JPH0116641B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は高密度の耐火物又は金属成形体の成形
方法に係る。より特定的には、本発明は電気泳動
鋳込み成形方法に係る。
方法に係る。より特定的には、本発明は電気泳動
鋳込み成形方法に係る。
背景技術
下記の刊行物が本願の出願日において本発明者
が知る最も近い先行技術の代表的なものである。
が知る最も近い先行技術の代表的なものである。
米国特許
2765512 1956年10月9日 R.A.Nesbit
2942991 1960年6月28日 E.Smith
2964823 1960年12月20日 J.I.Fredrikson
3718564 1963年2月27日 J.A.C.Ebrey他
3882010 1975年5月6日 E.J.Szabo
4121987 1978年10月24日 William Ryan他
その他の特許出願
英国特許出願第2003183A号 1979年3月7日
その他の刊行物
“Elephant'modernizes Whiteware
Process”、30〜32、44頁、Ceramic
Industry.1980年5月F.S.Entelis他著“Design of
Cathodes for Electrophoretic Forming of
Porcelain Cups”、Science For The Ceramic
Industry、Vol.36、1980年6月、683〜685頁、
〔Steklo;Keramika、No.12、11〜12頁、1979年
12月からの翻訳〕、Glass and Ceramics. E.Smithの米国特許第2942991号は水系泥漿を
慣用的な多光質の型に鋳込む基本的な鋳込み成形
方法を開示している。この方法で使用される粘度
又は泥漿(スラリー)は臨界的ではなく、広範囲
の粘度のものが使用可能であるという第3欄、第
19〜21行の記載が重要である。これはその当時の
当業者の信念であつたし、現在でもまだ信じられ
ている。
Process”、30〜32、44頁、Ceramic
Industry.1980年5月F.S.Entelis他著“Design of
Cathodes for Electrophoretic Forming of
Porcelain Cups”、Science For The Ceramic
Industry、Vol.36、1980年6月、683〜685頁、
〔Steklo;Keramika、No.12、11〜12頁、1979年
12月からの翻訳〕、Glass and Ceramics. E.Smithの米国特許第2942991号は水系泥漿を
慣用的な多光質の型に鋳込む基本的な鋳込み成形
方法を開示している。この方法で使用される粘度
又は泥漿(スラリー)は臨界的ではなく、広範囲
の粘度のものが使用可能であるという第3欄、第
19〜21行の記載が重要である。これはその当時の
当業者の信念であつたし、現在でもまだ信じられ
ている。
J.J.Fredrikssonは、さらに慣用的な多孔質型
鋳込み方法に使用するとき、泥漿(スリツプ)に
二相粒子径分布(bimodel particle size
distribu−tion)の耐火物粒子が含まれることの
重要さを開示する。彼は鋳込み成形される物の気
孔率即ち密度を、0.1〜8ミクロンの粒子約50%
と45〜150ミクロンの粒子50%とで作成した泥漿
を使用することによつてコントロールすることが
可能であることを発見した。
鋳込み方法に使用するとき、泥漿(スリツプ)に
二相粒子径分布(bimodel particle size
distribu−tion)の耐火物粒子が含まれることの
重要さを開示する。彼は鋳込み成形される物の気
孔率即ち密度を、0.1〜8ミクロンの粒子約50%
と45〜150ミクロンの粒子50%とで作成した泥漿
を使用することによつてコントロールすることが
可能であることを発見した。
Ebery他の特許は慣用の泥漿鋳込みと電気泳動
を結合することによつて、ポタリー(陶磁器)な
どのセラミツク製品の鋳込み成形のための電気泳
動泥漿鋳込み方法を教示する。Ebery他は慣用タ
イプの多孔質焼石膏型を使用し、その多孔質型の
外側に低融点金属の導電性被覆を形成している。
多孔質型に粘土泥漿を流し込み、短い時間例えば
2〜4分間を初期鋳込み(cast−up)期間として
放置させる。この初期鋳込み期間後、金属電極を
泥漿中に沈めて200〜300ボルトの電位を印加す
る。電極金属は臨界的ではないが、あまり容易に
電解しないものが最も望ましい。好ましい電極金
属は錫、亜鉛及びビスマスの合金である。余剰泥
漿及び水をデカントし、生鋳込み体を部分的に乾
燥し、脱型する。
を結合することによつて、ポタリー(陶磁器)な
どのセラミツク製品の鋳込み成形のための電気泳
動泥漿鋳込み方法を教示する。Ebery他は慣用タ
イプの多孔質焼石膏型を使用し、その多孔質型の
外側に低融点金属の導電性被覆を形成している。
多孔質型に粘土泥漿を流し込み、短い時間例えば
2〜4分間を初期鋳込み(cast−up)期間として
放置させる。この初期鋳込み期間後、金属電極を
泥漿中に沈めて200〜300ボルトの電位を印加す
る。電極金属は臨界的ではないが、あまり容易に
電解しないものが最も望ましい。好ましい電極金
属は錫、亜鉛及びビスマスの合金である。余剰泥
漿及び水をデカントし、生鋳込み体を部分的に乾
燥し、脱型する。
無機材料、即ち耐火物粒子の電気泳動鋳込み方
法のもう一つの変種はSzaboにより開示されたも
のである。この引例は電極が例えば金属被覆であ
るときの沈着側電極におけるガス発生の問題を認
識している。電極が起こすガスの発生は結果とし
て鋳込み成形体に空隙又は穴をもたらす。Szabo
は、先行する技術における型への金属被覆をグラ
フアイトと耐火ピググラフアイト(refractory
piggraphite)粉末とアルミナ又はシリカによる
多孔質導電性被覆で置き換えることによつて、問
題を解決する。この被覆の孔は1〜10ボルト/cm
の電圧を用いて電気泳動的に沈着(着肉)せられ
ている耐火材料から気泡が移動除去されることを
許容する。グラフアイト耐火物被覆を適用した型
の形状はワツクス又は熱可塑性ポリマーで作成す
る。沈着した耐火物成形体を乾燥し、ワツクス
(又はプラスチツク)の型は溶かし去つて鋳込み
成形体を自由にする。
法のもう一つの変種はSzaboにより開示されたも
のである。この引例は電極が例えば金属被覆であ
るときの沈着側電極におけるガス発生の問題を認
識している。電極が起こすガスの発生は結果とし
て鋳込み成形体に空隙又は穴をもたらす。Szabo
は、先行する技術における型への金属被覆をグラ
フアイトと耐火ピググラフアイト(refractory
piggraphite)粉末とアルミナ又はシリカによる
多孔質導電性被覆で置き換えることによつて、問
題を解決する。この被覆の孔は1〜10ボルト/cm
の電圧を用いて電気泳動的に沈着(着肉)せられ
ている耐火材料から気泡が移動除去されることを
許容する。グラフアイト耐火物被覆を適用した型
の形状はワツクス又は熱可塑性ポリマーで作成す
る。沈着した耐火物成形体を乾燥し、ワツクス
(又はプラスチツク)の型は溶かし去つて鋳込み
成形体を自由にする。
Ryan他の引例は、やはり、セラミツク又は耐
火物水系泥漿の電気泳動鋳込み中に発生するガス
に主として関係し、その問題を多孔性沈着型で解
決する。好ましい態様において、導電性鋳込み型
は完全に多孔質であり、粉末炭素と、粘土、炭化
珪素、セメント、燐酸アルミニウムのような無機
材料の粒子、熱硬化性樹脂、などの混合物から作
成される。選択的に、型の主要部を、型の作業表
面即ち耐火物泥漿が沈着される表面だけに、多孔
性、炭素質の導電性表面又は被覆を持つプラスチ
ツクで構成することができる。Ryan他は発生す
るガスの最適の除去が達成されるべき場合には導
電性の型における穴の寸法が臨界的であることを
認識している。従つて、導電性型を作成するのに
使用する粉末材料の粒子径は注意深く選択及び作
成して所望の気孔率を持つ型にする。これは最大
粒子径70〜200ミクロンのグラフアイトその他の
材料のみを使用することによつて達成される。他
の電極は亜鉛のような金属であることもできる
し、沈着型のそれと類似の炭素質材料であること
もできる。Ryan他は約50〜80ボルトの陽極−陰
極間電位差を使用するが、それより高いあるいは
低い電位差も形成される成形体の寸法に応じて使
用できることを認めている。この方法は、通常、
処理の鋳込み成形段階の後、焼成の前に乾燥工程
を伴なう。
火物水系泥漿の電気泳動鋳込み中に発生するガス
に主として関係し、その問題を多孔性沈着型で解
決する。好ましい態様において、導電性鋳込み型
は完全に多孔質であり、粉末炭素と、粘土、炭化
珪素、セメント、燐酸アルミニウムのような無機
材料の粒子、熱硬化性樹脂、などの混合物から作
成される。選択的に、型の主要部を、型の作業表
面即ち耐火物泥漿が沈着される表面だけに、多孔
性、炭素質の導電性表面又は被覆を持つプラスチ
ツクで構成することができる。Ryan他は発生す
るガスの最適の除去が達成されるべき場合には導
電性の型における穴の寸法が臨界的であることを
認識している。従つて、導電性型を作成するのに
使用する粉末材料の粒子径は注意深く選択及び作
成して所望の気孔率を持つ型にする。これは最大
粒子径70〜200ミクロンのグラフアイトその他の
材料のみを使用することによつて達成される。他
の電極は亜鉛のような金属であることもできる
し、沈着型のそれと類似の炭素質材料であること
もできる。Ryan他は約50〜80ボルトの陽極−陰
極間電位差を使用するが、それより高いあるいは
低い電位差も形成される成形体の寸法に応じて使
用できることを認めている。この方法は、通常、
処理の鋳込み成形段階の後、焼成の前に乾燥工程
を伴なう。
英国特許出願第2003183A号はセラミツク粉体
の泥漿に、一方の電極として動く泥漿保持金属製
容器と沈着側電極として働くマンドレルとを用い
て電圧を印加する、セラミツク部品の電気泳動泥
漿鋳込み成形法を開示している。電圧を印加し、
チユーブを製造する場合にはマンドレルが回転す
ることが好ましい、しかし、マンドレルはあらゆ
る所望の形状であることが可能である。引例によ
ると、成形物品の気孔率は泥漿中のセラミツク材
料の粒子径を変えることによつて変えることが可
能である。鋳込み工程の終了後、生成形体を乾燥
し、等圧的に加圧し、マンドレルを除去する。処
理の最終工程は加圧された生成形状の焼成であ
る。これらの物品はかなり薄肉であり、5mmのオ
ーダーである。
の泥漿に、一方の電極として動く泥漿保持金属製
容器と沈着側電極として働くマンドレルとを用い
て電圧を印加する、セラミツク部品の電気泳動泥
漿鋳込み成形法を開示している。電圧を印加し、
チユーブを製造する場合にはマンドレルが回転す
ることが好ましい、しかし、マンドレルはあらゆ
る所望の形状であることが可能である。引例によ
ると、成形物品の気孔率は泥漿中のセラミツク材
料の粒子径を変えることによつて変えることが可
能である。鋳込み工程の終了後、生成形体を乾燥
