Способ изготовления фильтрующих мембран при помощи аддитивной технологии и полученные мембраны - RU2015156338A
Код документа: RU2015156338A
Формула
1. Способ изготовления мембраны для фильтрации текучей среды, при этом указанная мембрана содержит:
- подложку, имеющую трехмерную структуру и образованную монолитным керамическим пористым телом, и
- по меньшей мере один разделительный фильтрующий слой, нанесенный на часть поверхности подложки,
в котором трехмерную структуру подложки получают посредством формирования элементарных пластов, расположенных друг над другом и последовательно связанных между собой, при помощи повторения следующих этапов, на которых:
a) наносят сплошной слой порошка, по меньшей мере частично состоящий из порошка, предназначенного для формирования керамического пористого тела, при этом слой имеет постоянную толщину на площади, превышающей сечение указанного пористого тела на уровне пласта;
b) в соответствии с рисунком, определенным для каждого пласта, локально уплотняют часть материала, нанесенного для создания элементарного пласта, и одновременно связывают сформированный таким образом элементарный пласт с предыдущим пластом, постепенно наращивая требуемую трехмерную форму.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что средний диаметр пор находится в интервале от 4 мкм до 40 мкм.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что средний диаметр пор соответствует значению d50 объемного распределения, при котором 50% общего объема пор соответствуют объему пор с диаметром, меньшим этого значения d50; при этом объемное распределение получают посредством ртутной порометрии, например, при помощи технологии, описанной в норме ISO 15901-1:2005.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после формирования трехмерной структуры неуплотненный материал удаляют.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что после формирования трехмерной структуры неуплотненный материал удаляют.
6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что после формирования трехмерной структуры неуплотненный материал удаляют.
7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что этап b) осуществляют посредством подачи энергии или нагнетания жидкости в виде мелких капель.
8. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что контроль уплотнения является автоматическим.
9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что контроль уплотнения является автоматическим.
10. Способ по одному из пп. 1-6, 9, отличающийся тем, что наносимый материал является смесью порошка, предназначенного для формирования пористого тела, и активируемого связующего, и уплотнение производят посредством локального нагнетания активатора связующего.
11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что наносимый материал является смесью порошка, предназначенного для формирования пористого тела, и активируемого связующего, и уплотнение производят посредством локального нагнетания активатора связующего.
12. Способ по п. 8, отличающийся тем, что наносимый материал является смесью порошка, предназначенного для формирования пористого тела, и активируемого связующего, и уплотнение производят посредством локального нагнетания активатора связующего.
13. Способ по одному из пп. 1-6, 9, отличающийся тем, что уплотнение осуществляют посредством локального напыления связующего.
14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что содержит этап удаления неуплотненного вещества и конечный этап спекания после удаления неуплотненного вещества.
15. Способ по одному пп. 11 или 12, отличающийся тем, что содержит этап удаления неуплотненного вещества и конечный этап спекания после удаления неуплотненного вещества.
16. Способ по п. 13, отличающийся тем, что содержит этап удаления неуплотненного вещества и конечный этап спекания после удаления неуплотненного вещества.
17. Способ по одному из пп. 1-6, 9, отличающийся тем, что уплотнение осуществляют за счет подачи энергии, в частности, посредством обработки при помощи лазера, ультрафиолетового излучения, электронного пучка.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что подачу энергии модулируют таким образом, чтобы получать градиент пористости внутри одного пласта.
19. Способ по одному из пп. 1-6, 9, 11, 12, 14, 16, 18, отличающийся тем, что разделительный фильтрующий слой получают после формирования пористого тела для образования поверхности, предназначенной для вхождения в контакт с обрабатываемой текучей средой.
20. Способ по одному из пп. 1-6, 9, 11, 12, 14, 16, 18, отличающийся тем, что пористая текстура пористого тела является открытой и образует сеть взаимосвязанных пор.
21. Способ по одному из пп. 1-6, 9, 11, 12, 14, 16, 18, отличающийся тем, что наносимый материал содержит и даже исключительно состоит из порошка неорганического вещества, который образует конечную керамику, или из порошка органических-неорганических или неорганических исходных веществ, которые образуют конечную керамику.
22. Способ по одному из пп. 1-6, 9, 11, 12, 14, 16, 18, отличающийся тем, что пористое тело и разделительный фильтрующий слой представляют собой, каждый, керамический материал, выбираемый среди оксидов, нитридов, карбидов или других керамических материалов или их смеси, и, в частности, среди оксида титана, оксида алюминия, двуоксида циркония или одной из их смесей, нитрида титана, нитрида алюминия, нитрида бора, карбида кремния, возможно в смеси с другим керамическим материалом.
23. Способ по одному из пп. 1-6, 9, 11, 12, 14, 16, 18, отличающийся тем, что гранулометрический состав порошка, наносимого на этапе а), характеризуется средним размером частиц от 10 до 100 мкм.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что средний размер частиц соответствует значению d50 объемного распределения, при котором 50% общего объема частиц соответствуют объему частиц с диаметром, меньшим этого значения d50, при этом объемное распределение получают путем лазерно-дифракционного гранулометрического анализа, например, используя технологии, описанные в норме ISO 13320:2009, относящейся к технологии измерения посредством лазерной гранулометрии, в норме ISO 14488:2007, относящейся к технологии взятия проб анализируемого порошка, и в норме ISO 14887:2000, относящейся к получению воспроизводимой дисперсии пробы порошка в жидкости перед измерением при помощи лазерной гранулометрии.
25. Мембраны, полученные при помощи способа по одному из пп. 1-24.
Комментарии