WO2010066648A1 - Offenzellige keramik- und/oder metallschäume mit rauer umhüllender oberfläche und ein verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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Gisela Standke
Jörg ADLER
Daniela BÖTTGE
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Definitions

  • the invention relates to the field of materials science and relates to open-cell ceramic and / or metal foams having a rough, enveloping surface, as can be used, for example, as composite materials or with a functionalized coating as a catalyst support, and to a process for their production.
  • the "Schwartzwalder method" (US Pat. No. 3,090,094 B1) has long been known, after which a polyurethane is foamed and reticulated, the open-cell foam is coated with a ceramic or metal particle suspension and subsequently the polyurethane is burned out and the ceramic or metal particles are sintered
  • the resulting foam is a framework of a plurality of webs (FIG. 1) which delimit the cells of the foam (FIG. 2).
  • An idealized foam cell is characterized by its diameter (cell diameter), which corresponds to the diameter of a sphere approximately enclosed by it.
  • a foam cell forms so-called window openings (cell window) to the adjacent cells, which enclose approximately a circle whose diameter is approximately one third of the mean diameter of the foam cell.
  • the ceramic foam consists of a three-dimensionally networked ceramic structure, made of many interconnected ceramic webs, the density of the foam is between 0.4 and 2.0 g / cm 3 and the webs have multiple ceramic layers.
  • This ceramic foam is produced by a ceramic particle suspension is prepared, the starting foam is impregnated with it several times, dried after each impregnation and then burned out the starting foam and the ceramic particles are sintered.
  • the roughness of the surface of ceramic components correlates with the powder particle size used in their manufacture. If a comparatively fine powder is used (for example in the case of densely sintered silicon carbide powder having a mean grain diameter of 0.5 ⁇ m), a nearly dense (99%) sintered body is produced which has a comparatively smooth surface.
  • a densely sintered alumina has an average roughness R 3 of 0.7 ⁇ m, which corresponds approximately to the particle size of the starting powder. If comparatively coarse powders are used which can cause roughening of the surface, then there is no longer sufficient sintering. The remaining pores act as fracture-causing defects, thus causing low strength until unavailability.
  • the surfaces of ceramic materials have in most cases no regular structure, but contain shape deviations, which are divided into roughness, waviness and shape shape.
  • the average roughness R 3 is a calculated average of all deviations of the roughness profile from the middle line of the defined reference path.
  • R a theoretically corresponds to the distance between several lines that form when the mountains above the midline and the valleys below the midline would be transformed into equal rectangles.
  • the roughness depth R z is the mean value of single roughness depths of five consecutive individual measuring sections in the roughness profile. The extreme values in each measuring section are added together and the span is divided by the number of measuring sections.
  • the layer has a thickness of 20 to 500 microns.
  • the rough surface of the foams and / or the layer has a porosity of 60-85%.
  • the rough enveloping surface has a mean roughness R 3 in the range of 5 to 10 ⁇ m and / or a roughness depth R z in the range of 40 to 80 ⁇ m.
  • the ratio of the average cell window diameter to the average particle size that forms the rough layer is 3 to 500. And it is also advantageous if the ratio of the average web thickness to the surface roughness R z of the enveloping surface is 1 to 100.
  • the ratio of average web thickness to average particle size which forms the rough layer is 1 to 100.
  • a suspension is produced from a monomodal ceramic and / or metal powder having an average particle size ⁇ 2 ⁇ m or from a bimodal powder mixture comprising ceramic and / or metal powders
  • the coarse powder has an average particle size of 5-100 .mu.m and the fine powder has an average particle size of ⁇ 2 .mu.m
  • the weight of the powder is in the volume ratio of fine to coarse powder of 20 80 to 80: 20
  • an open-celled polymer foam is coated with the suspension one or more times, the excess suspension is removed, the coated polymer foam is dried and then before or after removal of the polymer foam material and / or before or after sintering of the green body at temperatures > 1000 0 C of the green body with or without Polymer foam or the sintered body one or more times with a suspension of a monomodal ceramic and / or metal powder having an average particle
  • a bimodal powder mixture is used, in which the coarse powder has an average particle size of 10 - 80 microns and the finer powder have an average particle size of ⁇ 1 micron. Further advantageously, a bimodal powder mixture is used, in which the proportion of fine to coarse powder of 20: 80 to 40: 60.
  • washcoats and / or catalyst materials and / or adsorbents and / or materials for modifying the wettability and / or flow agents are applied as functional coatings, wherein gamma-Al 2 O 3, CeO 2 , TiO 2 are also advantageously used as washcoats , MuMt, Ca aluminates, as catalysts noble metals, such as Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, transition metals, such as Fe, Ni, Mn, as adsorbents activated carbon, zeolites, silica, as materials for modifying the wettability polymers, such as Teflon, as a flux means for deoxidizing molten metal, such as cryolite, are used.
  • the green body is sintered with or without polymer foam or the sintered body at temperatures of 1100 to 2200 0 C.
  • an open-celled polymer foam is coated one or more times with a suspension of ceramic and / or metal powders having a monomodal particle size distribution and an average particle size of 5-100 ⁇ m and then removing the excess suspension and drying the coated polymer foam and removing the polymeric foam material, and then sintering the remaining green body at temperatures> 1000 ° C, whereby further functional coatings can be applied to the coated green body.
  • a powder having an average particle size of 10 - 80 microns is used. It is likewise advantageous if an open-cell polymer foam is used in which the average cell size is 8 to 60 ppi (3.15 to 23.62 pores / cm).
  • the average particle size used for the foam structure or for the coating must not exceed the size of the cell windows in the foam structure, but should be at least 10% less than the smallest dimension of the cell windows. If the particle size chosen larger, the cell window would be closed and thus the open-cell nature of the foam affected or the particles would not reach the web surfaces in the coating process. The vote of the particle size on the cell window size is easy to make with the selection of a powder with appropriate particle size for the expert.
  • the average cell size of an open-cell foam is determined with the unit ppi (pores per inch) according to the American ASTM standard D3576-77. The cell diameter and the cell window diameter can also be measured more accurately with image analysis methods.
  • average particles are often large enough to be only about 10 to 50% of the smallest dimension of the cell windows.
  • mean particle sizes in the range from 5 to 150 ⁇ m are used.
  • the layer thicknesses of the applied coating amount to 20 to 500 microns.
  • the particular advantage of the solution according to the invention is that the increase in the surface roughness surprisingly does not lead to a significant change in the specific surface area, as is the case with other coatings according to the prior art. This is particularly significant because increasing the specific surface also means increased reactivity, which is undesirable for many applications.
  • the values for the specific surface areas of the open-celled foams according to the invention change by a maximum of 10% compared to those known from the prior art and with respect thereto Cell size comparable foams, but in fact is essentially barely detectable.
  • monomodal and bimodal particle size distribution are understood to mean the following:
  • a monomodal particle size distribution of the sizes of the powder particles have a characteristic mean value (d 5 o) in a distribution before, which corresponds to a normal distribution or a logarithmic normal distribution.
  • a narrow monomodal particle size distribution exists if the ratio of dgo: dio value of the distribution function is> 0.5.
  • Functional layers can be applied both before and after the sintering of the foams. These have a better adhesive strength on the invention rougher enveloping surface.
  • Functional layers may be washcoats such as gamma Al 2 O 3, CeO 2 , TiO 2 , MuMt, Ca aluminates; Catalysts such as noble metals, for example Pt, Pd, Rh, Ir, Ru and transition metals, such as Fe, Ni, Mn; Adsorbents such as activated carbon, zeolites, silica, wettability modifiers (hydrophilic / hydrophobic) such as polymers such as Teflon ;, reactants such as fluxes for deoxidizing molten metals such as cryolite.
  • washcoats such as gamma Al 2 O 3, CeO 2 , TiO 2 , MuMt, Ca aluminates
  • Catalysts such as noble metals, for example Pt, Pd, Rh, Ir, Ru and transition metals, such as
  • Fig. 1 is a schematic representation of an open-cell foam
  • Fig. 2 is the idealized schematic representation of a cell of an open-cell
  • FIG. 3 shows the schematic diagram of webs with associated enveloping
  • Fig. 5 is a schematic representation of the typical cross section of a web of a foam according to the invention, which consists entirely of the rough material according to the invention
  • Fig. 6 shows the schematic representation of the typical cross section of a web of a foam according to the invention with the rough surface according to the invention
  • a water-based ceramic suspension is prepared.
  • the suspension contains a coarse powder bimodal SiC powder mixture with an average particle size of 18 ⁇ m and fine powder with a mean particle size of 1.2 ⁇ m, which are mixed in a ratio of 35:65.
  • As sintering additives are 0.6 Ma. % Boron carbide and 9 Ma. % of a water-soluble starch solution (corresponds to 3% by mass of carbon after pyrolysis).
  • the suspension has a solids content of 84%.
  • a polyurethane foam with the dimensions 110 x 80 x 20 mm 3 and with a cell size of 10 ppi is then soaked in the suspension and the excess suspension separated with a centrifuge.
  • a coating weight of 89 grams is required.
  • the drying takes place at temperatures of 120 0 C within 60 min.
  • the green body is pyrolyzed by raising the temperature to 1200 0 C under an argon atmosphere.
  • the impregnation of the pyrolyzed material is carried out in a further suspension consisting of 68.5 Ma. % of a SiC powder with a narrow, monomodal particle size distribution and with an average particle size of 18 ⁇ m, 19.0 Ma. -% starch solution, 1 2.5 Ma. % Polyvinyl alcohol and 16.5 Ma. -% deionized water.
  • the Excess suspension separated by centrifuging at 800 U / min. Now the coating weight is 161 g.
  • Sintering mass of the finished ceramic foam is 137 g.
  • the average roughness R 3 at the enveloping surface of the foamed ceramic is
  • the specific surface area is measured at 8400 m 2 / m 3 .
  • the pyrolysed foam of Example 1 is sintered without the application of another suspension in argon atmosphere at 2100 0 C within 1 h.
  • the roughness of the enveloping surface of the sintered foam is gem.
  • the specific surface area is 8230 m 2 / m 3 .
  • a water-based ceramic suspension is prepared.
  • the suspension contains an aluminum oxide in aluminum oxide powder with a broad, monomodal particle size distribution with an average particle size of 1.8 ⁇ m.
  • the suspension has a solids content of 85%.
  • a polyurethane foam with the dimensions 0 100 x 150 mm and with a cell size of 20 ppi is then soaked in the suspension and the excess suspension separated with a centrifuge. To completely coat the foam, a coating weight of 250 g is required. Thereafter, the drying takes place at temperatures of 150 0 C within 120 min. Subsequently, the green body is heated to a temperature of 1600 ° C burned out under air and sintered. The sintered mass of the finished ceramic foam is 190 g.
  • the average roughness R 3 of the enveloping surface is measured at 0.6 ⁇ m and the roughness R z at 4.5 ⁇ m.
  • the BET specific surface area is 7220 m 2 / m 3 . After cooling, the impregnation of the sintered material takes place in another
  • the average roughness R 3 of the enveloping surface is 7 ⁇ m and the roughness R z
  • the BET specific surface area is 7300 m 2 / m 3 .
  • a water-based ceramic suspension is prepared.
  • the suspension contains an SiC powder with a monomodal, narrow particle size distribution and an average particle size of 44 ⁇ m.
  • As a sintering additive is 0.6 Ma. -% boron carbide, also 20.0 Ma. -% starch solution and 10 Ma. % Polyvinyl alcohol added.
  • the suspension has a solids content of 75%.
  • a polyurethane foam of dimensions 100 ⁇ 100 ⁇ 25 mm 3 and having a cell size of 20 ppi is then impregnated with the suspension and the excess suspension is separated off by means of a squeezing roller system. To fully coat the foam, a coating weight of 80 grams is required. Thereafter, the drying takes place at temperatures of 120 0 C within 30 min.
  • the green body is pyrolyzed by raising the temperature to 1200 0 C under an argon atmosphere and then sintered in an argon atmosphere at 2100 0 C, 1 h.
  • the sintered mass of the finished ceramic foam is 65 g.
  • the average roughness R 3 of the enveloping surface of the ceramic foam is 7.5 microns and the surface roughness R z 43 microns.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Werkstoffwissenschaften und betrifft offenzellige Keramik- und/oder Metallschäume, wie sie beispielsweise für als Katalysatorträger, eingesetzt werden können. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe von Keramik- und/oder Metallschäumen, durch die eine verbesserte Haftung zu Beschichtungen erreicht wird. Gelöst wird die Aufgabe durch Schäume, bei denen die umhüllenden Oberflächen der Stege aus einem Material mit rauer Oberfläche bestehen und/oder mit einer rauen Schicht bedeckt sind. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren, bei dem aus einem monomodalen Pulver oder einer bimodalen Pulvermischung eine Suspension hergestellt, ein offenzelliger Polymerschaum damit beschichtet, und dann der Grün- oder Sinterkörper mit einer Suspension aus einem monomodalen Keramik- und/oder Metallpulver beschichtet und gesintert wird. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren, bei dem ein offenzelliger Polymerschaum mit einer Suspension aus Keramik- und/oder Metallpulvern mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung beschichtet und gesintert wird.

Description

Offenzellige Keramik- und/oder Metallschäume mit rauer umhüllender Oberfläche und ein Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Werkstoffwissenschaften und betrifft offenzellige Keramik- und/oder Metallschäume mit rauer umhüllender Oberfläche, wie sie beispielsweise für Verbundwerkstoffe oder mit funktionalisierter Beschichtung versehen als Katalysatorträger, eingesetzt werden können, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Seit langem bekannt ist das „Schwartzwalder-Verfahren" (US 3,090,094 B1 ), nach dem ein Polyurethan geschäumt und retikuliert wird, der offenzellige Schaum mit einer Keramik- oder Metallpartikelsuspension beschichtet und nachfolgend das Polyurethan ausgebrannt und die Keramik- oder Metallpartikel versintert werden. Der so entstandene Schaum ist ein Gerüst aus einer Vielzahl von Stegen (Fig. 1 ), die die Zellen des Schaumes (Fig. 2) voneinander abgrenzen. Eine idealisierte Schaumzelle wird durch ihren Durchmesser charakterisiert (Zelldurchmesser), der dem Durchmesser einer annähernd von ihr eingeschlossenen Kugel entspricht. Außerdem bildet eine Schaumzelle sogenannte Fensteröffnungen (Zellfenster) zu den benachbarten Zellen, die in etwa einen Kreis umschließen, dessen Durchmesser in etwa ein Drittel des mittleren Durchmessers der Schaumzelle beträgt.
Weiterhin weisen die Stege Risse, Hohlräume und Porosität auf (Fig. 4), wobei die Poren im Stegmaterial nicht mit den Zellen des Schaumes übereinstimmen und verwechselt werden dürfen.
Die umhüllende Oberfläche der Stege bildet in ihrer Gesamtheit die geometrische äußere, für Rauheitsmessungen direkt zugängliche, Oberfläche des Schaumes (s. Fig. 3 und 4). Im Rahmen dieser Erfindung soll dies nachfolgend unter der umhüllenden Oberfläche verstanden werden. Diese Oberfläche kann während der Anwendung des Schaumes auch in Wechselwirkung mit einem durchströmenden Medium (einem Gas, einer Flüssigkeit) oder einem weiteren Feststoff treten, z.B. indem eine Beschichtung aufgebracht wird, oder wenn die offenen Zellen des Schaumes mit einer festen Matrix gefüllt sind, wie im Fall der sogenannten Metal- Matrix-Composites (MMC). Dabei kommt den Oberflächeneigenschaften der Stege eine besondere Bedeutung zu. Eine Bestimmung der umhüllenden Oberfläche kann z.B. durch Bildauswertung von keramographischen oder metallographischen Anschliffen erfolgen und wird auf das äußere Volumen der Probe oder deren Gewicht bezogen. Unter äußerem Volumen wird dabei das aus den äußeren Abmaßen der Schaumprobe berechnete Volumen verstanden.
Die üblicherweise über die Gasadsorption bestimmte und auf das Gewicht (oder auch auf das Volumen) einer Probe bezogene, sogenannte spezifische Oberfläche ist dagegen die Summe aller durch das Messgas belegbaren Oberfläche des Schaumes, d.h. umfasst sowohl die o.g. umhüllende Oberfläche und die Oberfläche der zugänglichen Risse, Poren und Hohlräume in den Stegen, d.h. die spezifische Oberfläche ist immer höher als die umhüllende Oberfläche. Die Bestimmung der spezifischen Oberfläche wird ebenfalls nach bekannten Verfahren durchgeführt, die auch in der DIN ISO 9277 (3003-05) beschrieben sind. We ite rh i n s i nd Sch a u m ke ra m i ken u n d M eta l l sch ä u m e , sowi e d eren Herstellungsverfahren bekannt, die auch Verfahren beinhalten, die die Festigkeit der Schaumkeramiken zu verbessern (US 6,635,339 B1 ; US 6,887,809).
Ebenfalls ist aus der DE 35 40 449 A1 ein Keramikschaum und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Der Keramikschaum besteht aus einer dreidimensional vernetzten Keramikstruktur, aus vielen miteinander verbundenen Keramikstegen, wobei die Dichte des Schaumes zwischen 0,4 und 2,0 g/cm3 liegt und die Stege mehrere Keramikschichten aufweisen. Hergestellt wird dieser Keramikschaum, indem eine Keramikpartikelsuspension hergestellt wird, der Ausgangsschaum damit mehrmals imprägniert wird, nach jedem Imprägnieren getrocknet wird und danach der Ausgangsschaum ausgebrannt und die Keramikpartikel versintert werden.
Die Rauheit der Oberfläche keramischer Bauteile korreliert mit der bei ihrer Herstellung eingesetzten Pulver-Partikelgröße. Wird ein vergleichsweise feines Pulver eingesetzt (z.B. bei dicht gesintertem Siliciumcarbid Pulver mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,5 μm), so wird ein nahezu dichter (99%) Sinterkörper hergestellt, welcher eine vergleichsweise glatte Oberfläche besitzt. Ein dicht gesintertes Aluminiumoxid besitzt beispielsweise einen Mittenrauwert R3 von 0,7 μm, welcher in etwa der Partikelgröße des Ausgangspulvers entspricht. Werden vergleichsweise grobe Pulver eingesetzt, welche eine Aufrauung der Oberfläche bewirken können, so findet keine ausreichende Versinterung mehr statt. Die verbleibenden Poren wirken als bruchauslösende Defekte, verursachen damit eine geringe Festigkeit bis zur NichtVerwendbarkeit.
Bauteile in Form von Schaumkeramiken oder Metallschäumen besitzen Stege, die mit d e n Oberflächengüten von anderen keramischen Formgebungsverfahren vergleichbar sind.
Bezüglich der Charakterisierung der Oberflächenrauheit von keramischen Materialien sind dazu verschiedene DIN bekannt (DIN 4760 Gestaltabweichungen; DIN 4768 (1990) Ermittlung der Rauheitsgrößen R3, Rz, Rmax mit elektrischen Tastschnittgräten, Begriffe und Messbedingungen; DIN EN ISO 4287 (1998) Oberflächenbeschaffenheit, Tastschnittverfahren, Benennungen, Definitionen und Kenngrößen der Oberflächenbeschaffenheit), die sowohl die Begriffe als auch die Messverfahren beschreiben.
Die Oberflächen von keramischen Werkstoffen weisen in den meisten Fällen keine regelmäßige Struktur auf, sondern enthalten Gestaltsabweichungen, die unterteilt sind in Rauheit, Welligkeit und Formgestalt. Wichtige Kenngrößen für keramische Bauteile sind Ra = Mittenrauwert und Rz = Rautiefe.
Der Mittenrauwert R3 ist ein rechnerischer Mittelwert aller Abweichungen des Rauheitsprofiles von der mittleren Linie der definierten Bezugsstrecke. Ra entspricht theoretisch dem Abstand mehrerer Linien, die sich bilden, wenn die Berge oberhalb der Mittellinie und die Täler unterhalb der Mittellinie in gleich große Rechtecke verwandelt werden würden.
Figure imgf000006_0001
Die Rautiefe Rz ist der Mittelwert aus Einzelrautiefen von fünf aufeinander folgenden Einzelmessstrecken im Rauheitsprofil. Die Extremwerte in jedem Messabschnitt werden addiert und die Spannweite durch die Anzahl der Messabschnitte dividiert.
Figure imgf000006_0002
Bei keramischen Bauteilen entstehen vergleichsweise glatte Oberflächen, welche durch mechanische Bearbeitungsverfahren (Schleifen, Polieren, Honen) noch weiter geglättet werden
Typische Rauheiten von keramischen Bauteilen sind aus Brevier Technische Keramik, Kap. 10.5.4.4, 4. Auflage 2006, Verlag Hans Carl , Nürnberg, Hrsg: Informationszentrum Technische Keramik im Verband der Keramischen Industrie e.V. bekannt:
Material Mittenrauwert Rautiefe R3 in μm Rz in μm
Aluminiumoxid; 96%; Oberfläche nach 0,7 4,8 dem Sintern
Aluminiumoxid; 96%; Oberfläche 0,3 3,7 geschliffen
Nachteile des Standes der Technik bestehen insbesondere darin, dass die umhüllende Oberfläche der Stege von Keramik- und/oder Metallschäumen vergleichsweise glatt ist und die Haftung von weiteren funktionalen Beschichtungen oder von Füllungen mit Festkörpern auf diesen Oberflächen nicht ausreichend ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe von Keramik- und/oder Metallschäumen mit rauer umhüllender Oberfläche, durch die eine verbesserte Haftung zu Beschichtungen der Oberfläche erreicht wird, und in der Angabe eines Verfahrens zur Herstellung derartiger Keramik- und/oder Metallschäume, welches in einfacher Art und Weise realisierbar ist.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei den erfindungsgemäßen offenzelligen Keramik- und/oder Metallschäumen mit rauer umhüllender Oberfläche bestehen die umhüllenden Oberflächen der Stege von Keramik- und/oder Metallschäumen aus einem Material und/oder sind mindestens teilweise mit einer Schicht bedeckt, welche(s) eine raue Oberfläche mit einem Mittenrauwert R3 im Bereich von 3 - 15 μm und/oder eine Rautiefe Rz im Bereich von 20 - 100 μm aufweist.
Vorteilhafterweise ist die spezifische Oberfläche dieser Keramik- und/oder Metallschaum-Oberflächen um maximal 10 % gegenüber bekannten Schaum- Oberflächen mit gleicher Zellgröße verändert.
Weiterhin vorteilhafterweise ist die spezifische Oberfläche um maximal 3 - 5 % verändert.
Ebenfalls vorteilhafterweise beträgt die mittlere Zellgröße des offenzelligen Polymerschaumes 8 bis 60 ppi (3,15 - 23,62 Poren/cm), noch vorteilhafterweise 8 bis 30 ppi (3,15 - 11 ,81 Poren/cm).
Und auch vorteilhafterweise weist die Schicht eine Dicke von 20 bis 500 μm auf.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die raue Oberfläche der Schäume und/oder der Schicht porös ist.
Ebenso vorteilhaft ist es, wenn die raue Oberfläche der Schäume und/oder der Schicht einen Porenanteil von 60 - 85 % aufweist.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die raue umhüllende Oberfläche einen Mittenrauwert R3 im Bereich von 5 - 10 μm und/oder eine Rautiefe Rz im Bereich von 40 - 80 μm aufweist.
Und auch vorteilhaft ist es, wenn das Schaummaterial und/oder die Schicht aus SiC, AI2O3, Cordieht, Edelstahl, Chromstahl, Titan, Tantal und/oder Kombinationen dieser Materialien bestehen.
Von Vorteil ist es auch, wenn das Verhältnis der mittleren Zellfensterdurchmesser zur mittleren Partikelgröße, die die raue Schicht bildet, 3 bis 500 beträgt. Und auch von Vorteil ist es, wenn das Verhältnis von mittlerer Stegdicke zur Rautiefe Rz der umhüllenden Oberfläche 1 bis 100 beträgt.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis von mittlerer Stegdicke zu mittlerer Partikelgröße, die die raue Schicht bildet, 1 bis 100 beträgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von offenzelligen Keramik- und/oder Metallschäumen mit rauer umhüllender Oberfläche wird aus einem monomodalen Keramik- und/oder Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße < 2 μm oder aus einer bimodalen Pulvermischung aus Keramik- und/oder Metallpulvern eine Suspension hergestellt, wobei im Falle der bimodalen Pulvermischung das grobe Pulver eine mittlere Partikelgröße von 5 - 100 μm und das feine Pulver eine mittlere Partikelgröße von < 2 μ m a ufwe ist u nd d ie be id en Pu lver i m Volumenverhältnis von feinem zu grobem Pulver von 20 : 80 bis 80 : 20 gemischt werden, nachfolgend ein offenzelliger Polymerschaum mit der Suspension ein oder mehrmals beschichtet wird, die überschüssige Suspension entfernt, der beschichtete Polymerschaum getrocknet und dann vor oder nach Entfernung des Polymerschaummaterials und/oder vor oder nach Sinterung des Grünkörpers bei Temperaturen > 1000 0C der Grünkörper mit oder ohne Polymerschaum oder der Sinterkörper ein- oder mehrmals mit einer Suspension aus einem monomodalen Keramik- und/oder Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 5 - 100 μm beschichtet, getrocknet und bei Temperaturen von > 1000 0C gesintert wird, wobei weitere funktionelle Beschichtungen auf den beschichteten Grün- und/oder Sinterkörper aufgebracht werden können.
