Химически связанный керамический продукт, способ его получения, инструмент, применяемый при реализации способа, и взаимозаменяемая деталь этого инструмента - RU2002127787A

Реферат

1. Сырцовый брикет (3), включающий связующую фазу одного или более порошкообразного связующего агента, причем указанный сырцовый брикет после насыщения жидкостью, реагирующей со связующими агентами, способен образовывать химически связанный керамический материал, при этом указанный сырцовый брикет предпочтительно имеет степень уплотнения твердой фазы 55-67 об.%, отличающийся тем, что указанный сырцовый брикет (3) также включает одну или более компенсирующую расширение добавку, пригодную для придания материалу свойств долговременной стабильности размеров.

2. Сырцовый брикет по п.1, отличающийся тем, что этот сырцовый брикет (3) по существу не содержит частиц наполнителя, обеспечивающих твердость.

3. Сырцовый брикет по п.1, отличающийся тем, что этот сырцовый брикет (3) включает до 50 об.% балластного материала.

4. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная связующая фаза состоит, по меньшей мере, по существу из глиноземистого цемента.

5. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанные добавки состоят из одной или более добавки, выбираемой из группы, включающей пористые частицы или пористый заполнитель, мягкие частицы, имеющие меньший Е-модуль, чем Е-модуль связующей фазы, и вторичную фазу, которая реагирует со связующей фазой.

6. Сырцовый брикет по п.5, отличающийся тем, что указанные добавки состоят, по меньшей мере, по существу из вторичной фазы, причем указанная вторичная фаза предпочтительно состоит из ОПЦ цемента и/или мелкокристаллического диоксида кремния и/или иной Si-содержащей фазы, предпочтительно в общем количестве 1-20 об.%, и даже более предпочтительно 1-10 об.% в пересчете на сырцовый брикет.

7. Сырцовый брикет по п.6, отличающийся тем, что указанная вторичная фаза состоит из ОПЦ цемента в количестве 1-5 об.% и/или мелкокристаллического диоксида кремния в количестве 1-5 об.%.

8. Сырцовый брикет по п.5, отличающийся тем, что указанные добавки состоят, по меньшей мере, по существу из пористых частиц или пористого заполнителя, которые состоят, по меньшей мере, по существу из оксидов Al, Zr, Ti, Si, Sn или Zn, предпочтительно имеют диаметр 2-30 мкм, даже более предпочтительно 5-15 мкм, открытую пористость 20-60%, предпочтительно 30-50%, причем отверстия пор частиц/заполнителя составляют менее 5 мкм, предпочтительно 0,1-5 мкм, и даже более предпочтительно 1-3 мкм.

9. Сырцовый брикет по п.5, отличающийся тем, что указанные добавки состоят, по меньшей мере, по существу из пористых частиц, которые состоят, по меньшей мере, по существу из микросфер с высокой закрытой пористостью, причем микросферы предпочтительно состоят из стекла и имеют пористость свыше 50%, предпочтительно свыше 80%, и присутствуют в количестве менее 2 об.% в пересчете на сырцовый брикет, предпочтительно 0,1-2 об.% и даже более предпочтительно 0,5-1,5 об.%.

10. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный сырцовый брикет (3) имеет степень уплотнения твердой фазы 57-63 об.%, предпочтительно 58-61 об.%.

11. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный сырцовый брикет (3) также включает ускоритель для ускорения реакции между указанными связующим агентами и жидкостью, причем указанный ускоритель предпочтительно состоит из соли щелочного металла в количестве 0,1-0,5 об.ч. на тысячу, предпочтительно 0,2-0,3 об.ч. на тысячу, в пересчете на твердые составляющие.

12. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что размер зерна указанных связующих агентов по существу составляет 2-8 мкм, предпочтительно 3-4 мкм.

13. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что самый большой линейный размер указанного сырцового брикета (3) составляет максимум 8 мм, а самый маленький - минимум 0,3 мм, причем его диаметр или ширина составляют 1-8 мм, а его высота составляет 0,3-5 мм, предпочтительно 0,5-4 мм.

14. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он предназначен для применения в стоматологии, предпочтительно, в качестве стоматологического пломбировочного материала.

15. Сырцовый брикет по п.14, отличающийся тем, что указанный сырцовый брикет (3) имеет размеры, сообразованные со стоматологическим сверлом (2).

16. Сырцовый брикет по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что он предназначен для применения в качестве материала-носителя электронных схем, материала-носителя для микромеханического применения, материала-носителя биологических датчиков или материала-носителя оптических волокон.

17. Сырцовый брикет по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный сырцовый брикет (3) имеет размеры, сообразованные с размерами конкретной полости (5), в которую этот сырцовый брикет будет введен.

18. Способ получения химически связанного керамического материала посредством осуществления реакции между связующей фазой одного или более порошкообразного связующего агента и жидкостью, реагирующей с этими связующими агентами, при этом порошкообразное тело, включающее эти связующие агенты, уплотняют в сырцовый брикет (3) так, что это порошкообразное тело перед его насыщением жидкостью, подвергают действию такого высокого внешнего давления и такой низкой температуры, что получают плотно связанный сырцовый брикет без протекания в нем при уплотнении реакций спекания, причем степень уплотнения твердой фазы указанного сырцового брикета предпочтительно составляет 55-67 об.%, отличающийся тем, что в порошкообразное тело также включают одну или более компенсирующую расширение добавку, пригодную для придания материалу свойств долговременной стабильности размеров.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанные связующие агенты состоят, предпочтительно, по существу из глиноземистого цемента, а указанные добавки состоят, предпочтительно, из одной или более добавок, выбираемых из группы, включающей пористые частицы или пористый заполнитель, мягкие частицы, имеющие меньший Е-модуль, чем Е-модуль связующей фазы, и вторичную фазу, которая реагирует со связующей фазой.

20. Способ по п.18 или 19, отличающийся тем, что степень уплотнения твердой фазы указанного сырцового брикета (3) доводят до 57-63 об.%, предпочтительно до 58-61 об.%.

21. Способ по любому из пп.18-20, отличающийся тем, что этот способ включает операцию прессования таблетки в случае каждого производимого сырцового брикета (3), причем прессование таблетки проводят под давлением 40-150 МПа, предпочтительно 70-110 МПа.

22. Способ по любому из пп.18-21, отличающийся тем, что указанный сырцовый брикет (3) формируют таким образом, что указанное уплотнение осуществляют в модели (6) той полости (5), в которую будут вводить сырцовый брикет.

23. Способ по любому из пп.18-22, отличающийся тем, что порошкообразную смесь и/или указанный сырцовый брикет (3) предварительно обрабатывают при температуре свыше 150°С, предпочтительно выше 250°С.

24. Способ по любому из пп.18-23, отличающийся тем, что сырцовый брикет (3) насыщают указанной жидкостью таким образом, что сырцовый брикет погружают, по меньшей мере, частично в жидкость предпочтительно по меньшей мере на 5-15 с, предпочтительно по меньшей мере на 10 с, и вплоть до 30 с, так что сырцовый брикет абсорбирует жидкость за счет действия капиллярных сил, при этом при погружении сырцового брикета в жидкость и осушении остатков жидкости на его поверхности сырцовый брикет предпочтительно зажимают посредством инструмента (7) для введения.

25. Способ по любому из пп.18-24, отличающийся тем, что указанная жидкость состоит из гидратирующей жидкости, которая предпочтительно содержит ускоритель реакции между связующим агентами и жидкостью, причем указанный ускоритель предпочтительно состоит из соли щелочного металла, предпочтительно в количестве 0,1-1 г/л жидкости, предпочтительно по меньшей мере 0,2 г/л, даже более предпочтительно по меньшей мере 0,4 г/л, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,8 г/л жидкости.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что первый сырцовый брикет (3) насыщают жидкостью, чтобы затем утрамбовать его в полости (5), предпочтительно посредством инструмента для пломбирования, после чего второй сырцовый брикет (3) насыщают жидкостью, чтобы затем утрамбовать в указанной полости (5), предпочтительно посредством указанного инструмента для пломбирования, после чего далее сырцовые брикеты насыщают жидкостью, чтобы затем утрамбовывать их в указанной полости, предпочтительно посредством указанного инструмента для пломбирования, предпочтительно до тех пор, пока вся полость не будет заполнена сжатыми влажными сырцовыми брикетами, которые затем твердеют с получением указанного химически связанного керамического материала.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что окончательное трамбование и удаление избытка жидкости осуществляют in situ посредством уплотняющего устройства (7), - инструмента, деталь (19) которого, действующая на влажный уплотненный сырцовый брикет, состоит из твердого пористого материала, который абсорбирует избыток жидкости, в то время как влажные трамбуемые вместе сырцовые брикеты (3) дополнительно уплотняются в полости (5).

28. Способ по п.26 или 27, отличающийся тем, что последующую шлифовку свободной поверхности образованного химически связанного керамического материала производят предпочтительно в течение 3-10 мин, даже более предпочтительно в течение 3-7 мин после завершения уплотнения влажных сырцовых брикетов (3).

29. Инструмент (7) для введения сырцового брикета (3) в полость (5), причем указанный сырцовый брикет включает связующую фазу одного или более порошкообразного связующего агента и обладает способностью, после насыщения жидкостью, реагирующей со связующими агентами, образовывать химически связанный керамический материал, отличающийся тем, что указанный инструмент (7) включает цилиндрическую оболочку (8) с коротким концом или головкой (14), имеющей внутренний диаметр (d, D), сообразованный с диаметром данного сырцового брикета (3), при этом короткий конец указанной оболочки (8) или головка (14) открыты, чтобы вмещать сырцовый брикет (3), и инструмент (7) для введения сырцового брикета (3) в указанную полость (5) имеет расположенный в оболочке поршень (9), выполненный с возможностью перемещения в осевом направлении оболочки.

30. Инструмент по п.29, отличающийся тем, что короткий конец указанной оболочки (8) или головка (14) имеет минимальный внутренний диаметр (d), который меньше диаметра данного сырцового брикета (3), при этом оболочка (8) на ее коротком конце или наконечнике (14) имеет внутренний скос (15), составляющий предпочтительно 10-30°, самый большой диаметр (D) которого превышает диаметр данного сырцового брикета (3).

31. Инструмент по п.29 или 30, отличающийся тем, что указанная оболочка (8) около ее короткого конца или указанной головки (14) имеет в своей стенке углубление (18) или некоторую перфорацию, отверстия (17) или щели (16).

32. Инструмент по любому из пп.29-31, отличающийся тем, что указанный инструмент (7) также приспособлен для того, чтобы вместо сырцового брикета (3) зажимать и прочно удерживать уплотняющее тело (19), которое имеет диаметр, сообразованный с внутренним диаметром (d, D) короткого конца оболочки (8) или головки (14), и состоит из твердого, пористого материала, благодаря чему инструмент (7) представляет собой осушающее уплотняющее устройство для уплотнения в указанной полости (5) одного или более сырцового брикета (3), насыщенного указанной жидкостью.

33. Инструмент по п.32, отличающийся тем, что указанное уплотняющее тело (19) состоит из материала, выбираемого из группы, включающей пористый керамический материал, пористый полимерный материал, пористый металлический материал и пористый древесный материал, предпочтительно материала, который состоит из твердой древесины, более предпочтительно из березовой древесины.

34. Уплотняющее тело (19) для инструмента (7), по любому из пп.27-31, отличающееся тем, что оно имеет диаметр, сообразный с внутренним диаметром (d, D) короткого конца оболочки (8) или головки (14), и состоит из твердого, пористого материала, выбираемого из группы, включающей пористый керамический материал, пористый полимерный материал, пористый металлический материал и пористый древесный материал, предпочтительно материала, который состоит из твердой древесины, более предпочтительно из березовой древесины.

35. Уплотняющее тело (19) по п.34, отличающееся тем, что оно имеет диаметр 1-8 мм, предпочтительно 2-5 мм.