し、等圧的に加圧し、マンドレルを除去する。処
理の最終工程は加圧された生成形状の焼成であ
る。これらの物品はかなり薄肉であり、5mmのオ
ーダーである。
Ceramic Industry(1980年5月)誌はホワイト
ウエア製造用の商業的泳動方法を記載している。
そして23ボルトの電圧、亜鉛被覆電極を使用
し、成形製品がまだ可撓性でかつ10〜18wt%の
水を含んでいる事実が重要である。この手段はリ
ボンン又はプレート製品だけを製造する。
ウエア製造用の商業的泳動方法を記載している。
そして23ボルトの電圧、亜鉛被覆電極を使用
し、成形製品がまだ可撓性でかつ10〜18wt%の
水を含んでいる事実が重要である。この手段はリ
ボンン又はプレート製品だけを製造する。
F.S.Entelis他は、電気泳動鋳込み成形法の改
良を開示し、それによると、陰極(非沈着側電
極)が系内の一様な電位勾配を生ずる特定形状に
曲げた1又は2以上の金属製ストリツプであり、
よつて沈着側電極(即ち陽極)への泥漿粒子の最
適な沈着を与える。同様に、彼らは陽極又は陰極
のいずれかが回転されなければならないことを見
い出した。形成される成形体の全外側表面が全陰
極によつて形成される。Entelis他の教示と本発
明の間の主要な相違点は本発明では陽極が沈着側
電極であり、形成される成形体の全表面より実質
的に小さい部分を成していることであり、それに
よつて泥漿(スリツプ)、電極間の相互作用を減
少させ、そして電解を起こす印加電圧を減少させ
ることである。部分的電極の使用は、均一な厚さ
を得るための均一な電場の必要を減らし、付加的
表面(引例の技術ではコントロールして製造可能
でない不均一な肉厚部分の表面を含む)を電気的
に不活性な表面で形成することが可能である。
良を開示し、それによると、陰極(非沈着側電
極)が系内の一様な電位勾配を生ずる特定形状に
曲げた1又は2以上の金属製ストリツプであり、
よつて沈着側電極(即ち陽極)への泥漿粒子の最
適な沈着を与える。同様に、彼らは陽極又は陰極
のいずれかが回転されなければならないことを見
い出した。形成される成形体の全外側表面が全陰
極によつて形成される。Entelis他の教示と本発
明の間の主要な相違点は本発明では陽極が沈着側
電極であり、形成される成形体の全表面より実質
的に小さい部分を成していることであり、それに
よつて泥漿(スリツプ)、電極間の相互作用を減
少させ、そして電解を起こす印加電圧を減少させ
ることである。部分的電極の使用は、均一な厚さ
を得るための均一な電場の必要を減らし、付加的
表面(引例の技術ではコントロールして製造可能
でない不均一な肉厚部分の表面を含む)を電気的
に不活性な表面で形成することが可能である。
Nesbitの引例では脱型を促進するために生泥
漿鋳込み成形製品を凍結することを教示する。こ
のよく知られた方法は本発明でも同じ目的で採用
することが可能であり、解凍前に残留する水の真
空除去によつてそれを修正することもできる。
漿鋳込み成形製品を凍結することを教示する。こ
のよく知られた方法は本発明でも同じ目的で採用
することが可能であり、解凍前に残留する水の真
空除去によつてそれを修正することもできる。
従来技術のすべての場合において、使用される
電圧は直線的又は純DC電圧であつた。本発明は
基準DC電位差にのせたAC信号の電圧並びに直線
的DC電位差を使用する。
電圧は直線的又は純DC電圧であつた。本発明は
基準DC電位差にのせたAC信号の電圧並びに直線
的DC電位差を使用する。
発明の開示
本発明は、セツトアツプ型(mold set−up;
鋳込み成形用の型一般を指称する;以下同じ)の
全部又は形状規定部分の全表面が導電性である従
来技術と比較して、電気泳動鋳込み成形用セツト
アツプ型の形状規定部分の一部分だけが電気的に
活性であり、即ち、沈着側電極は型の形状規定部
分の一部分だけである、改良電気泳動鋳込み成形
方法である。これは、殆んどの従来技術方法にお
いて気付かれた、泥漿加水分解及び電極腐食生成
物の有害や相互作用を、減少させ又は劣化が成形
体の最終特性を損わないような成形部分に分離す
ることを許容する。
鋳込み成形用の型一般を指称する;以下同じ)の
全部又は形状規定部分の全表面が導電性である従
来技術と比較して、電気泳動鋳込み成形用セツト
アツプ型の形状規定部分の一部分だけが電気的に
活性であり、即ち、沈着側電極は型の形状規定部
分の一部分だけである、改良電気泳動鋳込み成形
方法である。これは、殆んどの従来技術方法にお
いて気付かれた、泥漿加水分解及び電極腐食生成
物の有害や相互作用を、減少させ又は劣化が成形
体の最終特性を損わないような成形部分に分離す
ることを許容する。
この因子及び以下に記載する変形は、厳しい微
視構造的異種性(heterogeneities)なしで、よ
り高い電圧の鋳込み成形への使用を許容する。本
発明の方法による主要な結果物としては、従来技
術の生成形体よりも実質的に少ない泥漿液体を含
む非常に緻密で高強度の生成形体が得られる。
視構造的異種性(heterogeneities)なしで、よ
り高い電圧の鋳込み成形への使用を許容する。本
発明の方法による主要な結果物としては、従来技
術の生成形体よりも実質的に少ない泥漿液体を含
む非常に緻密で高強度の生成形体が得られる。
加えて、本発明は、成形体に微視構造的欠陥を
もたらす泥漿液体の電解による沈着側電極におけ
るガス生成という、従来技術の方法に本質的な主
要な問題点を克服する。これは主として、本発明
のセツトアツプ型では、沈着側電極が本質的に形
状規定全表面を成す従来技術と対照的に、沈着側
電極が型の形状規定部分の小部分のみを成すこと
によつて達成される。これは普通正極又は陽極で
ある。これの例はEnlelis他、Ebrey Ray他、及
び英国特許出願第2003183A号の引例にある。こ
うして、陽極でのガス発生を減少することによつ
て、成形体の多孔質表面の不所望な問題が除去又
は局所化される。従来技術の方法のさらなる修正
は鋳込み成形の始めに低くした電圧を使用するこ
とである。これは電気化学作用による電極の腐食
を大きく減少させる。鋳込み層が電極に一度着肉
すると、長い拡散経路のために電極は腐食から実
質的に保護されるので、電圧を増加して、鋳込み
成形速度を速くし、かつ沈着側電極の懸濁粒子吸
引力を増大することができる。この増大した吸引
力は結果として最少含水量の硬質で緻密な成形体
をもたらす。増大した鋳込み成形速度はより粗い
粒径の「安定さ」の少ない非コロイド状懸濁体の
使用を許容し、それが更に成形体密度を増加させ
る。
もたらす泥漿液体の電解による沈着側電極におけ
るガス生成という、従来技術の方法に本質的な主
要な問題点を克服する。これは主として、本発明
のセツトアツプ型では、沈着側電極が本質的に形
状規定全表面を成す従来技術と対照的に、沈着側
電極が型の形状規定部分の小部分のみを成すこと
によつて達成される。これは普通正極又は陽極で
ある。これの例はEnlelis他、Ebrey Ray他、及
び英国特許出願第2003183A号の引例にある。こ
うして、陽極でのガス発生を減少することによつ
て、成形体の多孔質表面の不所望な問題が除去又
は局所化される。従来技術の方法のさらなる修正
は鋳込み成形の始めに低くした電圧を使用するこ
とである。これは電気化学作用による電極の腐食
を大きく減少させる。鋳込み層が電極に一度着肉
すると、長い拡散経路のために電極は腐食から実
質的に保護されるので、電圧を増加して、鋳込み
成形速度を速くし、かつ沈着側電極の懸濁粒子吸
引力を増大することができる。この増大した吸引
力は結果として最少含水量の硬質で緻密な成形体
をもたらす。増大した鋳込み成形速度はより粗い
粒径の「安定さ」の少ない非コロイド状懸濁体の
使用を許容し、それが更に成形体密度を増加させ
る。
電解及び腐食を更に減少する第三の方法が前面
に出てくる。殆んどの従来技術は成形体における
気孔率の主な原因として泥漿液体の電解を挙げて
いる。それらは電極腐食がそこで役割を演じるこ
とを認めているが、実験では電解ではなく電極腐
食が主要な問題であることが示された。鋳込み成
形電圧における泥漿電解液及び泥漿粒子に結合し
た解膠剤の両方に不活性な電極材料を注意深く選
択すれば、「いわゆる電解」の問題はほぼ解消す
ることが可能である。
に出てくる。殆んどの従来技術は成形体における
気孔率の主な原因として泥漿液体の電解を挙げて
いる。それらは電極腐食がそこで役割を演じるこ
とを認めているが、実験では電解ではなく電極腐
食が主要な問題であることが示された。鋳込み成
形電圧における泥漿電解液及び泥漿粒子に結合し
た解膠剤の両方に不活性な電極材料を注意深く選
択すれば、「いわゆる電解」の問題はほぼ解消す
ることが可能である。
本明細書を通して用語「沈着側電極
(depository electrode)」を使用する。この用語
が単数的である場合にも、それは1個以上の沈着
側電極が所与のセツトアツプ型(mold set−up)
に実際に使用される本発明の態様をもカバーする
つもりである。場合によつてはセツトアツプ型が
所与の時間に一対の電極だけが活性的である数対
の電極を含むが、所望又は適当な場合には、所与
の時間に2以上の電極が使用されることもでき
る。
(depository electrode)」を使用する。この用語
が単数的である場合にも、それは1個以上の沈着
側電極が所与のセツトアツプ型(mold set−up)
に実際に使用される本発明の態様をもカバーする
つもりである。場合によつてはセツトアツプ型が
所与の時間に一対の電極だけが活性的である数対
の電極を含むが、所望又は適当な場合には、所与
の時間に2以上の電極が使用されることもでき
る。
同時に、本明細書で使用する用語「電圧」は特
にことわらない限り直流電圧、いわゆるクリツプ
されたAC、及び、いわゆるクランプされたACを
意味する。クリツプされ又クランプされた電位差
の使用は本発明の開示によつて電極腐食及び加水
分解の問題をさらに減少しさえすることが示され
る。理由は明らかでないが、電位差の周期的な低
下(極性逆転を含む)は電解及び腐食機構の背後
の純枠な駆動力を低下させると推定される。
にことわらない限り直流電圧、いわゆるクリツプ
されたAC、及び、いわゆるクランプされたACを
意味する。クリツプされ又クランプされた電位差
の使用は本発明の開示によつて電極腐食及び加水
分解の問題をさらに減少しさえすることが示され
る。理由は明らかでないが、電位差の周期的な低
下(極性逆転を含む)は電解及び腐食機構の背後
の純枠な駆動力を低下させると推定される。
本明細書において「動く(移動)電極」という
表現を使用する場合、1又は2以上の電極の機械
的動き即ち現実の物理的動き、そして、セツトア
ツプ型に含まれる一連の電極に交互に又は連続的
に電位差を印加することにより電位差をセツトア
ツプ型内で動かし又は位置変化する電気的な動き
を意味することを意図している。この動く電極現
象は以下にもつと詳しく説明する。
表現を使用する場合、1又は2以上の電極の機械
的動き即ち現実の物理的動き、そして、セツトア
ツプ型に含まれる一連の電極に交互に又は連続的
に電位差を印加することにより電位差をセツトア
ツプ型内で動かし又は位置変化する電気的な動き
