Спосіб гідротермального рідиннофазового спікання керамічних матеріалів та отримані у такий спосіб продукти
Формула / Реферат
1. Спосіб гідротермального рідиннофазового спікання для отримання монолітної маси з пористої матриці, який включає:
(і) отримання пористої матриці, яка має
внутрішньопоровий простір і яка містить щонайменше перший реагент;
(іі) контакт пористої матриці з середовищем, що просочується і яке переносить щонайменше другий реагент;
(ііі) забезпечення інфільтрації середовища, що просочується щонайменше в значну частину внутрішньопорового простору пористої матриці за умов, які підтримують взаємодію щонайменше між першим реагентом і щонайменше другим реагентом, щоб отримати щонайменше перший продукт; і
(iv) забезпечення отримання щонайменше першого продукту із заповненням щонайменше частини внутрішнього простору пористої матриці, з отриманням таким чином монолітної маси, що має взаємно зв'язану мікроструктуру, де перший продукт містить спечену кераміку без титанату барію.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт містить компонент, вибраний з групи, що складається з амонію, лужного металу, берілію, магнію, кальцію, стронцію, радію, металу перехідної групи, лантаніду, актиніду, алюмінію, кремнію, галію, германію, олова, миш'яку, сурми, телуру, талію, свинцю та вісмуту.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм більший, ніж об'єм пористої матриці.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт має практично такий же молярний об'єм, що і пориста матриця.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм менший, ніж об'єм пористої матриці.
6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має взаємно зв'язану мікроструктуру.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший реагент містить оксид металу, гідроксид металу, сульфат металу, фторид металу, титанат металу або їх поєднання.
8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що метал включає кальцій, магній, стронцій, титан, цирконій, хром, марганець, залізо, нікель, мідь, алюміній або їх поєднання.
9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше один з пористої матриці, першого продукту реакції і монолітної маси містить матеріал, який при нагріванні розкладається до отримання здатності спікатися, якщо використовується традиційний спосіб спікання.
10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий реагент містить оксалат, карбонат, сульфат, фосфат, цитрат, іон металу або їх поєднання.
11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий реагент містить суміш солей металів.
12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що середовищем, що просочується, є флюїд.
13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має мікроструктуру композиційного матеріалу.
14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має структуру серцевини з оболонкою.
15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (iv) додатково передбачає витримування монолітної маси.
16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітну масу отримують на стадії (iv) за допомогою оствальдівського дозрівання.
17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт утворюється шляхом іонного приєднання, іонного заміщення, диспропорціонування, осадження або їх поєднання.
18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт включає хімічну сполуку.
19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має залишкову пористість близько 15 об'ємних відсотків або менше.
20. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса є керамікою.
21. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково передбачає повторення стадій (іі) -(iv) щонайменше один раз.
22. Спосіб отримання спеченої кераміки, без титанату барію, який передбачає:
(і) отримання пористої матриці, яка має внутрішньопоровий простір і яка містить щонайменше перший реагент;
(іі) контакт пористої матриці з середовищем, що просочується і яке переносить щонайменше другий реагент;
(ііі) забезпечення інфільтрації середовища, що просочується щонайменше в значну частину внутрішньопорового простору пористої матриці за умов, які включають температуру взаємодії нижчу ніж, приблизно, 1000 °C, і тиск реакції нижчий ніж, приблизно, 70000 фунт/кв. дюйм (49,22 МПа), і які підтримують взаємодію щонайменше між першим реагентом і щонайменше другим реагентом, щоб отримати щонайменше перший продукт; і
(iv) забезпечення отримання щонайменше першого продукту із заповненням щонайменше істотної частини внутрішнього простору пористої матриці, з отриманням таким чином спеченої кераміки, яка не містить титанату барію.
23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка містить змішаний оксид металу.
24. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи IIа.
25. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи IIb.
26. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи ІIIb.
27. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи IVb.
28. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи Vb.
29. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид перехідного металу.
30. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид лантанідного металу.
31. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид актинідного металу.
32. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий реагент містить сіль щонайменше одного типу металу.
33. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий реагент містить іони металів групи ІІа, групи ІІb, групи ІІІb, групи IVb, групи Vb, перехідного, лантанідного, актинідного металу або їх сумішей.
34. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм більший, ніж об'єм пористої матриці.
35. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що перший продукт має практично такий же молярний об'єм, що і пориста матриця.
36. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм менший, ніж об'єм пористої матриці.
37. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка має залишкову пористість близько 15 об'ємних відсотків або менше.
38. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка має залишкову пористість близько 5 об'ємних відсотків або менше.
39. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка практично є повністю ущільненою.
40. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що реагент на стадії (iv) утворюється за рахунок іонного приєднання, іонного заміщення, диспропорціонування, осадження або їх поєднання.
41. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що реагент на стадії (iv) утворюється за рахунок осадження.
42. Композиція, яку отримують способом гідротермального рідиннофазового спікання, причому в способі забезпечується взаємодія щонайменше одного компоненту пористої матриці щонайменше з першим реагентом, перенесеним рідиною, щоб отримати щонайменше перший продукт, причому в ході цієї взаємодії решта частини пористої матриці діє як засіб розміщення для полегшення утворення першого продукту з рідини, таким чином, утворюється композиція, спечена гідротермально в рідкій фазі.
43. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що перший продукт має практично такий же молярний об'єм, що і пориста матриця.
44. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм більший, ніж об'єм пористої матриці.
45. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм менший, ніж об'єм пористої матриці.
46. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, гідроксид металу, сульфат металу, фторид металу, титанат металу або їх поєднання.
47. Композиція за п. 42, який відрізняється тим, що перший реагент містить оксалат, карбонат, сульфат, фосфат, цитрат, іон металу або їх поєднання.
48. Композиція за п. 42, який відрізняється тим, що пориста матриця містить кальцій, магній, стронцій, титан, цирконій, хром, марганець, залізо, нікель, мідь, алюміній або їх поєднання.
49. Композиція за п. 42, який відрізняється тим, що пориста матриця містить матеріал, який при нагріванні розкладається до отримання здатності спікатися, якщо використовується традиційний спосіб спікання.
50. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що має мікроструктуру композиційного матеріалу.
51. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що є частиною будівельного, електричного, хімічного матеріалу або їх поєднання.
52. Спосіб отримання композиції, який передбачає:
(і) отримання пористої матриці, яка має молярний об'єм;
(іі) занурення щонайменше частини пористої матриці в середовище, що просочується та яке містить реагент; і
(ііі) утворення продукту за рахунок взаємодії щонайменше частини реагенту щонайменше з частиною матриці, де продукт має молярний об'єм, і
де молярний об'єм матриці до стадії (ііі) є практично таким же або відрізняється від молярного об'єму продукту після стадії (ііі).
53. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що молярний об'єм матриці до стадії (ііі) менший, ніж об'єм продукту після стадії (ііі).
54. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що молярний об'єм матриці до стадії (ііі) більший, ніж об'єм продукту після стадії (ііі).
55. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що тверда матриця важко розчиняється в середовищі, що просочується.
56. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що форма матриці до стадії (ііі) менша, ніж форма продукту після стадії (ііі).
57. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що матриця містить матеріал інертного наповнювача.
Текст
Реферат: Розроблений спосіб гідротермального рідиннофазового спікання для отримання монолітної маси з пористої матриці, який передбачає: (і) отримання пористої матриці, яка має внутрішньопоровий простір, і яка містить щонайменше перший реагент; (іі) контакт пористої UA 101636 C2 ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ UA 101636 C2 матриці з середовищем, що просочується і яке переносить щонайменше другий реагент; (ііі) забезпечення інфільтрації середовища, що просочується щонайменше в значну частину внутрішньопорового простору пористої матриці за умов, які підтримують взаємодію щонайменше між першим реагентом і щонайменше другим реагентом, щоб отримати щонайменше перший продукт; і (iv) забезпечення отримання щонайменше першого продукту із заповненням щонайменше частини внутрішнього простору пористої матриці, з отриманням таким чином монолітної маси, що має взаємозв'язану мікроструктуру, де перший продукт містить спечену кераміку без титанату барію. UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Рівень техніки При виробництві багатокомпонентної кераміки або керамічних композиційних матеріалів використовують ряд раніше відомих прийомів інфільтрації. Ці прийоми включають: (1) металматричну інфільтрацію, (2) обробку в розплаві, (3) хімічну інфільтрацію з парової фази (ХІП), (4) азотування, (5) обробку хімічно зв'язаної кераміки і (6) інфільтрацію керамічного зміцнення. Всі шість способів можуть бути використані для інфільтрації пористого волокна або заздалегідь сформованої керамічної дисперсної матриці або заготовки. Проте в цих способах часто необхідно мінімізувати пористість початкового волокна або заготовки на початку кожного процесу для того, щоб форма спеченого продукту істотно не відрізнялася від форми початкової заготовки. Крім того, прийоми рівня техніки часто ґрунтуються на багатостадійних процесах обробки, які включають формування наповнювача або заготовки керамічних сполук, таких як ниткоподібні кристали, волокна або макрочастки та інфільтрацію цього порошкового формування або шару керамічного наповнювача рідким або розплавленим агентом, що просочується, або газом (ХІП). Керамічна маса або шар повинні бути змочені агентом, який