專利名稱：制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域眾所周知燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)可用于各種用途，如液體或氣體過濾。
提供燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的第一種方法就是通過空氣鋪設(shè)提供金屬纖維網(wǎng)，然后在合適的爐內(nèi)燒結(jié)該空氣鋪設(shè)的網(wǎng)。
這一空氣鋪設(shè)網(wǎng)存在缺點(diǎn)，即，網(wǎng)通常相對(duì)不均勻，尤其在提供相對(duì)薄的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)時(shí)。這是因?yàn)榭諝怃佋O(shè)的網(wǎng)很難提供足夠的均勻性，因此，為了使燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)在其整個(gè)表面上具有均勻的性能，通常將多個(gè)空氣鋪設(shè)的網(wǎng)堆疊在一起(即，所謂的疊合)。
另一種在燒結(jié)操作前提供網(wǎng)的方法就是用所謂的濕法鋪設(shè)法或造紙法，如WO 98/43756、EP 933984A、JP11-131105、JP61-225400和JP61-223105所述。使金屬纖維處于漿料中，并把漿料倒在篩網(wǎng)上。水從漿料中吸出通過篩網(wǎng)。然后燒結(jié)殘留的脫水漿料。可以用粘合劑暫時(shí)地把金屬纖維彼此粘合在一起，使脫水漿料易于輸送。然后，燒結(jié)這一脫水的漿料，當(dāng)然也可能要先除去粘合劑。
濕法鋪網(wǎng)存在缺點(diǎn)，即，當(dāng)采用細(xì)而且相對(duì)短的纖維時(shí)，一些較短的纖維會(huì)和從漿料中除去的水一起被吸過篩網(wǎng)。在先制備細(xì)網(wǎng)、后進(jìn)行燒結(jié)的情況下，脫水步驟可能在網(wǎng)上吸成小的或較大的洞，導(dǎo)致在此處幾乎沒有或沒有纖維能截留住以用于燒結(jié)。而且用來在脫水期間支撐濕漿料的支撐網(wǎng)會(huì)留下痕跡。在脫水后的網(wǎng)上會(huì)注意到支撐網(wǎng)的圖案，即重復(fù)的細(xì)點(diǎn)。
其結(jié)果就是即使在燒結(jié)之前已將多層新鮮脫水的網(wǎng)彼此疊合在一起的情況下，脫水漿料和由此產(chǎn)生的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)也可能包括存在著較少纖維的不均勻區(qū)域。
尤其是采用小當(dāng)量直徑如2μm～6μm的纖維時(shí)，會(huì)注意到脫水期間一并吸出纖維和水的現(xiàn)象。這是因?yàn)橐话愣暂^小長(zhǎng)度的纖維量越大，纖維就越細(xì)。其結(jié)果就是在纖維具有小當(dāng)量直徑的情況下，會(huì)有更多的短纖維和水一起在脫水期間被吸出。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷的制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造在其整個(gè)表面范圍內(nèi)具有均勻性能的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種制造含有相對(duì)短和/或細(xì)的金屬纖維、而且在其整個(gè)表面范圍內(nèi)具有均勻性能的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種制造具有相對(duì)小的厚度、而且在其整個(gè)表面范圍內(nèi)具有均勻性能的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法。
作為本發(fā)明主題的制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法包括如權(quán)利要求1所述的步驟。
優(yōu)選地，用來用涂布器澆鑄或所謂的帶型澆鑄的漿料中，金屬纖維的量為漿料的2wt％～40wt％，更優(yōu)選為漿料的5wt％～15wt％。顯然地，這樣的濃度與帶型澆鑄(tape casting)作用一起提供了基本上平的漿料層，使得金屬纖維分布得更加均勻，從而就提供了在整個(gè)介質(zhì)表面和深度范圍內(nèi)的性能更加均勻的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)。
漿料中過多的金屬纖維可能導(dǎo)致纖維的聚集，反過來又導(dǎo)致在整個(gè)燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)內(nèi)不均勻的金屬纖維分布。
漿料中過少的金屬纖維可能在脫除粘合劑期間產(chǎn)生問題，過量地脫除粘合劑將妨礙金屬纖維的燒結(jié)。此外，這樣生產(chǎn)燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)變得不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)橐奶嗟哪芰縼砻摮澈蟿?，并要除去大量的粘合材料。每層澆鑄層中，表面上的金屬纖維分布可能變得不規(guī)則。