を意味することを意図している。この動く電極現
象は以下にもつと詳しく説明する。
好ましい形において本発明の方法はすべての種
類:不溶性金属、無機物、有機物、等の荷電粒子
の電気泳動鋳込み成形に向けられている。
類:不溶性金属、無機物、有機物、等の荷電粒子
の電気泳動鋳込み成形に向けられている。
セツトアツプ型の非電極部分の材料は最も有利
には不透過性の絶縁材料で作成する。そうした材
料は可撓性の例えばシリコーン、ニトリル、炭化
水素ゴム、等であることができ、又はワツクス、
熱可塑性プラスチツク、等のような化学的に若し
くは熱的に除去可能な材料であることができる。
しかしながら、焼石膏のような吸水性材料も使用
できる。形状規定表面としてのこれらの電気的に
不活性な材料の使用は、成形体が型全部に着肉し
て脱型が因難である従来技術の型材料と較べて、
泥漿の相互作用を減少し、結果として大きく改良
された表面(滑らか)を与え、脱型を容易にす
る。
には不透過性の絶縁材料で作成する。そうした材
料は可撓性の例えばシリコーン、ニトリル、炭化
水素ゴム、等であることができ、又はワツクス、
熱可塑性プラスチツク、等のような化学的に若し
くは熱的に除去可能な材料であることができる。
しかしながら、焼石膏のような吸水性材料も使用
できる。形状規定表面としてのこれらの電気的に
不活性な材料の使用は、成形体が型全部に着肉し
て脱型が因難である従来技術の型材料と較べて、
泥漿の相互作用を減少し、結果として大きく改良
された表面(滑らか)を与え、脱型を容易にす
る。
本発明で操作可能な鋳込み泥漿(スリツプ)
は、一般的に、すべての公知の泥漿であり、金属
粒子又は耐火材料粒子の懸濁体である。受け入れ
可能な泥漿の詳細はSmithの引例に記載されてお
り、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、クロマイ
ト、シリカ、シリマナイト、珪酸ジルコニウム、
並びにその他の耐火材料、及び200メツシユ(英
国標準篩)を通過する粒子径の耐火材料の混合物
を含む。しかしながら、その好ましい形では、本
発明はFredriksonの引例に教示されたものによ
りよく類似した泥漿を使用する。この好ましい泥
漿は平均粒子径1〜8ミクロンの粒子40〜90wt
%と平均粒子径45〜150ミクロンの粒子10〜60wt
%からなる二相(bimodal)粒子径分布を有す
る。粘度は絶対的に臨界ではないが、泥漿の粘度
は約0.5〜100000センチポイズに維持し、理想的
には0.5〜4000センチポイズである。泥漿中の固
体粒子の量は45〜90wt%で、残りは泥漿液体で
あることが最も理想的である。前述したように、
本発明は安定さの少ない泥漿を従来技術において
述べられたよりも多い固体含有量で使用すること
を許容する。これらのより高密度の泥漿(75〜
90wt%の固体)は、本発明で製造される改良さ
れた緻密成形体を部分的に準備する。
は、一般的に、すべての公知の泥漿であり、金属
粒子又は耐火材料粒子の懸濁体である。受け入れ
可能な泥漿の詳細はSmithの引例に記載されてお
り、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、クロマイ
ト、シリカ、シリマナイト、珪酸ジルコニウム、
並びにその他の耐火材料、及び200メツシユ(英
国標準篩)を通過する粒子径の耐火材料の混合物
を含む。しかしながら、その好ましい形では、本
発明はFredriksonの引例に教示されたものによ
りよく類似した泥漿を使用する。この好ましい泥
漿は平均粒子径1〜8ミクロンの粒子40〜90wt
%と平均粒子径45〜150ミクロンの粒子10〜60wt
%からなる二相(bimodal)粒子径分布を有す
る。粘度は絶対的に臨界ではないが、泥漿の粘度
は約0.5〜100000センチポイズに維持し、理想的
には0.5〜4000センチポイズである。泥漿中の固
体粒子の量は45〜90wt%で、残りは泥漿液体で
あることが最も理想的である。前述したように、
本発明は安定さの少ない泥漿を従来技術において
述べられたよりも多い固体含有量で使用すること
を許容する。これらのより高密度の泥漿(75〜
90wt%の固体)は、本発明で製造される改良さ
れた緻密成形体を部分的に準備する。
普通は解膠剤を添加するけれども、それは絶対
的に必要ではない。好ましい解膠剤は珪酸ナトリ
ウム、ジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウム、ポリ
アクリル酸アンモニウム、エチルアミン、メチル
アミン、トリエタノールアミン、及び商標名タモ
ールやダーバンなどの物質、そして一般に湿潤剤
である。単純なイオン電解質を含み、鋳込み泥漿
を安定化するのに十分な電荷をコロイド粒子に生
じさせるすべての種類のものは使用できる。主な
関心事は帯電粒子が存在することであつて、それ
を得るために用いる方法ではない。
的に必要ではない。好ましい解膠剤は珪酸ナトリ
ウム、ジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウム、ポリ
アクリル酸アンモニウム、エチルアミン、メチル
アミン、トリエタノールアミン、及び商標名タモ
ールやダーバンなどの物質、そして一般に湿潤剤
である。単純なイオン電解質を含み、鋳込み泥漿
を安定化するのに十分な電荷をコロイド粒子に生
じさせるすべての種類のものは使用できる。主な
関心事は帯電粒子が存在することであつて、それ
を得るために用いる方法ではない。
本発明で用いる鋳込み泥漿の液体ビーヒクルと
しては水のほか、有機液体、特にアルコール、例
えばメチルアルコール、エチルアルコール、グリ
セリン、エチレングリコールなどを用いることも
できる。
しては水のほか、有機液体、特にアルコール、例
えばメチルアルコール、エチルアルコール、グリ
セリン、エチレングリコールなどを用いることも
できる。
ずつと前に述べたように、本発明の本質は、型
の形状規定部分のうちの小部分だけを成す沈着側
電極(陽極)を利用することによつて、改良され
た電気泳動鋳込み成形が実施され得るという発見
にある。陽極における電解副生成物の発生で起き
る成形体表面の損傷を除去又は大きく減少させる
という従来技術に優る大きな利点の他に、本発明
は電極の電気化学的腐食を減少させ、かつ成形可
能な製品の形状が極めて多種豊富である。本発明
の利点及び応用性は図面を参照する以下の説明に
より更に明らかにされる。
の形状規定部分のうちの小部分だけを成す沈着側
電極(陽極)を利用することによつて、改良され
た電気泳動鋳込み成形が実施され得るという発見
にある。陽極における電解副生成物の発生で起き
る成形体表面の損傷を除去又は大きく減少させる
という従来技術に優る大きな利点の他に、本発明
は電極の電気化学的腐食を減少させ、かつ成形可
能な製品の形状が極めて多種豊富である。本発明
の利点及び応用性は図面を参照する以下の説明に
より更に明らかにされる。
第1図及び第2図は緻密な球状耐火物製造用の
電気泳動鋳込み成形型を示し、第1図は第2図の
線1−1で切つたセツトアツプ型の断面図であ
る。第1,2図の1で指示されたセツトアツプ型
の部分はその中に球状空隙2を有する型本体部分
である。球状空隙は開口通路5,6で外側表面
3,4まで連通している。型本体は、電気端子8
を設けた金属板7上に密封されるように置く。鋳
込み泥漿を調整し、受け部9に空隙2が満たされ
るまで流し込み、受け部9にもその頂部唇部又は
端部10の僅かに下まで満たす。セツトアツプ型
の頂部に、受け部9に含まれる泥漿と接触する下
方に突出した部分12を有する金属板11を置
く。金属板11は電気端子13を含む、それから
端子を電源に、金属板7の露出小面積6が陽極に
なるように接続する。金属板7及び11から型本
体の開口部5,6を通してその金属板と接触した
泥漿を通して電位差をつくり出し、維持する。泥
漿粒子は陽極即ち底の電極7に向つて下向きに泳
動し、粒子を濃縮するとともに、球状空隙2が泥
漿粒子で満たされるとき泥漿液体が陽極を含む受
け部9に引かれて除去される。電気的沈着処理が
終了すると、即ち球状空隙を固体粒子が満たす
と、電気泳動処理を止め、電極11をはずし、過
剰泥漿をデカントし、生の球状成形体をセツトア
ツプ型の本体1から取り出し、焼成する。セツト
アツプ型の本体1がシリコーンゴムのような弾性
のポリマーで作られている場合には、球状体は単
純にはじき出すことができる。しかしながら、何
か別のより硬質の非導電性材料を使用する場合に
は、セツトアツプ型の本体1は分割型タイプであ
るべきである。又、脱型中の球状体の損傷を防止
するために、生球状体を脱型前に凍結することが
有利である。
電気泳動鋳込み成形型を示し、第1図は第2図の
線1−1で切つたセツトアツプ型の断面図であ
る。第1,2図の1で指示されたセツトアツプ型
の部分はその中に球状空隙2を有する型本体部分
である。球状空隙は開口通路5,6で外側表面
3,4まで連通している。型本体は、電気端子8
を設けた金属板7上に密封されるように置く。鋳
込み泥漿を調整し、受け部9に空隙2が満たされ
るまで流し込み、受け部9にもその頂部唇部又は
端部10の僅かに下まで満たす。セツトアツプ型
の頂部に、受け部9に含まれる泥漿と接触する下
方に突出した部分12を有する金属板11を置
く。金属板11は電気端子13を含む、それから
端子を電源に、金属板7の露出小面積6が陽極に
なるように接続する。金属板7及び11から型本
体の開口部5,6を通してその金属板と接触した
泥漿を通して電位差をつくり出し、維持する。泥
漿粒子は陽極即ち底の電極7に向つて下向きに泳
動し、粒子を濃縮するとともに、球状空隙2が泥
漿粒子で満たされるとき泥漿液体が陽極を含む受
け部9に引かれて除去される。電気的沈着処理が
終了すると、即ち球状空隙を固体粒子が満たす
と、電気泳動処理を止め、電極11をはずし、過
剰泥漿をデカントし、生の球状成形体をセツトア
ツプ型の本体1から取り出し、焼成する。セツト
アツプ型の本体1がシリコーンゴムのような弾性
のポリマーで作られている場合には、球状体は単
純にはじき出すことができる。しかしながら、何
か別のより硬質の非導電性材料を使用する場合に
は、セツトアツプ型の本体1は分割型タイプであ
るべきである。又、脱型中の球状体の損傷を防止
するために、生球状体を脱型前に凍結することが
有利である。
球状体を形成可能な従来技術は球の表面が不可
欠的に導電体で包囲されることを必要とした。電
極腐食と加水分解が多孔質の表面をもたらした。
ボールを研削媒体又は回転接触支持部材として使
用しなければならないとき、多孔質表面は非常に
不所望である。慣用の石膏鋳込み成形及び従来技
術の電気泳動鋳込み成形は本発明よりも乏しい表
面の仕上り状態である。慣用の石膏鋳込み成形で
は中実のボールを形成することは不可能である。
液体が排出されるとき液体と入れ換わる新しい固
体の供給源がないので、大きい穴が成形体内に発
生する。大きいボールの場合、慣用の鋳込み成形
体は半径方向に密度勾配を有するので、それを焼
成又は焼結すると破壊が起きる。液体を除去する
凝集性の方法なしで鋳込み成形を行なう、即ち不
透質の空隙を充満させる試みは、ついに、泥漿液
