RU2396388C2 - Волокна из оксидной керамики - Google Patents
Волокна из оксидной керамики Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396388C2 RU2396388C2 RU2008126538/04A RU2008126538A RU2396388C2 RU 2396388 C2 RU2396388 C2 RU 2396388C2 RU 2008126538/04 A RU2008126538/04 A RU 2008126538/04A RU 2008126538 A RU2008126538 A RU 2008126538A RU 2396388 C2 RU2396388 C2 RU 2396388C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fibers
- mol
- sizing material
- oxide ceramic
- average molecular
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 70
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 14
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 16
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 14
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- -1 octadecylmethyl Chemical group 0.000 description 5
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 229920002535 Polyethylene Glycol 1500 Polymers 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- VUYXVWGKCKTUMF-UHFFFAOYSA-N tetratriacontaethylene glycol monomethyl ether Chemical compound COCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCO VUYXVWGKCKTUMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006309 Invista Polymers 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011222 crystalline ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910002106 crystalline ceramic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N Fentrazamide Chemical compound N1=NN(C=2C(=CC=CC=2)Cl)C(=O)N1C(=O)N(CC)C1CCCCC1 LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 235000003332 Ilex aquifolium Nutrition 0.000 description 1
- 235000002296 Ilex sandwicensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002294 Ilex volkensiana Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002538 Polyethylene Glycol 20000 Polymers 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/39—Aldehyde resins; Ketone resins; Polyacetals
- D06M15/423—Amino-aldehyde resins
- D06M15/427—Amino-aldehyde resins modified by alkoxylated compounds or alkylene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62844—Coating fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/24—Coatings containing organic materials
- C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
- C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
- C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B35/63488—Polyethers, e.g. alkylphenol polyglycolether, polyethylene glycol [PEG], polyethylene oxide [PEO]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/4584—Coating or impregnating of particulate or fibrous ceramic material
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/522—Oxidic
- C04B2235/5224—Alumina or aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/522—Oxidic
- C04B2235/5228—Silica and alumina, including aluminosilicates, e.g. mullite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5264—Fibers characterised by the diameter of the fibers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Paper (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения композитных материалов, в частности к получению упрочняющих волокон из оксидной керамики. Жгут состоит из практически непрерывных волокон из оксидной керамики, имеющих наружную поверхность, по меньшей мере, часть этих поверхностей покрыта проклеивающим материалом, содержащим вещество, представленное формулой
R′O-(RO)n-H,
где R′ выбрано из СхН2х+1, причем х равно 1-8 или -Н;
R выбрано из группы, состоящей из -(СуН2у)-, причем у равно 1-4 и
-СН2-O-(СН2)m-, причем m=2-5; и n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 7000000 г/моль. Жгуты по настоящему изобретению обладают высокой прочностью и пригодны, например, для изготовления тросов с металлической матрицей. 2 н. и 6 з.п. ф-лы.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к волокнам из оксидной керамики, в частности к волокнам из оксидной керамики с проклеивающим материалом.
Уровень техники
В общем известны практически непрерывные волокна из оксидной керамики. Примеры включают в себя поликристаллические алюмоксидные волокна, такие как поставляемые компанией 3М из Сент-Поля, Миннесота, под торговым обозначением «NEXTEL 610», алюмосиликатные волокна, такие как поставляемые компанией 3М под торговыми обозначениями «NEXTEL 440», «NEXTEL 550» и «NEXTEL 720» и алюмоборосиликатные волокна, такие как поставляемые компанией 3М под торговым наименованием «NEXTEL 312». Эти непрерывные волокна встроены в различные композиты с металлическими матрицами (к примеру, из алюминия и титана) и композиты с полимерными матрицами (к примеру, эпоксидными) для усиления и упрочнения этих композитов.
Желательно поддерживать прочность композитов. Прочности композитов увеличиваются, когда непрерывные волокна имеют как можно меньше неоднородностей. Один источник неоднородностей появляется, когда непрерывное волокно разматывается с бобины и волокно ломается или сбрасывается, что обычно называется «спускается». Желательно исключить, минимизировать или по меньшей мере снизить эти неоднородности, получающиеся в процессе разматывания, и тем самым обеспечить получение композитов с металлическими и полимерными матрицами повышенной прочности.
Сущность изобретения
В одном объекте настоящее изобретение предлагает жгут из практически непрерывных тугоплавких (т.е. поддерживающих свою целостность или пригодность в диапазоне от 820°С до 1400°С) волокон из оксидной керамики, причем каждое волокно из оксидной керамики имеет наружную поверхность и при этом по меньшей мере на части наружных поверхностей по меньшей мере некоторых волокон из оксидной керамики имеется проклеивающий материал. Проклеивающий материал содержит композицию, представленную формулой
R'O-(RO)n-H,
где R' выбрано из СхН2х+1, причем х равно 1-8 или -Н; R выбрано из группы, состоящей из -(СуР2у)- (который может быть линейным или разветвленным), причем у равно 1-4, и -СН2-O-(СН2)m-, причем m=2-5; и n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 7000000 г/моль. Как правило, среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 3000000 г/моль (в некоторых вариантах осуществления в пределах от 500 г/моль до 600000 г/моль, от 500 г/моль до 400000 г/моль, от 500 г/моль до 300000 г/моль или даже от 4000 г/моль до 40000 г/моль). Как правило, проклеивающий материал обеспечивает добавочную массу в пределах от 0,5 до 10 процентов по массе.
Выражение «непрерывное волокно» относится к волокну, длина которого составляет по меньшей мере 30 метров. В некоторых вариантах осуществления тугоплавкие волокна имеют кристаллическую структуру (т.е. проявляют различимый узор дифракции рентгеновских лучей на порошке). В некоторых вариантах осуществления волокно имеет по меньшей мере 50 (в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99 или даже 100) процентов по массе кристаллическую структуру. В некоторых вариантах осуществления тугоплавкие волокна из оксидной керамики (в том числе кристаллические волокна из оксидной керамики) содержат по меньшей мере одно из следующего: (а) по меньшей мере 40 (в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 50, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99 или даже 100) процентов по массе Al2O3 на основе общего процентного содержания каждого соответствующего волокна, или (б) не более чем 40 (в некоторых вариантах осуществления не более чем 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1 или даже ноль) процентов по массе совместно SiO2, Bi2O3, P2O5, GeO2, TeO2, As2O3 и V2O5 на основе общего процентного содержания каждого соответствующего волокна.
Отмечено, что проклеивающий материал обеспечивает способность скольжения и защищает пряди волокон в процессе обращения с ними. Для некоторых применений волокна, например, в качестве армирования в композитах с металлической матрицей, проклеивающий материал обычно удаляется во время обработки перед нанесением металла на волокно. Проклеивающий материал можно удалять, например, выжиганием проклеивающего материала из волокон.
Подробное описание
Примеры подходящих тугоплавких волокон из оксидной керамики включают в себя алюмоксидные волокна, алюмосиликатные волокна, алюмоборатные волокна, алюмоборосиликатные волокна, волокна из двуокиси циркония - двуокиси кремния и их комбинации. Примеры подходящих кристаллических тугоплавких волокон из оксидной керамики включают в себя алюмоксидные волокна, алюмосиликатные волокна, алюмоборатные волокна, алюмоборосиликатные волокна, волокна из двуокиси циркония - двуокиси кремния и их комбинации. Примеры подходящих некристаллических тугоплавких волокон из оксидной керамики включают в себя алюмоборосиликатные волокна, волокна из двуокиси циркония - двуокиси кремния и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления желательно, чтобы волокна содержали по меньшей мере 40 (в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 50, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99 или даже 100) процентов по объему Al2O3 на основе полного объема волокна. В некоторых вариантах осуществления желательно, чтобы волокна содержали в пределах от 40 до 70 (в некоторых вариантах осуществления в пределах от 55 до 70 или даже от 55 до 65) процентов по объему Al2O3 на основе полного объема волокна.
Частично кристаллические волокна могут содержать смесь кристаллической керамической и аморфной фаз (т.е. волокно может содержать как кристаллическую керамическую, так и аморфную фазы). Как правило, непрерывные керамические волокна имеют средний диаметр волокна по меньшей мере примерно 5 микрометров, более характерно в пределах от примерно 5 микрометров до примерно 20 микрометров; в некоторых вариантах осуществления в пределах от примерно 5 микрометров до примерно 15 микрометров.