достатньою мірою просочується, і мати певний ступінь взаємозв'язаної відкритої пористості з метою забезпечення процесу інфільтрації за рахунок капілярної дії. Агент, що просочується, може бути підданий багаторазовому нагріванню або плавленню за високої температури і/або тиску для того, щоб він мав достатню текучість для інфільтрації в порошкове формування або шар наповнювача. Таким чином, існує необхідність розробки способу спікання, який може бути здійснений за відносно м'яких умов за температурою і тиском. Бажано такий спосіб є низькозатратним, пластичним, може бути пристосований для обробки різних матеріалів, реагентів, з отриманням кінцевих продуктів бажаної форми і розмірів. Розкриття винаходу У одному варіанті здійснення винаходу розроблено спосіб отримання монолітної маси з пористої матриці, який передбачає: (i) отримання пористої матриці, в якій є внутрішньопоровий простір, і який містить, щонайменше, перший реагент; (ii) контакт пористої матриці з середовищем, що просочується і яке переносить, щонайменше, другий реагент; (iii) забезпечення інфільтрації середовища, що просочується, щонайменше, в значну частину внутрішньопорового простору пористої матриці за умов, які підтримують взаємодію, щонайменше, між першим реагентом і, щонайменше, другим реагентом, щоб отримати, щонайменше, перший продукт; і (iv) забезпечення отримання, щонайменше, першого продукту із заповненням, щонайменше, частини внутрішнього простору пористої матриці, з отриманням, таким чином, монолітної маси, в якій перший продукт не містить титанату барію, BaTiO3. У іншому варіанті винаходу розроблений спосіб отримання спеченої кераміки, не з титанату барію, який передбачає: (i) отримання пористої матриці, яка має внутрішньопоровий простір, і яка містить, щонайменше, перший реагент; (ii) контакт пористої матриці з середовищем, що просочується, і яке переносить, щонайменше, другий реагент; (iii) забезпечення інфільтрації середовища, що просочується, щонайменше, в значну частину внутрішньопорового простору пористої матриці за умов, які включають температуру взаємодії нижчу, ніж, приблизно, 1000 °C, і тиск реакції нижчий, ніж приблизно 70000 фунт/кв. дюйм (49,22 МПа), і які підтримують взаємодію, щонайменше, між першим реагентом і, щонайменше, другим реагентом, щоб отримати, щонайменше, перший продукт; і (iv) забезпечити отримання, щонайменше, першого продукту із заповненням, щонайменше, істотної частини внутрішнього простору пористої матриці, з отриманням, таким чином, спеченої кераміки, яка не містить титанату барію. У одному варіанті винаходу розроблена композиція, яку отримують способом гідротермального рідиннофазового спікання, причому в способі забезпечується взаємодія, щонайменше, одного компоненту пористої матриці, щонайменше, з першим реагентом, перенесеним рідиною, щоб отримати, щонайменше, перший продукт, причому в ході цієї взаємодії решта частини пористої матриці діє як засіб розміщення для полегшення утворення першого продукту з рідини, таким чином, утворюється композиція, спечена гідротермально в рідкій фазі. У кращому варіанті здійснення ця спечена композиція не містить титанату барію. У іншому варіанті винаходу розроблений спосіб отримання композиції, який передбачає: (i) отримання пористої матриці, що має молярний об'єм; (ii) занурення, щонайменше, частини пористої матриці в розчинник, який містить реагент; і (iii) утворення продукту шляхом взаємодії, щонайменше, частини реагенту, щонайменше, з частиною матриці, де продукт має молярний об'єм, причому молярний об'єм матриці до стадії (iii) практично є таким же, що і молярний об'єм продукту після стадії (iii). У ще одному варіанті здійснення молярний об'єм матриці в порівнянні з об'ємом продукту може бути іншим, або більшим або меншим. У іншому варіанті винаходу розроблений спосіб, який передбачає маніпулювання 1 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 компонентами твердої матриці або середовищем, що просочується, з метою створення спеченого, багатокомпонентного керамічного продукту, який зберігає ту ж форму, що і тверда матриця. У ще одному варіанті винаходу загальний розмір або об'єм керамічного продукту також залишаються практично таким же, що і заданий твердою матрицею (або "сирим порошковим формуванням"). Короткий опис креслень На Фігурі 1 показана типова залежність молярного ступеню перетворення матриці на продукт від часу інфільтрації в одному варіанті здійснення для реакції іонного приєднання. На Фігурі 2 показаний типовий графік насипної і уявної щільності, визначеної для порошкових формувань до інфільтрації і після проведення реакції протягом від 1 до 72 годин за температури реакції 90 °C, в одному варіанті здійснення. На Фігурі 3 показаний графік розміру пор і загального об'єму пор, присутніх в різних порошкових формуваннях, досліджених в різний час інфільтрації, в одному варіанті здійснення. Здійснення винаходу Всі процитовані джерела повністю включено до даного винаходу як посилання. Загальні умови для гідротермального спікання рідкої фази У кращому варіанті здійснення гідротермального спікання рідкої фази (HLPS), "сира" або частково спечена, пориста, тверда матриця, яка має сполучені занурені пори, може бути перетворена на спечену кераміку під дією середовища рідкої фази, що просочується. Процес HLPS може бути здійснений за відносно м'яких умов, які часто за температурою і тиском не перевищують ті, які виникають в працюючому автоклаві. Процес HLPS може бути здійснений в широкому діапазоні температур і тисків. Наприклад, в деяких варіантах здійснення умови HLPS можуть передбачати температуру, приблизно, нижчу ніж 2000 °C, таку як, приблизно, нижча ніж 1000 °C, таку як, приблизно, нижча ніж 500 °C, таку як, приблизно, нижча ніж 200 °C, таку як, приблизно, нижча ніж 100 °C, таку як, приблизно, нижча ніж 50 °C, таку як кімнатна температура. Реакційний тиск приблизно може бути нижчим, ніж 100000 фунт/кв. дюйм (700 МПа), такий як менше 492 МПа, такий, як, приблизно, нижчий ніж 351,6 МПа, такий, як приблизно, нижчий ніж 70 МПа, такий, як, приблизно, нижчий ніж 49 МПа, такий, як, приблизно, нижчий ніж 7 МПа, такий, як, приблизно, нижчий ніж 3,5 МПа, такий, як, приблизно, нижчий ніж 0,7 МПа, такий, як, приблизно, нижчий ніж 0,35 МПа, такий, як, приблизно, нижчий ніж 0,07 МПа. У одному варіанті здійснення процес гідротермального спікання може бути проведений за температури в діапазоні приблизно від 80 °C до 180 °C і тиску в діапазоні приблизні від 1 до 3 атмосфер (1 атм. приблизно дорівнює 15 фунт/кв. дюйм). Теоретично, будь-який вихідний матеріал, який здатний вступати в гідротермальну взаємодію з частинками, що просочилися, з утворенням іншої речовини, може бути використаний для отримання гідротермально спеченого продукту. Тому можуть бути вибрані численні вихідні матеріали, залежно від передбачуваного кінцевого використання, сформовані в пористу тверду матрицю, яка має бажану форму і розмір, і, в подальшому їх обробляють на стадіях даного способу для перетворення на спечений кінцевий продукт. У одному варіанті здійснення пориста тверда матриця утворена з порошку оксиду металу. Цей порошок може бути аморфним або кристалічним, бажано кристалічним. Більше того, розмір дисперсних часток порошку оксиду металу може знаходитися в широкому діапазоні, від середнього розміру часток приблизно 0,01 мікрон, до 100 мікрон, зокрема, наприклад, приблизно, від 0,02 до 50 мікрон, такий як, приблизно, від 0,04 до 20 мікрон, такий як, приблизно, від 0,08 до 10 мікрон. У одному варіанті здійснення порошок має середній розмір часток, приблизно, в діапазоні від 0,1 до 5 мікрон. Метал в оксиді металу може бути обрано з поміж металу групи IIa, металу групи IIb, металу групи IIIb, металу групи IVb, металу групи Vb, перехідного металу, лантанідного металу, актинідного металу або їх сумішей. Переважно, вибраний оксид металу або спечений кінцевий продукт може мати потенційне застосування в галузі хімії, кераміки, як магнітний, електронний, надпровідний, як механічний і структурний матеріал, або навіть в галузі біології. Спечений кінцевий продукт може мати можливість промислового або побутового застосування. Кінцевий продукт не повинен обов'язково містити такий же матеріал, що і реагенти. Наприклад, може бути отриманий продукт, практично вільний від титанату барію, BaTiO3, з реагентів, які містять барій і/або титан. У одному типовому варіанті здійснення реагент (реагенти), який містить барій і/або титан, діє, головним чином як проміжна реакційна сполука, і, таким чином, необов'язково, щоб він входив до складу кінцевого продукту. Описаний тут "гідротермальний процес" може включати перетворення, які відбуваються у водному або неводному рідкому середовищі. Більше того, такі перетворення можуть включати розчинення і повторне осадження таких же хімічних часток, розчинення однієї хімічної часточки і 2 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 її поєднання з іншою хімічною часточкою, з утворенням композиційного матеріалу, в якому вихідні хімічні часточки залишаються окремими, або взаємодія хімічної часточки з іншою хімічною часточкою, щоб отримати новий хімічний компонент, який відрізняється від вихідної часточки. Таким чином, в процесі гідротермального спікання може заповнюватися внутрішньопоровий простір або порожнини в пористій твердій матриці компонентом за рахунок осадження (або повторного осадження), приєднання іона, іонного заміщення, або їх комбінації. Цей компонент може містити такі ж хімічні часточки, що і в твердій матриці, композицію, що утворюється при повторному співосаджувані двох окремих хімічних часток, новий продукт, що утворюється при взаємодії між двома хімічними частинками, повторно осаджений матеріал, утворений з часток, що просочилися, і знаходяться в середовищі, або комбінації перерахованого. У одному варіанті здійснення, процес HLPS може бути здійснений за умов, коли, щонайменше, частина маси сирої пористої твердої матриці взаємодіє із заздалегідь вибраними частинками, що просочилися, присутніми в плинному середовищі, з метою отримання нового продукту. Наприклад, пориста тверда матриця і часточки агента, що просочується, можуть бути вибрані таким чином, щоб протікали приведені нижче типові реакції з утворенням вказаного асортименту функціональних і структурних керамічних продуктів. Більш узагальнений вигляд цих незбалансованих реакцій приведено нижче в описі: (i) Сегнетоелектрик - Pb(Zr, Ti)03 2+ 1,1 Pb + xZr(OH)4 + (1-x)TiO2 Pb(Zrx, Ti1-x)03 (ii) Сегнетоелектрик - BaSnO3 2+ 1,1 Ba + 1 SnO2 BaSnO3 (iii) Магнетик - CoFe2O4 2+ 2,2 Fe + ½ Co2O3 CoFe2O4 (iv) Каталізатор - NiMoO4 1 NiO+1,1 MoO4 NiMoO4 (v) Кераміка - SrCrO4 2+ 1 Sr + 55 Cr2O7 SrCrO4 (vi) Біологічний продукт - Ca10(PO4)6 (OH)2 2+ 4 Ca + 3 Ca2P2O7+H2O Ca10(PO4)6(OH)2 (vii) Кераміка - SrTiO3 +2 1,1 Sr +1 TiO2 SrTiO3 (viii) Кераміка - Ba0,5Sr0,5TiO3 2+ 2+ 0,55 Ba + 0,55 Sr + 1 TiO2 Ba0,5Sr0,5TiO3 (ix) Кераміка - BaTiO3 2+ 1,1 Ba + 1 TiO2 BaTiO3 (x) Кераміка - BaZr0,1Ti0,9O3 2+ +4 1,1 Ba + 0,11 Zr +0,9 TiO2 BaZr0,1Ti0,9O3 (xi) Кераміка - Ba0,87Ca0,13Ti0,88Zr0,12O3 2+ +2 +4 0,96 Ba + 0,14 Ca +0,13 Zr +0,88 TiO2 Ba0,87Ca0,13Ti0,88Zr0,12O3 Приготування пористої твердої матриці Тверда матриця може містити матеріал, який не розчиняється швидко в розчині. Якщо матриця є розчинною у воді, то умови можна підібрати таким чином, щоб знизити розчинність матриці за рахунок зміни температури або шляхом додавання неводної рідини, такої як спирти або інші розчинники, як описано у розділі приготування середовища агента, що просочується за даним винаходом. В одному варіанті реалізації пориста тверда матриця виготовлена із порошку. Тип порошку може бути будь-яким. Наприклад, це може бути порошок оксиду металу. Приклади придатних порошків оксидів металів можуть включати оксиди берилію (наприклад, BeO), магнію (наприклад, MgO), кальцію (наприклад, CaO, CaO 2), стронцію (наприклад, SrO), барію (наприклад, BaO), скандію (наприклад, Sc2O3), титану (наприклад, TiO, TiO2, Ti2O3), алюмінію (наприклад, Al2O3), ванадію (наприклад, VO, V2O3, VO2, V2O5), хрому (наприклад, CrO, Cr2O3, CrO3, CrO2), марганцю (наприклад, MnO, Mn2O3, MnO2, Mn2O7), заліза (наприклад, FeO, Fe2O3), кобальту (наприклад, CoO, Co2O3, Co3O4), нікелю (наприклад, NiO, Ni2O3), міді (наприклад, CuO, Cu2O), цинку (наприклад, ZnO), галію (наприклад, Ga 2O3, Ga2O), германію (наприклад, GeO, GeO2), олова (наприклад, SnO, SnO2), сурми (наприклад, Sb2O3, Sb2O5), індію (наприклад, In2O3), кадмію (наприклад, CdO), срібла (наприклад, Ag 2O), вісмуту (наприклад, Bi2O3, Bi2O5, Bi2O4, Bi2O3, BiO), золота (наприклад, Au2O3, Au2O), свинцю (наприклад, PbO, PbO2, Pb3O4, Pb2O3, Pb2O), родію (наприклад, RhO2, Rh2O3), ітрію (наприклад, Y2O3), рутенію (наприклад, RuO2, RuO4), технецію (наприклад, Tс2O, Tс2O3), молібдену (наприклад, MoO2, Mo2O5, Mo2O3, MoO3), неодиму (наприклад, Nd2O3), цирконію (наприклад, ZrO2), лантану 3 UA 101636 C2 5 (наприклад, La2O3), гафнію (наприклад, HfO2), танталу (наприклад, TaO2, Ta2O5), вольфраму (наприклад, WO2, W 2O5), ренію (наприклад, ReO2, Re2O3), осмію (наприклад, PdO, PdO2), іридію (наприклад, IrO2, IR2O3), платини (наприклад, PtO, PtO2, PtO3, Pt2O3, Pt3O4), ртуті (наприклад, HgO, Hg2O), талію (наприклад, TlO2, Tl2O3), паладію (наприклад, PdO, PdO2), оксиди ряду лантанідів, оксиди ряду актинідів тощо. Деякі приклади приведені в Таблиці 1. Крім того, в залежності від конкретної галузі застосування, при отриманні заготовки також можуть бути використані суміші оксидів металів. Таблиця 1 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, яка містить оксид металу Молярний об'єм матриці 8,31 8,31 11,26 11,26 11,26 11,26 33,78 11,26 BeSO4 BeSO4·4H2O MgCO3 MgSO4 MgC2O4·2H2O Mg3(PO4)2·8H2О MgAl2O4 35,69 35,69 Реагує з H2O 44,89 22,45 67,34 67,34 ScPO4 Y2(SO4)3·8H2O YPO4 Y3Al5O12 Y3Fe5O12 37,72 234,66 38,71 131,92 142,73 5,67 422,72 72,46 95,90 111,96 Оксид титану TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 19,15 19,15 19,15 19,15 19,15 19,15 19,15 19,15 MgTiO3 CaTiO3 SrTiO3 BaTiO3 MgTiO3 FeTiO3 NiTiO3 31,21 34,16 35,98 38,74 33,14 32,14 30,91 62,96 78,33 87,84 102,24 73,04 67,81 61,39 Оксид цирконію (IV) ZrO2 Оксид ванадію (III) V2O3 Оксид ванадію (V) V2O5 21,69 21,69 30,78 30,78 54,29 54,29 Zr(SO4)2 MgV2O4 Mg2V2O7 88,00 44,23 84,67 305,63 43,71 55,96 Оксид хрому(III) Cr2O3 Cr2O3 Cr2O3 Cr2O3 Cr2O3 Cr2O3 Cr2O3 Cr2O3 29,12 29,12 14,56 14,56 29,12 29,12 14,56 14,56 29,12 Cr2(SO4)3 CrC2O4·H2O CrPO4 MgCr2O4 FeCr2O4 CoCrO4 CuCrO4 ZnCr2O4 52,68 64,03 31,95 43,70 44,77 44,15 42,88 44,12 80,93 339,82 119,46 50,10 53,75 203,25 194,52 51,53 Матриця BEO BEO Оксид магнію MGO MGO MGO 3MgO MGO Оксид скандію Sc2O3 Оксид стронцію Y2O3 (1/2)Y2O3 (3/2)Y2O3 (3/2)Y2O3 Продукт 10 4 Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 42,03 405,82 103,59 1146,65 27,64 145,51 45,25 301,88 60,56 437,79 187,55 455,21 40,07 255,91 UA 101636 C2 Продовження таблиці 1 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, яка містить оксид металу Молярний об'єм матриці 13,21 13,21 13,21 13,21 MnCO3 MnSO4 MnC2O4·2H2O Оксид заліза (II) FеO FеO FеO FеO 11,97 11,97 11,97 11,97 35,92 FeCO3 FeSO4 FeC2O4·2H2O Fe3(PO4)2·8H2O 29,37 41,62 78,90 194,42 145,33 247,59 558,97 441,25 Оксид заліза (III) Fe2O3 Fe2O3 Fe2O3 Fe2O3 Fe2O3 Fe2O3 Fe2O3 30,42 30,42 15,21 30,42 30,42 30,42 30,42 30,42 Fe2(SO4)3 FePO4·2H2O MgFe2O4 NiFe2O4 CuFe2O4 MnFe2O4 ZnFe2O4 128,99 65,10 48,76 45,37 44,14 48,45 46,02 324,08 328,08 60,31 49,17 45,11 59,27 51,30 Оксид кобальту (II) CоO CоO CоO CоO CоO Оксид кобальту (II, III) Co3O4 Co3O4 Co3O4 Co3O4 Co3O4 Оксид кобальту (III) Co2O3 Co2O3 Co2O3 Co2O3 Co2O3 11,64 11,64 11,64 11,64 11,64 34,91 39,41 13,14 13,14 13,14 13,14 39,41 16,01 16,01 16,01 16,01 16,01 48,03 CoCO3 CoSO4 CoSO4·7H2O CoSO4·H2O CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O CoCO3 CoSO4 CoSO4·7H2O CoSO4·H2O CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O CoCO3 CoSO4 CoSO4·7H2O CoSO4·H2O CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O 28,32 41,78 138,47 56,17 48,66 184,43 28,32 41,78 138,47 56,17 48,66 184,43 28,32 41,78 138,47 56,17 48,66 184,43 143,39 259,06 1090,11 382,77 318,20 428,35 -28,14 218,02 954,09 327,59 270,41 367,97 76,89 160,95 764,92 250,86 203,93 283,98 Оксид нікелю (II) NіO NіO Оксид міді (II) CuO CuO CuO Оксид цинку ZnO ZnO ZnO 11,11 11,11 11,11 12,61 12,61 12,61 37,82 14,54 14,54 14,54 43,61 NiCO3 NiSO4 CuCO3 CuSO4 Cu3(PO4)2 ZnCO3 ZnSO4 Zn3(PO4)2 27,05 38,59 31,68 44,34 84,52 28,29 42,49 96,54 143,33 247,22 151,34 251,72 123,49 94,59 192,33 121,39 Матриця Оксид марганцю (II) MnO MnO MnO Продукт 5 Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 31,07 135,20 46,46 251,75 73,06 453,09 UA 101636 C2 Продовження таблиці 1 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, яка містить оксид металу Матриця Оксид барію BаO BаO BаO Оксид алюмінію Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 Al2O3 5 10 15 20 25 Молярний об'єм матриці 26,80 26,80 26,80 26,80 25,55 25,55 12,78 25,55 25,55 25,55 25,55 25,55 25,55 25,55 Продукт BaCO3 BaSO4 BaC2O4 Al2(SO4)3 AlPO4 MgAl2O4 MgAl2O4+CO2 FeAl2O4 ZnAl2O4 BeAl2O4 CaAl2O4 CoAl2O4 Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 46,04 71,77 51,98 93,95 84,78 216,34 128,05 47,64 39,09 39,09 44,00 42,64 34,79 53,03 40,48 401,10 272,84 52,95 52,95 72,20 66,86 36,13 107,53 41,31 Крім того, матриця може містити гідроксид, такий як гідроксид металу. Наприклад, матриця може містити гідроксид магнію (наприклад, Mg(OH) 2), гідроксид кальцію (наприклад, Ca(OH)2), гідроксид стронцію (наприклад, Sr(OH)2) і гідроксид барію (наприклад, Ba(OH) 2), гідроксид хрому (наприклад, Cr(OH)2), гідроксид титану (наприклад, Ti(OH) 2), гідроксид цирконію (наприклад, Zr(OH)4), гідроксид марганцю (наприклад, Mn(OH)2), гідроксид заліза (наприклад, Fe(OH)2), гідроксид міді (наприклад, Cu(OH)2), гідроксид цинку (наприклад, Zn(OH) 2), гідроксид алюмінію (наприклад, Al(OH)3), або їх комбінації. Деякі приклади приведені в Таблиці 2. Крім того, матриця може містити фторид, такий як фторид металу. Наприклад, вона може містити фторид магнію (наприклад, MgF2), фторид кальцію (наприклад, CaF2), фторид стронцію (наприклад, SrF2) і фторид барію (наприклад, BaF2), фторид хрому (наприклад, CrF2), фторид титану (наприклад, TiF3), фторид цирконію (наприклад, ZrF4), фторид марганцю (наприклад, MnF2), фторид заліза (наприклад, FeF2), фторид міді (наприклад, CuF2), фторид нікелю (наприклад, NiF2), фторид цинку (наприклад, ZnF2), фторид алюмінію (наприклад, AlF3), або їх комбінації. Деякі приклади приведені в Таблиці 3. Крім того, матриця може містити змішаний оксид металу, такий як титанат металу. Наприклад, вона може містити титанат магнію (наприклад, MgTiO3), титанат кальцію (наприклад, CaTiO3), титанат стронцію (наприклад, SrTiO3), титанат барію (наприклад, BaTiO3), або їх комбінації. Деякі приклади приведені в Таблиці 4. Крім того, матриця може містити сульфат, такий як сульфат металу. Наприклад, вона може містити сульфат магнію (наприклад, MgSO4), сульфат кальцію (наприклад, CaSO4), сульфат стронцію (наприклад, SrSO4) і сульфат барію (наприклад, BaSO4), сульфат хрому (наприклад, Cr2(SO4)3), сульфат титану (наприклад, TiSO4, Ti2(SO4)3), сульфат цирконію (наприклад, ZrSO4), сульфат марганцю (наприклад, MnSO4), сульфат заліза (наприклад, FeSO4), сульфат міді (наприклад, CuSO4), сульфат нікелю (наприклад, NiSO4), сульфат цинку (наприклад, ZnSO 4), сульфат алюмінію (наприклад, Al2(SO4)3) або їх комбінації. Деякі приклади приведені в Таблиці 5. 6 UA 101636 C2 Таблиця 2 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить гідроксид металу Молярний об'єм матриці Продукт Молярний об'єм продукту Гідроксид берилію Be(OH)2 Be(OH)2 Гідроксид магнію Mg(OH)2 Mg(OH)2 Mg(OH)2 3Mg(OH)2 Гідроксид кальцію Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca(OH)2 3Ca(OH)2 Гідроксид стронцію Sr(OH)2 Sr(OH)2 3Sr(OH)2 22,41 22,41 22,41 24,30 24,30 24,30 72,91 33,51 33,51 33,51 100,53 33,55 33,55 33,55 100,65 BeSO4 BeSO4·4H2O MgCO3 MgSO4 MgC2O4·2H2O Mg3(PO4)2·8H2O CaCO3 CaSO4 CaC2O4 Ca3(PO4)2 SrCO3 SrSO4 Sr3(PO4)2 42,03 103,59 27,64 45,25 60,56 187,55 36,93 45,99 58,22 98,78 42,18 46,38 129,37 Зміна молярного об'єму % 87,55 362,24 13,73 86,19 149,16 157,22 10,21 37,25 73,74 -1,74 25,72 38,25 28,53 Гідроксид ітрію Y(OH)3 Y(OH)3 Гідроксид цирконію Zr(OH)4 22,41 44,82 22,41 49,00 Y2(SO4)3·8H2O YPO4 Zr(SO4)2 234,66 38,71 88,00 423,56 72,74 79,60 Гідроксид марганцю Mn(OH)2 Mn(OH)2 Mn(OH)2 Гідроксид заліза (II) Fe(OH)2 2Fe(OH)2 Fe(OH)2 Гідроксид кобальту (II) Co(OH)2 Co(OH)2 Co(OH)2 Co(OH)2 Co(OH)2 Гідроксид кобальту (III) Co(OH)3 Co(OH)3 Co(OH)3 Co(OH)3 Co(OH)3 Гідроксид нікелю (II) Ni(OH)2 Ni(OH)2 27,29 27,29 27,29 27,29 26,43 26,43 52,86 26,43 25,82 25,82 25,82 25,82 25,82 77,46 27,49 27,49 27,49 27,49 27,49 82,47 22,34 22,34 22,34 MnCO3 MnSO4 MnC2O4·2H2O FeCO3 Fe2(SO4)3 FePO4·2H2O CoCO3 CoSO4 CoSO4·7H2O CoSO4·H2O CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O CoCO3 CoSO4 CoSO4·7H2O CoSO4·H2O CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O NiCO3 NiSO4 31,07 46,46 73,06 29,37 128,99 65,10 28,32 41,78 138,47 56,17 48,66 184,43 28,32 41,78 138,47 56,17 48,66 184,43 27,05 38,59 13,86 70,27 167,74 11,14 144,03 146,33 9,69 61,81 436,33 117,56 88,47 138,10 3,02 51,98 403,75 104,35 77,02 123,64 21,06 72,75 Матриця 7 UA 101636 C2 Продовження таблиці 2 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить гідроксид металу Молярний об'єм матриці Продукт Молярний об'єм продукту Гідроксид міді(II) Cu(OH)2 Cu(OH)2 3Cu(OH)2 28,95 28,95 28,95 86,85 CuCO3 CuSO4 Cu3(PO4)2 31,68 44,34 84,52 Зміна молярного об'єму % 9,44 53,15 -2,69 Гідроксид цинку Zn(OH)2 Zn(OH)2 3Zn(OH)2 32,55 32,55 32,55 97,66 ZnCO3 ZnSO4 Zn3(PO4)2 28,29 42,49 96,54 -13,11 30,53 -1,15 Гідроксид барію Ba(OH)2 Ba(OH)2 Ba(OH)2 78,60 78,60 78,60 78,60 BaCO3 BaSO4 BaC2O4 46,04 51,98 84,78 -41,43 -33,86 7,87 Гідроксид алюмінію 2Al(OH)3 Al(OH)3 32,50 65,00 32,50 Al2(SO4)3 AlPO4 128,05 47,64 97,00 46,58 Беміт 2AlO(OH) 19,54 39,08 MgAl2O4 40,07 2,54 Діаспорів 2AlO(OH) 17,75 35,50 MgAl2O4 40,07 12,90 Матриця Таблиця 3 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить фторид металу Молярний об'єм матриці 22,38 22,38 BeSO4 BeSO4·4H2O Фторид магнію MgF2 MgF2 MgF2 3MgF2 19,79 19,79 19,79 19,79 59,37 MgCO3 MgSO4 MgC2O4·2H2O Mg3(PO4)2·8H2О 27,64 45,25 60,56 187,55 39,69 128,66 205,99 215,90 Фторид кальцію CaF2 CaF2 CaF2 3CaF2 24,55 24,55 24,55 24,55 73,66 CaCO3 CaSO4 CaC2O4 Ca3(PO4)2 36,93 45,99 58,22 98,78 50,43 87,33 137,14 34,11 Матриця Фторид берилію BeF2 BeF2 Продукт 8 Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 42,03 87,79 103,59 362,84 UA 101636 C2 Продовження таблиці 3 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить фторид металу Молярний об'єм матриці 29,63 29,63 29,63 88,88 SrCO3 SrSO4 Sr3(PO4)2 Фторид ітрію YF3 36,48 72,95 Y2(SO4)3 8H2O 234,66 221,67 Фторид цирконію (IV) ZrF4 37,75 37,75 Zr(SO4)2 88,00 133,12 Фторид хрому (II) CrF2 CrF2 CrF2 23,74 47,49 23,74 23,74 Cr2(SO4)3 CrC2O4·H2O CrPO4 52,68 64,03 31,95 10,93 169,67 34,55 Фторид марганцю (II) MnF2 MnF2 MnF2 23,35 23,35 23,35 23,35 MnCO3 MnSO4 MnC2O4·2H2O 31,07 46,46 73,06 33,05 98,97 212,87 Фторид заліза (II) FeF2 FeF2 FeF2 22,94 22,94 22,94 22,94 FeCO3 