体の蒸発によつて中実の品物を与える。しかしな
がら、この品物はその中の密度勾配のために重大
な欠陥を持つ。
欠的に導電体で包囲されることを必要とした。電
極腐食と加水分解が多孔質の表面をもたらした。
ボールを研削媒体又は回転接触支持部材として使
用しなければならないとき、多孔質表面は非常に
不所望である。慣用の石膏鋳込み成形及び従来技
術の電気泳動鋳込み成形は本発明よりも乏しい表
面の仕上り状態である。慣用の石膏鋳込み成形で
は中実のボールを形成することは不可能である。
液体が排出されるとき液体と入れ換わる新しい固
体の供給源がないので、大きい穴が成形体内に発
生する。大きいボールの場合、慣用の鋳込み成形
体は半径方向に密度勾配を有するので、それを焼
成又は焼結すると破壊が起きる。液体を除去する
凝集性の方法なしで鋳込み成形を行なう、即ち不
透質の空隙を充満させる試みは、ついに、泥漿液
体の蒸発によつて中実の品物を与える。しかしな
がら、この品物はその中の密度勾配のために重大
な欠陥を持つ。
第3図はセラミツク環状シール体(ring seal)
製造用の電気泳動鋳込み成形型である。セツトア
ツプ型の本体14は溝15,16で環状シール体
の外側形状を規定し、成形されるべき環の内側は
軸体17で規定される。軸体17及び型本体は電
気端子19を含む金属板18上に密封関係になる
ように置く、金属板18は沈着側電極、即ち陽極
として働くべきである。第二の電極20を設ける
が、第3図に示したような環状であることが好ま
しい。二つの電極18,20を電源に接続し、電
極18を陽極即ち沈着側電極にする。図から、電
気泳動処理で電極として実際に働く陽極18の一
部21はセツトアツプ型の形状規定表面積のほん
の小部分であることが容易にわかる。鋳込み泥漿
をセツトアツプ型に上側電極20と接するまで流
し込む。電圧を印加すると、懸濁粒子の陽極1
8、特定的には21で指示される部分への泳動が
起きる。電圧は電気的沈着物がセツトアアツプ型
の形状規定空隙即ち15,16,17,21,2
2で構成される容積を満たすまで維持する。鋳込
み成形体の厚さが一度第3図の22に達すると、
電気泳動処理を終了する。そのとき泥漿液体(電
解液)が鋳込み物本体の上側容積を実質的に占め
る。それから生成形体を脱型し、焼成する。電極
20,21を除くセツトアツプ型のすべての部分
ま電気的非導電性材料から成つている。その材料
は非常に可撓性のあるゴム、例えばシリコーンゴ
ム、あるいはすべてのより硬質の非導電性材料で
あることができる。この場合、成形体の形状から
してセツトアツプ型の本体14が二分割部分から
なることが好ましい。しかし、生成形体が最初に
凍結されるならば、非常に可撓性の一体物の本体
を使用してもよい。
製造用の電気泳動鋳込み成形型である。セツトア
ツプ型の本体14は溝15,16で環状シール体
の外側形状を規定し、成形されるべき環の内側は
軸体17で規定される。軸体17及び型本体は電
気端子19を含む金属板18上に密封関係になる
ように置く、金属板18は沈着側電極、即ち陽極
として働くべきである。第二の電極20を設ける
が、第3図に示したような環状であることが好ま
しい。二つの電極18,20を電源に接続し、電
極18を陽極即ち沈着側電極にする。図から、電
気泳動処理で電極として実際に働く陽極18の一
部21はセツトアツプ型の形状規定表面積のほん
の小部分であることが容易にわかる。鋳込み泥漿
をセツトアツプ型に上側電極20と接するまで流
し込む。電圧を印加すると、懸濁粒子の陽極1
8、特定的には21で指示される部分への泳動が
起きる。電圧は電気的沈着物がセツトアアツプ型
の形状規定空隙即ち15,16,17,21,2
2で構成される容積を満たすまで維持する。鋳込
み成形体の厚さが一度第3図の22に達すると、
電気泳動処理を終了する。そのとき泥漿液体(電
解液)が鋳込み物本体の上側容積を実質的に占め
る。それから生成形体を脱型し、焼成する。電極
20,21を除くセツトアツプ型のすべての部分
ま電気的非導電性材料から成つている。その材料
は非常に可撓性のあるゴム、例えばシリコーンゴ
ム、あるいはすべてのより硬質の非導電性材料で
あることができる。この場合、成形体の形状から
してセツトアツプ型の本体14が二分割部分から
なることが好ましい。しかし、生成形体が最初に
凍結されるならば、非常に可撓性の一体物の本体
を使用してもよい。
慣用の泥漿鋳込み成形法はこのような品物を多
孔質の型で形成することが可能であるが、石膏が
硬質なので石膏からの抜き取りが困難で、屡々品
物及び型を損傷する。厚さ1/2インチのシール体
の鋳込み成形時間は半時間を越える。本図に示し
た態様ではずつとスピーデイである。従来技術の
電気泳動方法も、このような形状を、前述のよう
により低密度においても形成することができるで
あろう。しかしながら、多孔性の型又は導電性表
面を円周状の溝に部分的に使用するので石膏型と
同じ困難が起きる。
孔質の型で形成することが可能であるが、石膏が
硬質なので石膏からの抜き取りが困難で、屡々品
物及び型を損傷する。厚さ1/2インチのシール体
の鋳込み成形時間は半時間を越える。本図に示し
た態様ではずつとスピーデイである。従来技術の
電気泳動方法も、このような形状を、前述のよう
により低密度においても形成することができるで
あろう。しかしながら、多孔性の型又は導電性表
面を円周状の溝に部分的に使用するので石膏型と
同じ困難が起きる。
第4図及び第5図は動く電極を使用しU字形溝
物品を電気泳動鋳込み成形するための本発明に依
るセツトアツプ型のそれぞれ断面図及び立面図で
ある。再びこの場合にもセツトアツプ型の本体2
3及び凹部表面規定部材24は電気的非伝導性材
料そして好ましくは可撓性シリコーンゴムからな
る。沈着側電極25は本体23の本質的に全長に
わたつて存在し、セツトアツプ型の凸部形状規定
表面26の非常に小部分を成す。成形されるべき
部品の全体形状は第4,5図の27に示される。
陰極は端子を有しかつ下方に延びる突出部30を
含む金属製棒状である。陽極は第5図に示す電気
的接点又は端子31も含む。セツトアツプ型を図
のように組み付け、電源に接続する。泥漿が下方
突出部30と接触する点まで鋳込み泥漿を形状規
定空隙27内に流し込む。電圧を印加すると、泥
漿粒子の電気泳動が陽極に向つて下向きに起き
る。電気泳動の当初は、陰極28がセツトアツプ
型の極めて端の一箇所に局所的に存在することが
好ましい。形状規定空隙のその端の部分が所望な
程度にうめつくされると、陽極は反対側の端部へ
向つて漸増的に空隙27の全長を横ぎるまで移動
する。この漸増的移動は空隙の十分かつ均一な充
填をもたらす。沈着が完了すると電圧を切断し、
セツトアツプ型を分解し、生成形体を脱型する。
セツトアツプ型の本体23はシリコーンゴムのよ
うな可撓性の非導電性材料からなることが理想的
である。このU字形溝物品のような簡単なデザイ
ンの成形製品では損傷なしの脱型を促進するため
に生成形体を凍結する必要はない。それから生成
形体を慣用の手法で焼成する。
物品を電気泳動鋳込み成形するための本発明に依
るセツトアツプ型のそれぞれ断面図及び立面図で
ある。再びこの場合にもセツトアツプ型の本体2
3及び凹部表面規定部材24は電気的非伝導性材
料そして好ましくは可撓性シリコーンゴムからな
る。沈着側電極25は本体23の本質的に全長に
わたつて存在し、セツトアツプ型の凸部形状規定
表面26の非常に小部分を成す。成形されるべき
部品の全体形状は第4,5図の27に示される。
陰極は端子を有しかつ下方に延びる突出部30を
含む金属製棒状である。陽極は第5図に示す電気
的接点又は端子31も含む。セツトアツプ型を図
のように組み付け、電源に接続する。泥漿が下方
突出部30と接触する点まで鋳込み泥漿を形状規
定空隙27内に流し込む。電圧を印加すると、泥
漿粒子の電気泳動が陽極に向つて下向きに起き
る。電気泳動の当初は、陰極28がセツトアツプ
型の極めて端の一箇所に局所的に存在することが
好ましい。形状規定空隙のその端の部分が所望な
程度にうめつくされると、陽極は反対側の端部へ
向つて漸増的に空隙27の全長を横ぎるまで移動
する。この漸増的移動は空隙の十分かつ均一な充
填をもたらす。沈着が完了すると電圧を切断し、
セツトアツプ型を分解し、生成形体を脱型する。
セツトアツプ型の本体23はシリコーンゴムのよ
うな可撓性の非導電性材料からなることが理想的
である。このU字形溝物品のような簡単なデザイ
ンの成形製品では損傷なしの脱型を促進するため
に生成形体を凍結する必要はない。それから生成
形体を慣用の手法で焼成する。
石膏型における慣用の泥漿鋳込み成形法でも図
示のような物品を形成することが可能であるが、
実験では断面積が変化する物品では成形体の肉厚
の増加にともなう毛細管作用の減少のために成形
体が密度勾配を含んでしまい、それが焼成あるい
は強度の問題を起こす。従来の電気泳動技術もこ
の形状をつくりうるが、上述の電極の運動ができ
ず、印加電圧が等しくなり、一様な印加電界をも
たらす。この電界の一様性が型の中における一様
な吸引力を、従つて、一様な微細構造をもたら
す。従来技術の動かない電極では密度勾配が生じ
て、強度を下げあるいは焼成損失を増やす。
示のような物品を形成することが可能であるが、
実験では断面積が変化する物品では成形体の肉厚
の増加にともなう毛細管作用の減少のために成形
体が密度勾配を含んでしまい、それが焼成あるい
は強度の問題を起こす。従来の電気泳動技術もこ
の形状をつくりうるが、上述の電極の運動ができ
ず、印加電圧が等しくなり、一様な印加電界をも
たらす。この電界の一様性が型の中における一様
な吸引力を、従つて、一様な微細構造をもたら
す。従来技術の動かない電極では密度勾配が生じ
て、強度を下げあるいは焼成損失を増やす。
第6図は動く電極という概念のもう一つの態様
を示す。この場合、沈着側電極は物理的に動くの
ではなく電気的に動く。第6図はチユーブを鋳込
み成形するための電気泳動セツトアップ型であ
る。チユーブの幾何学的形状は、比較的単純であ
るが、厳しく規定された内径及び外径寸法に鋳込
み成形することは難しい形状である。しかしなが
ら、沈着側電極を電気泳動中チユーブの型の長さ
に沿つて動かすことによつて、非常に精密な寸法
を有しかつ含水量の少ない非常に緻密な生チユー
ブが得られる。セツトアツプ型の本体32は電気
的非伝導電性材料で形成し、好ましくは頂部から
底部へ非常に僅かに内側にテーパを成す。コア又
は中心軸体33も電気的非伝導性材料で構成し、
本体32の底部に設けられた凹所で密封されかつ
32で規定された同筒状空隙内の中央に位置せら
れる。一連の小電極35〜42がセツトアツプ型
の円筒状本体32の壁に含められ、後者の内側壁
の一部を成す。各環状電極は、所定時に二つの環
状電極間に電圧を印加し、かつ電極対が一連の電
極を上下に動く可能性を持つように、電源に配線
43されている。例えば、電気泳動が始まると
き、電極対40,42がそれぞれ陽極及び陰極を
成して電気的に活性化され、所望電極40,42
が電気的に切断されると電極39,41が活性化
され、そしてこのようにして最終対35,37ま
で一連の電極を動いてゆく。生の耐火チユーブの
作成では、本体32と軸体33とで形成される円
筒状空隙44に泥漿を流し込む。最初の電極対4
0−42を活性化し、電圧は、形成される成形体
の底部が電極41に達したことを指示する41−
42間電圧がゼロ近くなるまで維持する。この時
点で電極対40−42の電圧を切断し、次の電極
対39−41を活性化し、41−40間の電圧が
ゼロに近くなるまで電圧を維持し、その時点で同
じ手順を38−40の電極対に、こうしてセツト
アツプ型の全長に及ぶまで繰り返す。泥漿液体
は、前記の工程手順を通じて、セツトアツプ型の
頂部へ次第に移行する。電気泳動が起きてしまう
と、セツトアツプ型への電気的入力を切り、生耐
火チユーブを脱型し、後に焼成する。
を示す。この場合、沈着側電極は物理的に動くの
ではなく電気的に動く。第6図はチユーブを鋳込
み成形するための電気泳動セツトアップ型であ
る。チユーブの幾何学的形状は、比較的単純であ
るが、厳しく規定された内径及び外径寸法に鋳込
み成形することは難しい形状である。しかしなが
ら、沈着側電極を電気泳動中チユーブの型の長さ
に沿つて動かすことによつて、非常に精密な寸法
を有しかつ含水量の少ない非常に緻密な生チユー
ブが得られる。セツトアツプ型の本体32は電気
的非伝導電性材料で形成し、好ましくは頂部から
底部へ非常に僅かに内側にテーパを成す。コア又
は中心軸体33も電気的非伝導性材料で構成し、
本体32の底部に設けられた凹所で密封されかつ
32で規定された同筒状空隙内の中央に位置せら
れる。一連の小電極35〜42がセツトアツプ型
の円筒状本体32の壁に含められ、後者の内側壁
の一部を成す。各環状電極は、所定時に二つの環
状電極間に電圧を印加し、かつ電極対が一連の電
極を上下に動く可能性を持つように、電源に配線
43されている。例えば、電気泳動が始まると
き、電極対40,42がそれぞれ陽極及び陰極を
成して電気的に活性化され、所望電極40,42
が電気的に切断されると電極39,41が活性化
され、そしてこのようにして最終対35,37ま
で一連の電極を動いてゆく。生の耐火チユーブの
作成では、本体32と軸体33とで形成される円
筒状空隙44に泥漿を流し込む。最初の電極対4
0−42を活性化し、電圧は、形成される成形体
の底部が電極41に達したことを指示する41−
42間電圧がゼロ近くなるまで維持する。この時
点で電極対40−42の電圧を切断し、次の電極
対39−41を活性化し、41−40間の電圧が
ゼロに近くなるまで電圧を維持し、その時点で同
じ手順を38−40の電極対に、こうしてセツト
アツプ型の全長に及ぶまで繰り返す。泥漿液体
は、前記の工程手順を通じて、セツトアツプ型の
頂部へ次第に移行する。電気泳動が起きてしまう
と、セツトアツプ型への電気的入力を切り、生耐
火チユーブを脱型し、後に焼成する。
電気泳動又は毛細管脱水によるチユーブの泥漿
鋳込み成形はよくわかつている処理である。1/4
インチより大きい肉厚の固体鋳込み成形又は排泥
鋳込み成形によるチユーブ(毛細管脱水)は、長
い鋳込み成形時間が固化を減らすために非常に安
定な泥漿を要求するので、困難である。大きい部
材では、泥漿の静水圧頭が密度変化をもたらす。
1/4インチより厚い排泥鋳込み成形は半径方向の
密度勾配(乾燥及び焼成クラツク)のために複雑
であり、固体鋳込み成形は通常内部孔を含む。
鋳込み成形はよくわかつている処理である。1/4
インチより大きい肉厚の固体鋳込み成形又は排泥
鋳込み成形によるチユーブ(毛細管脱水)は、長
い鋳込み成形時間が固化を減らすために非常に安
定な泥漿を要求するので、困難である。大きい部
材では、泥漿の静水圧頭が密度変化をもたらす。
1/4インチより厚い排泥鋳込み成形は半径方向の
密度勾配(乾燥及び焼成クラツク)のために複雑
であり、固体鋳込み成形は通常内部孔を含む。
従来技術の電気泳動鋳込み成形方法は、長い間
チユーブの製造を検討している。現存の技術は、
主として、1/8インチ又はそれにより薄い肉厚の
薄肉チユーブのためのものである。従来技術に依
りチユーブを複製する試みは限られた厚さである
ことが示された。大きな電極面積を伴なうため
に、一定電位差を維持すること及びより厚い鋳込
み成形体を得ること(乾燥時クラツク)は困難で
ある。ある特許は強度及び密度を高めるために電
気泳動鋳込み成形で静水圧的にプレスするところ
までいつている。この付加的な工程及び厚さの講
界は本発明の方法によつて克服される。
チユーブの製造を検討している。現存の技術は、
主として、1/8インチ又はそれにより薄い肉厚の
薄肉チユーブのためのものである。従来技術に依
りチユーブを複製する試みは限られた厚さである
ことが示された。大きな電極面積を伴なうため
に、一定電位差を維持すること及びより厚い鋳込
み成形体を得ること(乾燥時クラツク)は困難で
ある。ある特許は強度及び密度を高めるために電
気泳動鋳込み成形で静水圧的にプレスするところ
までいつている。この付加的な工程及び厚さの講
界は本発明の方法によつて克服される。
前記のものは肉厚のチユーブを特に指向する
が、その他の肉厚成形体、例えば板状物をこの方
法で形成することもできる。
が、その他の肉厚成形体、例えば板状物をこの方
法で形成することもできる。
型作成方法は周知であるのであまり検討しな
い。本発明の型と従来技術の型との僅かな相違
は、本発明では上述の最後の二種類のセツトアツ
プ型のような多くの場合に、型を金属電極のまわ
りに成形しなければならないことである。この対
策は電極/絶縁体界面における泥漿漏れを減らす
ために必要である。
い。本発明の型と従来技術の型との僅かな相違
は、本発明では上述の最後の二種類のセツトアツ
プ型のような多くの場合に、型を金属電極のまわ
りに成形しなければならないことである。この対
策は電極/絶縁体界面における泥漿漏れを減らす
ために必要である。
電極材料はどの導電性材料であることもでき
る。特に適当なものは鋼、亜鉛めつき鋼、鉄、ク
ロム、モネルメタル、タンタル、チタン、銅、ニ
ツケル、青銅、黄銅、銀、金、白金、炭化珪素、
珪素含浸炭化珪素、金属−ポリマー複合材料、及
び導電性有機ポリマーである。極めて平滑な仕上
げが望ましい特別の場合には、沈着側電極は液体
水銀であることができる。
る。特に適当なものは鋼、亜鉛めつき鋼、鉄、ク
ロム、モネルメタル、タンタル、チタン、銅、ニ
ツケル、青銅、黄銅、銀、金、白金、炭化珪素、
珪素含浸炭化珪素、金属−ポリマー複合材料、及
び導電性有機ポリマーである。極めて平滑な仕上
げが望ましい特別の場合には、沈着側電極は液体
水銀であることができる。
上に述べた電圧又は電位差はDC又はAC電位差
であり、ACは基準電圧の付近を変化する。実質
的に「クリツプされた」又は整流されたAC電圧
又は僅かなAC成分を有するDC電圧(クランプさ
れたAC)は電極の腐食を実質的に減少させる。
であり、ACは基準電圧の付近を変化する。実質
的に「クリツプされた」又は整流されたAC電圧
又は僅かなAC成分を有するDC電圧(クランプさ
れたAC)は電極の腐食を実質的に減少させる。
これらの電圧、DC又は修正ACのいずれかは、
一定に維持することができるが、電気泳動鋳込み
成形処理を始めるに当つて、陽極又は沈着側電極
に泥漿粒子(金属又は耐火材料)の薄い層の沈着
が起きるに十分な時間の間非常に低い電位差、例
えば、0.05〜20ボルトを切めに適用することが好
ましい。この低い電圧が陽極の電気化学的腐食及
び泥漿液体の電解を著しく減少する。すると、沈
着粒子の薄層及び含まれた電解質が両方とも陽極
の保護被覆として、そして続いて陽極自身として
働く。この時点では電位差を大きく例えば5〜
1000ボルトにして泥漿粒子の十分に迅速な沈着を
起こさせることができる。
一定に維持することができるが、電気泳動鋳込み
成形処理を始めるに当つて、陽極又は沈着側電極
に泥漿粒子(金属又は耐火材料)の薄い層の沈着
が起きるに十分な時間の間非常に低い電位差、例
えば、0.05〜20ボルトを切めに適用することが好
ましい。この低い電圧が陽極の電気化学的腐食及
び泥漿液体の電解を著しく減少する。すると、沈
着粒子の薄層及び含まれた電解質が両方とも陽極
の保護被覆として、そして続いて陽極自身として
働く。この時点では電位差を大きく例えば5〜
1000ボルトにして泥漿粒子の十分に迅速な沈着を
起こさせることができる。
純枠のAC電圧は有利な鋳込み成形体を与えな
い。最小のクリツピングによる結果は泥漿の抵抗
性乾燥(加熱)又は沸騰を示す。
い。最小のクリツピングによる結果は泥漿の抵抗
性乾燥(加熱)又は沸騰を示す。
印加電圧は一定に維持することもでき、又変化
させることもできる。上述の処理の実施において
は、印加電圧を変えることが好ましい。沈着処理
が進むにつれて成形体の厚みが増加するので、形
成される層の抵抗の増加によつて印加電圧の有効
性が次第に低下し、従つて少ない電圧が沈着側電
極に作用し、吸引力が低下する。結果は特に厚さ
15mmを越えると成形体の厚み中にかなりの密度勾
配ができ、それが屡々乾燥クラツクを引き起こ
す。従つて、沈着が起きている界面に作用する電
圧を当初の印加電圧とほぼ等しく維持することが
望ましい。これは一定電流入力を用いることによ
つて可能である。操作可能な一定電流値はゼロ・
アンペア/(インチ)2よりいくらか大きい値から
1.5アンペア/(インチ)2まで、好ましくはゼロ
より僅かに大きい値から約0.5アンペア/(イン
チ)2までである。
させることもできる。上述の処理の実施において
は、印加電圧を変えることが好ましい。沈着処理
が進むにつれて成形体の厚みが増加するので、形
成される層の抵抗の増加によつて印加電圧の有効
性が次第に低下し、従つて少ない電圧が沈着側電
極に作用し、吸引力が低下する。結果は特に厚さ
15mmを越えると成形体の厚み中にかなりの密度勾
配ができ、それが屡々乾燥クラツクを引き起こ
す。従つて、沈着が起きている界面に作用する電
圧を当初の印加電圧とほぼ等しく維持することが
望ましい。これは一定電流入力を用いることによ
つて可能である。操作可能な一定電流値はゼロ・
アンペア/(インチ)2よりいくらか大きい値から
1.5アンペア/(インチ)2まで、好ましくはゼロ
より僅かに大きい値から約0.5アンペア/(イン
チ)2までである。
好ましい態様の例
例 1
固体の高密度炭化珪素球状体を下記の様にして
鋳込み成形した。
鋳込み成形した。
第1及び2図の1として示すセツトアツプ型の
本体は慣用の型作成技術を利用し、かつゼネラル
エレクトリツク社が供給するRTV700シリコーン
樹脂及びB−4硬化剤を用いて作成した。シリコ
ーンゴムは、非常に可撓性であるので、鋼球を第
1及び2図の空隙2用のパターンとして使用し、
鋼球の直径の大きさまで容易に拡がり又は伸びる
溝5又は6からそれを容易に押し出すことを許容
した。この材料のこの特徴は後の処理の生炭化珪
素鋳込み成形球状体の脱型にも臨界的である。
本体は慣用の型作成技術を利用し、かつゼネラル
エレクトリツク社が供給するRTV700シリコーン
樹脂及びB−4硬化剤を用いて作成した。シリコ
ーンゴムは、非常に可撓性であるので、鋼球を第
1及び2図の空隙2用のパターンとして使用し、
鋼球の直径の大きさまで容易に拡がり又は伸びる
溝5又は6からそれを容易に押し出すことを許容