Алюмоксидные волокна описаны, например, в патентах США №№4954462 (на имя Wood et al.) и 5185299 (на имя Wood et al.). В некоторых вариантах осуществления алюмоксидные волокна представляют собой поликристаллические альфа-алюмоксидные волокна и содержат, на теоретической основе оксида, больше, чем 99 процентов по массе Al2O3 и 0,2-0,5 процентов по массе SiO2 на основе общей массы алюмоксидных волокон. В другом объекте некоторые желательные поликристаллические альфа-алюмоксидные волокна содержат альфа-алюмоксид со средним размером зерен менее чем 1 микрометр (или даже, в некоторых вариантах осуществления, менее чем 0,5 микрометров). В другом объекте в некоторых вариантах осуществления поликристаллические альфа-алюмоксидные волокна имеют среднюю прочность на разрыв по меньшей мере 1,6 ГПа (в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 2,1 ГПа или даже по меньшей мере 2,8 ГПа), как определено согласно проверке прочности на растяжение, описанной в патенте США №6460597 (на имя McCullough et al.). Типовые альфа-алюмоксидные волокна поставляются под торговым обозначением «NEXTEL 610» компанией 3М, Сент-Поль, Миннесота.
Алюмосиликатные волокна описаны, например, в патенте США №4047965 (на имя Karst et al.). Типовые алюмосиликатные волокна поставляются под торговыми обозначениями «NEXTEL 440», «NEXTEL 550» и «NEXTEL 720» компанией 3М, Сент-Поль, Миннесота.
Алюмоборатные и алюмоборосикатные волокна описаны, например, в патенте США №3795524 (на имя Sowman). Типовые алюмосиликатные волокна поставляются под торговым обозначением «NEXTEL 312» компанией 3М.
Волокна из двуокиси циркония - двуокиси кремния описаны, например, в патенте США №3709706 (на имя Sowman).
Жгуты известны в области волокон и, как правило, включают в себя множество из (отдельных) обычно расплетенных волокон (как правило, по меньшей мере 100 волокон, в более общем случае по меньшей мере 400 волокон). В некоторых вариантах осуществления жгуты содержат по меньшей мере 780 отдельных волокон на жгут, а в некоторых случаях по меньшей мере 2600 отдельных волокон на жгут или по меньшей мере 5200 отдельных волокон на жгут. Жгуты из различных керамических волокон доступны во множестве длин, в том числе 300 метров, 500 метров, 750 метров, 1000 метров, 1500 метров и длиннее. Волокна могут иметь в поперечном сечении форму, которая является круглой, эллиптической или гантельной.
Жгут согласно настоящему изобретению может быть изготовлен способом, содержащим следующие этапы:
обеспечивают жгут из практически непрерывных волокон из оксидной керамики, причем каждое волокно из оксидной керамики имеет наружную поверхность;
покрывают по меньшей мере часть наружных поверхностей по меньшей мере некоторых из волокон из оксидной керамики проклеивающим материалом на водной основе; и
удаляют по меньшей мере часть воды.
Проклеивающий материал на водной основе содержит композицию, представленную формулой
R'O-(RO)n-H,
где R' выбрано из СхН2х+1, причем х равно 1-8 или -Н; R выбрано из группы, состоящей из -(СуР2у)- (который может быть линейным или разветвленным), причем у равно 1-4 и -СН2-O-(СН2)m-, причем m=2-5; и n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 7000000 г/моль. Как правило, среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 3000000 г/моль (в некоторых вариантах осуществления в пределах от 500 г/моль до 600000 г/моль, от 500 г/моль до 400000 г/моль, от 500 г/моль до 300000 г/моль или даже от 4000 г/моль до 40000 г/моль).
Подходящие проклеивающие материалы включают в себя поли(тетраметилен оксид) (доступный, например, от фирмы Invista, Уичита, Канзас, под торговым обозначением «TERATHANE 2900» (среднечисленная молекулярная масса 2900 г/моль), полиэтиленгликоль (доступный, например, от Clariant GmbH Functional Chemicals Division, Франкфурт, Германия, под торговым обозначением «POLYGLYKOL 35000» (среднечисленная молекулярная масса 35000 г/моль), «POLYGLYKOL 20000» (среднечисленная молекулярная масса 20000 г/моль), «POLYGLYKOL 4000S» (среднечисленная молекулярная масса 4000 г/моль), «POLYGLYKOL 8000S» (среднечисленная молекулярная масса 8000 г/моль), «POLYGLYKOL 1500S» (среднечисленная молекулярная масса 1500 г/моль)), и материалы из полиэтиленоксида с высокой среднечисленной молекулярной массой (доступные, например, от Dow Chemical, Мидленд, Мичиган, под торговым обозначением «POLYOX WSR N-3000» (среднечисленная масса 400000 г/моль), «POLYOX WSR N-750» (среднечисленная масса 300000 г/моль) и «POLYOX WSR-301»(среднечисленная масса 4000000 г/моль)).
Водорастворимые проклеивающие материалы, такие как поли(этиленгликоли), могут растворяться в воде для получения проклеивающего материала на водной основе. Концентрация водорастворимых проклеивающих материалов в проклеивающем материале на водной основе можно выбрать по желанию. Как правило, такие проклеивающие материалы на водной основе делаются комбинацией водорастворимого проклеивающего материала и воды для получения проклеивающего материала на водной основе, содержащего водорастворимые проклеивающие материалы по массе в пределах от 1 до 30 процентов, а в некоторых вариантах осуществления - в пределах от 1 до 10 процентов.
При использовании материалов, которые не растворяются в воде (к примеру, поли(тетраметиленоксид)), проклеивающий материал на водной основе эмульгируют. Такие эмульсии можно приготовить с использованием поверхностно-активных веществ. Как правило, количество поверхностно-активного вещества, используемого для приготовления эмульсии, находится в пределах от 0,5 до 10% по массе подлежащего эмульгированию материала, хотя можно также использовать количества поверхностно-активного вещества вне этих пределов. Как правило, эмульсия содержит твердые вещества в пределах от 5 до 50% по массе. Если процент твердых веществ в эмульсии выше, чем желательный, ее можно разбавить водой.
В общем, отмечено, что проклеивающие материалы обеспечивают: (а) достаточную прочность для связывания волокон в жгуте вместе в сплоченные пучки, (б) хорошие характеристики скольжения-высвобождения, так что волокна/жгуты не слипаются с оборудованием и продеваются в направляющие, а также обладают скольжением для снижения трения и прилипания к поверхностям, которые соприкасаются со жгутом в процессе обращения к ним, и (в) способность быстро окисляться, не оставляя остатка (к примеру, углесодержашего остатка) на волокне при относительно низких или умеренных температурах (к примеру, 700°С). Последнее особенно желательно в вариантах осуществления процесса получения тросов с металлической матрицей, где проклеивающий материал, как правило, легко удаляется за относительно короткий период времени (к примеру, менее чем 30 секунд) нагреванием жгутов при относительно низких или умеренных температурах. Удаление проклеивающего материала улучшается закачиванием окисляющего газа (к примеру, воздуха) в область, где окисляется проклеивающий материал. Хотя желательные скорости потока окисляющего газа будут зависеть от конкретных обстоятельств (к примеру, конкретного проклеивающего материала, количества проклеивающего материала, скорости волокна, температуры, длины зоны нагрева и т.п.), типовые скорости потока включают в себя скорости потока в пределах от примерно 5 л/мин до примерно 10 л/мин.
Далее проклеивающий материал, конкретизированный для настоящего изобретения, можно эффективно наносить на волокно (к примеру, волокно при температуре в пределах примерно 15-200°С), в том числе нанося проклеивающий материал на волокно, когда оно выходит из спекающей печи.
Жгуты согласно настоящему изобретению пригодны, например, для получения композитных тросов с металлической матрицей. Типовые материалы с металлической матрицей включают в себя цинк, олово, магний и их сплавы (к примеру, сплав алюминия и меди). Методы получения композитных тросов с металлической матрицей известны в технике и включают в себя описанные, например, в патентах США №5501906 (на имя Deve), 6180232 (на имя McCullough et al.), 6245425 (на имя McCullough et al.), 6336495 (на имя McCullough et al.), 6544645 (на имя McCullough et al.), 6447927 (на имя McCullough et al.), 6460597 (на имя McCullough et al.), 6329056 (на имя Deve et al.), 6344270 (на имя McCullough et al.), 6485796 (на имя Carpenter et al.), 6559385 (на имя Johnson et al.), 6796365 (на имя McCullough et al.), 6723451 (на имя McCullough et al.), 6692842 (на имя McCullough et al.) и 6913838 (на имя McCullough et al.); публикации заявки на патент с серийным №10/403643, поданной 31 марта 2003 года, публикации заявки на патент США №2005-0178000, поданной 13 февраля 2004 года, публикации заявки на патент США №2005-0181228, поданной 13 февраля 2004 года, публикации заявки на патент США №2005-0279526, поданной 17 июня 2004 года, публикации заявки на патент США №2005-0279527, поданной 17 июня 2004 года и в патенте США №7093416.
Отмечено, что варианты осуществления композитных тросов с металлической матрицей, сделанных из проклеенных волокон согласно настоящему изобретению, прочнее (к примеру, примерно на 2-8%) по сравнению с композитными тросами с металлической матрицей, сделанными из волокон, не включающих в себя проклеивающий материал, использованный в настоящем изобретении (в том числе волокна, проклеенные другими проклеивающими материалами).
Преимущества и варианты осуществления данного изобретения иллюстрируются далее нижеследующими примерами, но конкретные материалы и их количества, указанные в этих примерах, а также прочие условия и подробности, не должны истолковываться для чрезмерного ограничения данного изобретения. Все части и проценты даны по массе, если не указано иное.
Примеры
Пример 1
52,2 кг (115 фунтов) твердого поли(тетраметиленоксида) (со среднечисленной молекулярной массой 2900 г/моль; получен от INVISTA, Уичита, Канзас, под торговым обозначением «TERATHANE 2900») расплавлялся путем помещения в печь, нагретую до 60°С (140°F) на всю ночь. 284-литровый (75-галлонный) футерованный стеклом приемник с водяным охлаждением, оборудованный мешалкой, доводился до 60°С (140°F). Мешалка устанавливалась на 80 об/мин, и реактор загружался расплавленным поли(тетраметиленоксидом) («TERATHANE 2900»). 52,2 кг (115 фунтов) этилацетата (полученного от Sigma-Aldrich, Милуоки, Висконсин) добавлялись затем в реактор, после чего следовали 8,7 кг (19,1 фунт) октадецилметил(полиоксиэтилен[15]) аммоний хлорида (полученного от Akzo Nobel, Чикаго, Иллинойс, под торговым обозначением «ETHOQUAD 18/25»).
Второй 284-литровый (75-галлонный) футерованный стеклом реактор с водяным охлаждением, оборудованный мешалкой (80 об/мин), доводился до 60°С (140°F). В реактор добавлялись 114 кг (253 фунта) деионизированной воды, профильтрованной фильтром с отверстиями 0,2 микрометра (полученный от C.C.Day Co., Миннеаполис, Миннесота; партия №25-10110-002-01-WG). Скорость мешалки увеличивалась до 100 об/мин. Когда температура обоих реакторов и приемника была 60°С (140°F), давление азота на приемник увеличивалось, чтобы позволить содержимому из первого реактора течь во второй реактор.
Соединение для впуска воды двухстадийного смесителя (тип 70-M-310-TBS; получен от Manton-Gaulin Manufacturing Co., Эверетт, Массачусетс; залит до краев деионизированной водой) прикреплялся к впускной части смесителя трубой и фильтром с отверстием 0,2 микрометра (полученным от C.C.Day Co.; партия №25-10110-002-01-WG). Картридж фильтра с отверстиями 25 микрометров (полученный от C.C.Day Co.; партия №SWF-25-RYA10) прикреплялся между выпускным отверстием из реактора и впускным соединением смесителя. Рабочее давление смесителя было установлено на 20,7 МПа (3000 фунт/дюйм2), и смесь накачивалась при 20,7 МПа (3000 фунт/дюйм2). Когда выход из смесителя представлял собой голубовато-белую эмульсию без твердых частиц, этот выход направлялся в 208-литровые (55-галлонные) цилиндрические контейнеры с полиэтиленовой прокладкой.
