JP2002511903A

JP2002511903A - 積層素地の電気泳動塗装方法

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Publication number: JP2002511903A
Application number: JP54610898A
Authority: JP
Inventors: リーガルオア; ディヴィッドブランドン; ロニゴールドナー; ルードミラチャーニアク; レオニッドパーリン; ニナセジン; ソニアリウボビッチ
Original assignee: セレル（セラミックテクノロジー）リミテッド
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 2002-04-16
Also published as: AU6896598A; EP1017886A1; US5919347A; WO1998048084A1

Abstract

(57)【要約】セラミック素地の電気泳動塗装方法。セラミック粉末が、任意に極性溶媒例えば脱イオン水で洗浄され、乾燥され、極性有機溶媒中に、少なくとも２０重量％の割合で懸濁される。表面陽電荷が、従来の手段、例えばボールミル粉砕又は超音波処理によって懸濁粒子上に課せられる。一定の電流密度の直流を懸濁液に通して、素地がカソード上に付着される。素地の密度は一般に、理論上少なくとも７０％である。燃焼体の密度は一般に、理論上少なくとも９８％である。異なる全体的なセラミック組成のいくつかの懸濁液を用い、かつ異なる懸濁液中において各ミクロ層を付着させることによって、層化素地が付着されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】積層素地の電気泳動塗装方法発明の分野及び背景本発明は電気泳動塗装方法に関し、より詳しくは一体式及び積層素地の電気泳動塗装方法に関する。精密に造形された小さいセラミック体は多くの用途に用いられる。これらの用途には、ミクロ電子工学におけるピッチ結合毛管として、高温ノズルとして、光学繊維を連結するためのフェルールとして、高温エンジン要素として、歯科用クラウンとして、及びベアリング部品としてなどが含まれる。第一の用途、すなわち結合毛管に必要な精密な造形を行なうためには、セラミック毛管を製作するためのコールドプレス方法を用いる必要があった。例えばアルミナ及びジルコニアのようなセラミックの連続層からできている多層セラミックラミネートは、プレート及びディスクを含む多様な幾何学形状のものが知られている。セラミックラミネートの用途には、メカニカルシール、自動車エンジン部品、炉要素、ハイブリッド回路用の多層及びＦＧＭ支持体、コンデンサー、ＲＦフィルター、及びマイクロ波要素が含まれる。セラミックラミネートを製作するために用いられる方法には、厚さが約１ミクロン未満の層についての化学的蒸着（ＣＶＤ）及び物理的蒸着（ＰＶＤ）；約１００ミクロンよりも厚い層についてのテープ流延；及び次に記載されるような、約１ミクロン〜約１００ミクロンの厚さの層についての電気泳動塗装（ＥＰＤ）が含まれる。電気泳動は、電界が粒子上に課せられた時に、液体媒質中に懸濁された荷電セラミック粒子が電極に引き付けられる方法である。ＥＰＤは、電気泳動を用いて、電極上に所望の形状体を付着させる方法である。ＥＰＤは、セラミック素地を形成するために昔から用いられていた。特にＥＰＤは、Ｓａｒｋａｒ、Ｈａｕｎｇ、及びＮｉｃｈｏｌｓｏｎ（「電気泳動塗装及びＡｌ₂Ｏ₃／ＹＳＺミクロラミネートセラミック複合材料を合成するためのその使用（ＥｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｕｓｅｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅＡｌ₂Ｏ₃／ＹＳＺｍｉｃｒｏ−ｌａｍｉｎａｔｅｃｅｒａｍｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）」、Ｃｅｒａｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．Ｐｒｏｃ．第１４巻、７０７〜７１６頁（１９９３年））によって、アルミナ及びイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の積層複合材料を付着させるために用いられた。