在一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)選方法中，漿料含有用來溶解粘合劑的溶劑，而且在漿料的固化期間，所有的溶劑都通過蒸發(fā)除去。這對(duì)由該進(jìn)一步工藝所引起的在燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)整個(gè)表面和深度范圍內(nèi)的金屬纖維分布均勻性有著進(jìn)一步有利的影響。
現(xiàn)在更詳細(xì)地考慮作為本發(fā)明主題的制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法。
第一步是提供金屬纖維。任何類型的金屬或金屬合金都可用來提供金屬纖維。
金屬纖維例如由鋼，如不銹鋼制成。優(yōu)選的不銹鋼合金是AISI 300系列或AISI 400系列的合金，例如AISI 316L或AISI 347，或者使用含有Fe、Al和Cr的合金，含有鉻、鋁和/或鎳以及0.05～0.3wt％的釔、鈰、鑭、鉿或鈦的不銹鋼，例如DIN 1.4767合金或Fecralloy。還可以采用銅或銅合金，或者鈦或鈦合金。還可以用鎳或鎳合金制造金屬纖維。
金屬纖維可以通過任何已知的金屬纖維制造方法制造，例如束拉制(bundle drawing)的操作，或者如JP3083144所述的卷切削的操作，金屬絲的切削操作(如鋼絲棉)，或者由熔融金屬合金浴形成金屬纖維的方法。
為了提供具有平均長(zhǎng)度的金屬纖維，可以用WO 02/057035所述的方法切斷金屬纖維，或者用例如US4664971所述的方法提供金屬纖維粒。
用于提供燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的金屬纖維的特征在于具有當(dāng)量直徑D和平均纖維長(zhǎng)度L。
金屬纖維的當(dāng)量直徑是指表面與纖維徑向截面的表面相等的一個(gè)假想圓的直徑。
優(yōu)選地，金屬纖維的當(dāng)量直徑D小于100μm例如小于65μm，更優(yōu)選小于36μm例如是35μm、22μm或17μm。可能地，金屬纖維的當(dāng)量直徑小于15μm例如是14μm、12μm或11μm，或者甚至更優(yōu)選小于9μm例如8μm。最優(yōu)選地，金屬纖維的當(dāng)量直徑D小于7μm或者小于6μm，例如小于5μm，例如是1μm、1.5μm、2μm、3μm、3.5μm或4μm。
金屬纖維都具有各自的纖維長(zhǎng)度。由于制造金屬纖維的方法，這些纖維長(zhǎng)度可能產(chǎn)生某些分布，用來提供作為本發(fā)明主題的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的金屬纖維具有平均纖維長(zhǎng)度L。這一長(zhǎng)度是通過測(cè)量大量的纖維，根據(jù)合適的統(tǒng)計(jì)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)確定的。金屬纖維的平均纖維長(zhǎng)度小于10mm，例如是小于6mm，優(yōu)選小于1mm，例如是小于0.8mm，或者甚至小于0.6mm，例如是小于0.2mm。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，基本上在制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法中所用的所有纖維都會(huì)存在于燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)中，因此可以用相類似的方法測(cè)量燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)中的平均纖維長(zhǎng)度L。
因此燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)中的金屬纖維的平均纖維長(zhǎng)度與直徑之比(L/D)優(yōu)選小于110，更優(yōu)選小于100，但通常大于30。在金屬纖維是通過WO 02/057035(此文獻(xiàn)包括在此處作為參考)所述方法得到的情況下，對(duì)于當(dāng)量直徑在高達(dá)6μm的范圍的金屬纖維而言，優(yōu)選L/D為大約30～70。
在本發(fā)明方法的第二個(gè)步驟中，提供漿料。雖然不應(yīng)理解成限制，但是含有金屬纖維、溶劑和粘合劑的漿料中，優(yōu)選其金屬纖維濃度為漿料的2wt％～40wt％。優(yōu)選漿料的5wt％～15wt％由金屬纖維構(gòu)成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬纖維的當(dāng)量直徑越小，金屬纖維的濃度就保持得越低。
可選地，漿料包括聚合物粘合劑和金屬纖維，加熱該聚合物粘合劑以降低其粘度。
基于本發(fā)明目的的粘合劑可以理解成用來使?jié){料增稠的產(chǎn)品。優(yōu)選采用水溶性的粘合劑，例如聚乙烯醇，甲基纖維素醚，羥丙基甲基纖維素，源自環(huán)氧乙烷的聚醚，丙烯酸聚合物或者丙烯酸類共聚物。向溶劑中加入粘合劑，濃度優(yōu)選為漿料的0.5wt％～30wt％。最優(yōu)選地，選擇這樣一種粘合劑粘合劑提供理想粘度所需的濃度為基于漿料的小于20wt％，甚至小于15wt％，或者甚至小于10wt％。對(duì)于漿料而言，優(yōu)選采用的粘度范圍是1000cPs～20000cPs。漿料的多個(gè)組分通過合適的混合設(shè)備混合。當(dāng)發(fā)生漿料起泡時(shí)，可加入少量的消泡組分。
在第三個(gè)步驟中，用涂布器例如刮板把漿料帶型澆濤在優(yōu)選為基本上平的表面上。涂布器的間隙可以保持得相對(duì)小，優(yōu)選為0.2mm～6mm，更優(yōu)選0.2mm～3mm。涂布器的移動(dòng)速度根據(jù)漿料的粘度和漿料的組成選擇。
根據(jù)漿料中的金屬纖維量、燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)每單位表面上的所需重量、以及燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)所需的密度，來選擇間隙和由此產(chǎn)生的漿料層厚度。
在下面的步驟中，使?jié)茶T的漿料固化，從而形成包括粘合劑和金屬纖維的箔。這優(yōu)選通過蒸發(fā)溶劑而實(shí)現(xiàn)?？梢圆捎萌菀自诃h(huán)境溫度下蒸發(fā)的溶劑。可選地，當(dāng)用水作溶劑時(shí)，實(shí)施蒸發(fā)可以按照干燥步驟進(jìn)行。干燥或蒸發(fā)可以通過空氣干燥，或者通過加熱澆鑄漿料例如使熱空氣通過澆鑄漿料的表面，或者采用輻射例如IR-輻射或微波輻射來實(shí)現(xiàn)或輔助實(shí)現(xiàn)。
可以理解，只有沒有和粘合劑化學(xué)結(jié)合的溶劑例如水被去除。
可以理解，在蒸發(fā)溶劑的情況下，澆鑄漿料的厚度將一定程度地下降，因?yàn)樘峁┎w積的澆鑄漿料體積減少了。
可選地，在加熱粘合劑以減小其粘度的情況下，可以通過冷卻澆鑄漿料使粘合劑固化。
在優(yōu)選情況下，當(dāng)蒸發(fā)除去全部溶劑或者冷卻使粘合劑固化時(shí)，沒有因溶劑的機(jī)械去除而損失任何纖維。這對(duì)于由該進(jìn)一步工藝引起的在燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的整個(gè)表面和深度范圍內(nèi)的金屬纖維分布均勻性有著進(jìn)一步的有利影響。因?yàn)闆]有除去纖維，因此燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)中的纖維的L/D比例就等于用于制備漿料的金屬纖維的L/D比例。
可能地，因?yàn)檎澈蟿┮寻呀饘倮w維充分地相互連接起來，因此可以對(duì)箔進(jìn)行處理，可以對(duì)箔進(jìn)行加壓操作以進(jìn)一步降低箔的厚度。
在最后一步中，熱處理含有金屬纖維和粘合劑的箔，以脫除粘合劑，隨后將金屬纖維彼此燒結(jié)到一起。
脫除粘合劑和燒結(jié)可以在一個(gè)熱操作中完成，也可以作為兩個(gè)連續(xù)的操作完成，無需在一個(gè)步驟之后馬上進(jìn)行另一個(gè)步驟。
燒結(jié)之后，可以對(duì)燒結(jié)的金屬纖維介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的壓軋?zhí)幚砝巛亯夯驂貉樱赃M(jìn)一步減小燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的厚度，或者使燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的表面光滑。
可能地，將多層箔堆疊形成多層介質(zhì)。不要求不同的箔含有相同的金屬纖維，也不要求它們每單位表面或體積具有相同的金屬纖維含量。不同的箔可能在金屬纖維、金屬纖維含量、厚度、重量和其它性能方面彼此不同。
可能地，可以在一個(gè)或多個(gè)箔上堆疊其它多孔金屬結(jié)構(gòu)。舉例而言，可以在包括金屬纖維和粘合劑的多個(gè)箔上堆疊金屬絲網(wǎng)、網(wǎng)形(expanded)金屬板、一層或多層空氣鋪設(shè)的網(wǎng)、濕法鋪設(shè)的網(wǎng)、或者金屬粉末層。
可能地，在堆疊體上加上金屬箔或金屬板。
可選地，可以在作為本發(fā)明主題的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)上提供這類多孔金屬結(jié)構(gòu)或金屬箔或金屬板，例如在第二燒結(jié)操作中，將這類多孔金屬結(jié)構(gòu)或金屬箔或金屬板燒結(jié)到作為本發(fā)明主題的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)上。
我們令人吃驚地發(fā)現(xiàn)用本發(fā)明方法得到的金屬纖維介質(zhì)具有改善的物理性能均勻性，例如空氣滲透性、過濾效率、孔尺寸、泡點(diǎn)壓力和孔分布。
燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的厚度可以在很大的范圍內(nèi)變化，但是可以得到相對(duì)薄的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)，例如厚度小于或等于0.2mm，甚至小于或等于0.1mm的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)。甚至更令人吃驚的是，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的厚度小于0.2mm或小于0.1mm時(shí)，可以得到超過10000Pa的泡點(diǎn)壓力。我們還注意到當(dāng)采用厚度小于0.2mm或小于0.1mm的此類燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)作為液體過濾器時(shí)，可以得到高的過濾效率。
泡點(diǎn)壓力根據(jù)ISO 4003測(cè)試方法測(cè)量。
作為本發(fā)明主題的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的重量?jī)?yōu)選小于500g/m2，更優(yōu)選小于400g/m2，甚至小于300g/m2，例如小于100g/m2例如約30g/m2。
燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的孔隙率可以在很大的范圍內(nèi)變化，但是我們發(fā)現(xiàn)這類燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的孔隙率可以在40％～99％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在55％～80％范圍內(nèi)，例如在55％～70％的范圍內(nèi)。在不對(duì)箔或燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)進(jìn)行輥壓或加壓操作的情況下，可以得到80～99％的孔隙率。通過對(duì)箔和/或燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)進(jìn)行輥壓或加壓處理，可以得到更低的孔隙率。
術(shù)語“孔隙率”P應(yīng)當(dāng)理解為P＝100×(1-d)其中，d＝(1立方米燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的重量)/(SF)，SF＝制成燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的金屬纖維的合金每立方米的比重。
燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)可以用于液-固分離中的表面過濾。
作為本發(fā)明主題的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的平均流量孔尺寸(flowpore size)小于當(dāng)量直徑D的2倍。
我們發(fā)現(xiàn)優(yōu)選地，燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的平均流量孔尺寸小于所述當(dāng)量直徑D的1.5倍。更優(yōu)選地，燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的平均流量孔尺寸等于或小于燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的金屬纖維的當(dāng)量直徑D，增加了1μm。
平均流量孔尺寸是用“Coulter Porometer II”測(cè)試設(shè)備，根據(jù)ASTM F-316-80的平均流量孔尺寸測(cè)量得到。
在優(yōu)選情況下，當(dāng)平均流量孔尺寸小于當(dāng)量直徑D的2倍，而且燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)中的金屬纖維的平均纖維長(zhǎng)度與直徑之比(L/D)優(yōu)選小于110，更優(yōu)選小于100，但通常大于30時(shí)，我們吃驚地發(fā)現(xiàn)這種燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)例如可以通過反沖、反洗或反向脈沖的方法高效率地重復(fù)清洗，顯然清洗之后只留下有限的顆粒物，或者沒有存留顆粒物。特別是當(dāng)采用其中通過蒸發(fā)去除所有溶劑的方法時(shí)。
在金屬纖維是通過WO 02/057035(此文獻(xiàn)包括在此處作為參考)所述方法得到的情況下，對(duì)于當(dāng)量直徑在高達(dá)6μm的范圍的金屬纖維而言，優(yōu)選L/D為約30～70。
當(dāng)燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的外表面用于固-液表面過濾時(shí)，燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的外表面用作介質(zhì)的流入側(cè)，該外表面有利地具有“基本上平的”表面?！盎旧掀降摹笔侵冈诮y(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的相關(guān)長(zhǎng)度上測(cè)得的Ra值小于該燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的金屬纖維當(dāng)量直徑D的3倍。更優(yōu)選地，燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的第一外表面的Ra值小于當(dāng)量直徑D，例如小于當(dāng)量直徑D的0.5倍。
Ra值定義為在被測(cè)量的長(zhǎng)度內(nèi)的被測(cè)量區(qū)域上，表面高度偏離平均線的算術(shù)平均偏差。平均線如此定義該線上方和下方的區(qū)域的面積相等。
由本發(fā)明的方法制備的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)可以有利地用作過濾介質(zhì)，用來例如通過表面過濾從流體(氣體或液體)中過濾顆粒物。舉例而言，燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)可以用于煙灰過濾，或飲料如啤酒、葡萄酒的過濾，或者油類或冷卻劑的過濾。燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)還可以用在燃料電池中。
附圖概述下面參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，附圖中

圖1、2、3、4和5示意性地示出作為本發(fā)明主題的方法的步驟。
發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的描述下面介紹本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案。
圖1所示方法中，本發(fā)明方法的第一個(gè)步驟110提供了金屬纖維111。
在接下來的步驟120中，由金屬纖維、粘合劑和溶劑(優(yōu)選為水)制備漿料121。
用混合裝置122混合漿料數(shù)分鐘，形成基本上穩(wěn)定的漿料。
在步驟130中，將漿料121提供給作為涂布器131的刮板，帶型澆鑄在基本上平的疏水性表面132上。提供澆鑄漿料133。
在接下來的步驟140中，作為環(huán)境溫度下的實(shí)例，干燥澆鑄漿料133，使之轉(zhuǎn)變成箔141。
在接下來的步驟150中，分兩步進(jìn)行熱處理。第一步在環(huán)境大氣下對(duì)箔141進(jìn)行熱處理，以脫除粘合劑。然后，用燒結(jié)工藝燒結(jié)已脫除粘合劑的材料。
如圖2所示，在附加步驟210中，在脫除粘合劑之前將多個(gè)箔141彼此疊合。
如圖3所示，可以進(jìn)行壓軋例如輥壓燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)311的附加步驟310。其它所有步驟和圖1、2所示步驟相同。
如圖4所示，在熱處理步驟150燒結(jié)金屬纖維之后的下一個(gè)步驟中，還可能在壓軋步驟310之后，可以向燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)311上添加多孔金屬結(jié)構(gòu)411例如網(wǎng)、金屬箔或金屬板，并在第二燒結(jié)操作中將其燒結(jié)到已燒結(jié)的金屬纖維介質(zhì)上。
如圖5所示，可以在脫除粘合劑之前，在步驟510中進(jìn)行壓軋例如輥壓箔的附加步驟。其它所有步驟和圖1所示步驟相同。
可以理解該壓軋步驟510也可以結(jié)合圖1、2、3和4所示的全部其它步驟。
可能地，燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)可以層疊金屬絲網(wǎng)，并第二次燒結(jié)以將該網(wǎng)連接到燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)上。
舉例而言，用圖4所示方法提供一種燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)。
在第一個(gè)步驟中，提供了通過束拉制(bundle drawing)方法制得的當(dāng)量直徑為2μm的金屬纖維。用WO 02/057035描述的方法將環(huán)狀金屬纖維切成平均長(zhǎng)度為109μm的金屬纖維。金屬纖維由AISI 316L合金制成。
然后，用下列組成制造漿料漿料的9.09wt％是金屬纖維，漿料的1.36wt％是甲基纖維素醚(作為粘合劑)，漿料的89.55wt％是水(作為溶劑)。
用間隙為1.5mm的刮板帶型澆鑄漿料。
通過在空氣下干燥大約24小時(shí)，使?jié)茶T的漿料固化?？蛇x地，可以用IR輻射來加熱澆鑄漿料并輔助干燥操作。制得的箔含有與水化學(xué)結(jié)合的粘合劑和金屬纖維。制得的未燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的厚度為251μm，重量為127g/m2。未燒結(jié)的金屬纖維介質(zhì)包括13wt％的粘合劑，和87wt％的金屬纖維。
將多層箔堆疊在一起，形成約400g/m2的多層箔。
在環(huán)境大氣、400℃下處理箔的堆疊體約30分鐘，以脫除粘合劑。接下來，在1100℃和H2下燒結(jié)已脫除粘合劑的材料約30分鐘。將箔的所有層的金屬纖維都彼此燒結(jié)到一起。
輥壓得到的燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)，使之孔隙率為65％，重量為約369g/m2。該燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的泡點(diǎn)壓力為9470Pa，平均流量孔尺寸為2.9μm。Ra為0.99μm。