FeSO4 FePO4·2H2O 29,37 41,62 65,10 28,03 81,39 183,75 Фторид кобальту (II) CoF2 CoF2 CoF2 CoF2 CoF2 CoF2 21,73 21,73 21,73 21,73 21,73 21,73 7,24 CoCO3 CoSO4 CoSO4·7H2O CoSO4·H2O CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O 28,32 41,78 138,47 56,17 48,66 184,43 30,31 92,23 537,15 158,46 123,90 2,445,80 Фторид кобальту (III) CoF3 CoF3 CoF3 CoF3 CoF3 CoF3 29,88 29,88 29,88 29,88 29,88 29,88 89,64 CoCO3 CoSO4 CoSO4·7H2O CoSO4·H2O CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O 28,32 41,78 138,47 56,17 48,66 184,43 -5,22 39,83 363,46 88,00 62,86 105,75 Фторид нікелю (II) NiF2 NiF2 20,57 20,57 20,57 NiCO3 NiSO4 27,05 38,59 31,46 87,59 Фторид міді (II) CuF2 CuF2 3CuF2 24,01 24,01 24,01 72,02 CuCO3 CuSO4 Cu3(PO4)2 31,68 44,34 84,52 31,97 84,69 17,36 Матриця Фторид стронцію SrF2 SrF2 3SrF2 Продукт 9 Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 42,18 42,37 46,38 56,56 129,37 45,55 UA 101636 C2 Продовження таблиці 3 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить фторид металу Фторид цинку ZnF2 ZnF2 3ZnF2 Молярний об'єм матриці 21,10 21,10 21,10 63,31 ZnCO3 ZnSO4 Zn3(PO4)2 Фторид барію BaF2 BaF2 BaF2 35,83 35,83 35,83 35,83 BaCO3 BaSO4 BaC2O4 46,04 51,98 84,78 28,48 45,07 136,61 Фторид алюмінію 2AlF3 AlF3 27,09 54,18 27,09 Al2(SO4)3 AlPO4 128,05 47,64 136,35 75,85 Матриця Продукт Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 28,29 34,03 42,49 101,36 96,54 52,49 Таблиця 4 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить змішаний оксид металу Матриця Метатитанат магнію MgTiO3 MgTiO3 MgTiO3 3MgTiO3 Молярний об'єм Молярний об'єм Зміна молярного Продукт матриці продукту об'єму % 31,21 31,21 MgCO3 27,64 -11,43 31,21 MgSO4 45,25 44,98 31,21 MgC2O4·2H2O 60,56 94,01 93,64 Mg3(PO4)2·8H2О 187,55 100,29 Титанат кальцію CaTiO3 CaTiO3 CaTiO3 3CaTiO3 34,16 34,16 34,16 34,16 102,47 CaCO3 CaSO4 CaC2O4 Ca3(PO4)2 36,93 45,99 58,22 98,78 8,13 34,66 70,46 -3,60 Титанат стронцію SrTiO3 SrTiO3 3SrTiO3 35,98 35,98 35,98 107,94 SrCO3 SrSO4 Sr3(PO4)2 42,18 46,38 129,37 17,24 28,92 19,86 Титанат барію BaTiO3 BaTiO3 BaTiO3 38,74 38,74 38,74 38,74 BaCO3 BaSO4 BaC2O4 46,04 51,98 84,78 18,85 34,19 118,87 Титанат марганцю (II) MnTiO3 MnTiO3 MnTiO3 33,14 33,14 33,14 33,14 MnCO3 MnSO4 MnC2O4·2H2O 31,07 46,46 73,06 -6,27 40,18 120,42 10 UA 101636 C2 Продовження таблиці 4 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить змішаний оксид металу Титанат заліза (II) FeTiO3 FeTiO3 FeTiO3 Молярний об'єм матриці 32,14 32,14 32,14 32,14 FeCO3 FeSO4 FePO4·2H2O Титанат нікелю (II) NiTiO3 NiTiO3 30,91 30,91 30,91 NiCO3 NiSO4 Матриця Продукт Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 29,37 -8,61 41,62 29,48 65,10 102,55 27,05 38,59 -12,51 24,85 Таблиця 5 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить сульфат металу Матриця Сульфат магнію MgSO4 MgSO4 3MgSO4 Сульфат кальцію CaSO4 CaSO4 3CaSO4 Сульфат стронцію SrSO4 3SrSO4 Сульфат барію BaSO4 BaSO4 Молярний об'єм Молярний об'єм Зміна молярного Продукт матриці продукту об'єму % 45,25 45,25 MgCO3 27,64 -38,91 45,25 MgC2O4·2H2O 60,56 33,82 135,75 Mg3(PO4)2·8H2О 187,55 38,15 45,99 45,99 CaCO3 36,93 -19,70 45,99 CaC2O4 58,22 26,59 137,98 Ca3(PO4)2 98,78 -28,41 46,38 46,38 SrCO3 42,18 -9,06 139,15 Sr3(PO4)2 129,37 -7,03 51,98 51,98 BaCO3 46,04 -11,43 51,98 BaC2O4 84,78 63,10 Сульфат хрому (II) Cr2(SO4)3 Cr2(SO4)3 Сульфат марганцю (II) MnSO4 MnSO4 52,68 52,68 52,68 46,46 46,46 46,46 CrC2O4·H2O CrPO4 MnCO3 MnC2O4·2H2O 64,03 31,95 31,07 73,06 21,55 -39,35 -33,13 57,24 Сульфат заліза (II) FeSO4 FeSO4 Сульфат нікелю (II) NiSO4 41,62 41,62 41,62 38,59 38,59 FeCO3 FePO4·2H2O NiCO3 29,37 65,10 27,05 -29,42 56,43 -29,92 Сульфат міді (II) CuSO4 3CuSO4 44,34 44,34 133,01 CuCO3 Cu3(PO4)2 31,68 84,52 -28,55 -36,46 11 UA 101636 C2 Продовження таблиці 5 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить сульфат металу Молярний об'єм матриці 42,49 42,49 127,48 ZnCO3 Zn3(PO4)2 Сульфат алюмінію Al2(SO4)3 128,05 64,03 AlPO4 47,64 -25,59 Сульфат кобальту (II) CoSO4 CoSO4 CoSO4 Y2(SO4)3·8H2O 41,78 41,78 41,78 125,33 117,33 CoCO3 CoC2O4 Co3(PO4)2·8H2O YPO4 28,32 48,66 184,43 38,71 -32,21 16,47 47,15 -67,01 Матриця Сульфат цинку ZnSO4 ZnSO4 5 10 15 20 25 Продукт Молярний об'єм Зміна молярного продукту об'єму % 28,29 -33,43 96,54 -24,27 Крім того, матриця може містити силікат, такий як силікат металу. Наприклад, матриця може містити метасилікат літію, ортосилікат літію, метасилікат натрію, силікат берилію, силікат кальцію, ортосилікат стронцію, метасилікат барію, силікат цирконію, метасилікат марганцю, силікат заліза, ортосилікат кобальту, ортосилікат цинку, метасилікат кадмію, андалузит, силіманіт, гіаніт, каолініт, або їх поєднання. Деякі приклади приведені в Таблиці 6. Крім того, матриця може містити гідроксиапатит, такий як гідроксиапатит металу. Наприклад, вона може містити карбонат кальцію, тетрагідрат нітрату кальцію, гідроксид кальцію, або їх комбінації. Деякі приклади приведені в Таблиці 7. Крім того, матриця може містити матеріал інертного наповнювача, на додачу до будь-якого з вищезазначених матеріалів, та інші. Матеріал інертного наповнювача може бути будь-яким матеріалом, який вводиться в тверду матрицю, щоб заповнити пори і який не взаємодіє значною мірою з речовиною, що просочилася, з утворенням хімічного зв'язку. Наприклад, інертний матеріал може бути деревиною, пластиком, склом, металом, керамікою, золою або їх комбінацією. Порошок може бути охарактеризований середнім розміром часток, який може змінюватися приблизно від 0,005 мкм до 500 мкм, наприклад, приблизно від 0,01 мкм до 100 мкм, гранулометричним складом часток і питомою площею поверхні. Дрібний середній розмір часток і вузький гранулометричний склад часток можуть бути бажаними для полегшення розчинення. Порошок може бути сформованим в сиру масу будь-якої бажаної форми і розміру з використанням будь-яких традиційних прийомів, зокрема екструзії, інжекційного формування, чеканочного штампування, ізостатичного пресування і шаблонного литва. Крім того, можуть утворюватися тонкі керамічні плівки. При формуванні порошкового формування можуть бути використані будь-які змащувальні матеріали, зв'язуючі подібних матеріалів, причому вони не повинні негативно впливати на отримані матеріали. Бажано такі матеріали характеризуються тим, що вони випаровуються або вигорають при нагріванні за відносно низьких температур, бажано нижче 500 °C, не залишаючи значної кількості залишку. 12 UA 101636 C2 Таблиця 6 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить силікат Матриця Метасилікат літію 2LiSiO4 2LiSiO4 2LiSiO4 2LiSiO4 3LiSiO4 Ортосилікат літію Li2SiO3 Li2SiO3 Li2SiO3 Li2SiO3 (3/2)Li2SiO3 Метасилікат натрію Na2SiO3 Na2SiO3 Na2SiO3 Na2SiO3 (3/2)Na2SiO3 (3/2)Na2SiO3 Силікат берилію (1/2)Be2SiO4 (1/2)Be2SiO4 Силікат магнію (1/2)Mg2SiO4 (1/2)Mg2SiO4 (1/2)Mg2SiO4 (3/2)Mg2SiO4 Силікат кальцію CaSiO3 CaSiO3 CaSiO3 3CaSiO3 Ортосилікат стронцію (1/2)Sr2SiO4 (1/2)Sr2SiO4 (3/2)Sr2SiO4 Метасилікат барію BaSiO3 BaSiO3 BaSiO3 Силікат цирконію ZrSiO4 Метасилікат марганцю (II) MnSiO3 MnSiO3 MnSiO3 MnSiO3 MnSiO3 2MnSiO3 Молярний об'єм матриці 35,70 71,40 71,40 71,40 71,40 107,10 41,43 41,43 41,43 41,43 62,15 46,77 46,77 46,77 46,77 46,77 70,15 70,15 36,95 18,47 18,47 43,83 21,91 21,91 21,91 65,74 39,78 39,78 39,78 39,78 119,34 59,40 29,70 29,70 89,11 48,50 48,50 48,50 48,50 39,42 39,42 37,65 37,65 37,65 37,65 37,65 37,65 75,30 Продукт Молярний об'єм продукту Li2CO3+2SiO2 Li2SO4+2SiO2 Li2SO4·H2O+2SiO2 Li2C2O4+2SiO2 Li3PO4+3SiO2 Li2CO3+SiO2 Li2SO4+SiO2 Li2SO4·H2O+SiO2 Li2C2O4+SiO2 Li3PO4 + (3/2)SiO2 Na2CO3+SiO2 Na2SO4+SiO2 Na2SO4·10H2O+SiO2 Na2C2O4+SiO2 Na3PO4 + (3/2)SiO2 Na3C6H5O7·5H2O+3/2 SiO2 BeSO4+SiO2 BeSO4·4H2O+SiO2 MgCO3 + SiO2 MgSO4 + SiO2 MgC2O4-2H2O + SiO2 Mg3(PO4)2 - 8H20 + SiO2 CaCO3 + SiO2 CaSO4 + SiO2 CaC2O4 + SiO2 Ca3(PO4)2 + SiO2 SrCO3 + SiO2 SrSO4 + SiO2 Sr3(PO4)2 + SiO2 BaCO3 + SiO2 BaSO4 + SiO2 BaC2O4 + SiO2 Zr(SO4)2 + SiO2 89,74 104,47 116,84 102,77 129,15 62,38 77,11 89,48 75,43 88,11 69,09 79,97 248,04 84,63 105,58 228,22 55,71 117,27 41,32 58,93 74,24 228,59 64,29 73,36 85,58 180,87 55,86 60,06 170,41 73,40 79,34 112,14 115,36 MnCO3 + SiO2 MnSO4 MnSO4·H2O MnSO4·4H2O MnC2O4·2H2O Mn2P2O7 58,43 73,82 84,65 126,06 100,42 131,22 13 Зміна молярного об'єму % 25,69 46,31 63,64 43,93 20,59 50,56 86,11 115,96 82,05 41,77 47,73 70,99 430,37 80,95 50,51 225,32 201,58 534,81 88,57 168,91 238,74 247,69 61,62 84,39 115,13 51,55 88,07 102,22 91,25 51,33 63,58 131,21 192,63 55,19 96,08 124,85 234,82 166,71 74,27 UA 101636 C2 Продовження таблиці 6 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, що містить силікат Матриця Силікат заліза(II) (1/2)Fe2SiO4 (1/2)Fe2SiO4 (1/2)Fe2SiO4 (3/2)Fe2SiO4 Ортосилікат кобальту(II) (1/2)Co2SiO4 (1/2)Co2SiO4 (1/2)Co2SiO4 (1/2)Co2SiO4 (1/2)Co2SiO4 (3/2)Co2SiO4 Ортосилікат цинку (1/2)Zn2SiO4 (1/2)Zn2SiO4 (3/2)Zn2SiO4 Метасилікат кадмію CdSiO3 CdSiO3 CdSiO3 CdSiO3 CdSiO3 Андалузит Al2SiO5 Al2SiO5 (1/2)Al2SiO5 Sillimanite Al2SiO5 Al2SiO5 (1/2)Al2SiO5 Kyanite Al2SiO5 Al2SiO5 (1/2)Al2SiO5 Каолініт Al2O3·2SiO2·2H2O Al2O3·2SiO2·2H2O Al2O3·2SiO2·2H2O Молярний об'єм матриці 47,39 94,78 94,78 94,78 31,59 45,35 22,67 22,67 22,67 22,67 22,67 68,02 54,37 27,18 27,18 81,55 36,96 36,96 36,96 36,96 36,96 36,96 51,52 51,52 51,52 25,76 Продукт Молярний об'єм продукту FeCO3 + SiO2 FeSO4 + SiO2 FeC2O4·2H2O + SiO2 Fe3(PO4)2·8H2O + SiO2 CoCO3 + SiO2 CoSO4 + SiO2 CoSO4·7H2O + SiO2 CoSO4·H2O + SiO2 CoC2O4 + SiO2 Co3(PO4)2·8H2O + SiO2 ZnCO3 + (1/2)SiO2 ZnSO4 + (1/2)SiO2 Zn3(PO4)2 + (3/2)SiO2 CdCO3 + SiO2 CdSO4 CdSO4·H2O CdSO4·8H2O CdC2O4 Al2(SO4)3·16H2O + SiO2 Al2(SO4)3·18H2O + SiO2 AlPO4 + SiO2 84,10 96,34 133,62 212,66 42,00 55,46 152,15 69,85 62,34 225,47 41,97 56,17 137,58 61,67 71,81 87,12 141,84 87,73 251,21 421,70 61,32 Зміна молярного об'єму % -11,27 1,65 40,99 573,12 85,24 144,60 571,09 208,09 174,96 231,48 54,38 106,65 68,71 66,85 94,30 135,72 283,77 137,37 387,56 718,43 138,01 49,86 49,86 49,86 24,93 51,52 51,52 51,52 25,76 99,68 99,68 99,68 49,84 Al2(SO4)3·16H2O + SiO2 Al2(SO4)3·18H2O + SiO2 AlPO4 + SiO2 Al2(SO4)3·16H2O + SiO2 Al2(SO4)3·18H2O + SiO2 AlPO4 + SiO2 Al2(SO4)3·16H2O + 2SiO2 Al2(SO4)3·18H2O + 2SiO2 AlPO4 + SiO2 251,21 421,70 61,32 251,21 421,70 61,32 237,53 408,02 75,00 403,83 745,75 145,96 387,56 718,43 138,01 138,31 309,34 50,49 14 UA 101636 C2 Таблиця 7 Зміна молярного об'єму зразків, які включають матрицю, яка містить гідроксиапатит Молярний об'єм матриці Карбонат кальцію 5CaCO3 Тетрагідрат кальцію 5Ca(NO3)2·4H2O Гідроксид кальцію 5Ca(OH)2 5 10 15 20 25 30 35 40 нітрату Продукт Молярний об'єм продукту 36,93 184,66 Матриця Ca5(PO4)3(OH) 159,21 Зміна молярного об'єму % -13,78 129,75 648,76 Ca5(PO4)3(OH) 159,21 -75,46 33,68 168,39 Ca5(PO4)3(OH) 159,21 -5,45 Пори в початковому порошковому формуванні можуть бути невеликими, наприклад, приблизно між 0,01 мікрометра (мкм) і 100 мкм, такими як приблизно між 0,1 мкм і 1 мкм, причому вони рівномірно розподілені по всьому порошковому формуванню, таким чином, забезпечується повне проникнення розчину, що просочився, в порошкове формування. Загальний об'єм пор, як закрита, так і відкрита пористість, і розмір пор можуть бути визначені стандартними способами. Наприклад, для оцінки цих трьох параметрів може бути використаний метод втискування ртуті. Потім отримана вище заготовка може бути оброблена на стадіях, які розглянуті нижче. Приготування середовища, що просочується Як описано раніше, при гідротермальному спіканні можуть бути використані водні або неводні середовища. Вибір рідкого розчинника може залежати від часток, що просочуються, які можуть бути частиною середовища, що просочується. Часточки, що просочилися, можуть характеризуватися значною розчинністю в рідкому розчиннику за умов процесу гідротермального спікання. Наприклад, якщо часточки, що просочилися, є іонними, тоді рідким розчинником може бути вода. Деякі неіонні часточки, які просочилися, також можуть характеризуватися достатньою розчинністю у водних середовищах. Крім того, у водній суміші також можуть бути присутніми водорозчинні органічні розчинники, такі як спирти (наприклад, метанол, етанол, пропанол, ізопропанол і тому подібні), поліоли (наприклад, етандіол, 1,2-пропандіол, 1,3-пропандіол і тому подібні), деякі низькомолекулярні прості ефіри (наприклад, фуран, тетрагідрофуран), аміни (наприклад, метиламін, етиламін, піридин і тому подібні), низькомолекулярний кетон (наприклад, ацетон), сульфоксиди (наприклад, диметилсульфоксид), ацетонітрил і тому подібні. В деяких випадках у водну суміш можуть бути додані поверхнево-активні речовини (наприклад, полісилоксани, поліетиленгліколі і алкилдиметиламіноксиди і тому подібні). Краще середовище, що просочується, містить водорозчинні солі металів (тобто, метал в іонній формі). Наприклад, катіони таких солей, можуть походити з наступних металів: берилію, магнію, кальцію, стронцію, барію, скандію, титану, ванадію, хрому, марганцю, заліза, кобальту, нікелю, міді цинку, алюмінію, галію, германію, олова, сурми, індію, кадмію, срібла, свинцю, родію, рутенію, технецію, молібдену, неодиму, цирконію, ітербію, лантану, гафнію, танталу, вольфраму, ренію, осмію, іридію, платини, золота, ртуті, талію, паладію, катіонів з ряду металівлантанідів, катіонів з ряду металів-актинідів, і/або їх суміші. Зазвичай аніони солей, розчинених в розчині, що просочився, наприклад, можуть походити з наступних груп: гідроксиди, нітрати, хлориди, ацетати, форміати, пропіонати, фенілацетати, бензоати, гідроксибензоати, амінобензоати, метоксибензоати, нітробензоати, сульфати, фториди, броміди, йодиди, карбонати, оксалат, фосфат, цитрати і силікати або їх суміші. Молярне співвідношення іонів металу, що містяться в рідині, що просочилася, до іонів металу оксидного порошку може бути вибрано так, щоб отримати продукт реакції з бажаною стехіометрією. Для досягнення повного перетворення може бути потрібним надлишок іонів металу в розчині. Залежно від середовища, що просочується, і матричного матеріалу, отриманим спеченим продуктом може бути, наприклад, титанат, якщо використовується матеріал, який містить титан. 2+ Наприклад, титанати, які мають структуру ільменіту, можуть бути отримані з TiO 2 і солей Fe , 2+ 2+ 2+ 2+ Mg , Mn , Co , Ni , або їх комбінації, у воді. Титанати, які мають структуру перовскиту, можуть 15 UA 101636 C2 2+ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2+ бути отримані з водних розчинів солей Ca , Sr , іонів барію або їх комбінації. Крім того, можуть бути отримані сполуки, які мають структуру шпінелю, зокрема: Mg 2TiO4, Zn2TiO4 і Co2TiO4. Більше того, способом запропонованим даним винаходом можуть бути отримані різні фази титанату барію, наприклад, такі, які мають формулу Ba xTiyOx+2y, в якій x і у означають цілі числа, за умови, що x ≠ 1, у ≠ 1, і x+2y ≠ 3. Як альтернатива, отриманий спечений продукт може бути карбонатом, сульфатом, оксалатом, або їх комбінаціями; можливі матеріали для використання можуть включати матеріал, який може розкладатися до спікання, якщо використовується традиційний спосіб спікання; наприклад, карбонат розкладатиметься з утворенням оксиду при нагріванні до спікання в традиційному способі спікання. Загальний спосіб HLPS для отримання спеченої кераміки Апаратура процесу HLPS У одному варіанті здійснення "сира" або частково спечена пориста тверда матриця перетворюється на спечену кераміку в процесі HLPS під дією середовища рідкої фази, що просочується. Для проведення стадії інфільтрації, частково спечена пориста тверда матриця може бути занурена в розчин агента, що просочується. Частково спечена пориста тверда матриця може залишатися на тефлоновій сітчастій основі для того, щоб вона була доступна для середовища, що просочується, по всій поверхні. Інфільтрація може відбуватися усередині тефлонової реакційної камери, яка герметизована з метою контролю умов гідротермальної реакції. Ця тефлонова реакційна камера може бути розташована усередині автоклава. Тоді як початкове значення pH середовища, що просочується, визначається реагентами, температура і тиск процесу можуть регулюватися за бажанням з використанням температури і тиску, який розвивається в автоклаві. У одному варіанті здійснення температура і тиск в ході процесу гідротермального перетворення може бути нижчими 250 °C і 5 атмосфер, відповідно. Процес HLPS Процес HLPS може включати різноманітні хімічні реакції. Наприклад, процес гідротермальної взаємодії може протікати відповідно до реакційного механізму розчинення/повторного осадження. Як альтернатива, взаємодія може відбуватися відповідно до механізму іонного заміщення. У першому механізмі невеликі порції компактної пористої твердої матриці можуть розчинятися, доставляючи розчинені часточки, які можуть взаємодіяти з іонами в розчині, що просочився; причому іони в розчині, що просочився, можуть бути іонами металу. У одному варіанті здійснення додаткова кількість агента, що просочився, може бути достатньою для завершення реакції в одну стадію. Як альтернатива, можуть бути проведені багато стадій. Наприклад, може бути застосована множинна інфільтрація. У одному варіанті здійснення титанат стронцію може утворитися з матриці діоксиду титану, після цього, за рахунок іншої інфільтрації, він може дати стронцієвий апатит. Як альтернатива, в результаті множинної інфільтрації може утворитися карбонат, який потім може утворити захисний шар оксалату. У іншому варіанті винаходу порошкове формування може піддаватися частковій інфільтрації і висушуванню, і стадія інфільтрації може повторюватися, допоки не утворюється кінцевий продукт. Форма продукту може зберігати форму твердої матриці. У одному варіанті здійснення, коли молярний об'єм продукту, який утворився, більший від об'єму оксидного порошку (тобто, позитивна зміна молярного об'єму – тобто, перетворення із збільшенням молярного об'єму), зародки твердого продукту заповнюють порожнечі порошкового формування, що збільшує її щільність. Зміна молярного об'єму не обов'язково є позитивною; воно також може бути негативною (тобто, перетворення із зменшенням молярного об'єму) або процес проходить без змін молярного об'єму, залежно від іонних часток і механізму реакції. Наприклад, частина матриці може розчинятися в ході реакції із збільшенням пористості, при цьому виникають нові хімічні зв'язки, і зміна молярного об'єму є негативною. Аналогічно, якщо нова форма матеріалу має такий же об'єм, що і перетворена матриця, тоді молярний об'єм практично не змінюється. Реакція HLPS може протікати, наприклад, шляхом приєднання іона і/або іонного заміщення. Реакції приєднання є процесом, в якому іони (аніони або катіони) в середовищі, що просочується, можуть приєднуватися до маси матриці без заміщення іншого іона в матриці. Приклади приєднання іона можуть включати перетворення оксиду на гідроксид, або оксиду на карбонат. Приклади іонного заміщення можуть включати перетворення гідроксиду на карбонат, або гідроксиду на оксалат. Крім того, реакція може протікати шляхом диспропорціонування, коли нерозчинний неорганічний матеріал основи/матриці може розщеплюватися на два нерозчинні неорганічні продукти. Диспропорціонування може здійснюватися, наприклад, з оксидами, фторидами, гідроксидами, сульфатами. Узагальнено реакції можуть бути описані таким чином: 16 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Наголошується, що всі солі A, A", C розчиняються у вибраному розчиннику (воді або суміші деяких інших розчинників). Сполуки AOH, A(OH) 2 і COH є сильними основами. Катіон C може + + + + + бути одновалентним органічним (NR4 ) або неорганічним катіоном (NH4 , K , Na і Li ). X є розчинним іоном, подібним до нітрату або хлориду. Катіон A може бути сумішшю двовалентних 2+ 2+ 2+ 2+ + + + лужноземельних іонів, таких як Mg , Ca , Sr або Ba , або одновалентних іонів Li , Na , K , + + NH4 або NR4 . Катіон A" може бути двовалентним, тобто, ні лужноземельним, ні лужним катіоном, таким як свинець. B означає перехідний метал, рідкоземельний елемент, актинід або іон металу основної групи, який має валентність +2, +3, +4 або +5. Метал B включає хазяїна, помірно розчинного в інфільтраційному середовищі, причому B може містити ряд хімікатів. Наприклад, B може бути оксидом або гідратованим оксидом, але також B може бути іншою сполукою такою як сульфат або фосфат металу. Якщо не вказане інше, всі часточки є розчинними, причому всі нерозчинні сполуки мають позначення (s). Реакції приєднання Оксидні продукти 2AOH+BO2(s) = A2BO3(s) + H2O 2AX+2COH+BO2(s) = A2BO3(s)+ H2O+2CX A(OH)2+BO2(s) = ABO3(s) + H2O A(OH)2+B2O3 (s) = AB2O4(s) + H2O AX2+2COH+BO2(s) = ABO3(s) + H2O+2CX AX2+2COH+B2O3(s) = AB2O4(s) + H2O+2CX 2AOH+B2O5(s)= 2ABO3(s) + H2O A(OH)2+3B'(OH)2(s)+ B2O5 (s)= 3[B'(A1/3B2/3) O3](s)+ 4H2O (матриця містить двох нерозчинних господарів) AX2+3B'X2+8COH+B2O5(s)= 3[B'(A1/3B2/3) O3](s)+8CX+4H2O Реакції заміщення Карбонати A2CO3+BSO4(s) = BCO3(s) + A2SO4 A2CO3+B(OH)2(s) = BCO3(s) + 2AOH B(OH)2(s)+ CO2=BCO3(s) + H2O Оксалати A2C2O4+B(OH)2(s)= BC2O4(s)+ 2AOH A2C2O4+BSO4(s)= BC2O4(s)+ A2SO4 A2C2O4+BO(s)= BC2O4(s)+ A2O A2SO4+B(OH)2(s)= BSO4(s)+ 2AOH A2SO4+BCO3(s)= BSO4(s)+ A2CO3 Фториди 2CF+H2O+BO(s) = BF2(s) + 2COH 6CF+3H2O+B2O3(s)= 2BF3(s)+ 6COH 2CF+B(OH)2(s) = BF2(s) + 2COH 3CF+B(OH)3(s)= BF3(s)+ 3COH Реакції диспропорціонування C2CO3+H2O+BB'O3(s) = BCO3(s)+ B'O2+2COH CO2+BB'O3(s) = BCO3(s) + B'O2(s) Шпінель A(OH)2+B2O3=BA2O4+H2O AO+B2O3=BA2O4 ACO3+B2O3=BA2O4+CO2 ASO4+B2O3+H2O=BA2O4+H2SO4 A(C2O4)+ B2O3+H2O=BA2O4+H2C2O4 Гібридні реакції - приєднання і заміщення Фосфати 3C3PO4+5B(OH)2(s) = B5(PO4)3OH(s) + 9COH 3C3PO4+5H2O+5BO(s) = B5(PO4)3OH(s) +9COH Фторфосфати 3C3PO4+5BF2(s) = B5(PO4)3F(s) + 9CF Крім того, в ході реакції може мати місце гетерогенне зародкоутворення. Як описано раніше, зміна щільності може залежати від типу матеріалу матриці і/або від типу продукту, що утворився. Потім, після завершення гідротермальної реакції, відкриті пори можуть бути видалені, наприклад, шляхом витримування. Температурний режим, що встановлюється для гідротермального процесу може бути 17 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 простим або складним. Наприклад, термічний цикл може бути ізотермічним, але можуть бути використані два різних установки температури. Наприклад, спочатку може бути використана відносно висока температура, така, як приблизно 250 °C, з метою посилення гомогенного утворення зародків, і потім ущільнений матеріал може бути витриманий за зниженої температури, наприклад, приблизно - 90 °C. Після завершення описаних вище реакцій, ущільнена матриця може бути промита або відмита в розчині з метою видалення надлишку розчину, що просочився. Промиваючий розчин може містити ацетат амонію і мати pH 5. У одному варіанті здійснення ущільнена матриця може бути послідовно висушена в печі за температури приблизно від 90 °C до 250 °C. Залишкова пористість, яка може бути присутньою в спеченій кераміці, може бути додатково видалена шляхом нагрівання за підвищеної температури, такої як біля 600 °C або нижче. Керамічний продукт, спечений в процесі HLPS, може застосовуватися в різних галузях. Наприклад, цей продукт може бути використаний як структурний, хімічний (наприклад, при каталізі, фільтрації), електронний компонент, як напівпровідниковий матеріал, електричний