従って精密に造形された小さいセラミック体、例えば連結フェルール、オリフィス、及び微小管の製作に用いることができるＥＰＤ方法に対しての広く認められているニーズが存在しており、またこの方法を有することは非常に有利であろう。発明の概要本発明によれば、素地としてのセラミック粒子の電気泳動塗装方法であって、下記工程：（ａ）第一極性有機溶媒中のセラミック粒子の第一懸濁液を形成する工程であって、これらのセラミック粒子が第一懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成する工程；及び（ｂ）付着電極を用いて、第一直流を第一懸濁液に通す工程を含む方法が提供される。本発明によれば、セラミック粒子から形成され、かつ理論上少なくとも７０％の圧粉密度を有する素地が提供される。本発明によれば、第一組成物と第二組成物との交互層を含む積層セラミック体が提供され、この第一組成物は、第二組成物よりも高い割合のアルミナとこれより低い割合のジルコニアとを有しており、第一組成物の層の各々は、厚さが約２０ミクロン〜約４０ミクロンであり、第二組成物の層の各々は、厚さが約３０ミクロン〜約５０ミクロンである。ＥＰＤによるセラミック素地の形成において、セラミック粒子は陽荷電されてもよく、この場合これらの粒子はカソードに付着される；あるいはこれらは負荷電され、この場合これらはアノードに付着される。セラミック粒子が付着される電極はここでは「付着電極」と呼ばれる。ここに挙げられている実施例において、付着電極はカソードであるが、本発明の範囲は負荷電セラミック粒子のＥＰＤによる付着を含んでおり、従って付着電極はアノードであるとも理解される。小さいセラミック製品、例えば結合毛管又は微小管は、毛管の所望の内部形状と同一な外部形状を有する付着電極上への付着によって形成される。素地は、付着電極から除去され、かつ焼結の準備がなされる時にその形状を保持するのに十分なほど緻密かつ剛性でなければならない。必要とされる機械的強度を得るためには、素地は、Ｓａｒｋａｒ、ＨａｕｎｇＮ及びＮｉｃｈｏｌｓｏｎによる教示のように、ミクロ層において付着電極上に付着されてもよい。しかしながらこの素地に必要な剛性を与えるにはこれだけでは不十分である。Ｓａｒｋａｒ、ＨａｕｎｇＮ及びＮｉｃｈｏｌｓｏｎは、極性有機液体例えばエタノール中に１０重量％までのセラミックを含む懸濁液を用い、理論上約６０％の密度を有する素地を得た。驚くべきことに、約２０〜約７０重量％のセラミックを含むより濃厚な懸濁液を用いることによって、理論上７０％及びこれ以上の密度を有する積層及び一体式の両方の素地のＥＰＤによる付着が可能になることが分かった。これらは、付着電極から除去され、かつ焼結された時にその形状を保持するものである。一体式素地においてこの素地密度を得るためには、用いられた洗浄溶媒の導電率が、洗浄溶媒のもとの導電率と本質的に同じになるまで、まず、極性溶媒例えば脱イオン水中において繰返しセラミック粉末を洗浄する必要がある。より緻密な一体式素地の生産におけるこの洗浄工程の有益性は、この懸濁液のイオン導電率が低下する結果に関連すると考えられる。この洗浄工程は、積層素地の場合任意である。好ましくは洗浄された粉末は、懸濁液を形成するために極性有機溶媒に添加される前に乾燥される。テープ流延によって素地を形成するためには、より高濃度のセラミック粒子を有する懸濁液及びスラリーが用いられていた。例えばＣｈａｒｔｉｅｒ、Ｍｅｒｌｅ及びＢｅｓｓｏｎ（「薄層セラミック複合材料（Ｌａｍｉｎａｒｃｅｒａｍｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）」Ｊ．Ｅｕｒ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．第１５巻、１０１〜１０７頁（１９９５年））は、テープ流延によってアルミナ−ジルコニアラミネートを形成するために、メチルエチルケトンとエタノールとの共沸混合物中において６０％よりも多いセラミックのスラリーを用いた。テープ流延は、本出願のセラミック体を製作するのに適していない。その理由は、前記のようにテープ流延は、実際には約１００ミクロンよりも厚い層及びフラット形状に制限されているからである。Ｋｅｒｋａｒらは、米国特許第５，１９４，１２９号において、約４０〜５０重量％のセラミックを含むセラミック粒子の水性懸濁液を用いた、ＥＰＤによる光学フェルールの製造について教示している。水性懸濁液は、本発明には適していない。