Vorteilhafterweise wird zur Herstellung einer Suspension aus einem monomodalen Keramik- und/oder Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 5 - 100 μm ein Pulver mit einer engen, monomodalen Partikelgrößenverteilung eingesetzt.
Ebenfalls vorteilhafterweise wird eine bimodale Pulvermischung eingesetzt, bei der das grobe Pulver eine mittlere Partikelgröße von 10 - 80 μm und das feinere Pulver eine mittlere Partikelgröße von < 1 μm aufweisen. Weiterhin vorteilhafterweise wird eine bimodale Pulvermischung eingesetzt, bei der der Anteil von feinem zu grobem Pulver von 20: 80 bis 40 : 60 beträgt.
Und auch vorteilhafterweise wird ein offenzelliger Polymerschaum eingesetzt, bei dem die mittlere Zellgröße 8 bis 60 ppi (3,15 - 23,62 Poren/cm) beträgt.
Vorteilhaft ist es auch, wenn als funktionelle Beschichtungen Washcoats und/oder Katalysatormaterialien und/oder Adsorbentien und/oder Materialien zur Modifizierung der Benetzbarkeit und/oder Flussm ittel aufgebracht werden , wobei noch vorteilhafterweise als Washcoats Gamma-Al2θ3, CeO2, TiO2, MuIMt, Ca-Aluminate, als Katalysatoren Edelmetalle, wie Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Ubergangsmetalle, wie Fe, Ni, Mn, als Adsorbentien Aktivkohle, Zeolithe, Silica, als Materialien zur Modifizierung der Benetzbarkeit Polymere, wie Teflon, als Flussmittel Mittel zur Desoxidation von Metallschmelzen, wie Kryolith, eingesetzt werden.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn der Grünkörper mit oder ohne Polymerschaum oder der Sinterkörper bei Temperaturen von 1100 bis 2200 0C gesintert wird.
Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von offenzelligen Keramik- und/oder Metallschäumen mit rauer umhüllender Oberfläche wird ein offenzelliger Polymerschaum mit einer Suspension aus Keramik- und/oder Metallpulvern mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung und einer mittleren Partikelgröße von 5 - 100 μm ein oder mehrmals beschichtet, danach die überschüssige Suspension entfernt und der beschichtete Polymerschaum getrocknet und das Polymerschaummaterial entfernt wird, und dann der verbleibende Grünkörper bei Temperaturen > 1000 0C gesintert wird, wobei weitere funktionelle Beschichtungen auf den beschichteten Grünkörper aufgebracht werden können.
Vorteilhafterweise wird ein Pulver mit einer engen, monomodalen Partikelgrößenverteilung eingesetzt, bei dem das Verhältnis des d5o : dio-Wertes der Verteilungsfunktion > 0,5 ist.
Weiterhin vorteilhafterweise wird ein Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von 10 - 80 μm eingesetzt. Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn ein offenzelliger Polymerschaum eingesetzt wird, bei dem die mittlere Zellgröße 8 bis 60 ppi (3,15 - 23,62 Poren/cm) beträgt.
Auch von Vorteil ist es, wenn als funktionelle Beschichtungen Washcoats und/oder Katalysatormaterialien und/oder Adsorbentien und/oder Materialien zur Modifizierung der Benetzbarkeit und/oder Flussm ittel zugegeben werden , wobei noch vorteilhafterweise als Washcoats Gamma-Al2θ3, CeO2, TiO2, MuIMt, Ca-Aluminate, als Katalysatoren Edelmetalle, wie Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Ubergangsmetalle, wie Fe, Ni, Mn, als Adsorbentien Aktivkohle, Zeolithe, Silica, als Materialien zur Modifizierung der Benetzbarkeit Polymere, wie Teflon, als Flussmittel Mittel zur Desoxidation von Metallschmelzen, wie Kryolith, eingesetzt werden.
Und auch von Vorteil ist es, wenn der Grünkörper bei Temperaturen von 1100 bis 2200 0C gesintert wird.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird es erstmals möglich, offenzellige Keramik- und/oder Metallschäume mit einer bis zu 10fachen Erhöhung der Rauheit der umhüllenden Oberfläche herzustellen, die insbesondere verbesserte Haftfestigkeiten mit weiteren, insbesondere Funktionsschichten, zeigen.
Durch die erfindungsgemäße Lösung zeigt eine Schaumstruktur aus Keramik und/oder Metall bereits eine erfindungsgemäße raue umhüllende Oberfläche oder eine bereits bestehende Schaumstruktur aus Keramik und/oder Metall wird mit einer Beschichtung versehen, die dann die erfindungsgemäße raue umhüllende Oberfläche aufweist.
Erreicht wird dies dadurch, dass entweder die umhüllende Oberfläche der Schaumstruktur selbst oder die Beschichtung große Partikel aufweisen, die deutlich größer sind, als bei dem offenzelligen Keramik- und/oder Metall-Schaum nach dem Stand der Technik. Dabei darf die durchschnittliche Partikelgröße, die für die Schaumstruktur oder für die Beschichtung verwendet wird, prinzipiell nicht die Größe der Zellfenster in der Schaumstruktur überschreiten, sondern sollte mindestens 10 % geringer betragen, als die geringste Abmessung der Zellfenster. Würde die Partikelgröße größer gewählt, würden die Zellfenster verschlossen und damit die Offenzelligkeit des Schaumes beeinträchtigt oder die Partikel würden bei dem Beschichtungsvorgang nicht an die Stegoberflächen gelangen. Die Abstimmung der Partikelgröße auf die Zellfenstergröße ist mit der Auswahl eines Pulvers mit entsprechender Partikelgröße für den Fachmann leicht vorzunehmen. Die mittlere Zellgröße eine offenzelligen Schaumes wird mit der Einheit ppi (pores per inch) nach der amerikanischen ASTM-Norm D3576-77 ermittelt. Der Zelldurchmesser und die Zellfensterdurchmesser können aber auch genauer mit bildanalytischen Verfahren gemessen werden.
Die Herstellung von erfindungsgemäßen offenzelligen Schäumen mit rauer umhüllender Oberfläche ist für Zellgrößen von 8-60 ppi möglich. Es können auch Materialien mit gröberen Zellgrößen genutzt werden, nur sind die Ausgangsmaterialien dazu nicht kommerziell erhältlich. Alternativ zu Schäumen können daher auch grob strukturierte Netzwerke benutzt werden, wie sie z.B. in der DE 19753249 beschrieben sind.
Zur Erzielung eines erfindungsgemäßen Schaumes mit hoher Rauigkeit der umhüllenden Oberfläche reichen oft durchschnittliche Partikel großen aus, die nur etwa 10 bis 50 % der geringsten Abmessung der Zellfenster betragen. Je nach Zellgröße des eingesetzten Schaumes kommen dabei mittlere Partikelgrößen im Bereich von 5 bis 150 μm zum Einsatz. Die Schichtdicken der aufgebrachten Beschichtung betragen dabei 20 bis 500 μm.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Erhöhung der Oberflächen-Rauheit überraschend nicht zu einer signifikanten Veränderung der spezifischen Oberfläche führt, wie es bei anderen Beschichtungen nach dem Stand der Technik der Fall ist. Das ist besonders bedeutsam, da eine Erhöhung der spezifischen Oberfläche auch eine erhöhte Reaktivität bedeutet, die für viele Anwendungen nicht erwünscht ist. Die Werte für die spezifischen Oberflächen der erfindungsgemäßen offenzelligen Schäume verändern sich um maximal 10 % gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten und hinsichtlich ihrer Zellgröße vergleichbaren Schäumen, ist tatsächlich aber im Wesentlichen kaum nachweisbar.
Weiterhin soll im Rahmen dieser Erfindung unter den Begriffen monomodale und bimodale Partikelgrößenverteilung folgendes verstanden werden:
Bei einer monomodalen Partikelgrößenverteilung liegen die Größen der Pulverpartikel um einen charakteristischen Mittelwert (d5o) in einer Verteilung vor, welche einer Normalverteilung oder logarithmischer Normalverteilung entspricht. Eine enge monomodale Partikelgrößenverteilung liegt dann vor, wenn das Verhältnis von dgo:dio-Wert der Verteilungsfunktion >0,5 ist.
Bei einer bimodalen Partikelgrößenverteilung liegt eine Größenverteilung mit zwei Maxima vor. Diese ergibt sich zum Beispiel dann, wenn zwei monomodalen Pulver mit unterschiedlichen charakteristischen Mittelwerten gemischt werden.
Funktionsschichten können sowohl vor als auch nach der Sinterung der Schäume aufgebracht werden . Diese weisen eine bessere Haftfestig keit auf der erfindungsgemäß raueren umhüllenden Oberfläche auf. Funktionsschichten können sein Washcoats, wie Gamma-Al2θ3, CeO2, TiO2, MuIMt, Ca-Aluminate; Katalysatoren wie Edelmetalle, beispielsweise Pt, Pd, Rh, Ir, Ru und Übergangsmetalle, wie Fe, Ni, Mn; Adsorbentien wie Aktivkohle, Zeolithe, Silica, oberflächenaktive Stoffe zur Modifizierung der Benetzbarkeit (hydrophil/hydrophob) wie Polymere, wie Teflon;, Reaktionsstoffe, wie Flussmittel zur Desoxidation von Metallschmelzen wie Kryolith.
Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1 die Prinzipdarstellung eines offenzelligen Schaumes
Fig. 2 die idealisierte Prinzipdarstellung einer Zelle eines offenzelligen
Schaumes Fig. 3 die Prinzipdarstellung von Stegen mit zugehöriger umhüllender
Oberfläche
Fig. 4 die Prinzipdarstellung eines typischen Querschnitts eines Steges eines offenzelligen Schaumes nach dem Stand der Technik
Fig. 5 die Prinzipdarstellung des typischen Querschnitts eines Steges eines erfindungsgemäßen Schaumes, der vollständig aus dem erfindungsgemäßen rauen Material besteht
Fig. 6 die Prinzipdarstellung des typischen Querschnitts eines Steges eines erfindungsgemäßen Schaumes mit der erfindungsgemäßen rauen Oberfläche
Beispiel 1
Eine keramische Suspension auf Wasserbasis wird hergestellt. Dabei enthält die Suspension eine bimodale SiC-Pulvermischung mit grobem Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von 18 μm und feinem Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von 1 ,2 μm, die im Verhältnis 35 : 65 miteinander gemischt sind. Als Sinteradditive sind 0,6 Ma. -% Borcarbid und 9 Ma. -% einer wasserlöslichen Stärkelösung (entspricht 3 Ma.- % Kohlenstoff nach der Pyrolyse) zugegeben . Die Suspension hat einen Feststoffgehalt von 84 %.
Ein Polyurethan-Schaumstoff mit den Abmessungen 110 x 80 x 20 mm3 und mit einer Zellgröße von 10 ppi wird dann mit der Suspension getränkt und die überschüssige Suspension mit einer Zentrifuge abgetrennt. Um den Schaumstoff vollständig zu beschichten, ist ein Beschichtungsgewicht von 89 g erforderlich. Danach erfolgt die Trocknung bei Temperaturen von 120 0C innerhalb von 60 min. Anschließend wird der Grünkörper durch Temperaturerhöhung auf 1200 0C unter Argonatmosphäre pyrolysiert. Nach der Abkühlung erfolgt d ie Trän kung des pyrolysierten Materials in einer weiteren Suspension, die aus 68,5 Ma. -% eines SiC- Pulvers mit einer engen, monomodalen Partikelgrößenverteilung und mit einer mittleren Partikelgröße von 18 μm, 19,0 Ma. -% Stärkelösung, 1 2,5 Ma . -% Polyvinylalkohol und 16,5 Ma. -% entionisiertem Wasser besteht. Danach wird die überschüssige Suspension durch Zentrifugieren bei 800 U/min abgetrennt. Nunmehr beträgt das Beschichtungsgewicht 161 g.
Wiederum erfolgt eine Trocknung bei 1000C innerhalb von 60 min und die nachfolgende Sinterung in Argonatmosphäre bei 2100 0C innerhalb von 1 h. Die
Sintermasse des fertigen Keramikschaumes beträgt 137 g.
Der Mittenrauwert R3 an der umhüllenden Oberfläche der Schaumkeramik, beträgt
3,5 μm und die Rautiefe Rz 20 μm. Die spezifische Oberfläche wird mit 8400 m2/m3 gemessen.
Vergleichsbeispiel 2
Der pyrolysierte Schaum aus Beispiel 1 wird ohne die Aufbringung einer weiteren Suspension in Argonatmosphäre bei 2100 0C innerhalb von 1 h gesintert. Die Rauheit der umhüllenden Oberfläche des gesinterten Schaumes beträgt gem. Mittenrauwert Ra 1 ,3 μm, Rautiefe Rz 10,1 μm. Die spezifische Oberfläche beträgt 8230 m2/m3.
Beispiel 3
Eine keramische Suspension auf Wasserbasis wird hergestellt. Dabei enthält die Suspen sion ei n Al u m in iu moxid pu lver m it ei ner breiten, monomodalen Partikelgrößenverteilung mit einer mittleren Partikelgröße von 1 ,8 μm . Die Suspension hat einen Feststoffgehalt von 85 %.
Ein Polyurethan-Schaumstoff mit den Abmessungen 0 100 x 150 mm und mit einer Zellgröße von 20 ppi wird dann mit der Suspension getränkt und die überschüssige Suspension mit einer Zentrifuge abgetrennt. Um den Schaumstoff vollständig zu beschichten, ist ein Beschichtungsgewicht von 250 g erforderlich. Danach erfolgt die Trocknung bei Temperaturen von 1500C innerhalb von 120 min. Anschließend wird der Grünkörper auf eine Temperatur von 1600 °C erwärmt unter Luft ausgebrannt und gesintert. Die Sintermasse des fertigen Keramikschaumes beträgt 190 g. Der Mittenrauwert R3 der umhüllenden Oberfläche wird mit 0,6 μm und die Rautiefe Rz mit 4,5 μm gemessen. Die spezifische Oberfläche nach BET beträgt 7220 m2/m3. Nach der Abkühlung erfolgt die Tränkung des gesinterten Materials in einer weiteren
Suspension, die aus 75 Ma. -% Stahlpulver 1.4841 (AISI 314) mit einer monomodalen
Partikelgrößenverteilung und einer mittleren Partikelgröße von 30 μm und 5,0 Ma. -%
Saccharidbinder und 20 Ma. -% Wasser besteht. Danach wird die überschüssige
Suspension durch Zentrifugieren bei 500 U/min abgetrennt. Nunmehr beträgt das
Beschichtungsgewicht 300 g.
Wiederum erfolgt eine Trocknung bei 100 0C innerhalb von 120 min und die nachfolgende Sinterung im Vakuum bei 1200 0C innerhalb von 1 h.
Der Mittenrauwert R3 der umhüllenden Oberfläche beträgt 7 μm und die Rautiefe Rz
28 μm. Die spezifische Oberfläche nach BET beträgt 7300 m2/m3.
Beispiel 4
Eine keramische Suspension auf Wasserbasis wird hergestellt. Dabei enthält die Suspension ein SiC-Pulver mit einer monomodalen, engen Partikelgrößenverteilung und mit einer mittleren Partikelgröße von 44 μm. Als Sinteradditiv ist 0,6 Ma. -% Borcarbid, außerdem 20,0 Ma. -% Stärkelösung und 10 Ma. -% Polyvinylalkohol zugegeben. Die Suspension hat einen Feststoffgehalt von 75 %. Ein Polyurethan-Schaumstoff mit den Abmessungen 100x100x25 mm3 und mit einer Zellgröße von 20 ppi wird dann mit der Suspension getränkt und die überschüssige Suspension über ein Quetsch-Walzensystem abgetrennt. Um den Schaumstoff vollständig zu beschichten, ist ein Beschichtungsgewicht von 80 g erforderlich. Danach erfolgt die Trocknung bei Temperaturen von 120 0C innerhalb von 30 min. Anschließend wird der Grünkörper durch Temperaturerhöhung auf 1200 0C unter Argonatmosphäre pyrolysiert und nachfolgend in Argonatmosphäre bei 2100 0C, 1 h gesintert. Die Sintermasse des fertigen Keramikschaumes beträgt 65 g. Der Mittenrauwert R3 der umhüllenden Oberfläche der Schaumkeramik beträgt 7,5 μm und die Rautiefe Rz 43 μm. Bezugszeichenliste
1 Schaumsteg
2 Schaumzelle
3 Verbindungspunkt verschiedener Schaumstege
4 umhüllende Oberfläche
5 versinterter Metall- oder Keramikwerkstoff mit Poren
6 innerer Hohlraum des Steges (ehemals Polyurethan-Stützgerüst für die Beschichtung mit Keramik oder Metall)
7 mittlere Stegdicke
8 grobes Pulverpartikel
9 Zellfenster

Claims

Patentansprüche
1. Offenzellige Keramik- und/oder Metallschäume mit rauer umhüllender Oberfläche, bei denen die umhüllenden Oberflächen der Stege von Keramik- und/oder Metallschäumen aus einem Material bestehen und/oder mindestens teilweise mit einer Schicht bedeckt sind, welche(s) eine raue Oberfläche mit einem Mittenrauwert R3 im Bereich von 3 - 15 μm und/oder eine Rautiefe Rz im Bereich von 20 - 100 μm aufweist.
2. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen die spezifische Oberfläche dieser Keramik- und/oder Metallschaum-Oberflächen um maximal 10 % gegenüber bekannten Schaum-Oberflächen mit gleicher Zellgröße verändert ist.
3. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen die spezifische Oberfläche um maximal 3 - 5 % verändert ist.
4. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei dem die mittlere Zellgröße des offenzelligen Polymerschaumes 8 bis 60 ppi beträgt.
5. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 4, bei dem die mittlere Zellgröße des offenzelligen Polymerschaumes 8 bis 30 ppi beträgt.
6. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen die Schicht eine Dicke von 20 bis 500 μm aufweist.
7. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen die raue Oberfläche der Schäume und/oder der Schicht porös ist.
8. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen die raue Oberfläche der Schäume und/oder der Schicht einen Porenanteil von 60 - 85 % aufweist.
9. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen die raue umhüllende Oberfläche einen Mittenrauwert R3 im Bereich von 5 - 10 μm und/oder eine Rautiefe Rz im Bereich von 40 - 80 μm aufweist.
10. Keramik- und/oder Metal lschäume nach Anspruch 1 , bei denen das Schaummaterial und/oder die Schicht aus SiC, AI2O3, Cordieht, Edelstahl, Chromstahl, Baustahl, Titan, Tantal und/oder Kombinationen dieser Materialien bestehen.
11. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen das Verhältnis der mittleren Zellfensterdurchmesser zur mittleren Partikelgröße, die die raue Schicht bildet, 3 bis 500 beträgt.
12. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen das Verhältnis von mittlerer Stegdicke zur Rautiefe Rz der umhüllenden Oberfläche 1 bis 100 beträgt.
13. Keramik- und/oder Metallschäume nach Anspruch 1 , bei denen das Verhältnis von mittlerer Stegdicke zu mittlerer Partikelgröße, die die raue Schicht bildet,, 1 bis 100 beträgt.
14.Verfa h ren zu r H e rstel l u ng von offenzelligen Keramik- und/oder Metallschäumen mit rauer umhüllender Oberfläche, bei dem aus einem monomodalen Keramik- und/oder Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße < 2 μm oder aus einer bimodalen Pulvermischung aus Keramik- und/oder Metallpulvern eine Suspension hergestellt wird, wobei im Falle der bimodalen Pulvermischung das grobe Pulver eine mittlere Partikelgröße von 5 - 100 μm und das feine Pulver eine mittlere Partikelgröße von < 2 μm aufweist und die beiden Pulver im Volumenverhältnis von feinem zu grobem Pulver von 20 : 80 bis 80 : 20 gemischt werden, nachfolgend ein offenzelliger Polymerschaum mit der Suspension ein oder mehrmals beschichtet wird, die überschüssige Suspension entfernt, der beschichtete Polymerschaum getrocknet und dann vor oder nach Entfernung des Polymerschaummaterials und/oder vor oder nach Sinterung des Grünkörpers bei Temperaturen > 1000 °C der Grünkörper mit oder ohne Polymerschaum oder der Sinterkörper ein- oder mehrmals mit einer Suspension aus einem monomodalen Keramik- und/oder Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 5 - 100 μm beschichtet, getrocknet und bei Temperaturen von > 1000 0C gesintert wird, wobei weitere funktionelle Beschichtungen auf den beschichteten Grün- und/oder Sinterkörper aufgebracht werden können.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem zur Herstellung einer Suspension aus einem monomodalen Keramik- und/oder Metallpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 5 - 100 μm ein Pulver mit einer engen, monomodalen Partikelgrößenverteilung eingesetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem eine bimodale Pulvermischung eingesetzt wird, bei der das grobe Pulver eine mittlere Partikelgröße von 10 - 80 μm und das feinere Pulver eine mittlere Partikelgröße von < 1 μm aufweisen.
17. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem eine bimodale Pulvermischung eingesetzt wird, bei der der Anteil von feinem zu grobem Pulver von 20: 80 bis 40 : 60 beträgt.
18. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem ein offenzelliger Polymerschaum eingesetzt wird, bei dem die mittlere Zellgröße 8 bis 60 ppi beträgt.
19. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem als funktionelle Beschichtungen Washcoats und/oder Katalysatormaterialien und/oder Adsorbentien und/oder Material ien zur Mod ifizierung der Benetzbarkeit und/oder Flussmittel aufgebracht werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem als Washcoats Gamma-AI2O3, CeO2, TiO2, MuIMt, Ca-Aluminate, als Katalysatoren Edelmetalle, wie Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Ubergangsmetalle, wie Fe, Ni, Mn, als Adsorbentien Aktivkohle, Zeolithe, Silica, als Materialien zur Modifizierung der Benetzbarkeit Polymere, wie Teflon, als Flussmittel Mittel zur Desoxidation von Metallschmelzen, wie Kryolith, eingesetzt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Grünkörper mit oder ohne Polymerschaum oder der Sinterkörper bei Temperaturen von 1100 bis 2200 0C gesintert wird.
22. Verfa h ren zu r H erstel l u ng von offenzel l ig en Kera m i k- und/oder Metallschäumen mit rauer umhüllender Oberfläche, bei dem ein offenzelliger Polymerschaum mit einer Suspension aus Keramik- und/oder Metallpulvern mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung und einer mittleren Partikelgröße von 5 - 100 μm ein oder mehrmals beschichtet wird, danach die überschüssige Suspension entfernt und der beschichtete Polymerschaum getrocknet und das Polymerschaummaterial entfernt wird, und dann der verbleibende Grünkörper bei Temperaturen > 1000 0C gesintert wird, wobei weitere funktionelle Beschichtungen auf den beschichteten Grünkörper aufgebracht werden können.
23. Verfah ren nach Anspruch 22 , bei dem ein Pulver m it einer engen , monomodalen Partikelgrößenverteilung eingesetzt wird, bei dem das Verhältnis des d5o : dio-Wertes der Verteilungsfunktion > 0,5 ist.
24. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem ein Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von 10 - 80 μm eingesetzt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem ein offenzelliger Polymerschaum eingesetzt wird, bei dem die mittlere Zellgröße 8 bis 60 ppi beträgt.
26. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem als funktionelle Beschichtungen Washcoats und/oder Katalysatormaterialien und/oder Adsorbentien und/oder Material ien zur Modifizierung der Benetzbarkeit und/oder Flussmittel zugegeben werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem als Washcoats Gamma-AbOs, CeO2, ÜO2, MuIMt, Ca-Aluminate, als Katalysatoren Edelmetalle, wie Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Ubergangsmetalle, wie Fe, Ni, Mn, als Adsorbentien Aktivkohle, Zeolithe, Silica, als Materialien zur Modifizierung der Benetzbarkeit Polymere, wie Teflon, als Flussmittel Mittel zur Desoxidation von Metallschmelzen, wie Kryolith, eingesetzt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Grünkörper bei Temperaturen von 1100 bis 2200 0C gesintert wird.
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