绕内模用粉末压制形成有内部通道或腔的陶瓷体的工艺 Pending CN116568470A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063119643P 2020-11-30 2020-11-30
US63/119,643 2020-11-30
PCT/US2021/060070 WO2022115324A1 (en) 2020-11-30 2021-11-19 Process for forming ceramic bodies with internal passages or chambers using powder pressing around an internal mold

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116568470A true CN116568470A (zh) 2023-08-08

Family

ID=80112140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180079991.5A Pending CN116568470A (zh) 2020-11-30 2021-11-19 围绕内模用粉末压制形成有内部通道或腔的陶瓷体的工艺

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240009887A1 (zh)
EP (1) EP4251386A1 (zh)
CN (1) CN116568470A (zh)
WO (1) WO2022115324A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19936517C1 (de) * 1999-08-06 2001-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks aus thermisch sensitivem Schlicker
JP2002334653A (ja) * 2001-02-09 2002-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光管の製造方法及びそれに用いられる中子
US7517490B2 (en) * 2002-10-16 2009-04-14 Ngk Insulators, Ltd. Method of manufacturing ceramic green body
FR2929545B1 (fr) * 2008-03-03 2012-03-16 Didier Remi Voinchet Procede et dispositif pour le moulage par pressage isostatique sur noyau perdu de corps creux en ceramique
US9133864B2 (en) * 2009-10-07 2015-09-15 Simon Fraser University Fluidic actuator and method of manufacture
WO2016096493A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-23 Koninklijke Philips N.V. A method of manufacturing a microfluidic device of a translucent or transparent ceramic material and the resulting microfluidic device
CN109678515A (zh) * 2019-01-31 2019-04-26 邱洪 碳化硅陶瓷连续流反应器/冷凝器及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4251386A1 (en) 2023-10-04
WO2022115324A1 (en) 2022-06-02
US20240009887A1 (en) 2024-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Knitter et al. Microfabrication of ceramic microreactors
US6036927A (en) Micro-ceramic chemical plant having catalytic reaction chamber
EP1724064B1 (en) Method of obtaining a block-shaped tool for surface finishing operations
US20110266724A1 (en) Method for manufacturing microstructured metal or ceramic parts from feedstock
JP2010515829A (ja) セラミックス複合成形体および／または粉末冶金複合成形体およびその製造法
KR20160058719A (ko) 다공성 부재 및 다공성 성분의 제조방법
CN219217861U (zh) 一种碳化硅流动反应器射流模块
EP3448605B1 (en) Method, housing and apparatus for manufacturing a component
JP2004315340A (ja) 三次元構造体の製造方法およびそれを用いたセラミック焼結体
CN116568470A (zh) 围绕内模用粉末压制形成有内部通道或腔的陶瓷体的工艺
US20100116429A1 (en) Method for layered glass micro-reactor fabrication
CN107325326B (zh) 一种碳纤维复合材料微反应器及其制备方法
CN114540101A (zh) 高精度树脂砂轮加工用脱模剂及其使用方法
CN115397581A (zh) 用于金属流反应器模块的方法和生产的模块
CN117320861A (zh) 用于制造流体装置的预压制陶瓷体和所产生的流体装置
CN116209516A (zh) 具有表面热交换通道的冲压SiC流体模块
US20240174575A1 (en) Fabrication of fluid devices and fluid devices produced
JPH04247904A (ja) セラミックス成形体の製造方法
JP3060498B2 (ja) 金属とセラミックスの結合体及びその製造方法
US20240173889A1 (en) Methods of fabrication of graphite powder molds
CN215283387U (zh) 一种异形x楔型咬合砖3d打印机喷头装置
WO2003031137A1 (en) Molding composition for the transfer of micro-structured surfaces
EP4171797A1 (en) Pressed silicon carbide ceramic (sic) fluidic modules with integrated heat exchange
CN1102607A (zh) 一种制备透气模体的方法
SU1678527A1 (ru) Способ изготовлени твердосплавного инструмента

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination