[go: up one dir, main page]

SE515393C2 - Sätt att forma kroppar av en uppslamning av pulver i vatten med ett irreversibelt gelbildande protein - Google Patents

Sätt att forma kroppar av en uppslamning av pulver i vatten med ett irreversibelt gelbildande protein

Info

Publication number
SE515393C2
SE515393C2 SE9503413A SE9503413A SE515393C2 SE 515393 C2 SE515393 C2 SE 515393C2 SE 9503413 A SE9503413 A SE 9503413A SE 9503413 A SE9503413 A SE 9503413A SE 515393 C2 SE515393 C2 SE 515393C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
protein
slurry
powder
forming
bodies
Prior art date
Application number
SE9503413A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9503413L (sv
SE9503413D0 (sv
Inventor
Goeran Lindsten
Elis Carlstroem
Jesper Brandt
Annika Kristoffersson
Original Assignee
Skf Nova Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Skf Nova Ab filed Critical Skf Nova Ab
Priority to SE9503413A priority Critical patent/SE515393C2/sv
Publication of SE9503413D0 publication Critical patent/SE9503413D0/sv
Priority to CN96113091A priority patent/CN1080612C/zh
Priority to EP96850165A priority patent/EP0767154B1/en
Priority to DE69605098T priority patent/DE69605098T2/de
Priority to JP8278557A priority patent/JP2928486B2/ja
Priority to US08/724,890 priority patent/US5972284A/en
Publication of SE9503413L publication Critical patent/SE9503413L/sv
Publication of SE515393C2 publication Critical patent/SE515393C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/624Sol-gel processing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632Organic additives
    • C04B35/634Polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0045Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by a process involving the formation of a sol or a gel, e.g. sol-gel or precipitation processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Description

25 30 35 B15 393 j_ .jš 2 da våtkroppar med användning av gelbildande substanser, t ex agaros, som bildar en gel vid kylning, eller en syntetisk monomer eller monomerblandning, t ex av mono- och difunktio- nella akrylamider och av di- och flerfunktionella akrylater, vilka polymeriserar och tvärbinds vid värmning och ger en polymergelmatris i vilken pulvret är fördelat. Dessutom är det känt att använda vissa proteinhaltiga substanser för bildning av våtkroppar. Vissa proteinsubstanser, såsom gela- tin och kasein, har använts eller föreslagits för användning som ett konventionellt bindemedel i vattenhaltig lösning. I den europeiska patentansökan 0 087 160 beskrivs användningen och ett ställningen av porösa metallkroppar. Enligt denna ansökan an- av ett "gelmedel" "stabiliseringsmedel" vid fram- vändes ett "gelmedel" som utgöres av karboximetylcellulosa, polyvinylpyrrolidon, polyvinylalkohol, albumin eller agar och närvaron av detta säges vara nödvändig för att inte förstöra För att skumstruktu- skumstrukturen då metallpulvret införs. ren skall stelna är emellertid ett "stabiliserande medel", företrädesvis en polyuretan som bildats från monomerer som införlivats i skummet, nödvändigt. I detta förfarande använ- des således de så kallade gelmedlen endast för skumbildning medan den faktiska bildningen av en styv gel erhålles från Det har även föreslagits att använda gelatin som gelbildare. Således beskrivs i US patentet 5,279,994 ett förfarande för tejpgjutning ("tapecasting") med användning av gelatin för gelbildning. Användning av gelatin för detta än- damål gör det nödvändigt att värma hela slurryn för att lösa gelatinet och att kyla för att få det att stelna till en gel.
I den japanska patentansökan 94-226718 beskrivs likaså an- vändning av gelatin för dess gelbildande egenskaper. Enligt detta dokument bildas en kropp genom gjutning av en pulver- slurry innehållande gelatinet, som lösts genom värmning, i en I dokumentet nämns att andra polyuretanen. form och kylning för gelning. proteiner skulle kunna användas, t ex albumin, men själva processen som beskrivs är helt och hållet en process som ut- nyttjar värmning för upplösning av proteinet och kylning för gelbildning, dvs betingelser som erfordras för gelatin men som inte nödvändigtvis är gelbildande betingelser för andra proteinmaterial. Gelbildning med användning av syntetiska po- v-øv- 10 15 20 25 30 35 -w-a- lymerer är ofta ofördelaktig då förhållandevis höga tempera- turer erfordras för bildning av en polymermatris och även då förhållandevis höga temperaturer krävs för att avlägsna den organiska substansen. Användning av gelatin som en gelbildare är ofördelaktig då gelbildningen är reversibel och då värm- ning av hela slurryn fordras vilket innebär en hög energikon- sumtion. Dessutom leder gelatin till att slurryn tjocknar vilket kan ge upphov till hanteringsproblem.