матеріал, або їх комбінації. Визначення характеристик спеченого матеріалу Пористість спеченого матеріалу В процесі HLPS можна отримувати спечений продукт з досить однорідною і високодисперсною мікроструктурою. Наприклад, пористість спеченого матеріалу може бути нижчою ніж, приблизно, 40 відсотків, такою як, приблизно, нижча ніж 30 відсотків, такою як, приблизно, нижча ніж 20 відсотків, такою як, приблизно, нижча ніж 15 відсотків, такою як, приблизно, нижча ніж 10 відсотків, такою як, приблизно, 5 відсотків, або навіть практично без пор. Загальна пористість порошкового формування може бути визначена з використанням стандартної методики, наприклад, за допомогою ртутного порозиметра. Щільність можна оцінити з використанням традиційних прийомів, таких як архімедівський порозиметр або аналізатор розміру пор за втисканням ртуті. Розмір і форма спеченого матеріалу Одна з характеристик спеченого матеріалу, задіяного в процесі HLPS, полягає в тому, що він може мати таку ж форму або навіть розмір, як початкове сире порошкове формування. У одному варіанті здійснення, в якому продукт практично не зазнає якої-небудь зміни молярного об'єму, не відбувається усадки порошкового формування, що відрізняється від багатьох способів отримання кераміки, і таким чином, потрібна невелика механічна обробка спеченого матеріалу (або взагалі не потрібна). Склад спеченого матеріалу Як продемонстровано в прикладах, для отримання спеченого матеріалу можуть бути використані самі різні хімічні композиції. Більш того, немає необхідності обмежувати якимнебудь конкретним чином ряд різних оксидів і солей металів, які використовуються для утворення спеченого матеріалу. Крім того, стехіометрія кінцевого продукту може визначатися молярними співвідношеннями реагентів, присутніх в сирому порошковому формуванні і середовища, що просочується. Склад спеченого матеріалу можна оцінити, використовуючи методи кількісної дифракції рентгенівських променів (QXRD) і індуктивно зв'язаної плазми (ICP). Мікроструктура і споріднені механічні характеристики Спечений продукт процесу HLPS може мати мікроструктуру, яка практично нагадує сітчасті взаємно зв'язані решітки. Крім того, моноліти, отримані в процесі HLPS, можуть демонструвати композиційні структури, такі як структура серцевини з оболонкою. Крім того, продукт може характеризуватися відмінними механічними характеристиками, такими як висока межа міцності на розрив, міцність на стиснення і бажаний модуль розтягування. Це зміцнення може виникати за рахунок утворення хімічного зв'язку в ході взаємодії між фізично зв'язаними частинками (сили ван дер Ваальса), шляхом іонного заміщення, приєднання іонів, оствальдовского дозрівання (тобто, рекристалізації, при якій можуть утворитися нові решітки), або їх комбінації. У одному варіанті здійснення, оствальдовське дозрівання може включати витримування карбонатного матеріалу в лужному середовищі. Більше того, у випадку наявності позитивної зміни молярного об'єму, може бути досягнуте ущільнення, як описано раніше. Не обмежуючі робочі приклади Приклад 1. Утворення керамічного матеріалу - спеченого титанату барію (BaTiO3) Приготування сирих порошкових формувань Порошкові формування (діаметр 25,4, товщина 2-3 мм) з діоксиду титану - анатазу (TiO2) формують в кільцевій прес-формі під тиском близько 100 МПа; відповідно отримують порошкові формування з діоксиду титану з щільністю 50 %. Потім "сирі" порошкові формування піддають випалюванню за температури P нижчої від 500 °C для того, щоб випалити агент, зв'язуючий, 18 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 який використовується на стадіях попереднього формування. Після випалення сирі порошкові формування мають масу близько 2,5 г. Гідротермальне рідиннофазне спікання порошкових формувань Сирі порошкові формування піддають інфільтрації в 41,2 мл 1 молярного розчину гідроксиду барію Ba(OH)2·8H2O при різних часах реакції, в діапазоні від 1 до 194 годин за температури 90C. Ступінь заповнення автоклава складає приблизно 75-80 %, причому тиск водяної пари складає близько 2 атм. Процес проводять в надлишку іонів барію, таким чином, молярне співвідношення барію до титану (Ba:Ti) складає приблизно 1,2:1. Потім спечене порошкове формування фільтрують, промивають і сушать. Визначення характеристик ущільненої кераміки Проводять аналіз зразків методами індуктивно зв'язаної плазми і кількісної дифракції рентгенівських променів з використанням методики промивання матриці (Chung, F. H. Appl. Cryst., 1974, 7, 579) із стандартом 15 % ZrSiO4. Результати схематично представлені на Фігурі 1. На Фігурі 2 показані уявної, а також насипній щільності, визначені з використанням ртутного порозиметра. Через 72 години часу реакції, порошкове формування досягає 85 % від теоретичної щільності. На Фігурі 3 показана зміна розподілу сукупного розміру пор протягом часу реакції. Ці результати демонструють, що відбувається ущільнення сирих порошкових формувань в ході процесу HLPS, причому процес спікання протікає рівномірно по всьому зразку (тобто, залишкова пористість залишається безперервною). Приклад 2. Утворення спеченого титанату стронцію (SrTiO 3) Два порошкові формування, з сумарною масою 7,402 г, отримують відповідно до методики, аналогічної до описаної в прикладі 1, шляхом сухого пресування порошку діоксиду титану. Потім готують водний розчин Sr(OH)2·8H2O (27,00 г) в деіонізованій дистильованій воді (ДІ) (53,01 г). Потім порошкові формування розміщують на тефлоновій сітці і занурюють в тефлоновий посуд (ємкістю 90 мл), який містить розчин гідроксиду стронцію. Посудину герметизують і поміщають в підігріту шафу (105 °C) на 24 години. Потім порошкові формування промивають в 50 мл водного буферного розчину ацетату амонію (pH близько 5,0) протягом 10 хвилин і фільтрують у вакуумі. Потім спечені порошкові формування сушать протягом ночі при 100 °C в електропечі. Приклад 3. Утворення спеченого титанату барію і стронцію (Ba0,5Sr0,5TiO 3) Два порошкові формування діоксиду титану, з сумарною масою 7,565 г, розміщують на тефлоновій сітці і занурюють в тефлоновий посуд (ємкістю 90 мл), що містить лужний розчин, приготований шляхом розчинення Sr(OH)2·8H2O (13,975 г) і Ba(OH)2·8H2O (16,612 г) в ДІ воді (59,430 г). Потім герметизований посуд поміщують в підігріту шафу (105 °C) і витримують протягом 26 годин. Після цього порошкові формування промивають в 50 мл водного буферного розчину ацетату амонію (pH близько 5,0) протягом 10 хвилин і фільтрують. Потім отримані порошкові формування сушать протягом ночі при 100 °C в електропечі. Приклад 4. Утворення спеченого титанату барію і цирконію (BaZr 0,1Ti0,9O3) Спечені порошкові формування титанату барію і цирконію отримують відповідно до методики, аналогічної до описаної в прикладі 3, за винятком того, що два порошкові формування діоксиду титану мали масу 6,230 г, і лужний розчин агента, який просочується, готують з 30,105 г Ba(OH)2·8H2O, 3,005 г ZrO(NO3)2 і 48,75 г ДІ води. Приклад 5. Утворення спеченого триоксиду барію, кальцію і титанату цирконію (Ba0,87Ca0,13Ti0,88Zr0,12O3) Два порошкові формування діоксиду титану, з сумарною масою 7,910 г, отримують, як описано в прикладі 3, і занурюють в лужний розчин, приготований з 33,985 г Ba(OH) 2·8H2O, 1,200 г Ca(OH)2, 4,694 г ZrO(NO3)2 і 25,200 г ДІ води. Потім герметизований посуд, який містить порошкові формування і розчин агента, який просочується, поміщують в підігріту шафу (115 °C) на 30 годин. Після цього порошкові формування виймають, промивають в 50 мл водного буферного розчину ацетату амонію (pH близько 5,0) і фільтрують у вакуумі. Потім спечені порошкові формування сушать протягом ночі при 100 °C в електропечі. Приклад 6. Утворення спечених керамічних матеріалів - сегнетоелектриків Препарат Pb(Zr, Ti)O3 Порошок TiO2 (2,5 г) пресують в порошкове формування відповідно до описаної вище методики. Об'єднують водний 1M розчин хлориду свинцю (68,9 мл із значенням pH близько 12, доведеним за допомогою гідроксиду натрію) з водним 1 M розчином оксихлориду цирконію (31,3 мл). Цей об'єднаний розчин, разом з порошковим формуванням TiO 2 (Pb: Zr: Ti молярне співвідношення приблизно дорівнює 1,1:0,5:0,5), поміщають в тефлоновий посуд ємкістю 60 мл. Після цього спечені порошкові формування виймають, промивають у водному буферному розчині ацетату амонію приблизно протягом 10 хвилин, фільтрують і потім сушать у вакуумі за кімнатної температури. 19 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Препарат BaSnO3 Порошок SnO2 (5,0 г) пресують в два порошкові формування приблизно рівної маси відповідно до описаної вище методики. Водний 1 M розчин гідроксиду барію (36,5 мл) поміщають в тефлоновий посуд ємкістю 60 мл, разом з порошковим формуванням SnO 2 (молярне співвідношення Ba:Sn складає приблизно 1,1:1,0). Після цього спечені порошкові формування виймають, промивають у водному буферному розчині ацетату амонію приблизно протягом 10 хвилин, фільтрують і потім сушать у вакуумі за кімнатної температури. Крім того, таким же чином можна приготувати оксидні стронцій-олов'яні (SrSnO3) спечені порошкові формування. Приклад 7. Утворення спечених керамічних матеріалів, які мають властивості магнетика (CoFe2O4) Відповідно до описаної вище методики пресують порошок Co2O3 (5,0 г) в два порошкові формування приблизно рівної маси. Водний 1 M розчин сульфату заліза (II) (33,2 мл, значення pH близько 12 встановлюють за допомогою гідроксиду натрію) поміщають в тефлоновий посуд ємкістю 60 мл, разом з порошковим формуванням Co2O3 (молярне співвідношення Fe: Co складає близько 2,2:1,0). Після цього спечені порошкові формування виймають, промивають у водному буферному розчині ацетату амонію приблизно протягом 10 хвилин, фільтрують і потім сушать у вакуумі за кімнатної температури. Ця методика може бути аналогічно здійснена з іншими двовалентними іонами, такими як 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ Ba , Sr , Ca , Pb і Mn (але без обмежень). Приклад 8. Утворення спечених керамічних матеріалів, що мають каталітичні властивості Препарат NiMoO4 Відповідно до описаної вище методики пресують порошок NіO (5,0 грам) в два порошкові формування приблизно рівної маси. Водний 1 M розчин молібдату (VI) амонію, (NH4) 2MoO4 (73,6 мл, значення pH розчину складає приблизно 6) поміщають в тефлоновий посуд ємкістю 60 мл, разом з порошковим формуванням NіO (молярне співвідношення Мо:Ni складає близько 1,1:1,0). Після цього спечені порошкові формування виймають, промивають у водному буферному розчині ацетату амонію приблизно протягом 10 хвилин, фільтрують і потім сушать у вакуумі за кімнатної температури. Ця методика може бути модифікована з метою отримання інших змішаних з оксидом молібдену двовалентних металів, таких як стронцій і кальцій. Препарат SrCrO4 Відповідно до описаної вище методики пресують порошок SrO (5,0 грам) в два порошкові формування приблизно рівної маси. Водний 1 M розчин біхромату (26,5 мл), приготований шляхом поєднання 7,8 г K2Cr2O7 з концентрованою сірчаною кислотою, поміщають в тефлоновий посуд ємкістю 60 мл, разом з порошковим формуванням SrO (молярне співвідношення Cr: Sr складає близько 1,1:1,0). Після цього спечені порошкові формування виймають, промивають у водному буферному розчині ацетату амонію приблизно протягом 10 хвилин, фільтрують і потім сушать у вакуумі за кімнатної температури. Інші двовалентні іони також можуть бути використані замість стронцію. Наприклад, також можуть бути отримані сполуки, що містять барій, кальцій, магній або цинк. Приклад 9. Утворення спечених керамічних матеріалів, які мають біологічне застосування Спечені керамічні матеріали, які мають біологічне