した。この材料のこの特徴は後の処理の生炭化珪
素鋳込み成形球状体の脱型にも臨界的である。
まだ第1及び2図を参照すると、電気泳動セツ
トアツプ型の残部は本体1を密封する銅板7を用
いて作成した。銅板7は沈着側電極即ち陽極とし
て働くべきであり、かつ電気端子8を含んだ。上
方電極11は黄銅製であり、型に載置したとき泥
漿と接触する下方延長突出部12を有する第1,
2図に示した形状を有し、かつ電気端子13を含
んだ。所定の位置にあるとき黄銅電極11はセツ
トアツプ型の本体1及び周囲10のまわりと接触
した。図に見られるように球状空隙2はセツトア
ツプ型の本体1の開口部6を通つて銅板電極7に
連通し、同様に開口部5を通つて受け部9に連通
している。
トアツプ型の残部は本体1を密封する銅板7を用
いて作成した。銅板7は沈着側電極即ち陽極とし
て働くべきであり、かつ電気端子8を含んだ。上
方電極11は黄銅製であり、型に載置したとき泥
漿と接触する下方延長突出部12を有する第1,
2図に示した形状を有し、かつ電気端子13を含
んだ。所定の位置にあるとき黄銅電極11はセツ
トアツプ型の本体1及び周囲10のまわりと接触
した。図に見られるように球状空隙2はセツトア
ツプ型の本体1の開口部6を通つて銅板電極7に
連通し、同様に開口部5を通つて受け部9に連通
している。
高純度炭化珪素の懸濁液又は泥漿を米国特許第
2964823号に記載された方法に従つて調製した
(該文献参照)。炭化珪素は二相系、即ち、50wt
%が100〜325メツシユ(テイラー篩列)通過物で
50wt%が平均粒子径5ミクロン又はそれ未満か
らなるものであつた。泥漿は上記炭化珪素86wt
%、水13.9wt%、及び珪酸ナトリウム(解膠剤)
0.1wt%からなつていた。
2964823号に記載された方法に従つて調製した
(該文献参照)。炭化珪素は二相系、即ち、50wt
%が100〜325メツシユ(テイラー篩列)通過物で
50wt%が平均粒子径5ミクロン又はそれ未満か
らなるものであつた。泥漿は上記炭化珪素86wt
%、水13.9wt%、及び珪酸ナトリウム(解膠剤)
0.1wt%からなつていた。
頂部電極11をセツトアツプ型から取り外し、
泥漿を各球状空隙2にそれぞれが完全に満たされ
かつ上方接続溝5を含むまで流し込んだ。追加の
泥漿を受け部9に、上方電極を所定位置に置いた
ときその下方延長突出部12が泥漿と接触する高
さまで流し込んだ。この時点で陽極7から下方溝
6、球状空隙2、上方溝5、及び受け部9を通つ
て上方電極11の下方部分12まで泥漿による連
続的な連絡が存在する。
泥漿を各球状空隙2にそれぞれが完全に満たされ
かつ上方接続溝5を含むまで流し込んだ。追加の
泥漿を受け部9に、上方電極を所定位置に置いた
ときその下方延長突出部12が泥漿と接触する高
さまで流し込んだ。この時点で陽極7から下方溝
6、球状空隙2、上方溝5、及び受け部9を通つ
て上方電極11の下方部分12まで泥漿による連
続的な連絡が存在する。
完全に組み付けたセツトアツプ型に、可変トラ
ンス及び整流ブリツジ回路を通し、電極7及び1
1のそれぞれの電気端子8及び13を用いて、直
流(DC)電力を供給した。回路は電極7が陽極、
電極11が陰極であつた。約10ボルトの初期電圧
を30秒間供給した。それから電圧を1分間にわた
つて徐々に150ボルトに上昇させ、その電圧に15
分間保持した。これによつて泥漿液体に関して電
気的に負である炭化珪素粒子が陽極即ち底部電極
7に向つて迅速に移行させられた。電圧を解除し
た。
ンス及び整流ブリツジ回路を通し、電極7及び1
1のそれぞれの電気端子8及び13を用いて、直
流(DC)電力を供給した。回路は電極7が陽極、
電極11が陰極であつた。約10ボルトの初期電圧
を30秒間供給した。それから電圧を1分間にわた
つて徐々に150ボルトに上昇させ、その電圧に15
分間保持した。これによつて泥漿液体に関して電
気的に負である炭化珪素粒子が陽極即ち底部電極
7に向つて迅速に移行させられた。電圧を解除し
た。
セツトアツプ型を電気的に切断し、分解し、本
体1を自由にした。電気泳動的に形成された炭化
珪素球状体を型本体1の開口部5を介して押すと
型本体は球の寸法にならつて容易に伸延した。溝
5,6で形成されたスプルーを除去した。「湿潤」
蒿密度を計算すると6%未満の液体含有量で2.93
g/c.c.であつた。鋳込み成形体はSiCの理論密度
の87%をなす2.79g/c.c.の乾燥蒿密度を示した。
これは類似の組成の慣用的鋳込み成形についての
Fredricksonの特許におけるよりもかない高い密
度である。球状体の表面はスプルーを除いて非常
に平滑で、電極/泥漿相互作用が起きた場合に可
能であるよりも平滑であつた。毛細管作用型での
この品物の鋳込み成形時間は前述の微細組織的問
題を伴つて20〜25分間であろう。
体1を自由にした。電気泳動的に形成された炭化
珪素球状体を型本体1の開口部5を介して押すと
型本体は球の寸法にならつて容易に伸延した。溝
5,6で形成されたスプルーを除去した。「湿潤」
蒿密度を計算すると6%未満の液体含有量で2.93
g/c.c.であつた。鋳込み成形体はSiCの理論密度
の87%をなす2.79g/c.c.の乾燥蒿密度を示した。
これは類似の組成の慣用的鋳込み成形についての
Fredricksonの特許におけるよりもかない高い密
度である。球状体の表面はスプルーを除いて非常
に平滑で、電極/泥漿相互作用が起きた場合に可
能であるよりも平滑であつた。毛細管作用型での
この品物の鋳込み成形時間は前述の微細組織的問
題を伴つて20〜25分間であろう。
品物は80℃で夜越し乾燥した後、アルゴン雰囲
気の誘導炉で15分間2000℃にて焼成した。焼成し
たボールは炭化珪素の再結晶体であり、直径
10.87〜10.97mm、密度2.75g/cm3(理論密度の86
%)であつた。生球状成形体からスプルーを除去
した点を除いて表面は平滑であり、本質的に気孔
がなかつた。これらのボールを切断して分析した
ところボールの肉部には密度勾配はなく、最大気
孔寸法約50ミクロンであつた。得られた密度の均
一性は従来技術におけるものよりも良好であつ
た。
気の誘導炉で15分間2000℃にて焼成した。焼成し
たボールは炭化珪素の再結晶体であり、直径
10.87〜10.97mm、密度2.75g/cm3(理論密度の86
%)であつた。生球状成形体からスプルーを除去
した点を除いて表面は平滑であり、本質的に気孔
がなかつた。これらのボールを切断して分析した
ところボールの肉部には密度勾配はなく、最大気
孔寸法約50ミクロンであつた。得られた密度の均
一性は従来技術におけるものよりも良好であつ
た。
例 2
第3図の断面図に示したセツトアツプ型を用い
て炭化珪素のシール素材を製造した。公知の方法
及び例1に述べた硬化可能シリコーンゴムを用い
てセツトアツプ型の本体14を成形するために、
Oリングシール溝を含むシール体素材用パターン
を使用した。それからセツトアツプ型の本体14
を、電極端子19を含んだ黄銅製円板状電極18
に接着して取り付けた。非導電性の軸17を電極
18の中央に置き、固定した。次いで第二の電極
20を第3図のように置いた。電気泳動的に鋳込
み成形されるべきシール体素材の形状は電極18
の表面21、表面15,16,22、及び、表面
15,16間に置かれた峰部で、規定された。
て炭化珪素のシール素材を製造した。公知の方法
及び例1に述べた硬化可能シリコーンゴムを用い
てセツトアツプ型の本体14を成形するために、
Oリングシール溝を含むシール体素材用パターン
を使用した。それからセツトアツプ型の本体14
を、電極端子19を含んだ黄銅製円板状電極18
に接着して取り付けた。非導電性の軸17を電極
18の中央に置き、固定した。次いで第二の電極
20を第3図のように置いた。電気泳動的に鋳込
み成形されるべきシール体素材の形状は電極18
の表面21、表面15,16,22、及び、表面
15,16間に置かれた峰部で、規定された。
二つの電極18,20に、電極18を陽極即ち
沈着側電極とし、電極20を陰極として、例1と
同じ仕方で電気的に接続した。
沈着側電極とし、電極20を陰極として、例1と
同じ仕方で電気的に接続した。
炭化珪素泥漿を例1に記載のようにして調製し
た。セツトアツプ型のシリコーンゴム本体14の
内側表面に、空気の連行を最小限にするためにモ
ノオレイン酸グリセロールの薄膜を形成してシリ
コーンゴム表面の湿潤性を増大させた。セツトア
ツプ型全体を振動テーブル上に置き、泥漿を上方
電極20と接触をなす点まで満たした。この充満
はセツトアツプ型を振動させながら行なつた。
た。セツトアツプ型のシリコーンゴム本体14の
内側表面に、空気の連行を最小限にするためにモ
ノオレイン酸グリセロールの薄膜を形成してシリ
コーンゴム表面の湿潤性を増大させた。セツトア
ツプ型全体を振動テーブル上に置き、泥漿を上方
電極20と接触をなす点まで満たした。この充満
はセツトアツプ型を振動させながら行なつた。
20ボルトDCの初期電圧を印加したところ80ミ
リアンペアの電流が流れた。この電圧を約1分間
維持した。それから電流を80ミリアンペア又はそ
れ以下位に維持するように電圧を徐々に約150ボ
ルトまで上げた。10分後アンペア値が約10ミリア
ンペアに落ち、ほぼ全部の固体が泥漿から電極へ
沈着してしまつたことを指示した。
リアンペアの電流が流れた。この電圧を約1分間
維持した。それから電流を80ミリアンペア又はそ
れ以下位に維持するように電圧を徐々に約150ボ
ルトまで上げた。10分後アンペア値が約10ミリア
ンペアに落ち、ほぼ全部の固体が泥漿から電極へ
沈着してしまつたことを指示した。
電極20を取り外し、電極18を切断した。使
用済みの泥漿液体を流し去つた。シール体素材の
形状が生の状態で比較的こわれやすいものなの
で、この時点で損傷なしで常に脱型が可能ではな
かつた。従つて、セツトアツプ型を15分間−120
〓の温度にさらし、生成形体に残つている少量の
水を凍結させ、成形体を硬質にならしめた。陽極
18及び軸17はセツトアツプ型から容易に除去
された。生成形体を凍結したので、セツトアツプ
型のシリコーンゴム本体14は成形体を損傷なく
取り出すのに十分に曲げることが可能であつた。
生成形体を例1に記載のように、70℃で夜越しに
乾燥し、焼成した。
用済みの泥漿液体を流し去つた。シール体素材の
形状が生の状態で比較的こわれやすいものなの
で、この時点で損傷なしで常に脱型が可能ではな
かつた。従つて、セツトアツプ型を15分間−120
〓の温度にさらし、生成形体に残つている少量の
水を凍結させ、成形体を硬質にならしめた。陽極
18及び軸17はセツトアツプ型から容易に除去
された。生成形体を凍結したので、セツトアツプ
型のシリコーンゴム本体14は成形体を損傷なく
取り出すのに十分に曲げることが可能であつた。
生成形体を例1に記載のように、70℃で夜越しに
乾燥し、焼成した。
鋳込み成形及び脱型時間は石膏鋳込み成形(毛
細管作用)技術でこの形状を形成するのに必要な
時間の1/3より少なかつた。鋳込み成形は全部ス
ムーズであり、オリジナルのパターンからの複製
マークは完全に形成された。凍結成形体の蒿密度
は4.8〜6.3%の液体を保有して2.83〜2.87g/c.c.
であつた。5個の連続の成形体の乾燥蒿密度は
2.70g/c.c.より大きかつた。これはFredriksson
が特許請求の範囲に記載している密度を越える。
鋳込み成形体は硬質で鋳込み成形処理が終了後直
ちに脱型された。これは従来技術に依つて行なわ
れる場合には不可能であろう。さらに実験は破壊
による約10%の損失があるとが示され、従つて凍
結を行なつた。Oリング溝なしの類似物品は凍結
なしで直ちに脱型できる。
細管作用)技術でこの形状を形成するのに必要な
時間の1/3より少なかつた。鋳込み成形は全部ス
ムーズであり、オリジナルのパターンからの複製
マークは完全に形成された。凍結成形体の蒿密度
は4.8〜6.3%の液体を保有して2.83〜2.87g/c.c.
であつた。5個の連続の成形体の乾燥蒿密度は
2.70g/c.c.より大きかつた。これはFredriksson
が特許請求の範囲に記載している密度を越える。
鋳込み成形体は硬質で鋳込み成形処理が終了後直
ちに脱型された。これは従来技術に依つて行なわ
れる場合には不可能であろう。さらに実験は破壊
による約10%の損失があるとが示され、従つて凍
結を行なつた。Oリング溝なしの類似物品は凍結
なしで直ちに脱型できる。
例 3
第4図及び第5図は、陰極が可動性でありかつ
陽極即ち沈着側電極がセツトアツプ型の本体23
の底部に置かれた形状のような狭いストリツプを
有する。耐火トラフの電気泳動鋳込み成形用セツ
トアツプ型のそれぞれ断面図及び立面図である。
陽極即ち沈着側電極がセツトアツプ型の本体23
の底部に置かれた形状のような狭いストリツプを
有する。耐火トラフの電気泳動鋳込み成形用セツ
トアツプ型のそれぞれ断面図及び立面図である。
セツトアツプ型の本体23はゼネラルエレクト
リツク社のRTV664を用いて公知の方法で作成し
た。メスを用いて23の底に溝を彫つてそこに黄
銅製電極25を置いた。セツトアツプ型のシリコ
ーンゴム本体23の壁の一つを通して端子31を
電極25に固定した。成形体の凹部を規定する表
面は、本体に設けられた凹所の位置に保持された
フエノールアルデヒド樹脂硬化体からなる半球断
面棒状体24であつた。陰極28は、本質的に、
二本の下方延長突出部30と上側の端子29とを
有する矩形片であつた。
リツク社のRTV664を用いて公知の方法で作成し
た。メスを用いて23の底に溝を彫つてそこに黄
銅製電極25を置いた。セツトアツプ型のシリコ
ーンゴム本体23の壁の一つを通して端子31を
電極25に固定した。成形体の凹部を規定する表
面は、本体に設けられた凹所の位置に保持された
フエノールアルデヒド樹脂硬化体からなる半球断
面棒状体24であつた。陰極28は、本質的に、
二本の下方延長突出部30と上側の端子29とを
有する矩形片であつた。
鋳込み成形泥漿を例1で採用したようにして調
製し、セツトアツプ型の空隙27に流し込んだ。
二つの電極25,28に、25を陽極、28を陰
極として例1に記載のように電気的接続を行なつ
た。陰極28はセツトアツプ型の一端に位置せし
め、150ボルトのDC電位差を印加し、陰極28の
位置を一定にして7分間その電圧を維持した。そ
れから陰極28は、型の空隙27の全長を約20分
間で縦断する約7mm/分の速さで24の頂部に沿つ
て漸進的に動かした。陰極28のこの様な動きは
ホツトスポツトの形成なしかつ陽極25における
著しい量のガス発生なしにおける鋳込み成形体の
ほぼ全形成をもたらした。セツトアツプ型を電気
的に切断し、分解し、成形体を脱型した。生形体
を前述のように乾燥及び焼成した。
製し、セツトアツプ型の空隙27に流し込んだ。
二つの電極25,28に、25を陽極、28を陰
極として例1に記載のように電気的接続を行なつ
た。陰極28はセツトアツプ型の一端に位置せし
め、150ボルトのDC電位差を印加し、陰極28の
位置を一定にして7分間その電圧を維持した。そ
れから陰極28は、型の空隙27の全長を約20分
間で縦断する約7mm/分の速さで24の頂部に沿つ
て漸進的に動かした。陰極28のこの様な動きは
ホツトスポツトの形成なしかつ陽極25における
著しい量のガス発生なしにおける鋳込み成形体の
ほぼ全形成をもたらした。セツトアツプ型を電気
的に切断し、分解し、成形体を脱型した。生形体
を前述のように乾燥及び焼成した。
例 4
第6図に示したようなセツトアツプ型を用いて
肉厚の耐火チユーブを電気泳動的に鋳込み成形し
た。このセツトアツプ型は動く電極方法を利用し
たが、例3の動く電極とちがい、この場合の動く
電極は単一電極ではなく対即ち陽極と陰極とであ
り、そしてこの対は例3における単一電極のよう
に物理的に動くのではなく電気的に動いた。
肉厚の耐火チユーブを電気泳動的に鋳込み成形し
た。このセツトアツプ型は動く電極方法を利用し
たが、例3の動く電極とちがい、この場合の動く
電極は単一電極ではなく対即ち陽極と陰極とであ
り、そしてこの対は例3における単一電極のよう
に物理的に動くのではなく電気的に動いた。
第6図のセツトアツプ型の本体32は一連の隔
置した1.3cm厚の銅製リング35〜42(各リン
グはリード線43を含む)の周りにRTV664シリ
コーンゴムをキヤステイングすることによつて作
成した。これは慣用の仕方で行なつた。得られる
電気泳動鋳込み成形用型は4インチの外径、3イ
ンチの内径、及び軸33をぴつたり取り付けるべ
き凹所34を有した。型の本体32を長手方向に
二つの部分に割つた外径インチの厚紙チユーブに
ワツクスを塗布して軸33として使用した。二片
からなる型の本体32を一緒に固定し、軸33を
凹所34に挿入した。環状電極35〜42をリー
ド線を通して電気的に接続し、単一対の電極が陽
極及び陰極となることができ、従つて随意にその
対を第二の対と交換でき、そのようにして電極3
5〜42のすべてを通るようにした。
置した1.3cm厚の銅製リング35〜42(各リン
グはリード線43を含む)の周りにRTV664シリ
コーンゴムをキヤステイングすることによつて作
成した。これは慣用の仕方で行なつた。得られる
電気泳動鋳込み成形用型は4インチの外径、3イ
ンチの内径、及び軸33をぴつたり取り付けるべ
き凹所34を有した。型の本体32を長手方向に
二つの部分に割つた外径インチの厚紙チユーブに
ワツクスを塗布して軸33として使用した。二片
からなる型の本体32を一緒に固定し、軸33を
凹所34に挿入した。環状電極35〜42をリー
ド線を通して電気的に接続し、単一対の電極が陽
極及び陰極となることができ、従つて随意にその
対を第二の対と交換でき、そのようにして電極3
5〜42のすべてを通るようにした。
炭化珪素泥漿を先行例におけるようにして調製
し、空隙44に流し込んだ。150ボルトのDC電位
差を電極40,42間に印加し、電極42を正極
即ち沈着側電極とした。同時に電極42,41間
の電位差をモニターした。沈着している炭化珪素
の位置が電極41の高さに達すると、41と42
間の電圧が1ボルトより下に落ちる。この時点で
活性電極対を42と40から41と39とに変
え、41と40間の電位差をモニターした。電位
差が1ボルトより下に落ちると活性電極を次の対
へ動かし、そのようにしてすべての電極対が使用
されるまで続け、完全な生炭化珪素チユーブを鋳
込み成形した。セツトアツプ型を電気的に切断
し、使用済の泥漿を捨て、セツトアツプ型を分離
し、生成形体を脱型した。この時点でワツクス塗
布厚紙軸33はまだ所定の位置にあつた。3/4イ
ンチの壁の全鋳込み成形時間は長さ1インチ当り
15分以下であつた。この鋳込み成形速度は毛細管
作用鋳込み成形のそれよりもずつと速い。成形体
は2.65g/c.c.(理論密度の82%)の均一な密度を
有した。
し、空隙44に流し込んだ。150ボルトのDC電位
差を電極40,42間に印加し、電極42を正極
即ち沈着側電極とした。同時に電極42,41間
の電位差をモニターした。沈着している炭化珪素
の位置が電極41の高さに達すると、41と42
間の電圧が1ボルトより下に落ちる。この時点で
活性電極対を42と40から41と39とに変
え、41と40間の電位差をモニターした。電位
差が1ボルトより下に落ちると活性電極を次の対
へ動かし、そのようにしてすべての電極対が使用
されるまで続け、完全な生炭化珪素チユーブを鋳
込み成形した。セツトアツプ型を電気的に切断
し、使用済の泥漿を捨て、セツトアツプ型を分離
し、生成形体を脱型した。この時点でワツクス塗
布厚紙軸33はまだ所定の位置にあつた。3/4イ
ンチの壁の全鋳込み成形時間は長さ1インチ当り
15分以下であつた。この鋳込み成形速度は毛細管
作用鋳込み成形のそれよりもずつと速い。成形体
は2.65g/c.c.(理論密度の82%)の均一な密度を
有した。
生成形体は先行例におけるそれと同じ仕方で乾
燥及び焼成した。焼成中、厚紙軸33は熱分解
し、密度2.60g/c.c.の完全な焼成炭化珪素テユー
ブが残つた。
燥及び焼成した。焼成中、厚紙軸33は熱分解
し、密度2.60g/c.c.の完全な焼成炭化珪素テユー
ブが残つた。
例 5
脱イオン水49.5wt%、Na2SiO3溶液0.5wt%、
及び、平均粒径5ミクロン未満に研摩材ジエツト
ミリングした、イオン1%未満を含む珪素金属粉
末50wt%とからなる鋳込み成形泥漿を調製した。
例2のセツトアツプ型を使用して環状シールを鋳
込み成形した。30ボルトのDC電位差を15分間に
わたつて印加した。セツトアツプ型を例2で述べ
たように壊し、品物を取り出し、50℃で夜越し乾
燥した。成形体の蒿密度は1.4g/c.c.(珪素の理
論密度2.33g/c.c.の60%)であつた。この品物を
標準的な窒化処理でSi3N4に変化させ、実際の蒿
2.3g/c.c.を得た。試験棒状体をダイヤモンドソ
ーで切断し、破壊係数(室温三点支持)を測定し
たところ平均29000psiを有していた。
及び、平均粒径5ミクロン未満に研摩材ジエツト
ミリングした、イオン1%未満を含む珪素金属粉
末50wt%とからなる鋳込み成形泥漿を調製した。
例2のセツトアツプ型を使用して環状シールを鋳
込み成形した。30ボルトのDC電位差を15分間に
わたつて印加した。セツトアツプ型を例2で述べ
たように壊し、品物を取り出し、50℃で夜越し乾
燥した。成形体の蒿密度は1.4g/c.c.(珪素の理
論密度2.33g/c.c.の60%)であつた。この品物を
標準的な窒化処理でSi3N4に変化させ、実際の蒿
2.3g/c.c.を得た。試験棒状体をダイヤモンドソ
ーで切断し、破壊係数(室温三点支持)を測定し
たところ平均29000psiを有していた。