Enligt föreliggande uppfinning har det visat sig att det är speciellt lämpligt att införliva en vattenlöslig protein- substans som bildar en irreversibel gel vid värmnimg i en pulverslurry som utgångsmaterial för att bilda formade fasta kroppar. Proteinsubstansen som användes i föreliggande förfa- rande har en gelbildningstemperatur, eller koaguleringstempe- som inte överstiger 90°C. Den lägre gränsen för gel- skall tillräckligt rumstemperatur för att medge lätt hantering utan koagulering. ratur, bildningstemperaturen vara långt från Gelbildningstemperaturen ligger lämpligen inom området från 40°C till 70°C. kommer pulverpartiklarna att hållas ihop likformigt fördelade Genom att gela slurryn med proteinsubstansen i gelen och formen hos den framställda kroppen kommer att vara tillräckligt befäst och ha tillräcklig våtstyrka för att medge vidare hantering och behandling utan oacceptabel defor- mation. Användning av denna typ av protein ger fördelar inte endast genom att en irreversibel gel bildas utan även då (runt 20- 25°C) och gelning framkallas genom moderat höga temperaturer. slurryn kan framställas vid omgivningstemperatur Det finns således inget behov av att värma hela slurryn utan i stället värmes slurryn i formar eller i andra formade till- stånd vilket är fördelaktigt med hänsyn till energiåtgång. Då endast moderat höga temperaturer utnyttjas för gelning undvi- kes även risken för förångning av vatten, vilket annars kan leda till defekter. Dessutom kommer proteinet inte enbart att fungera som en gelbildare utan även som ett dispergerings- medel och därigenom kan den inom tekniken konventionella an- vändningen av ett separat dispergeringsmedel undvikas. Det förmodas att strukturen hos ett globulärt protein såsom albu- min utnyttjas i den dispergerande verkan. Proteinsubstansen kan t ex vara albumin från vilket som helst av dess olika www-aa 10 15 20 25 30 35 515 393 4 ursprung såsom mjölk och ägg men andra globulära proteiner som har de erforderliga lösnings-koaguleringsegenskaperna kan användas. Ett exempel är lysozym. Som exempel på proteinsub- stanser som innehåller väsentliga mängder protein och som är lämpliga för användning i föreliggande metod kan nämnas blod- plasmaproteinprodukter och vassleproteinprodukter. Kommer- siella produkter av detta slag innehåller större mängder pro- tein och mindre mängder annat material såsom fett. Av ekono- miska skäl, med hänsyn till det område inom vilket proteinet användes enligt föreliggande uppfinning, är det föredragna proteinet albumin. Det är emellertid mycket troligt att andra proteiner med lämpliga egenskaper kan bli tillgängliga till rimliga priser med hänsyn till de tekniska framsteg som gjort inom biokemifältet under de senaste åren.
Med "proteinsubstans" avses antingen ett protein som så- t ex blod- plasmaprotein- och vassleproteinprodukter, såsom nämnts ovan. dant eller ett material som innefattar protein, Kraven på proteinsubstansen är att proteinet är lösligt vid omgivningstemperatur och bildar gel vid en temperatur under 90°C. Eftersom de proteiner som användes enligt uppfinningen är vattenlösliga, naturliga material och bionedbrytbara or- sakar användningen av dem inte några miljö- eller yrkesris- ker.
Föreliggande uppfinning avser således ett förfarande för att bilda fasta, från ett, eventuellt förstärkt, oorganiskt pulver valt ur gruppen pul- homogena eller porösa, kroppar, ver av metaller, intermetaller, hårdmetaller, kermeter och/ eller keramer, såsom definierat i de efterföljande patent- kraven.
Pulvret som användes i föreliggande förfarande är ett me- ett hårdmetallpulver ett "metall" vändes häri inkluderar även legeringar. Exempel på metallpul- tallpulver, ett intermetallpulver, Termen som an- kermetpulver eller ett kerampulver. ver innefattar till exempel pulver av aluminium, nickel, kop- par, kobolt, titan, kisel, mässing och brons. Intermetallpul- ver är t ex silicider och aluminider, såsom t ex molybdensi- licid. Pulver av hårdmetaller (cementerade karbider) är pul- ver av olika slags karbider såsom volframkarbid och titankar- bid. såsom den användes i. föreliggande Med termen "keram" -s-w-w 10 15 20 25 30 35 515 393 5 beskrivning avses ett icke-metalliskt, oorganiskt material.
Pulver av kerampulver kan t ex vara av vilken som helst me- talloxid, yttriumoxid och såsom kiseloxid, aluminiumoxid, aluminiumnitrid och bornitrid, kiselkarbid, borkarbid och mullit (dvs Al6Si20l3). Speciellt lämpliga pul- ver för användning i föreliggande metod för att bilda täta zirkoniumoxid, nitrider såsom kiselnitrid, och kan även 'vara titanborid, kroppar är kiselnitrid, sialoner (dvs pulver sammansatta av elementen Si, Al, 0 och N), aluminiumoxider och kiselkarbid.
För porösa kroppar är de föredragna pulvren aluminiumoxid, aluminiumtitanat, kiselkarbid, zirkoniumoxid och cordierit (2MgO.2Al2O3.5SiO2). Det faller givetvis inom uppfinningens ram att använda vilken blandning som helst av pulver, även om ett enda slags pulver eller en väl definierad blandning, i vilka de enskilda partiklarna kan ha reagerat med varandra, användes för framställning av de flesta produkter. Även om det föredrages att förfarandet enligt uppfinningen tillämpas för pulvermaterial vilka inte är förstärkta är det givetvis möjligt att tillämpa förfarandet på förstärkta kerammaterial, vilket således även faller inom uppfinningens omfång. En så- dan keramisk matriskomposit kan t ex innefatta konventionella förstärkningsmaterial i form av whiskers, fibrer, partiklar och små plattor, i sådana mängder som vanligen används.
Pulvren för framställning av slurryn har vanligen en par- tikelstorlek inom ett brett intervall från 1 nm till 1 mm.
Den faktiska pulverstorleken bestämmes i hög grad av sint- ringsmetoden, små partiklar är lättare att sintra medan stör- re partiklar kräver varmpressning eller hetisostatisk press- ning. Vidare ger mycket små partiklar en mycket viskös slur- ry. För kerampulver är en partikelstorlek inom intervallet från 0,1 pm till 100 pm av speciellt tekniskt intresse och det motsvarande partikelstorleksintervallet för metallpulver och pulver av metallegeringar är från 1 um till 300 pm.
Själva framställningen av slurryn kan göras genom enkel blandning av en vattenlösning av proteinsubstansen och det oorganiska pulvret, torrt eller i 'vatten, eller också kan proteinsubstansen torr sättas till en slurry av pulvret. Pro- teinsubstansen användes vanligen i mängder av åtminstone 3 och baserat på den vatten- viktprocent, räknat som protein, 10 15 20 25 30 35 515 393 _. _ 6 haltiga fasen, för att man skall få en kropp med tillräcklig dimensionsstabilitet. Vanligen användes inte mer än 20 vikt- procent, då högre mängder tenderar att ge en alltför viskös slurry. Den tillsatta mängden beror även av pulvrets effekti- va yta. Ett lämpligt intervall för proteinmängden är från 10 till 15 viktprocent, räknat på den vattenhaltiga fasen. Torr- halten av pulver i slurryn är normalt från 20 till 90 volym- i de flesta fall från 30 till 70%. De högre torrhal- terna kan användas för pulver med större partikelstorlek, dvs procent, mindre yta, och/eller bredare partikelstorleksfördelning utan att ge upphov till en oacceptabel viskositetsökning. Torrhal- terna är även i viss grad beroende av formningsmetoden. Enkel omrörning, t ex med en propeller eller liknande omrörnings- utrustning, är ofta tillräcklig för framställning av slurryn.
Om det finns agglomerat i. pulvret kan. högenergibehandling behövas, t ex malning i kulkvarn eller ultraljudsbehandling.
Det har visat sig att även om slurryn underkastas en högener- gibehandling, t ex behandling i Ikulkvarn, under en ganska lång tidsperiod har detta inte någon negativ inverkan på pro- teinets koaguleringsförmåga. För framställning av homogena, täta. kroppar är den vanligen nödvändigt att införliva ett skumdämpningsmedel i slurryn för att förhindra skumbildning då luft dispergeras in i slurryn. Exempel på lämpliga skum- dämpningsmedel är fettalkoholer, såsom oktanol, och silikon- oljor. Mängden skumdämpare är vanligen åtminstone 0,1 vikt% räknat på den vattenhaltiga fasen. För framställning av skum- made, porösa kroppar utnyttjas proteinets skumbildande egen- skaper, I detta fall tillåts proteinet att bilda ett skum genom omrörning för att införliva luft och något skumdämpande medel såväl som den gelbildande förmågan. tillsätts naturligtvis inte. Den slutliga porositeten kan kontrolleras inom önskade intervall, t ex genom omrörnings- hastigheten. Porstorleken kan vara mycket fin, 20 till 1000 um. Det har visat sig att det bildade skummet är stabilt och har hög skumhöjd. Skummet kan lätt fyllas i formar av varie- rande former och storlekar.
Konventionella tillsatsmedel i de vanligen använda mängd- erna, kan införlivas såsom, t ex formsläppmedel, i slurryn, biocider och smörjmedel, givetvis under förutsättning att de 10 15 20 25 30 35 515 393 7 inte negativt påverkar proteinets koagulering. Ett konventio- nellt dispergeringsmedel för oorganiska pulver, t ex poly- akrylsyra, kan även införlivas. Det är emellertid en fördel med föreliggande förfarande att ett separat dispergerings- medel vanligen inte behöver tillsättas då proteinsubstansen som. används för gelbildning även fyller funktionen av' ett dispergeringsmedel. Det faktum att ytterligare dispergerings- medel inte behövs innebär att mindre organiskt material be- höver avlägsnas från våtkroppen. Funktionen hos proteinsub- stansen är sådan att ingen annan bindande substans och/eller gelbildande medel är nödvändig och enligt en föredragen ut- föringsform av föreliggande uppfinning görs ingen sådan till- sats. För att dra största möjliga fördel av proteinsubstan- sens egenskaper användes dessutom inte ytterligare disperge- ringsmedel och belastningen av organiska substanser i slurryn minimeras således. Konkurrerande adsorption av bindemedel på pulvret som resulterar i destabilisering undvikes även genom användning av proteinsubstansen som både dispergeringsmedel och "bindemedel" enligt uppfinningen.
I föreliggande förfarande för att bilda en fast kropp, vare sig den är tät eller porös, kan vilken som helst våt- metod för formníng från en slurry eller suspension användas.
Produkter kan således formas enligt föreliggande uppfinning genom vilken som helst formnings- eller gjutningsprocess, t ex genom formsprutning och gelning eller gjutning och gel- ning. Det är även möjligt att använda tejpgjutningstekniker och droppformningstekniker. Vid tejpgjutning kan slurryn som innehåller det gelbildande proteinet gjutas på ett bärarark och gelning erhållas genom värmning av kombinationen av bä- rarark med slurryskikt. I droppformningstekniker bildas vä- sentligen sfäriska droppar, eller pärlor, till exempel genom att slurryn som innehåller proteinet droppas i en kolonn fylld med ett lösningsmedel som inte är ett lösningsmedel för slurryn, t ex en värmd silikonolja, varvid dropparna gelar då de värms. De föredragna formningsmetoderna är formsprutning/ gelning och gjutning/gelning. Den senare metoden är speciellt föredragen och kan användas för framställning av nästan "net- shaped" produkter, dvs våtkroppar som har väsentligen samma form som den slutliga sintrade produkten kommer att ha. Form- 10 15 20 25 30 35 515 393 8 sprutning/gelning är speciellt lämplig för framställning av slitdelar, turbokompressionsrotorer och medicinska implantat och gjut- produkter med komplexa former såsom munstycken, ning/gelning är speciellt lämpligt för framställning av po- rösa kroppar.
Termen "formad kropp" avser häri således att inbegripa både produkter med enkel form, såsom band och kulor, som pro- dukter med mer komplicerad form.
Våtkropparna som framställes enligt föreliggande för- farande torkas för att ta bort vatten och behandlas för att ta bort protein och eventuella andra organiska substanser.
Detta borttagande kan göras i ett separat steg eller utgöra en tidig del av den slutliga sintringsprocessen. Det faktiska borttagandet av proteinet är snabbt eftersom kropparna inne- håller mycket lite protein i jämförelse med mängden pulver- material. Värmning vid 500°C till 600°C under ca 30 minuter i luft är således oftast tillräckligt för att avlägsna allt tät kropp sintras våt- protein. För bildningen av en fast, kroppen. Sintringstemperaturer, tider och andra betingelser för olika pulvermaterial är välkända inom pulverteknologi- området. Beroende på pulvermaterialet genomförs sintringen i luft, t ex för Al2O3, och oftast, såsom kväveatmosfär, t ex för Si3N4, eller, i skyddsatmosfär och den skyddande at- mosfären kan vara reducerande. Som känt kan sintring genom- föras under normalt eller reducerat tryck. Som några exempel kan nämnas att Al2O3 vanligen sintras i luft vid en tempera- tur runt 1600°C under 1 till 2 timmar, Si3N4 sintras vanli- gen i kväve ca 2 timmar vid 1850°C medan SiC kan sintras vid en temperatur av ca 2100°C i argon under 1 timme och rost- fritt stål vid 1200-1250°C ca 2 timmar i vakuum. Den färdiga sintrade kroppen kan bearbetas såsom brukligt.
Uppfinningen illustreras närmare i följande exempel, vil- ka emellertid inte är avsedda begränsa densamma. Delar och procent avser viktdelar och viktprocent såvida annat ej an- ges.
Exempel 1 I detta exempel framställdes täta kroppar.
(S85H från Permascand AB, En pulver- blandning bestående av 92% Si3N4 Sverige), 6% YZO3 och 2% Al2O3 med en partikelstorlek av 0,1- 10 15 20 25 30 35 515 393 9 2 um sattes till en vattenlösning av 10% bovint albumin (A4503 från Sigma, Tyskland) volymprocent nåtts. 0,1%, räknat på den vattenhaltiga fasen, fettalkohol Slurryn mal- tills en torrhalt pulver av 32 av' ett skumdämpningsmedel (Kontraspunl Konz, en från Zschimmer & Schwarz, Tyskland) tillsattes. des med användning av en kulkvarn med Si3N4-kulor för homo- genisering och desagglomerering. Slurryn avluftades därefter under omrörning och hälldes i små formar som därefter täcktes med plastfilm. Formarna värmdes till 65°C för koagulering av proteinet och kyldes därefter snabbt till rumstemperatur. De erhållna dimensionsstabila våtkropparna kunde lätt avlägsnas från formarna. Efter torkning vid rumstemperatur brändes pro- teinet i kropparna av i luft vid 600°C under 5 minuter. Pul- verkropparna sintrades till täta kroppar' i en grafitresi- stansugn i 3 timmar vid l820°C i kväve vid atmosfärstryck.
Exempel 2 En tät kropp framställdes genom att 56 <3 Al2O3-pulver (Alcoa l52SG) sattes till 29,3 g av en vattenlösning inne- hållande 10 viktprocent äggviteprotein under noggrann pro- pelleromrörning. Med en pipett droppades den erhållna slurryn ned i en kolonn fylld med silikonolja värmd till 80°C. Efter en kort stund koagulerade dropparna och blev fasta. De behöll sin styvhet och deformerades inte då de togs ut ur oljebadet.
För att sänka viskositeten hos den ursprungliga slurryn till- sattes en liten mängd vatten, ca 5 g. Droppar av denna slurry stelnade även de i silikonoljan. Alla dropparna brändes i luft vid 600°C med en uppvärmningshastighet av 5°C/minut och sintrades vid 1600°C i luft under 60 minuter.
Exempel 3 I detta exempel framställdes porösa kroppar. Al203-pulver med en medelpartikelstorlek av 0,4 um dispergerades först i vatten med användning av 0,3 vikt% av ett dispergeringsmedel (Dispex A40, en polyakrylsyra från Allied Colloids, US) me- delst malning i kulkvarn. Slurryns torrhalt var 37 volym%. 15 vikt%, räknat på den vattenhaltiga fasen, av samma bovina al- buminprotein som användes i exempel 1 tillsattes därefter un- der det att slurryn magnetomrördes vid 1000 rpm under 5 minu- ter. Ett stabilt skum bildades då luft inblandades i slurryn under den kraftiga omrörningen. Slurryn hälldes därefter i 10 15 20 25 30 35 515 393 10 små formar av aluminiumfolie och formarna täcktes med alumi- niumfolie. Formarna placerades i en torkkammare vid en tempe- ratur av 60°C till 70°C för gelbildning. De gelade struktu- rerna torkades och sintrades därefter vid l500°C under 30 mi- nuter med användning av en uppvärmningshastighet av l°C/ mi- nut upp till 500°C och därefter l0°C/minut upp till maxtempe- raturen.
De erhållna sintrade porösa kropparna hade en täthet av 0,57 g/cm3, vilket motsvarar en teoretisk täthet av ca 15% då AIZO3-bulken antas ha en täthet av 3,90 g/cm3.
Exempel 4 I detta försök framställdes porösa kroppar av rostfritt stål med användning av protein som skummedel. Pulver av rost- fritt stål (316L, osprey Metals Ltd, USA), svarande en fastsubstanshalt sattes till en 90%<22pm, mot- av 33,8 vol%, vattenbaserad lösning av 13,0% bovint albumin (A-4503, SIGMA USA) efter genom höghastighetsomrörning under' 5 minuter, Slurryn skummades där- vilket För att undvika sedimentering på grund Chemical Co., under omrörning. fördubblade volymen. av stålpulvrets höga täthet (8,0 g/cm3) förtjockades slurryn.
Detta gjordes genom att pH sänktes från 5,2 till 2,6 genom att utspädd HCl sattes till slurryn under omrörning. Den skummade slurryn hälldes i formar och gelades vid 70°C. Det fanns inga indikationer på sedimentering eller segregering i de gelade kropparna. Porvolymen mättes till ca 80%.
Exempel 5 I detta exempel jämfördes den dispergerande effekten av bovint albumin med den för gelatin och agaros.
Tre Si3N4-slurries med torrhalter av 20 volym% framställ- des genom blandning av Si3N4-pulver (UBE-E10-UBE Industries, Japan) i bägare med destillerat vatten under propelleromrör- ning. Efter två timmars omrörning mättes viskositeten med en reometer från StressTech, Sverige, vid en skjuvhastighet av 100 s-1. För en slurry mättes viskositeten vid 25°C (bearbet- ningstemperatur för bovint albumin) och för de andra två vid 45°C (valda bearbetningstemperaturer för gelatin och agaros).
Både gelatin och agaros bildar geler vid temperaturer under 40°C. Bovint albumin (A-4503, SIGMA Chemical CO., USA) sattes gradvis till "25°C"-slurryn och viskositeten mättes (vid 10 15 515 393 ll 25°C) efter varje tillsats. Gelatin (pulver, livsmedelstill- (A-0169, SIGMA Chemical Co., USA) till de andra vid rumstemperatur. För att helt upplösa till- sats) och agaros sattes satserna värmdes dessa två slurries till 95°C och kyldes där- efter till 45°C. lymprocent och viskositeten mättes, vid 45°C. Viskositetsmät- Torrsubstanshalten justerades till 20 vo- ningarna gav följande resultat: Slurry utan tillsats. z 150 mPa.s Slurry med gelatín: 1350 mPa.s vid en tillsats av 0,25 vikt%, räknat på den vattenhaltiga fasen.
Slurry med agaros: 381 mPa.s vid en tillsats av 0,25 vikt%, räknat på den vattenhaltiga fasen.
Slurry med albumin: 139 mPa.s vid en tillsats av 0,25 vikt%, räknat, på den vattenhaltiga fasen. Viskositeten sjönk vid högre tillsatser och var 49,8 mPa.s vid en tillsats av 2 vikt%.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 mas 393 12 Patentkrav
1. Sätt att bilda fasta, kroppar från ett pulver valt ur gruppen pulver av metaller, homogena eller porösa, formade intermetaller, hårdmetaller, kermeter och/eller keramer, var- vid pulvren kan vara förstärkta, kännetecknat av att det innefattar framställning av en vattenhaltig slurry av pulv- ret, vilken slurry innefattar en proteinsubstans som är lös- lig i vatten vid omgivningstemperaturer och har förmåga att bilda en irreversibel gel vid värmning till en temperatur som inte överstiger 90°C, varvid mängden proteinsubstans är till- räckligt för bildning av en gel, formning av slurryn till en kropp av önskad form genom framställning i form, tejpgjutning eller droppformning och värmning till en temperatur som minst motsvarar proteinets gelningstemperatur.
2. Sätt att bilda fasta kroppar enligt krav 1, känneteck- nat av att kropparna är homogena och täta.
3. Sätt att bilda fasta kroppar enligt krav 1, känneteck- nat av att kropparna är porösa.
4. Sätt enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknat av att proteinsubstansen är ett globulärt protein.
5. Sätt enligt krav 4, stansen är ett albumin. kännetecknat av att proteinsub-
6. Sätt enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknat av att proteinsubstansen användes i en mängd av minst 3 viktpro- cent protein baserat på den vattenhaltiga fasen.
7. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att torrhalten pulver i slurryn är från 20 till 90 volym- procent.
8. Sätt enligt något av kraven 2 eller 4 till 7, känne- tecknat av att pulvret väljes från gruppen pulver av kisel- nitrid, sialoner, aluminiumoxider och kiselkarbid.
9. Sätt enligt något av kraven 3 eller 4 till 7, känne- tecknat av att pulvret väljes från gruppen pulver av alumi- kiselkarbid, zirkoniumoxid och niumoxid, aluminiumtitanat, cordierit.
10. Sätt enligt något av kraven 1 eller 3, 4 till 7 eller 9, kännetecknat av att slurryn inte innehåller något ytterli- gare bindemedel och/eller gelbildande medel.
11. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av -....~ v 51.5' 393 13 att kroppen formas genom gjutning och gelning.
12. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kropparna som bildas genom gelning vidarebehandlas genom torkning och sintring, med avlägsnande av organiskt material antingen som ett separat steg före sintring eller som del av sintringen. ..-øu~.
SE9503413A 1995-10-03 1995-10-03 Sätt att forma kroppar av en uppslamning av pulver i vatten med ett irreversibelt gelbildande protein SE515393C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503413A SE515393C2 (sv) 1995-10-03 1995-10-03 Sätt att forma kroppar av en uppslamning av pulver i vatten med ett irreversibelt gelbildande protein
CN96113091A CN1080612C (zh) 1995-10-03 1996-09-27 生产实心的成型体的方法
EP96850165A EP0767154B1 (en) 1995-10-03 1996-09-30 Method for the production of solid shaped bodies
DE69605098T DE69605098T2 (de) 1995-10-03 1996-09-30 Verfahren zur Herstellung fester Formkörper
JP8278557A JP2928486B2 (ja) 1995-10-03 1996-10-01 定形体成形方法
US08/724,890 US5972284A (en) 1995-10-03 1996-10-03 Method for the production of solid shaped bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503413A SE515393C2 (sv) 1995-10-03 1995-10-03 Sätt att forma kroppar av en uppslamning av pulver i vatten med ett irreversibelt gelbildande protein

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9503413D0 SE9503413D0 (sv) 1995-10-03
SE9503413L SE9503413L (sv) 1997-04-04
SE515393C2 true SE515393C2 (sv) 2001-07-23

Family

ID=20399674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9503413A SE515393C2 (sv) 1995-10-03 1995-10-03 Sätt att forma kroppar av en uppslamning av pulver i vatten med ett irreversibelt gelbildande protein

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5972284A (sv)
EP (1) EP0767154B1 (sv)
JP (1) JP2928486B2 (sv)
CN (1) CN1080612C (sv)
DE (1) DE69605098T2 (sv)
SE (1) SE515393C2 (sv)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6132674A (en) * 1995-10-12 2000-10-17 Bristol-Myers Squibb Company Method of making an orthopaedic implant having a porous surface
SE511834C2 (sv) * 1998-01-13 1999-12-06 Valtubes Sa Heltäta produkter framställda genom enaxlig höghastighetspressning av metallpulver
GB9821663D0 (en) 1998-10-05 1998-11-25 Abonetics Ltd Foamed ceramics
GB9825109D0 (en) * 1998-11-16 1999-01-13 Dytech Corp Ltd Porous ceramic matrices
US6759004B1 (en) * 1999-07-20 2004-07-06 Southco, Inc. Process for forming microporous metal parts
AU2003209092A1 (en) * 2002-02-08 2003-09-02 Hormel Foods Corporation Pressure indicator
BE1014697A3 (fr) * 2002-03-12 2004-03-02 Metal Inject Procede de mise en forme d'une piece en matiere metallique ou ceramique et piece ainsi obtenue.
US6689184B1 (en) * 2002-07-19 2004-02-10 Latitude Manufacturing Technologies, Inc. Iron-based powdered metal compositions
US7517490B2 (en) * 2002-10-16 2009-04-14 Ngk Insulators, Ltd. Method of manufacturing ceramic green body
WO2005023463A1 (en) * 2003-09-03 2005-03-17 Apex Advanced Technologies, Llc Composition for powder metallurgy
US7481968B2 (en) * 2004-03-17 2009-01-27 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for preparing a sintered porous body of metal or ceramic
DE102004033153B4 (de) * 2004-06-11 2007-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Glühkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20070016057A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Anthony Dallago Medical device having gripping layer
US20080111282A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Baojun Xie Process for Making Three Dimensional Objects From Dispersions of Polymer Colloidal Particles
US20110200478A1 (en) 2010-02-14 2011-08-18 Romain Louis Billiet Inorganic structures with controlled open cell porosity and articles made therefrom
CA2841435A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 3M Innovative Properties Company Method of making ceramic shaped abrasive particles, sol-gel composition, and ceramic shaped abrasive particles
WO2013094934A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Lg Innotek Co., Ltd. Method of fabricating silicon carbide powder