застосування, також можуть бути отримані запропонованим винаходом способом. Наприклад, протезні компоненти можуть бути сформовані з металоксидних порошків з подальшим спіканням, для отримання кісткової запасної частини, придатної для застосування в хірургічній ортопедії. Препарат Ca10(OH)2(PO4)6 Відповідно до описаної вище методики пресують порошок СаО (5,0 грамів) в два порошкові формування приблизно рівної маси. Водний 1M розчин дикальцій пірофосфату, Ca 2P2O7, (73,6 мл) поміщають в тефлоновий посуд ємкістю 60 мл, разом з порошковим формуванням СаО (загальне молярне співвідношення складає приблизно 1,6:1,0). Після цього спечені порошкові формування виймають, промивають у водному буферному розчині ацетату амонію приблизно протягом 10 хвилин, фільтрують і потім висушують у вакуумі за кімнатної температури. Препарат фторапатиту Порошок CaF2 (0,4 г) змішують з 2,5 об. % полівінілацетатного (ПВА) зв'язуючого шляхом 20 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обробки ультразвуком. Потім суміш піддають ліофільному висушуванню і сухому пресуванню в пігулку розміром ~0,3 дюймів (8 мм) в прес-формі під тиском близько 300 МПа. Зразок відпалюють при 400 °C протягом 3 год. в камерній печі в атмосфері повітря. Тефлоновий посуд заповнюють деіонізованою водою (100 мл), і додають 1 г K3PO4 і 50 г KOH. Закривають кришку посуду, і охолоджують його до кімнатної температури. Пігулку CaF2 викладають на тефлоновий піддон і поміщають в тефлоновий посуд. Кришку посудини закривають, поміщають в підігріту шафу при 95 °C і витримують протягом 7 діб. Зразок промивають деіонізованою водою. Препарат порошку TiO2 - титанату стронцію, покритого стронцієвим апатитом (фірма Fisher), 12 г, диспергують в 140 мл деіонізованої води з додаванням 1 % ПВА. Цю суміш обробляють ультразвуком протягом 30 хвилин. Оболонку суміші заморожують при -40 °C і потім піддають ліофільній сушці. Потім зразок пресують в пігулку розміром 1 дюйм (25,4 мм), використовуючи гідравлічний прес з навантаженням 20000 фунтів (9072 кг). Потім сиру масу прожарюють в печі протягом ночі при 550 °C, щоб видалити агент, що пов'язує. Розчин гідроксиду стронцію готують шляхом розчинення 14 г Sr(OH)2 в 100 мл деіонізованої води. Пігулку поміщають в розчин і обробляють 5 діб при 90 °C. Пігулку виймають і промивають деіонізованою водою. Потім її поміщують в інший розчин, який містить 100 мл деіонізованої води і 10 г K3PO4 на 7 діб. Для фахівців в даній галузі техніки можуть бути очевидними інші прийоми, з урахуванням приведеного вище опису, які можуть відрізнятися від тих, які конкретно описані в попередніх прикладах, але які, проте, не відхиляються від обсягу і духу даного винаходу. Приведені вище приклади просто призначені для ілюстрації конкретних варіантів здійснення винаходу, і тому, предмет винаходу, включений або не включений в них, жодним чином не слід розглядати як такий, що обмежує даний винахід. Вважається, що ці інші очевидні прийоми, а також спечені матеріали, отримані при цьому, охоплені обсягом даного винаходу, обмеження якого визначаються тільки формулою винаходу, наведеною нижче. Приклад 10. Зміна об'єму в результаті здійснення процесу HLPS У таблицях 1-7 приведені зміни молярного об'єму зразків, які мають тверду матрицю, яка містить оксид, гідроксид, фторид, змішані оксиди металів, сульфат, силікат і гідроксиапатит, відповідно. Як показано на фігурах, зміна молярного об'єму не обов'язково повинна бути позитивною або негативною. Додаткові кращі варіанти винаходу У кращому варіанті винаходу описаний спосіб (і отриманий продукт) виробництва спеченої кераміки з пористої твердої матриці, причому цей спосіб передбачає: (a) контакт твердої матриці, яка має сполучені занурені пори, із заздалегідь вибраним середовищем, що просочується, (b) забезпечення середовища для інфільтрації внутрішньопорового простору матриці за умов, які викликають ефективне розчинення маси з матриці; (c) забезпечення середовища для транспорту розчиненої маси за умов, які викликають ефективне повторне осадження транспортованої маси усередині матриці для того, щоб отримати спечену кераміку. Зокрема, заздалегідь вибране середовище, що просочується, бажано містить заздалегідь вибрані часточки агента, що просочується, змішані з відповідною рідиною. Краще, якщо цей спосіб додатково передбачає стадію, яка забезпечує з'єднання маси, отриманої з матриці, з частинками агента середовища, що просочується, щоб отримати продукт, який повторно осідає усередині матриці. У кращому варіанті винаходу при реалізації способу отримують продукт, який є сполукою, яка утворюється в результаті стехіометричної реакції між масою, отриманою з матриці і часток агента, що просочився: [Aматриця + Bагент, що просочився = AB]. У кращому варіанті винаходу при реалізації способу отримують продукт, який є композиційним матеріалом, в якому маса, утворена з матриці і часток агента, що просочився, залишаються хімічно різними: [Aматриця + Bагент, що просочився = як і раніше A+B, але у вигляді композиційного матеріалу]. У ще одному варіанті винаходу запропонований спосіб, який додатково передбачає залучення спеченої кераміки, щонайменше, в одну додаткову стадію, призначену для видалення якої-небудь залишкової пористості, яка може бути присутньою в спеченій кераміці. Ця, щонайменше, одна додаткова стадія може бути стадією нагрівання, на якій спечена кераміка нагрівається до температури, достатньої для отримання повністю ущільненої кераміки. Бажано, температура на цій стадії нагрівання не перевищує приблизно 600 °C. У окремому варіанті винаходу запропонований спосіб отримання спеченої кераміки з пористої твердої металоксидної матриці, причому цей спосіб передбачає: (a) контакт твердої металоксидної матриці, яка має сполучені занурені пори, із заздалегідь вибраним рідким 21 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 середовищем, що просочується, (b) забезпечення рідкого середовища для інфільтрації внутрішньопорового простору матриці за умов, які викликають ефективне розчинення маси з матриці; (c) забезпечення рідкого середовища для транспорту розчиненої маси за умов, які викликають ефективне повторне осадження транспортованої маси усередині матриці для того, щоб отримати спечену кераміку. Більш того, заздалегідь вибране рідке середовище, яке просочується, може містити заздалегідь вибрані часточки агента, який просочується, змішані з відповідною рідиною. Крім того, спечена кераміка може містити змішані оксиди металів. Бажано змішані оксиди металів можуть бути вибрані з поміж оксидів металів групи IIa, металів групи lIb, металів групи IIIb, металів групи IVb або оксидів металів групи Vb. Оксиди металів також можуть містити оксид перехідного металу, оксид лантанідного металу, або оксид актинідного металу. У одному варіанті винаходу часточки агента, що просочується, містять сіль металу, щонайменше, одного типу або суміш солей металів. Як альтернатива, часточки агента, що просочується, можуть бути вибрані з поміж хімічних часток, які дають іони металів групи IIa, групи IIb, групи IIIb, групи IVb, групи Vb, перехідних, лантанідних, актинідних металів або їх сумішей. Протиіони вказаних вище іонів також можуть бути вибрані з поміж негативно заряджених неорганічних або органічних фрагментів. У кращому варіанті здійснення, спечена кераміка, отримана запропонованим винаходом способом, містить істотно більш щільну тверду речовину, бажано, повністю ущільнену. Крім того, бажано спечена кераміка може бути охарактеризована, як така, що має залишкову пористість приблизно 15 об'ємних відсотків або менше. Форма і розмір початкової пористої матриці, відповідно до кращого способу, залишаються практично такими ж в спеченій кераміці. Проте в способі винаходу також може бути отримана спечена кераміка, яка містить змішані оксиди металів, молярний об'єм яких більший, ніж об'єм початкової металоксидної матриці. У ще одному варіанті здійснення винаходу може бути отримана спечена кераміка, яка містить змішані оксиди металів, молярний об'єм яких менший, ніж об'єм початкової металоксидної матриці. Бажано умови стадії (b), стадії (c) або обох стадій описаного вище способу включають умови не жорсткіші, ніж ті, які виникають в працюючому автоклаві. Визначені інакше умови стадії (b), стадії (c) або обох стадій описаного вище способу, бажано не перевищують за температурою приблизно 250 C і не перевищують за тиском приблизно 5 атмосфер. Попередні приклади і кращі варіанти здійснення покликані ілюструвати широту винаходу, і жодним чином не повинні розглядатися як такі, що обмежують даний винахід. Інші варіанти здійснення будуть очевидними фахівцям в даній галузі техніки, з урахуванням докладного розкриття, приведеного в цьому описі. Вважається, що такі інші варіанти здійснення охоплені обсягом і задумом даного винаходу, обмеження якого визначаються тільки формулою винаходу, наведеною нижче. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Спосіб гідротермального рідиннофазового спікання для отримання монолітної маси з пористої матриці, який включає: (і) отримання пористої матриці, яка має внутрішньопоровий простір і яка містить щонайменше перший реагент; (іі) контакт пористої матриці з середовищем, що просочується і яке переносить щонайменше другий реагент; (ііі) забезпечення інфільтрації середовища, що просочується щонайменше в значну частину внутрішньопорового простору пористої матриці за умов, які підтримують взаємодію щонайменше між першим реагентом і щонайменше другим реагентом, щоб отримати щонайменше перший продукт; і (iv) забезпечення отримання щонайменше першого продукту із заповненням щонайменше частини внутрішнього простору пористої матриці, з отриманням таким чином монолітної маси, що має взаємно зв'язану мікроструктуру, де перший продукт містить спечену кераміку без титанату барію. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт містить компонент, вибраний з групи, що складається з амонію, лужного металу, берілію, магнію, кальцію, стронцію, радію, металу перехідної групи, лантаніду, актиніду, алюмінію, кремнію, галію, германію, олова, миш'яку, сурми, телуру, талію, свинцю та вісмуту. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм більший, ніж об'єм пористої матриці. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт має практично такий же молярний об'єм, що і пориста матриця. 22 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм менший, ніж об'єм пористої матриці. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має взаємно зв'язану мікроструктуру. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший реагент містить оксид металу, гідроксид металу, сульфат металу, фторид металу, титанат металу або їх поєднання. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що метал включає кальцій, магній, стронцій, титан, цирконій, хром, марганець, залізо, нікель, мідь, алюміній або їх поєднання. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше один з пористої матриці, першого продукту реакції і монолітної маси містить матеріал, який при нагріванні розкладається до отримання здатності спікатися, якщо використовується традиційний спосіб спікання. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий реагент містить оксалат, карбонат, сульфат, фосфат, цитрат, іон металу або їх поєднання. 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий реагент містить суміш солей металів. 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що середовищем, що просочується, є флюїд. 13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має мікроструктуру композиційного матеріалу. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має структуру серцевини з оболонкою. 15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (iv) додатково передбачає витримування монолітної маси. 16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітну масу отримують на стадії (iv) за допомогою оствальдівського дозрівання. 17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт утворюється шляхом іонного приєднання, іонного заміщення, диспропорціонування, осадження або їх поєднання. 18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший продукт включає хімічну сполуку. 19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса має залишкову пористість близько 15 об'ємних відсотків або менше. 20. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що монолітна маса є керамікою. 21. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково передбачає повторення стадій (іі) -(iv) щонайменше один раз. 22. Спосіб отримання спеченої кераміки, без титанату барію, який передбачає: (і) отримання пористої матриці, яка має внутрішньопоровий простір і яка містить щонайменше перший реагент; (іі) контакт пористої матриці з середовищем, що просочується і яке переносить щонайменше другий реагент; (ііі) забезпечення інфільтрації середовища, що просочується щонайменше в значну частину внутрішньопорового простору пористої матриці за умов, які включають температуру взаємодії нижчу ніж, приблизно, 1000 °C, і тиск реакції нижчий ніж, приблизно, 70000 фунт/кв. дюйм (49,22 МПа), і які підтримують взаємодію щонайменше між першим реагентом і щонайменше другим реагентом, щоб отримати щонайменше перший продукт; і (iv) забезпечення отримання щонайменше першого продукту із заповненням щонайменше істотної частини внутрішнього простору пористої матриці, з отриманням таким чином спеченої кераміки, яка не містить титанату барію. 23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка містить змішаний оксид металу. 24. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи IIа. 25. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи IIb. 26. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи ІIIb. 27. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи IVb. 28. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид металу групи Vb. 29. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид перехідного металу. 30. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид лантанідного металу. 23 UA 101636 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 31. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, зокрема оксид актинідного металу. 32. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий реагент містить сіль щонайменше одного типу металу. 33. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий реагент містить іони металів групи ІІа, групи ІІb, групи ІІІb, групи IVb, групи Vb, перехідного, лантанідного, актинідного металу або їх сумішей. 34. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм більший, ніж об'єм пористої матриці. 35. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що перший продукт має практично такий же молярний об'єм, що і пориста матриця. 36. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм менший, ніж об'єм пористої матриці. 37. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка має залишкову пористість близько 15 об'ємних відсотків або менше. 38. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка має залишкову пористість близько 5 об'ємних відсотків або менше. 39. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що спечена кераміка практично є повністю ущільненою. 40. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що реагент на стадії (iv) утворюється за рахунок іонного приєднання, іонного заміщення, диспропорціонування, осадження або їх поєднання. 41. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що реагент на стадії (iv) утворюється за рахунок осадження. 42. Композиція, яку отримують способом гідротермального рідиннофазового спікання, причому в способі забезпечується взаємодія щонайменше одного компоненту пористої матриці щонайменше з першим реагентом, перенесеним рідиною, щоб отримати щонайменше перший продукт, причому в ході цієї взаємодії решта частини пористої матриці діє як засіб розміщення для полегшення утворення першого продукту з рідини, таким чином, утворюється композиція, спечена гідротермально в рідкій фазі. 43. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що перший продукт має практично такий же молярний об'єм, що і пориста матриця. 44. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм більший, ніж об'єм пористої матриці. 45. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що перший продукт має молярний об'єм менший, ніж об'єм пористої матриці. 46. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що пориста матриця містить оксид металу, гідроксид металу, сульфат металу, фторид металу, титанат металу або їх поєднання. 47. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що перший реагент містить оксалат, карбонат, сульфат, фосфат, цитрат, іон металу або їх поєднання. 48. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що пориста матриця містить кальцій, магній, стронцій, титан, цирконій, хром, марганець, залізо, нікель, мідь, алюміній або їх поєднання. 49. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що пориста матриця містить матеріал, який при нагріванні розкладається до отримання здатності спікатися, якщо використовується традиційний спосіб спікання. 50. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що має мікроструктуру композиційного матеріалу. 51. Композиція за п. 42, яка відрізняється тим, що є частиною будівельного, електричного, хімічного матеріалу або їх поєднання. 52. Спосіб отримання композиції, який передбачає: (і) отримання пористої матриці, яка має молярний об'єм; (іі) занурення щонайменше частини пористої матриці в середовище, що просочується та яке містить реагент; і (ііі) утворення продукту за рахунок взаємодії щонайменше частини реагенту щонайменше з частиною матриці, де продукт має молярний об'єм, і де молярний об'єм матриці до стадії (ііі) є практично таким же або відрізняється від молярного об'єму продукту після стадії (ііі). 53. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що молярний об'єм матриці до стадії (ііі) менший, ніж об'єм продукту після стадії (ііі). 54. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що молярний об'єм матриці до стадії (ііі) більший, ніж об'єм продукту після стадії (ііі). 24 UA 101636 C2 5 55. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що тверда матриця важко розчиняється в середовищі, що просочується. 56. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що форма матриці до стадії (ііі) менша, ніж форма продукту після стадії (ііі). 57. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що матриця містить матеріал інертного наповнювача. 25 UA 101636 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 26
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for hydrothermal liquid-phase sintering of ceramic materials and obtained in such a method products
Автори англійськоюRiman, Richard, E., Atakan, Vahit
Назва патенту російськоюСпособ гидротермального жидкостно-фазового спекания керамических материалов и полученные таким способом продукты
Автори російськоюРайман Ричард Е., Атакан Вахит
МПК / Мітки
МПК: C04B 41/87, C04B 35/47, C04B 35/01, C04B 35/42, C04B 35/457, C04B 35/495, C04B 35/553, C04B 41/45, C04B 35/491, C04B 35/447, C04B 41/50, C04B 35/64, C04B 35/49, C04B 35/26, C04B 35/468
Мітки: спікання, отримані, продукти, рідиннофазового, матеріалів, спосіб, гідротермального, керамічних
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/28-101636-sposib-gidrotermalnogo-ridinnofazovogo-spikannya-keramichnikh-materialiv-ta-otrimani-u-takijj-sposib-produkti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб гідротермального рідиннофазового спікання керамічних матеріалів та отримані у такий спосіб продукти</a>
Спосіб отримання керамічних евтектичних полікристалічних матеріалів методом електророзрядного спікання
Номер патенту: 74036
Опубліковано: 10.10.2012
Автори: Богомол Юрій Іванович, Лобода Петро Іванович, Загородня Еліна Валеріївна
МПК: C30B 17/00, C04B 35/64, C04B 37/00, C01B 35/00
Мітки: електророзрядного, керамічних, отримання, матеріалів, спосіб, евтектичних, методом, полікристалічних, спікання
Формула / Реферат:
Спосіб отримання керамічних евтектичних полікристалічних матеріалів методом електророзрядного спікання, який включає комбіновану дію на керамічний порошковий матеріал короткочасних електричних розрядів і механічного тиску, який відрізняється тим, що вихідний керамічний сплав отримують методом безтигельної зонної плавки, після чого отриманий керамічний евтектичний полікристалічний матеріал подрібнюють і засипають у пресформу, а потім піддають...
Модифікована реакція пікте-шпенглера і продукти, отримані в результаті такої реакції
Номер патенту: 78839
Опубліковано: 25.04.2007
Автори: Челіус Ерік Крістофер, Док Крістофер Уільям, Полак Джозеф Метью, Мартінеллі Майкл Джон, Орм Марк У.
МПК: C07D 471/04, C07D 471/14
Мітки: результаті, отримані, продукти, модифікована, реакція, реакції, пікте-шпенглера, такої
Формула / Реферат:
1. Спосіб одержання бажаного діастереомера тетрагідро--карболіну, який має формулу,який включає стадії:(a) одержання естерифікованого триптофану із використанням спирту, який має формулу R2OH; і(b) реакції естеру триптофану зі стадії (а) з альдегідом, що має формулу R2HO, з...
Пшениця з модифікованою активністю гілкуючого ферменту, а також отримані з неї крохмаль і крохмалевмісні продукти
Номер патенту: 88268
Опубліковано: 12.10.2009
Автори: Морелл Меттью Кеннеді, Лі Чжуньгуй, Рахман Садекур, Реджина Ахмед
МПК: A01H 1/00, C12N 15/52, A23L 1/0522, A01H 5/00, C12N 9/10
Мітки: неї, гілкуючого, крохмалевмісні, крохмаль, отримані, також, ферменту, пшениця, модифікованою, активністю, продукти
Спосіб визначення тріщиностійкості твердих сплавів, керамічних матеріалів та покриттів
Номер патенту: 72831
Опубліковано: 27.08.2012
Автори: Роп'як Любомир Ярославович, Рогаль Олександр Васильович, Барило Ігор Григорович, Яковин Олег Миронович
МПК: G01N 3/20
Мітки: твердих, спосіб, матеріалів, тріщиностійкості, визначення, керамічних, сплавів, покриттів
Формула / Реферат:
Спосіб визначення тріщиностійкості твердих сплавів, керамічних матеріалів та покриттів, що включає підготовку поверхні зразка, що досліджується, шляхом шліфування, полірування, знежирювання та висушування, вдавлювання алмазного індентора в формі правильної чотиригранної піраміди при заданому навантаженні в підготовлену поверхню, витримку алмазного індентора під навантаженням і його відведення від цієї поверхні, вимірювання довжини радіальних...
Спосіб одержання метало-керамічних матеріалів на основі ренію
Номер патенту: 60620
Опубліковано: 15.10.2003
Автори: Штеменко Олександр Васильович, Шаповал Олександр Миколайович, Мельник Станіслав Григорович
МПК: C22C 27/00
Мітки: ренію, основі, спосіб, одержання, матеріалів, метало-керамічних
Формула / Реферат:
Спосіб одержання металокерамічних матеріалів на основі металічного ренію шляхом відновлення, спікання та пресування суміші оксидів металів загальної формули МО2 (де М - Ті, Zr, Hf, Th, U, Pu) і біядерних кластерних галогенодикарбоксилатів ренію (ІІІ) загальної формули цис- Re2X4(RCOO)2 2Н2O (де X - Сl, Вr; R - СН3-; С2Н5-; С3Н7-; (СН3)2СН-; (СН3)3С-) при проведенні процесу в інертній атмосфері або у вакуумі при тиску 1,33-13,3 Па в три...
Попередній патент: Видалення ціаніду з водних потоків
Наступний патент: Спосіб одержання ліпідів
Випадковий патент: Механізм подачі видобувного комбайна