例 6
炭化珪素鋳込み成形体を基本的に前述したよう
にして、但し、実質的に整流したAC電圧、即ち
普通「クリツプされたAC電圧」と呼ばれる電圧、
及び直線的DC電圧を用いて、作成した。クリツ
プの程度が増加すると共に鋳込み成形体の品質が
増加し、陽極の損傷は減少した。即ち、電圧波形
がDC電圧の特性に近づく程、電気泳動処理はよ
り有効かつ効果的になつた。
にして、但し、実質的に整流したAC電圧、即ち
普通「クリツプされたAC電圧」と呼ばれる電圧、
及び直線的DC電圧を用いて、作成した。クリツ
プの程度が増加すると共に鋳込み成形体の品質が
増加し、陽極の損傷は減少した。即ち、電圧波形
がDC電圧の特性に近づく程、電気泳動処理はよ
り有効かつ効果的になつた。
以上は本発明の主要な態様及び最良の実施形態
である。しかしながら、本発明の範囲内にあるそ
の他の態様を当業者は導くことができる。
である。しかしながら、本発明の範囲内にあるそ
の他の態様を当業者は導くことができる。
第1図は球状固体の形成用電気泳動鋳込み成形
セツトアツプ型の断面図、第2図は第1図のセツ
トアツプ型の立面図、第3図は環状シール体を鋳
込み成形するセツトアツプ型の透視図、第4図は
U字形溝部材を製造する電気泳動鋳込み成形セツ
トアツプ型の断面図、第5図は第4図のセツトア
ツプ型の立面図、第6図はチユーブ形成用の複数
電極対を含むセツトアツプ型の断面図である。 1:型本体、2:球状空隙、7,11:電極、
14:型本体、17:軸体、18,20:電極、
23:型本体、25,28:電極、32:型本
体、33〜42:電極。
セツトアツプ型の断面図、第2図は第1図のセツ
トアツプ型の立面図、第3図は環状シール体を鋳
込み成形するセツトアツプ型の透視図、第4図は
U字形溝部材を製造する電気泳動鋳込み成形セツ
トアツプ型の断面図、第5図は第4図のセツトア
ツプ型の立面図、第6図はチユーブ形成用の複数
電極対を含むセツトアツプ型の断面図である。 1:型本体、2:球状空隙、7,11:電極、
14:型本体、17:軸体、18,20:電極、
23:型本体、25,28:電極、32:型本
体、33〜42:電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (イ) 鋳込み泥漿が0.5〜100000センチポイズ
の粘度を有するような割合において液体ビーヒ
クルと無機粉末とを混合することによつて鋳込
み泥漿を調製し、 (ロ) 沈着側電極及び非沈着側電極を含み、かつ該
沈着側電極がセツトアツプ型の形状規定部の全
表面より少ない領域を覆う、電気泳動セツトア
ツプ型に前記鋳込み泥漿を流し込み、 (ハ) 前記電極間に電圧を印加して前記鋳込み泥漿
中の無機粒子の沈着側電極へ向う泳動を起こさ
せ、 (ニ) 所望な程度の粒子沈着が起きるまで電圧を維
持し、 (ホ) 前記電圧を切断し、 (ヘ) 過剰泥漿液体を除去し、 (ト) セツトアツプ型から生鋳込み成形体を取り出
し、そして (チ) 該生鋳込み成形体を焼成する、 工程を含む電気泳動鋳込み成形方法。 2 前記鋳込み泥漿が解膠剤を含む、特許請求の
範囲第1項記載の方法。 3 前記解膠剤が、珪酸ナトリウム、ジオクチル
スルホ琥珀酸ナトリウム、ナトリウムポリアクリ
ラート、アンモニウムポリアクリラート、エチル
アミン、メチルアミン、トリエタノールアミン、
タモール、ダーバン、及びこれらの混合物から成
る群から選択される、特許請求の範囲第2項記載
の方法。 4 前記電圧印加を、前記沈着側電極の電気化学
的腐食及び前記液体ビーヒクルの分解を回避する
には十分に低いが前記無機粉末の薄い層の沈着を
起こすには十分に高い初期電圧を印加し、続い
て、前記無機粉末の迅速な沈着速度を実現するた
めに電圧をより高い値に上げ、それから相対的に
一定の速度を維持するために電圧を徐々に上げ
て、遂行する、特許請求の範囲第1項記載の方
法。 5 前記初期電圧が0.05〜20ボルトであり、前記
より高い電圧が5〜1000ボルトである、特許請求
の範囲第4項記載の方法。 6 前記鋳込み泥漿が50〜4000センチポイズの粘
度を有する、特許請求の範囲第1項記載の方法。 7 前記微細無機粉末が多相粒子径分布を有し、
かつ前記鋳込み泥漿が液体10〜55重量%と無機粉
末45〜90重量%とで作成される、特許請求の範囲
第1項記載の方法。 8 前記微細無機粉末が、平均粒子径0.1〜8ミ
クロンの粒子40〜90%と平均粒子径45〜150ミク
ロンの粒子10〜60%とで構成された二相粒子径分
布を有する、特許請求の範囲第7項記載の方法。 9 前記電圧が、一定電流を維持することによつ
て可変にされている、特許請求の範囲第1項記載
の方法。 10 前記一定電流が沈着側電極面積の平方イン
チ当り0〜1.5アンペアである、特許請求の範囲
第9項記載の方法。 11 前記一定電流が沈着側電極面積の平方イン
チ当り0〜0.4アンペアである、特許請求の範囲
第10項記載の方法。 12 前記電極が、鋼、亜鉛めつき鋼、鉄、クロ
ム、モネルメタル、タンタル、チタン、銅、ニツ
ケル、青銅、黄銅、銀、金、プラチナ、炭化珪
素、及び導電性有機ポリマーから成る群から選択
された材料で構成される、特許請求の範囲第1項
記載の方法。 13 前記沈着側電極が液体水銀である、特許請
求の範囲第1項記載の方法。 14 前記電極が珪素含浸炭化珪素である、特許
請求の範囲第1項記載の方法。 15 前記セツトアツプ型の少なくとも一部が変
形可能であるのでそれから前記生鋳込み成形体を
取り出すことを許容する、特許請求の範囲第1項
記載の方法。 16 前記セツトアツプ型の少なくとも一部が分
解可能であるのでそれから前記生鋳込み成形体を
取り出すことを許容する、特許請求の範囲第1項
記載の方法。 17 前記セツトアツプ型の少なくとも一部が溶
解可能であるのでそれから前記生鋳込み成形体を
取り出すことを許容する、特許請求の範囲第1項
記載の方法。 18 少なくとも一方の電極が他方の電極に関し
て動かされる、特許請求の範囲第1項記載の方
法。 19 両方の電極が、形成中の鋳込み成形体に関
して動かされる、特許請求の範囲第1項記載の方
法。 20 前記液体ビーヒクルが水である、特許請求
の範囲第1項記載の方法。 21 前記液体ビーヒクルが有機液体である、特
許請求の範囲第1項記載の方法。 22 前記生鋳込み成形体が前記セツトアツプ型
からの取り出しの前に凍結される、特許請求の範
囲第1項記載の方法。 23 前記電気泳動鋳込み成形セツトアツプ型
が、前記鋳込み泥漿と接触する、モノオレイン酸
グリセロールで被覆された表面を有する、特許請
求の範囲第1項記載の方法。 24 前記印加電圧が直流電圧である、特許請求
の範囲第1項記載の方法。 25 前記印加電圧が実質的に整流された交流電
圧である、特許請求の範囲第1項記載の方法。 26 (イ) 鋳込み泥漿が0.5〜100000センチポイ
ズの粘度を有するような割合で液体ビーヒクル
と無機粉末とを混合することによつて鋳込み泥
漿を調製し、 (ロ) 電極が鋳込み成形される生製品の形状に倣つ
た外形を有しかつ、該電極はすべての対を成す
電極が鋳込み成形される形状の全表面積の小部
分のみを成すような寸法である、複数の電極を
含む電気泳動セツトアツプ型に、前記鋳込み泥
漿を流し込み、 (ハ) 前記複数電極の第一の対の間に電圧を印加し
て前記第一電極対の陽極へ向う前記無機粒子の
泳動を起こさせ、かつ、前記電極の第一対間の
電圧を維持しながら、該第一対の一方と隣の電
極との間の電圧をモニターし、 (ニ) 前記第一電極対の一方と隣の電極との間の電
圧が1ボルトより低く落ちたとき前記第一電極
対間の電圧を切断し、そして該第一電極対の隣
の第二電極対間に電圧を再印加し、 (ホ) 前記第二電極対間に電圧を印加し、そして前
記第一電極対に採用した処理工程を繰り返し、 (ヘ) 前記第一及び第二電極対に採用した工程を隣
合つて後続する電極対に、所望の生鋳込み成形
体が完全に形成されるまで、繰り返し、 (ト) 前記電圧を切断し、 (チ) 過剰泥漿を除去し、 (リ) 生鋳込み成形体をセツトアツプ型から取り出
し、そして (ヌ) 該生鋳込み成形体を焼成する、 工程を含む、薄肉のチユーブ又は板状物を形成す
るための、電気泳動鋳込み成形の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16330982A JPS5955706A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 電気泳動鋳込み成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16330982A JPS5955706A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 電気泳動鋳込み成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5955706A JPS5955706A (ja) | 1984-03-30 |
JPH0116641B2 true JPH0116641B2 (ja) | 1989-03-27 |
Family
ID=15771376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16330982A Granted JPS5955706A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 電気泳動鋳込み成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5955706A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3818016A4 (en) * | 2018-07-03 | 2022-03-16 | 3dbatteries Ltd. | DE FLOCKING AGENT AS A SLURRY AND EPD BATH STABILIZER AND USES THEREOF |
-
1982
- 1982-09-21 JP JP16330982A patent/JPS5955706A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5955706A (ja) | 1984-03-30 |
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