US20180009032A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 General Electric Company Metal objects and methods for making metal objects using disposable molds
CN107116210B (zh) * 2016-10-27 2018-11-27 北京科技大学 石墨片定向层状排列的铜基复合材料散热片及其制备方法
US20180362957A1 (en) * 2017-06-14 2018-12-20 R. J. Reynolds Tobacco Company RuBisCO Protein-Based Films
CN107352781B (zh) * 2017-06-22 2020-01-10 上海极率科技有限公司 一种氮化硅多孔陶瓷材料快速固化成型的制备方法
RU2714452C1 (ru) * 2019-09-28 2020-02-17 ООО "Т-Сфера" Способ получения порошков диоксида циркония со сфероидальной формой частиц
CN111299596B (zh) * 2019-12-04 2021-07-23 东北大学 蛋白质发泡制备生物医用可降解多孔锌的方法
DE102023206925A1 (de) 2022-07-26 2024-02-01 Alumina Systems Gmbh Verfahren zur Fertigung eines metallischen Bauteils
CN117285344B (zh) * 2023-09-21 2024-04-16 株洲火炬安泰新材料有限公司 一种igzo靶材及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244898A (en) * 1979-03-30 1981-01-13 The United States Of America As Represented By The United Statesdepartment Of Energy Method of preparing porous, rigid ceramic separators for an electrochemical cell
FR2521887A1 (fr) * 1982-02-24 1983-08-26 Comp Generale Electricite Procede de preparation d'un corps poreux metallique
JPS6116012A (ja) * 1984-06-30 1986-01-24 Tdk Corp 磁気記録媒体および磁気記録方法
JPH0664970B2 (ja) * 1985-07-25 1994-08-22 松下電工株式会社 遅延スイツチ
US5126082A (en) * 1988-11-30 1992-06-30 Howmet Corporation Method of making ceramic cores and other articles
US5458837A (en) * 1992-05-11 1995-10-17 Polyceramics, Inc. Process for preparing a ceramic wick
US5320157A (en) * 1993-01-28 1994-06-14 General Motors Corporation Expendable core for casting processes
US5279994A (en) * 1993-02-11 1994-01-18 W. R. Grace & Co.-Conn. Aqueous processing of green ceramic tapes
US5734959A (en) * 1995-10-12 1998-03-31 Zimmer, Inc. Method of making an orthopaedic implant having a porous surface using an organic binder

Also Published As

Publication number Publication date
US5972284A (en) 1999-10-26
DE69605098D1 (de) 1999-12-16
JPH09202673A (ja) 1997-08-05
DE69605098T2 (de) 2000-04-13
JP2928486B2 (ja) 1999-08-03
EP0767154A1 (en) 1997-04-09
SE9503413L (sv) 1997-04-04
CN1080612C (zh) 2002-03-13
EP0767154B1 (en) 1999-11-10
SE9503413D0 (sv) 1995-10-03
CN1151337A (zh) 1997-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE515393C2 (sv) Sätt att forma kroppar av en uppslamning av pulver i vatten med ett irreversibelt gelbildande protein
Dhara et al. Egg white as an environmentally friendly low‐cost binder for gelcasting of ceramics
JP2604592B2 (ja) 金属、セラミック粉末等の成形方法及びそのための組成物
US3346680A (en) Method of molding comminuted nonplastic inorganic material
Gilissen et al. Gelcasting, a near net shape technique
Vandeperre et al. Gelatin gelcasting of ceramic components
CN107500781A (zh) 一种多孔陶瓷的制备方法
EP0598828B1 (en) Aqueous process for injection molding ceramic powders at high solids loadings
US4840763A (en) Method for the production of reinforced composites
Jia et al. Fabrication of alumina green body through gelcasting process using alginate
SE511312C2 (sv) Sätt att tillverka whiskerförstärkt keramik s
US20060211567A1 (en) Method and slip for production of a moulded body from ceramic material ceramic moulded body and use of such a moulded body
Prabhakaran et al. A new direct coagulation casting process for alumina slurries prepared using poly (acrylate) dispersant
Binner et al. In situ coagulation moulding: a new route for high quality, net-shape ceramics
US4814302A (en) Stable slip-casting compositions having a base of powders containing finely divided aluminum nitride
JP4514847B2 (ja) セラミックス多孔体の製造方法
WO1993022256A1 (en) Method for forming ceramic powders by temperature induced flocculation
US4970181A (en) Process for producing ceramic shapes
CN111868008A (zh) 以碳化硅制作具有受控孔隙率的多孔预成型件的方法以及碳化硅多孔预成型件
KR100434830B1 (ko) 다중 입도분포 분말의 균일 원심성형체 제조방법
US20090325442A1 (en) Process for producing an in particular porous shaped ceramic body and shaped body produced thereby
JPH04160078A (ja) セラミックス多孔体の製造方法
JP2566886B2 (ja) 連通気孔を有する多孔質焼結体の製造方法
JP3210770B2 (ja) 固形状の生成形体の製造方法
Ndinisa Development of Complex Shaped Alumina Parts by Gelcasting and Additive Manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed