KR20030059111A - 바이컨티뉴어스 복합재료 - Google Patents
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Abstract
20 내지 800 미크론 범위이며 이론상의 밀도의 10 내지 30%의 밀도로 이루어진 세공을 가진 세라믹 포말이 예열된 주형내에 배치되며, 용융된 금속 또는 플라스틱이 유입되어 바이오컴포짓(biocomposite) 구조를 형성한다.
Description
본 발명은 바이컨티뉴어스 복합재료(bicontinuous composites)에 관한 것으로서, 특히 2 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디(body)에 관한 것이다. 본 발명의 일 관점에 있어서, 하나의 네트워크는 세라믹 포말(ceramic foam)이고, 다른 고형 재료는 보편적으로 금속이나 플라스틱이다.
일 관점에 있어서의 본 발명에 따르면, 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은, 이론상의 밀도의 약 60% 보다 낮은 밀도를 가지며 대다수가 약 20 내지 약 2000 미크론(micron)의 범위인 세공(pore)을 갖는 상호연결된 뼈대를 포함하는 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 주형(mold)내에 배치하는 단계, 용융된 금속 또는 고분자 재료(polymeric material)를 상기 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크의 세공으로 유입하는 단계, 및 그 안에서 상기 금속 또는 고분자 재료를 고형화시키는 단계를 포함한다.
상기 방법은 두 개의 네트워크가 긴밀히 접촉하도록 금속을 낮은 냉각 속도로 세공내에서 고형화시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 용융된 금속 또는 고분자 재료는 세라믹 뼈대가 완전히 채워질 때까지 상기 미리형성된 세공으로 유입되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 용융된 금속 또는 고분자 재료가 진공 및/또는 압력에 의해 상기 미리형성된 세공 세라믹으로 유입되며, 또는 무가압함침투법 (pressureless metal infiltration technique)을 이용하여 주조가 수행될 수도 있다. 상기 방법은 가압 주조법(squeeze casting)에 의해 수행될 수도 있다.
바람직한 단계에서, 주형은 예열된다.
미리형성된 다공성 세라믹상(ceramic phase)은 제어되는 레티큘레이션 (reticulation) 각도를 갖는 것이 바람직하다. 레티큘레이션은, 금속 침투시에 발생하는 압력 변화도를 줄이기 위해 그리고 냉각시 시차 열 수축(differential thermal contraction)과 관련된 결함 레벨을 최소화하기 위해 높아야 한다. 이러한 결함으로는 축소 및 계면(界面) 탈결합(debonding)이 있다.
상기 방법은 고형화된 금속이나 플라스틱의 모두 또는 일부를 제거하는 후속 단계를 포함할 수도 있다.
고분자 재료 또는 수지(resin)의 고형화는 발열 반응을 수반할 수 있다. 그 후의 냉각은 결합의 결함 가능성을 줄이도록 제어된다. 모노머(monomer)가 본래의 장소에서(in situ) 중합될 수 있다. 고분자 재료의 특성을 변형하여 복합재료의 특성을 최적화하기 위해 가교제(cross linking agent)가 사용될 수도 있다.
또 다른 관점에 있어서, 본 발명은, 대부분이 약 20 내지 약 2000 미크론의 범위인 세공을 가지며, 이론상의 밀도의 약 60% 보다 낮은 밀도의 미리 형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디를 제공하는데, 상기 세공은 고형화된 금속또는 플라스틱으로 채워진다.
포말 세라믹은 이론상의 밀도의 약 60%, 바람직하게는 30% 보다 낮은 밀도로 사실상 전체적으로 상호연결된 다공도를 갖는다. 상기 밀도는 약 10% 내지 약 30%의 범위를 가질 수 있다. 보편적인 평균 세공 크기는 60-1400 미크론의 범위이며, 바람직하게는 60-650 미크론의 범위이다.
포말 세라믹의 밀도는 사실상 전체적으로 상호연결된 다공성을 갖게 하기 위해 30% 미만인 것이 바람직하다. 강도 또는 투과성을 이유로 고밀도의 재료가 필요한 상황에서는 밀도가 높을수록 유용할 수 있다.
이러한 고밀도 재료, 즉 이론상의 밀도의 30% 보다 높은 밀도이지만 교반(agitation)을 토대로한 발포 기술의 경우에는 최대 60%로 제한되는 상기 고밀도 재료는, 다공성 물품(article)의 다공도 변화도를 생성하기 위해 미가공(green) 또는 가열(fired) 상태에서 더 낮은 밀도의 재료에 이용될 수 있다. 이들 층의 두께는 응용분야에 적합하게 변경될 수 있다.
최대로 조밀한 고밀도 층은 겔 주조(gel casting), 응집 주조(coagulation casting)와 같은 처리 기술을 이용하여 미가공 상태의 포말 세라믹에 이용될 수 있다. 형성된 물품은 사용전에 가열될 필요가 있을 것이다.
두 개의 상(phase)의 비율은, 형성된 보디의 부피 중 중요한 성분을 포말 세라믹이 형성하도록 또는 금속 상이 형성하도록 용이하게 조절될 수 있다.
전체적으로 상호연결된 세공 구조에 의해 포말 세라믹의 세공을 깊이 침투할 수 있다. 침투하는 재료는 개별적인 연속 매트릭스(matrix)를 형성할 수도 있고,또는 간단히 내부 벽에 침착될 수도 있다.
세라믹 포말은 산화물 또는 비산화물과 같은 입자로 이루어질 수도 있다. 이들 재료는, 본래 수분에 대해 안정성을 띠거나, 처리 상태에 대해 안정된 표면 코팅을 갖는다. 현재까지 사용되어 온 재료로는 알루미나, 지르콘, 스피넬, 탄화규소, 산화 주석, NZP, 수산화인회석, 지르코니아, 남정석, 근청석 등이 포함된다.
본 발명에 있어서 뼈대는 우리의 선행특허에 따른 방법에 의해 형성되는 것이 매우 바람직하다.
특히, 우리의 특허 EP0598783B(Agent ref:P00914PCT(EP))에는, 다음과 같이 기재 및 청구되어 있다:
"내화 입자로 구성된 다공성 내화 물품을 제조하는 방법으로서:
a) 입자를 포함하는 분산물(dispersion)을 액체 운반체(liquid carrier)에 형성하는 단계;
b) 상기 분산물에 가스를 주입하는 단계;
c) 거품으로부터 얻어진 세공을 가진 고형 물품을 제공하기 위해 상기 액체 운반체를 제거하는 단계;
d) 건조시키는 단계, 및
e) 가열하는 단계를 포함하는, 다공성 내화 물품을 제조하는 방법에 있어서,
상기 분산물은 중합 단량체 재료(polymerisable monomeric material)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 입자로 구성된 다공성 내화 물품을 제조하는 방법."
우리의 특허 출원 WO98/15505(Agent ref:P01885PCT)에는, 다음과 같이 기재및 청구되어 있다:
"(수산화인회석 등과 같은) 결합 입자로 구성된 다공성 물품을 제조하는 방법으로서:
a) 액체 운반체와, 상기 입자 및 중합 단량체 재료를 포함하는 분산물을 형성하는 단계;
b) 상기 분산물의 포말을 형성하는 단계;
c) 포말 구조를 중합하는 단계;
d) 액체 운반체를 제거하고, 거품으로부터 얻어진 세공을 갖는 고형 물품을 제공하기 위해 상기 구조를 건조시키는 단계; 및
e) 유기 결합체를 제거하여 세라믹 포말을 제공하기 위해 상기 물품을 가열하는 단계를 포함하는, 결합 입자로 구성된 다공성 물품을 제조하는 방법에 있어서,
작은 가스 거품이, 포말을 형성하기 위해 교반을 이용하여 상기 분산물에 유입되어, 단량체 재료의 중합전에 융합되도록 허용되는 것을 특징으로 하는 결합 입자로 구성된 다공성 물품을 제조하는 방법."
우리의 특허 출원 GB 0009731.1(our ref: P02810GB)에는, 낮은 압력에서의 압출을 이용하여 세라믹 포말을 형성하는 방법이 기재 및 청구되어 있다. 상기 방법에 의해 형성된 포말 세라믹은 본 발명에서 유용하다.
상기와 같은 선행 출원에 대한 모든 개시는 단지 여기서 참조로서 포함되는 것이다.
세라믹 세공의 벽의 표면 특성은 고분자 재료의 침투를 증진시키고 및/또는 세라믹과 고분자 재료 또는 수지의 결합을 제어하도록 변형될 수 있다. 또한, 몇 가지 물질이 벽의 표면 특성을 변형할 수도 있다. 이것은 다음과 같이 수행될 수 있다:
i) 금속 유기 또는 무기염을 포함하는 용액이 표면에 스며들게 한다. 담지, 단순한 함침, 진공 함침, 함침/침착 등과 같은 다양한 함침 기술이 무기/금속-유기염의 필요한 표면 농도를 정하는데 사용될 수 있다. 촉진제, 즉 칼슘 인산 컨버세이션(conversation)을 증진시키기 위해 수소화 전구체의 경화를 촉진하는 재료 또는 처리가 존재할 수 있다. 다공성 수산화인회석 물품의 칼슘 이온의 표면 농도는, 칼슘 이온을 포함하는 용액으로 다공성 물품을 함침하고 건조하며 필요한 경우 높은 온도로 가열함으로써, 또는 다공성 물품의 원래 구조내에 칼슘염을 포함시킴으로써 증가될 수 있다. 이러한 변형에 의해 인산 에스테르와 같은 재료의 흡착이 증진될 수 있다. 이것은 미리형성된 운반체에 후처리로서 행해질 수도 있고, 또는 물품의 형태로 함께 결합될 입자에 수행될 수도 있다.
ii) 세라믹의 완전한 소결에 필요한 온도 미만의 온도까지 운반체를 가열한다. 이 값은 운반체를 만드는 재료의 본래 성질에 의존하게 된다.
iii) 운반체의 재료에 따라 선택되는, 질산, 인산, 부식제(caustic)와 같은 산 또는 알카리로 표면을 처리한다.
분해할 수 있는 중간 운반체를 사용하는 것이, 매우 융통성이 있으므로 침착물이 다음과 같은 상이한 방법으로 층을 이룰 수 있게 때문에 관심을 끌고 있다.예컨대:
·약물없는 수지 또는 고분자의 층과 약물을 포함하는 층을 교대로 한다
·상이한 수지 또는 고분자 층에 걸쳐 약물의 농도를 변경한다.
금속 상은 임의의 적합한 금속 또는 합금에 의해 제공될 수 있다. 그러한 예에는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철합금, 구리 합금, 마그네슘 합금 등이 포함된다. 금속 또는 합금은 침투를 허용하게 되는 용융 온도를 갖도록 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 금속 또는 합금은 세라믹이 제조되는 재료와 양립할 수 있어야 한다. 금속 상은 하나 또는 두 개의 층으로 이루어질 수 있다. 고분자 또는 수지는 생물분해성일 수도 있다.
고분자 또는 수지 상은 임의의 적합한 고분자 또는 수지에 의해 제공될 수 있다. 그러한 예에는, 폴리에틸렌, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리무수물(polyandydride) 등이 포함된다. 고분자 또는 수지의 점도는 미리형성된 세라믹의 침투가 손쉽게 이루어질 수 있도록 선택된다. 또한, 고분자 또는 수지는 세라믹이 제조되는 재료와 양립할 수 있어야 한다. 고분자 또는 수지 상은 하나 또는 두 개의 다중 층으로 이루어질 수 있다.
플라스틱 재료의 경우, 침투 깊이는 수지의 겔화 시간(gel-time)에 의존한다. 침투 깊이는 또한 채워질 보디의 외부의 실링(sealing)에 의존한다. 침투 깊이는 침투에 사용되는 수지의 점도에 의존한다. 점도는 부가물을 이용하여 필요한 경우 조절될 수 있다.
전체적으로 상호연결된 세공 구조는, 침투하는 재료가 개별적인 연속 매트릭스를 형성하도록 포말 세라믹의 세공의 침투를 허용한다. 전체적인 구조, 즉 포말 세라믹 및 세공내의 재료는 바이컨티뉴어스 매트릭스로 분류될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 예컨대 복합재료로서 사용될 때 포말 세라믹과 침투 재료의 특성의 조합이 가산될 수 있다. 선택적으로, 포말 세라믹은, 특정 응용에 적합하도록 적절한 시간에 가열하고, 여과하며, 세척함으로써 제거될 수 있는 침투 재료에 대한 일시적인 운반체로서 사용될 수 있다.
변형된 형태로서, 금속이 주조되고, 그 후 포말 세라믹에서 산 또는 부식제 처리나 여과에 의해 세라믹 뼈대가 제거된다. 본 발명의 미리형성된 다공성 세라믹 포말은 특히 이러한 점에서 유용하다. 터빈 블레이드(turbine blade)는 본 발명에 의해 제조될 수 있는 물품의 일예이다.
본 발명의 바람직한 관점에 있어서, 포말 세라믹은 용융된 금속 또는 금속 합금으로 침투되어 바이컨티뉴어스 금속 매트릭스 복합재료을 형성한다. 진공 및/또는 압력이 사용될 수 있다. 금속 또는 금속 합금과 세라믹의 선택은 특정 응용에 적합하도록 최적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 포말 알루미나를 포함하는 미리형성된 다공성 세라믹은 가압 주조법과 같은 기술 및 당업자들에게 공지된 그 밖의 기술을 이용하여 알루미늄 합금에 의해 침투되어, 바이컨티뉴어스 알루미늄 금속 매트릭스 복합재료를 제공할 수 있다. 바이컨티뉴어스 MMC는 내마모성 증가, 강성도 증가, 열 및 전기 전도성 개선, 그리고 우수한 손상 허용치와 같이 세라믹 강화상 (reinforcing phase)의 불규칙한 분포로 MMC에 다양한 이점을 제공한다. 상기물품은 약 2.8 내지 약 3 g/cm3라 할 수 있는 낮은 밀도를 갖는다.
본 발명의 보디는 상이한 응용에서 사용될 수 있다. 한 가지 특정 예는 디스크 브레이크(disc brake)로서 사용되는 것이다. 운송 응용에서의 디스크에 브레이크의 작업 환경에서는, 높은 강성도, 양호한 내마모성, 높은 열 전도성, 높은 손상 허용차 및 낮은 밀도를 갖는 재료를 필요로한다. 바이컨티뉴어스 Al-MMC의 물리적 특성과 기계적 특성의 조합은 상기의 조건을 매우 잘 충족한다.
현재 사용되는 주철 디스크와 비교하여 브레이크 디스크의 재료로서 바이컨티뉴어스 Al-MMC를 이용하는 부가적인 이점은 다음과 같다:
·찢어지는소리(squealing)를 낼 가능성이 훨씬 낮음
·열 분해할 가능성이 훨씬 낮음
·국소적인 보강 가능성.
다공성 세라믹은, 알루미나 또는 어쩌면 금속과 같은 조밀한 세라믹의 삽입물이 궁극적으로 로드 베어링(load bearing) 상황에서 임플란트(implant)로부터 요구되는 곳에 놓일 수 있도록 형성될 수 있다. 세라믹 또는 금속 삽입물은 하나 이상의 포말 세라믹 외부 표면에 노출될 수도 있고, 또는 포말 세라믹의 쉘(shell)내에 포함될 수도 있다. 상기 쉘의 두께는 보편적으로 1mm 내지 10mm 가 가능하지만, 이 범위로 제한되지는 않는다. 선택적으로, 포말 세라믹은 조밀한 세라믹 또는 금속내에 포함된 삽입물일 수도 있다.
상기 방법은, 크랭크축, 물 재킷, 흡기 매니폴드, 기화기 부, 컨버터블 하드톱, 지붕과 같은 자동차 산업; 프로펠러 블레이드와 같은 항공우주 부품; 자전거, 라켓, 보트용 스포츠 프레임; 벽돌, 깔도리, 천정 타일과 같은 건축 부품 등에서 유용한 물품을 형성하는데 사용될 수 있다.
이하의 목록은 상이한 산업 분야에서의 몇 가지 예를 제시하는 것이다.
건축 산업:
·방화문용 샌드위치 요소
·주택용 클래딩 패널
·유전 굴착 장치용 데킹(decking)
·방화 타일
자동차 및 운송 산업:
·보디 패널
·시트 쉘
·열 차단기
·오일 펌프용 펌프 하우징
·내측 패널 및 문
·항공기 트림 패널
·항공기용 탄소/탄소 브레이크로서의 흑연화
·자동차 드라이브 샤프트, 트랜스미션 하우징, 피스톤 실린더 링; 레일 브레이크 시스템; 터빈 블레이드 및 날개; 사이클 프레임.
기타:
·통신-위성 하우징
·운동 기구-골프 클럽 손잡이, 테니스 라켓 손잡이
·전기 기구-턴테이블
·탱크 라이닝
·군사용 부품
·방화용 에폭시 압력관의 오버와인딩(overwinding)
·바이오세라믹-대체 조인트
재료는 상기 대신 일반 화학물질, 석유 유도물질, 폭발물 등과 같이 매우 다양한 재료로부터 선택될 수 있다. 포말 세라믹 네트워크는 이들 재료를 단단한 매트릭스로 유지하여, 이들을 기계적인 응력등으로부터 보호한다. 또한, 침투 재료는 수지일 수도 있다. 예컨대, 포말 세라믹 매트릭스에는 세라믹 매트릭스와 긴밀히 접촉하여 수지, 고분자 또는 윤활유가 스며들 수 있다. 침투 재료와 세라믹의 선택은 경량 구조, 연마재 모양, 자동 윤활 세라믹 베어링 등 어떤 것이든 다양한 범위의 산업에서 최종 응용에 적합하도록 최적으로 이루어질 수 있다.
본 발명을 잘 이해할 수 있게 하기 위해, 이제 이하의 실시예를 참조로 한설명을 통해서 본 발명을 설명할 것이다.
실시예 Ⅰ
150g 알루미나 분말과, 1.25 중량 % 메틸렌 비스 아크릴아미드와 2g의 수분을 또한 포함하는 30 중량 % 아크릴산 암모늄 용액 42g을 포함하는 슬러리(slurry)가 혼합된다. 이것에 6g의 Versicol KA11이 추가되고, 또한 5분 동안 잘 혼합된다. 2g의 Dispex A40이 추가되며, 이것은 낮은 점도의 슬립을 형성하도록 더 혼합된다.
이것은 글러브 박스에 놓이며, Tergitol TMN10 계면 활성제 10 방울이 추가된다. 이것은 기계적인 거품발생을 이용하여, 필요한 밀도에 맞는 정해진 부피로 거품이 일어난다.
동일한 양의 33% 과황산암모늄 용액 w/w와 테트라메틸렌 디아민이 추가된다. 이들은 최종 세공 크기에 영향을 주게되는 필요한 겔화 시간에 따라 50과 30사이에서 변화한다. 겔화 시간이 길수록 세공의 크기가 더욱 커진다.
샘플들은 비커로부터 제거되어 48 시간동안 공기중에 건조상태로 놓여지며, 그 후 이들은 낮은 전력의 가정용 마이크로파에서 건조된다.
상기 샘플은 1550℃에서 2시간동안 가열된다.
10%, 20%, 및 25%의 이론상의 공칭 상대 밀도를 갖는 세 개의 샘플이 만들어진다.
실시예 Ⅱ
상이한 세공 크기를 가진 근청석 세라믹 포말의 두 샘플에 알루미늄 합금, 즉 LM6이 침투하는데, 이것의 조성이 표 1에 제시되어 있다. 침투하기 전에 포말의밀도가 측정되지 않으므로, 샘플을 1 및 2라 하는데, 1은 2보다 더욱 다공성인 구조이다. 각각은 약 20%의 이론적인 밀도를 갖는다. 주형의 길이 주변에 네 개의 히터를 가진 주형내에 세라믹 프리폼(ceramic preform)을 배치하여 침투가 수행됨으로써, 충전이 완료할 때까지 금속이 액체로 유지될 수 있다. 상기 샘플들이 제조될 당시에는, 제 4히터(충전 말단부에서 가장 멀리 떨어진 위치에 있는 히터)가 작동하지 않았다.
| Al | Si | Cu | Ni | Fe | Mg | Mn | Ti | Zn | Pb | Sn |
| Bal. | 13 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.05 |
상기 샘플은 먼저, 알루미늄이 포말을 통해 얼마나 멀리 침투될 수 있는지 및 그 충전 품질을 알아내기 위해 반으로 절단된다. 단면은 거시적 분석을 위해 1㎛의 다이아몬드로 연마 및 문질러지며, 약 1㎠의 정육면체가 절단되고, 전도성 베이클라이트(Bakelite)에 장착되며, 1200 그릿(grit)으로 연마되어, 광학적 주사 전자 현미경법(optical and scanning electron microscopy)을 사용하여 조사하기 위해 1㎛의 다이아몬드로 연마된다. 광학 현미경법은 매크로 및 명시야 기술 두 가지 모두를 이용하는 MEF3 현미경에서 수행되며, EDX를 이용한 Cambridge Instruments Stereonscan 360은 SEM에 의한 조사에 사용된다. 이들 분석 기술을 통해, 미세구조의 품질, 특히 금속에 의한 세라믹의 비습윤(non-wetting)의 부호, 금속과 세라믹 사이의 경계면의 품질 및 조사 이후의 다공도가 결정될 수 있다. 마지막으로, 작은정육면체가 샘플로부터 절단되어, 부피 및 무게 두 가지 모두를 측정함으로써, 침투된 포말의 밀도가 계산된다.
미세구조는 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. (500배 확대).
Al 포말이 세라믹 포말내에 충전되어 굳어진다는 것을 알게 될 것이다. 알루미늄이 포말을 완전히 둘러싸는데, 이것은 회색의 입상 구조로서 관찰된다. 알루미늄과 세라믹의 경계면에는 또한, 각기 다른 색상의 다수의 작은 입자가 존재한다. 이들은 SEM을 특징으로 하며, 실리콘, α(AlFeMnSi), 또는 β(AlFeSi) 상(표 2의 조성)으로 발견되지만, 또한 상기 외의 상이 상기 샘플에서 분석될 수 없는 매우 적은 양으로 존재할 수 있다. 알루미늄 합금이 구성상의 과냉각 공정에 의해 굳어지는 것이 바람직하다는 것을 고려한다면, 이들 금속간화합물 상이 충분한 양의 소수 요소가 에지 형성 침전물에 용융되어 집중된 알루미늄으로부터 거부될 때 형성되는 마지막 상이라는 것이 예상된다.
| 상 | Al | Si | Cu | Ni | Fe | Mg | Mn | Ti | 기타 |
| 실리콘 | 0.5 | 98 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||||
| (AlFeMnSi) | 59 | 9.8 | 1.5 | 1.75 | 20 | 6.9 | |||
| (AlFeSi) | 53 | 15 | 1.5 | 27 | 2.5 |
상대 밀도를 측정하기 위해 침투 영역으로부터의 작은 조각이 절단된다. 작은 정육면체가 마이크로미터에 의해 부피가 측정되고, 그 크기에 대한 무게가 측정된다. 다음으로, 다음과 같은 계산이 이루어진다;
재료 1에 대해;
재료 2에 대해;
상기 결과는 두 샘플의 밀도에 있어 약간을 차이를 보인다. LM6의 밀도는 대략 2.65g/cm3이고, 근청석은 2.5g/cm3이다.
Claims (15)
- 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법으로서,이론상의 밀도의 약 60% 보다 낮은 밀도를 가지며 대다수가 약 20 내지 약 2000 미크론의 범위인 세공을 갖는 상호연결된 뼈대를 포함하는 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 주형내에 배치하는 단계,용융된 금속 또는 고분자 재료를 상기 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크의 세공으로 유입하는 단계, 및그 안에서 상기 금속 또는 고분자 재료를 고형화시키는 단계를 포함하는, 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 두 개의 네트워크가 긴밀하게 접촉하도록 금속 또는 고분자 재료를 낮은 냉각 속도로 세공내에서 고형화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 용융된 금속 또는 고분자 재료는 진공 및/또는 압력에 의해 상기 미리형성된 다공성 세라믹으로 유입되는 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 상기 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 주형이 예열되는 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 상기 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 미리형성된 다공성 세라믹 보디는, 용융된 금속 또는 고분자 재료를 세공에 유입하는 동안 발생되는 압력 변화도를 줄이고, 냉각시 시차 열 수축과 관련된 결함 레벨을 최소화하기 위해 충분히 높은 레티큘레이션을 갖는 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 침투는 무가압 과정인 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 상기 항 중 어느 한 항에 있어서,가압 주조법을 이용한 방법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 상기 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 미리형성된 다공성 세라믹 보디는 이론상의 밀도의 10 내지 30%의 밀도를 가지며, 60 내지 1400 미크론, 바람직하게는 60 내지 650 미크론의 보편적인 평균 세공 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 상기 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고형화된 금속 또는 고분자 재료의 일부 또는 모두를 제거하는 후속 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 상호연결된 삼차원 네트워크를 포함하는 보디를 형성하는 방법.
- 대다수가 약 20 내지 2000 미크론의 범위인 세공을 가지며 이론상의 밀도의 약 60%의 밀도보다 낮은 밀도를 가진 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디로서,상기 세공은 고형화된 금속 또는 경화된 플라스틱으로 채워지는, 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디.
- 제 10 항에 있어서,상기 밀도의 범위는 약 10% 내지 약 30%의 범위인 것을 특징으로 하는 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 보디는 60-1400 미크론의 범위, 바람직하게는 60-650 미크론 범위의 평균 세공 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디.
- 제 10 항, 제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고형화된 금속은 알루미늄, 알루미늄 합금, 철 합금, 구리 합금, 마그네슘 합금 등으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디.
- 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,약 2.8 내지 약 3 gm/cm3범위의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디.
- 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,디스크 브레이크로서 형성되는 것을 특징으로 하는 미리형성된 다공성 세라믹 네트워크를 포함하는 보디.
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