その理由は、これらは電気分解を受けやすく、カソードにおいて水素泡の形成が生じ、その結果この上に付着された素地の密度における低下及び局部的不均一性が生じるからである。積層素地は、異なる全体的組成の２つ又はそれ以上の懸濁液を用い、かつ所望数のミクロ層が付着されるまで、懸濁液の各々に交互に電極を配置してＥＰＤによって形成される。「全体的組成」とは、全体として考えられた場合の懸濁液のセラミック成分の組成のことを意味する。例えば８０％Ａｌ₂Ｏ₃及び２０％ＺｒＯ₂の懸濁液は、４０％Ａｌ₂Ｏ₃及び６０％ＺｒＯ₂の懸濁液とは異なる全体的組成を有する。但し、これら２つの懸濁液の個々のＡｌ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂粒子は組成において同一である。一定の付着率を得るためには、Ｓａｒｋａｒ、Ｈａｕｎｇ、及びＮｉｃｈｏｌｓｏｎによる教示のように、ミクロ層が一定の電流密度で付着される。本発明の方法は、結果として生じるセラミック体に次のような利点を与える：精密に制御された形状ラミネートにおける均一かつ平行な層多層ラミネートの場合、高い強度及び靭性応力のない細かいミクロ構造ネット形状に近い製品さらにこの方法は、この技術で知られているその他の方法よりも原価効率がよく、原料の浪費が少なく、環境に優しく、簡単な方法で自動化することができる。好ましい実施態様の説明本発明は、精密に制御された形状の素地を形成するために用いることができる電気泳動塗装方法に関する。特定すれば本発明は、ピッチ結合毛管の製作に用いることができる。本発明による電気泳動塗装方法の原理及び操作は、次の記載を参照すればよりよく理解できる。本発明の範囲には、酸化物及び非酸化物の両方のあらゆる適切なセラミック粒子が含まれる。適切なセラミックの非限定的な例には、アルミナ、ジルコニア( ＹＳＺ、ＣＥＳＺ、及びＢＡＳＺを含む)、チタニア、バリア、及びこれらの混合物、例えばジルコニア強化アルミナ、及びアルミナ強化ジルコニアが含まれる。これらの粒子は、カソード上に均一な付着物を生じるのに十分なほど小さいものである（直径約１ミクロン未満）方がよい。好ましい極性有機溶媒は、純粋エタノール、純粋メチルエチルケトン、及びエタノールとメチルエチルケトンとの５０：５０〜８０：２０の比における混合物である。最も好ましい溶媒は、エタノールとメチルエチルケトンとの６０：４０共沸混合物である。必要とされている表面陽電荷をセラミック粒子上に課すために、懸濁液は、セラミック粉砕媒質を用いて２４時間までボールミル粉砕されるか、あるいは約５５０ワットまでの電力レベルで、約２分間〜約１５分間２０ＫＨｚ超音波に付される。任意に添加剤、例えばｐＨ調節剤、分散剤、及びバインダが懸濁液に添加される。このｐＨ調節剤は、極性有機溶媒に混和しうるあらゆる適切な有機酸又は無機酸であってもよい。好ましいｐＨ調節剤は塩酸及び酢酸である。好ましい分散剤は、アセチルアセトン及びクロロ酢酸であり、これらは先行技術のわずか約２０ミクロンのミクロ層の厚さとは異なって、約１００ミクロンの厚さの比較的滑らかなセラミックミクロ層の積層素地における付着を可能にすることが分っている。交互のアルミナリッチ及びジルコニアリッチ層のアルミナ−ジルコニアラミネートに、最大限の強度及び靭性を備えさせるために好ましいミクロ層の厚さは、アルミナリッチ層の場合は約２０ミクロン〜約４０ミクロンであり、ジルコニアリッチ層の場合は約３０ミクロン〜約５０ミクロンであることに注目すべきであろう。好ましいバインダはポリビニルブチラール、ニトロセルロース、及びセラックである。電極材料を選ぶための原則的な基準は、これらかプロセス条件下に不活性であり、水素ガスの放出を阻害するということである。付着電極がカソードである場合、これは消耗しうるものであるか、あるいは再使用できるものであってもよい。消耗しうるカソードは、焼結プロセスの間に破壊されるものであり、従って素地は、焼結前にカソードから除去される必要はない。消耗しうるカソードに好ましい材料はカーボンであり、導電性ポリマーである。再使用しうるカソードに好ましい材料は、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、タングステンカーバイド、及び貴金属、例えば白金、パラジウム、銀、及び金、及びこれらの合金である。アノードに好ましい材料はニッケル及び貴金属である。前記のように、小さいセラミック製品、例えば微小管の製造において、カソードはセラミック製品の所望の内部形状と同一な形状を有するワイヤーである。好ましくはアノードはカソードを取囲んでいる。同様に前記のように、カソードにおいて水素ガスの生産を阻害する必要がある。懸濁液を形成するために水の代りに極性有機溶媒を用いることに加えて、水素を吸収するために水素ゲッター及び／又はカソード上への表面コーティングを含ませることによって、これをなしうる。好ましい水素ゲッターは、パラジウム及び白金及びこれらの合金を含む。ステンレス鋼カソードの場合、繊維材料例えばレンズペーパーの表面コーティングは、水素の吸収と、付着後のカソードからの素地の除去の促進との両方に効果があることが分かった。カソードからの素地の除去はまた、付着前にカソード表面を研磨することによっても促進される。アノード及びカソードは、懸濁液中に浸漬され、カソードにおいて測定された一定の電流密度の直流が、懸濁液が攪拌されている間に電極間に通される。電流密度の好ましい範囲は、約０．１ｍＡ／ｃｍ²〜約５ｍＡ／ｃｍ²である。前記のように、積層素地を付着させるためには、異なる全体的組成のいくつかの懸濁液を用い、必要に応じて電極を１つの懸濁液から別の懸濁液に移動させる。各懸濁液における付着時間は、所望のミクロ層の厚さ、電流密度、及び懸濁液濃度に依る。１つのミクロ層についての典型的な付着時間は、数秒から数分の様々なものである。平面積層素地についての総付着時間は、数時間程度である。数ミリメートルの直径を有する一体式又は積層円筒体、例えばピッチ結合毛管の総付着時間は、１分程度又はそれ以下である。付着後、素地をカソードから除去し、デシケーターにおいて乾燥し、焼結する。空気中約１，５５０℃において数時間の無圧力焼結は、応力のないアルミナージルコニアラミネートの生産に適していることが分かった。焼結セラミック体は、焼結後、機械加工され、及び／又は研磨されてもよい。実施例１：多層ラミネートアルミナ粉末（平均粒子サイズ０．４ミクロン）２７０グラム及びジルコニア粉末（平均粒子サイズ０．３ミクロン）３０グラムを、エタノールとメチルエチルケトンとの共沸混合物１，０００ｍｌ中に分散させて、第一懸濁液を調製した。同じアルミナ粉末１６０グラム及び同じジルコニア粉末２４０グラムを、エタノールとメチルエチルケトンとの共沸混合物１，０００ｍｌ中に分散させて、第二懸濁液を調製した。どちらの懸濁液も、各懸濁液中エタノール−メチルエチルケトン混合物８００ｍｌを用いて調製され、２４時間ボールミル粉砕された。この際、第一懸濁液を微粉砕するためにはアルミナボールを用い、第二懸濁液を微粉砕するためにはジルコニアボールを用いた。さらにエタノール−メチルエチルケトン混合物２００ｍｌを各懸濁液に添加して、溶媒の総容積を所望の１，０００ｍｌにした。第一懸濁液をｐＨ約７に、第二懸濁液をｐＨ約６に調節するのに十分なＨＣｌを各懸濁液に添加した。約０．５容量％のアセチルアセトン分散剤を第一懸濁液に添加した。約１．５容量％のアセチルアセトン分散剤を第二懸濁液に添加した。約０．１容量％のセラックバインダを各懸濁液に添加した。ここで各懸濁液をそれ自体の電気泳動セルに移した。カソードは、ワットマンレンズペーパーで覆われたステンレス鋼プレートであった。各電気泳動セルには、半径約４０ｍｍのそれ自体の半円筒ニッケルアノードが備えられた。カソードが、アノードの曲率中心において第一電気泳動セルに配置され、電流密度約０．４ｍＡ／ｃｍ²の直流を、電極間に約４５秒間通した。ついでカソードを第一電気泳動セルから除去し、第二電気泳動セルでは前のアノードに関してと同じ位置に配置した。同じ０．４ｍＡ／ｃｍ²の直流を、これらの間に通した。このプロセスを５０サイクル繰返したが、その結果、各々約５０ミクロンの厚さで、かつ総ラミネート厚さが約５ミリメートルの１００ミクロ層の付着が生じた。最終の５０ミクロンのアルミナリッチミクロ層が、第一電気泳動セルにおいて付着された。素地がカソードから除去され、数時間デシケーターで乾燥され、空気中で１，５５０℃で４時間焼結された。素地は、理論上約７０％の密度を有していた。焼結体は、開放気孔率０．２容量％〜０．５容量％であった。Ｖｉｃｋｅｒｓ法によって測定されたアルミナリッチミクロ層の微小硬度は、約２，４００ｋｇ／ｃｍ²であった。ジルコニアリッチ層の微小硬度は、約２，０００ｋｇ／ｃｍ²であった。焼結体の曲げ強度は、約８０ｋｇ／ｍｍ²であった。実施例２：一体式毛管アルミナ（平均粒子サイズ０．４ミクロン〜０．５ミクロン）４５グラム及びジルコニア（平均粒子サイズ０．３ミクロン）５グラムを、洗浄水の導電率が約５ミクロジーメンス／ｃｍまで下がるまで、脱イオン水で繰返し洗浄した。粉末を乾燥し、総容積を１００ｍｌにするのに十分なエタノールを添加した。結果として生じた懸濁液を４時間ボールミル粉砕し、アセチルアセトン分散剤０．０２５ｍｌ及びエタノール中セラックバインダー５容量％溶液２ｍｌを添加した。懸濁液を約１５分間攪拌し、電気泳動セルに移した。２つの異なる試験において２つの異なるカソードを用いた。すなわち典型的な結合毛管の内部形状と同一な外部形状を有するグラファイトワイヤーとタングステンカーバイドワイヤーであって、遠位末端における１．２ミリメートル直径から、近位末端部における０．０４ミリメートル直径まで先細りになっているものである。カソードは、このカソードを取囲む直径約６０ｍｍのニッケル円筒であった。電極を電気泳動セル中に配置し、電流密度約１．０ｍＡ／ｃｍ²の直流をこれらの間に約６０秒間流した。その結果、１ミリメートル厚さの付着物の付着が生じた。付着素地の密度は、理論上約７０％であった。タングステンカーバイドカソード上の素地を除去し、これらの素地を空気中で１５５０℃で約１．５時間焼結すると、理論上９９％の密度及び２，５００ｋｇ／ｃｍ²の微小硬度のアルミナ毛管が生じた。本発明は、限定された数の実施態様に関して記載されているが、本発明の多くの変形例、修正、及びその他の応用もなしうると理解される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年３月１１日（１９９９．３．１１）【補正内容】請求の範囲１．セラミック粒子から形成され、かつ理論上少なくとも７０％の圧粉密度を有する素地。２．前記セラミック粒子が、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、イットリア安定化ジルコニア粒子、セリア安定化ジルコニア粒子、マグニア安定化ジルコニア粒子、チタニア粒子、バリア粒子、混合アルミナ−ジルコニア粒子、混合アルミナ− チタニア粒子、混合ジルコニア−チタニア粒子、混合アルミナ−バリア粒子、混合ジルコニア−バリア粒子、及び混合チタニア−バリア粒子から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の素地。３．電気泳動塗装を含む方法によって形成された、請求項１に記載の素地。４．第一組成物と第二組成物との交互層を含む積層セラミック体であって、前記第一組成物は、前記第二組成物よりも高い割合のアルミナとこれより低い割合のジルコニアとを有しており、前記第一組成物の前記層の各々は、厚さが約２０ミクロン〜約４０ミクロンであり、前記第二組成物の前記層の各々は、厚さが約３０ミクロン〜約５０ミクロンである積層セラミック体。５．電気泳動塗装を含む方法によって形成された、請求項４に記載のセラミック体。６．素地としてのセラミック粒子の電気泳動塗装方法であって、（ａ）第一極性有機溶媒中のセラミック粒子の第一部分の第一懸濁液を形成する工程であって、これらのセラミック粒子が前記第一懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成する工程；（ｂ）水素を吸収するために繊維表面コーティングを上に有するカソードを用いて、第一直流を前記第一懸濁液に通す工程；（ｃ）第二極性有機溶媒中のセラミック粒子の第二部分の第二懸濁液を形成する工程であって、これらのセラミック粒子が前記第二懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成し、前記第二懸濁液のセラミック粒子が、前記第一懸濁液のセラミック粒子とは異なる全体的組成を有する工程；及び（ｄ）前記カソードを用いて、第二直流を前記第二懸濁液に通す工程、を含むことを特徴とする方法。７．前記第一直流及び前記第二直流が、一定の電流密度を有することを特徴とする、請求項６に記載の方法。８．前記第一及び第二直流の前記電流密度が、約０．１ｍＡ／ｃｍ²〜約５ｍＡ／ｃｍ²であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。９．（ｃ）前記第一懸濁液及び前記第二懸濁液の前記形成前に、極性溶媒中で前記セラミック粒子を洗浄する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。１０．前記極性溶媒が脱イオン水を含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。１１．前記カソードが、カーボン、導電性ポリマー、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、貴金属、及びタングステンカーバイドから成る群から選択される材料からできていることを特徴とする、請求項６に記載の方法。１２．前記第一直流を、前記カソードと、貴金属とニッケルとから成る群から選択される材料からできているアノードとの間に通すことを特徴とする、請求項６に記載の方法。１３．前記極性有機溶媒の少なくとも１つが、少なくとも１つのアルコールを含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。１４．前記極性有機溶媒の少なくとも１つが、少なくとも１つのケトンを含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。１５．（ｃ）セラミック粒子を、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、イットリア安定化ジルコニア粒子、セリア安定化ジルコニア粒子、マグニア安定化ジルコニア粒子、チタニア粒子、バリア粒子、混合アルミナ−ジルコニア粒子、混合アルミナ−チタニア粒子、混合ジルコニア−チタニア粒子、混合アルミナ−バリア粒子、混合ジルコニア−バリア粒子、及び混合チタニア−バリア粒子から成る群から選択する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。１６．（ｃ）分散剤を前記懸濁液の少なくとも１つに添加する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。１７．前記分散剤が、アセチルアセトンとクロロ酢酸とから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。１８．素地としてのセラミック粒子の電気泳動塗装方法であって、（ａ）極性有機溶媒中のセラミック粒子の懸濁液を形成する工程；及び（ｂ）放出ガスを吸収するために繊維表面コーティングを上に有する付着電極を用いて、直流を懸濁液に通す工程、を含むことを特徴とする方法。１９．前記付着電極がカソードであり、前記放出ガスが水素であることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。２０．前記セラミック粒子が、前記懸濁液の少なくとも２０重量％を構成することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。２１．素地としてのセラミック粒子の電気泳動塗装方法であって、（ａ）アセチルアセトンと少なくとも１つの他の極性有機溶媒との混合物中のセラミック粒子の懸濁液を形成する工程であって、前記アセチルアセトンは、前記懸濁液中に、約０．０２５容量％〜約１．５容量％の濃度で存在する工程；及び（ｂ）付着電極を用いて、第一直流を前記第一懸濁液に通す工程、を含むことを特徴とする方法。２２．前記アセチルアセトンが、前記懸濁液の約０．５容量％〜約１．５容量％を形成することを特徴とする、請求項２１に記載の方法。２３．前記セラミック粒子が、前記懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ゴールドナーロニイスラエルミズプアディ 17940 アディ 426 (72)発明者チャーニアクルードミライスラエルハイファ 33176 ビロー 22／６ (72)発明者パーリンレオニッドイスラエルハイファ 32694 アバシルバー 16／24 (72)発明者セジンニナイスラエルハイファ 33064 ベンイェフダ７／１ (72)発明者リウボビッチソニアイスラエルハイファ 32806 Ｄｒ．フェイザー４

Claims

【特許請求の範囲】１．セラミック粒子の電気泳動塗装方法であって、（ａ）第一極性有機溶媒中のセラミック粒子の第一懸濁液を形成する工程であって、これらのセラミック粒子が前記第一懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成する工程；及び（ｂ）付着電極を用いて、第一直流を前記第一懸濁液に通す工程、を含んでおり、これによって理論上少なくとも７０％の密度を有する素地を生産することを特徴とする方法。２．前記第一直流が一定の電流密度を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。３．（ｃ）前記第一懸濁液の前記形成前に、極性溶媒中で前記セラミック粒子を洗浄する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。４．前記極性溶媒が脱イオン水を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。５．（ｃ）第二極性有機溶媒中のセラミック粒子の第二懸濁液を形成する工程であって、これらのセラミック粒子が前記第二懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成し、前記第二懸濁液のセラミック粒子が、前記第一懸濁液のセラミック粒子とは異なる全体的組成を有する工程；及び（ｄ）前記付着電極を用いて、一定の電流密度の第二直流を前記第二懸濁液に通す工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。６．前記第二直流が一定の電流密度を有することを特徴とする、請求項５に記載の方法。７．前記付着電極がカソードであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。８．さらに、前記カソードに水素を吸収するメカニズムを備えさせる工程を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。９．水素を吸収するための前記メカニズムはパラジウムを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。１０．水素を吸収するための前記メカニズムは前記カソードへの繊維表面コーティングを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。１１．前記カソードが、カーボン、導電性ポリマー、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、貴金属、及びタングステンカーバイドから成る群から選択される材料からできていることを特徴とする、請求項７に記載の方法。１２．前記第一直流を、前記カソードと、貴金属とニッケルとから成る群から選択される材料からできているアノードとの間に通すことを特徴とする、請求項７に記載の方法。１３．前記第一直流の前記電流密度が、約０．１ｍＡ／ｃｍ²〜約５ｍＡ／ｃｍ² であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。１４．前記第一極性有機溶媒が、少なくとも１つのアルコールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。１５．前記第一極性有機溶媒が、少なくとも１つのケトンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。１６．（ｃ）セラミック粒子を、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、イットリア安定化ジルコニア粒子、セリア安定化ジルコニア粒子、マグニア安定化ジルコニア粒子、チタニア粒子、バリア粒子、混合アルミナ−ジルコニア粒子、混合アルミナ−チタニア粒子、混合ジルコニア−チタニア粒子、混合アルミナ−バリア粒子、混合ジルコニア−バリア粒子、及び混合チタニア−バリア粒子から成る群から選択する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。１７．（ｃ）分散剤を前記第一懸濁液に添加する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。１８．前記分散剤が、アセチルアセトンとクロロ酢酸とから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。１９．セラミック粒子から形成され、かつ理論上少なくとも７０％の圧粉密度を有する素地。２０．前記セラミック粒子が、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、イットリア安定化ジルコニア粒子、セリア安定化ジルコニア粒子、マグニア安定化ジルコニア粒子、チタニア粒子、バリア粒子、混合アルミナ−ジルコニア粒子、混合アルミナ −チタニア粒子、混合ジルコニア−チタニア粒子、混合アルミナ−バリア粒子、混合ジルコニア−バリア粒子、及び混合チタニア−バリア粒子から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１９に記載の素地。２１．電気泳動塗装を含む方法によって形成された、請求項１９に記載の素地。２２．第一組成物と第二組成物との交互層を含む積層セラミック体であって、前記第一組成物は、前記第二組成物よりも高い割合のアルミナとこれより低い割合のジルコニアとを有しており、前記第一組成物の前記層の各々は、厚さが約２０ミクロン〜約４０ミクロンであり、前記第二組成物の前記層の各々は、厚さが約３０ミクロン〜約５０ミクロンである積層セラミック体。２３．電気泳動塗装を含む方法によって形成された、請求項２２に記載のセラミック体。２４．素地としてのセラミック粒子の電気泳動塗装方法であって、（ａ）第一極性有機溶媒中のセラミック粒子の第一懸濁液を形成する工程であって、これらのセラミック粒子が前記第一懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成する工程；（ｂ）付着電極を用いて、第一直流を前記第一懸濁液に通す工程；（ｃ）第二極性有機溶媒中のセラミック粒子の第二懸濁液を形成する工程であって、このセラミック粒子が前記第二懸濁液の少なくとも約２０重量％を構成し、前記第二懸濁液のセラミック粒子が、前記第一懸濁液のセラミック粒子とは異なる全体的組成を有する工程；及び（ｄ）前記付着電極を用いて、一定の電流密度の第二直流を前記第二懸濁液に通す工程、を含むことを特徴とする方法。２５．前記直流が一定の電流密度を有することを特徴とする、請求項２４に記載の方法。２６．前記直流の前記電流密度が、約０．１ｍＡ／ｃｍ²〜約５ｍＡ／ｃｍ²であることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。２７．（ｅ）前記第一懸濁液及び前記第二懸濁液の前記形成前に、極性溶媒中で前記セラミック粒子を洗浄する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。２８．前記極性溶媒が脱イオン水を含んでいる、請求項２７に記載の方法。２９．前記付着電極がカソードであることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。３０．さらに、前記カソードに、水素を吸収するためのメカニズムを備えさせる工程を含むことを特徴とする、請求項２９に記載の方法。３１．水素を吸収するための前記メカニズムが、パラジウムを含んでいる、請求項３０に記載の方法。３２．水素を吸収するための前記メカニズムが、前記カソード上への繊維表面コーティングを含むことを特徴とする、請求項３０に記載の方法。３３．前記カソードが、カーボン、導電性ポリマー、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、貴金属、及びタングステンカーバイドから成る群から選択される材料からできていることを特徴とする、請求項２９に記載の方法。３４．前記直流を、前記カソードと、貴金属とニッケルとから成る群から選択される材料からできているアノードとの間に通すことを特徴とする、請求項２９に記載の方法。３５．前記極性有機溶媒の少なくとも１つか少なくとも１つのアルコールを含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。３６．前記第一極性有機溶媒の少なくとも１つか少なくとも１つのケトンを含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。３７．（ｅ）セラミック粒子を、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、イットリア安定化ジルコニア粒子、セリア安定化ジルコニア粒子、マグニア安定化ジルコニア粒子、チタニア粒子、バリア粒子、混合アルミナ−ジルコニア粒子、混合アルミナ−チタニア粒子、混合ジルコニア−チタニア粒子、混合アルミナ−バリア粒子、混合ジルコニア−バリア粒子、及び混合チタニア−バリア粒子から成る群から選択する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。３８．（ｅ）分散剤を前記懸濁液の少なくとも１つに添加する工程、をさらに含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。３９．前記分散剤が、アセチルアセトンとクロロ酢酸とから成る群から選択されることを特徴とする、請求項３８に記載の方法。