在燒結(jié)金屬纖維產(chǎn)品上加上金屬絲網(wǎng)，再次在高真空氛圍、約1050℃下進(jìn)行燒結(jié)操作60分鐘?？蛇x地在燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)上燒結(jié)金屬箔或金屬板。也可以在進(jìn)行第一次燒結(jié)操作之前將網(wǎng)加在箔堆疊體上。
利用類似的步驟，可以采用1.5μm直徑、具有基本類似L/D比例的金屬纖維來得到燒結(jié)金屬纖維產(chǎn)品。所得燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的重量為約333g/m2，孔隙率為65％。燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的泡點(diǎn)壓力為13609Pa，平均流量孔尺寸為2.4μm。
權(quán)利要求
1.制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法，包括以下步驟-提供金屬纖維；-通過混合所述金屬纖維和粘合劑，制備含有所述金屬纖維和所述粘合劑的漿料；-用涂布器在支撐體上澆鑄所述漿料的層；-固化所述漿料，提供含有所述金屬纖維和所述粘合劑的箔；-脫除所述箔中的所述粘合劑，和燒結(jié)所述金屬纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述漿料中的金屬纖維濃度是所述漿料的2wt％～40wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的方法，其中所述漿料包括溶解所述粘合劑的溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中對(duì)所述漿料的所述固化通過從所述漿料中蒸發(fā)除去所有所述溶劑實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3～4任一項(xiàng)所述的方法，其中所述溶劑是水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的方法，其中通過加熱所述粘合劑提供所述漿料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括附加的步驟，即用加壓操作降低所述箔的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括附加的步驟，即降低所述燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括附加的步驟，即在所述脫除所述粘合劑之前，將多個(gè)箔彼此堆疊在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括附加的步驟，即在脫除所述粘合劑之前，將多孔金屬結(jié)構(gòu)、金屬箔或金屬板加在所述箔上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10所述的方法，其中所述方法包括附加的步驟，即將多孔金屬結(jié)構(gòu)、金屬箔或金屬板燒結(jié)到所述燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～11所述的方法，其中所述燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的厚度小于或等于0.2mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12任一項(xiàng)所述的方法，其中所述燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的孔隙率為40％～99％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～13任一項(xiàng)所述的方法，其中所述燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的泡點(diǎn)壓力超過10000Pa。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14任一項(xiàng)所述的方法，其中所述燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的平均流量孔尺寸小于所述金屬纖維的所述纖維當(dāng)量直徑D的1.5倍。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～14任一項(xiàng)所述的方法，其中金屬纖維的L/D比例小于110，所述L是平均纖維長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造燒結(jié)金屬纖維介質(zhì)的方法，包括以下步驟提供金屬纖維；混合金屬纖維和粘合劑以及非必要的溶劑，制備含有金屬纖維和粘合劑的漿料；用涂布器在支撐體上澆鑄一層漿料；使?jié){料固化，提供含有金屬纖維以及粘合劑的箔；脫除箔中的粘合劑，和燒結(jié)金屬纖維。
文檔編號(hào)B01D39/20GK1942270SQ200580011234
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者C·斯圖納拉斯, C·安德烈奧利, Z·塔陶迪, F·費(fèi)斯哈伊夫, C·弗羅芒, G·范貝茨布呂格 申請(qǐng)人:貝卡爾特股份有限公司