Голубовато-белая эмульсия пропускалась через смеситель второй раз, и выход снова направлялся в 208-литровые (55-галлонные) цилиндрические контейнеры с полиэтиленовой прокладкой. Первый реактор был оборудован отстойником конденсата, промыт и очищен деионизированной водой перед тем, как голубовато-белая эмульсия загружалась в (чистый) реактор. Смеситель доводился до 60 об/мин, а температура кожуха устанавливалась на 38°С (100°F). Реактор затем закрывался, и содержимое вакуумировалось (8 кПа (600 мм рт.ст.)). По мере того, как дистиллят этилацетата собирался в отстойнике, вакуум медленно наращивался (5,3 кПа (40 мм рт.ст.)), чтобы минимизировать чрезмерное пенообразование. Когда 45,4 кг (100 фунтов) этилацетата были собраны, дистилляция прекращалась, реактор охлаждался до 21°С (70°F)), и получившаяся эмульсия сливалась через картридж фильтра с отверстием 25 микрометров (полученный от C.C.Day Co.; партия №SWF-25-RYA10) в 19-литровые (5-галлонные) ковши с полиэтиленовыми прокладками и закрывалась.
Полученная эмульсия наносилась на жгуты альфа-алюмоксидных волокон (10.000 денье; продаваемых компанией 3М, Сент-Поль, Миннесота, под торговым обозначением «NEXTEL CERAMIC OXIDE FIBER 610» (использованное волокно не было проклеено перед нанесением эмульсии. Волокно, поставляемое на рынок компанией 3М, как правило, продается с проклеивающим материалом на нем. Такой проклеивающий материал можно обычно удалить нагреванием волокна до по меньшей мере 700°С на 5 минут) с помощью секции нанесения покрытия согласно нижеследующей процедуре. Эмульсия «TERATHANE 2900», как описано выше, разбавлялась деионизированной водой до 5%-ной эмульсии «TERATHANE 2900» и помещалась в проклеивающий лоток секции нанесения покрытия, проклеивающий ролик подхватывал эмульсию за счет погружения в покрывающий лоток. Проклеивающий материал наносился на один жгут волокон при прохождении жгута над проклеивающим роликом со скоростью 34,7 м/мин (114 фут/мин). Скорость наносящего проклеивающий материал ролика была установлена, чтобы обеспечить 1,5% чистой массы покрытия проклеивающего материала. Покрытый жгут волокон оборачивался вокруг сушильных баллонов (роликов из хромированной стали диаметром 15 см (6 дюймов), нагретых до 100°С) двенадцать раз и затем наматывался на картонные цилиндры.
Количество проклеивающего материала, наносимого на жгут волокон, определялось путем взвешивания куска длиной один метр (3 фута) проклеенного жгута (wначальн), помещения этого куска проклеенного жгута в печь при 700°С на 5 минут, удаления образца из печи, остужения до комнатной температуры и затем повторного взвешивания этого образца (wконечн). Процент по массе нанесенного проклеивающего материала (Sw) вычислялся по следующей формуле:
Добавленная масса высушенного проклеивающего материала была примерно 2% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 2
4-литровый (1-галлонный) стеклянный сосуд загружался 2858 граммами деионизированной воды. Верхний смеситель, оборудованный лопастным смесителем Коула, вводился в стеклянный сосуд, доведенный до 500 об/мин, и 150 г полиэтиленгликоля (среднечисленная молекулярная масса 300000 г/моль; получен от Dow Chemical, Мидленд, Мичиган, под торговым обозначением «POLYOX WSR N-750») медленно добавлялся (в течение примерно 30 минут) в вихрь, созданный лопастями Коула. Получившаяся смесь помещалась на платформенный вибрационный стенд (полученный от New Brunswick Scientific Co. Inc., Эдисон, Нью-Йорк, под торговым обозначением «INNOVA 2000») на примерно 60 часов.
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 3
Пример 3 приготавливался, как описано для Примера 2, за исключением того, что 3 г полиэтиленгликоля (среднечисленная молекулярная масса 1500 г/моль; получен от Sigma-Aldrich, Милуоки, Висконсин, под торговым обозначением «PEG 1500») добавлялись к деионизированной воде перед полиэтиленгликолем.
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1,5% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 4
Пример 4 приготавливался, как описано для Примера 2, за исключением того, что 150 г полиэтиленгликоля (среднечисленная молекулярная масса 20500 г/моль; получен от Sigma-Aldrich, под торговым обозначением «PEG 20000») замещали полиэтиленгликоль. Получающийся материал был чистым раствором.
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1,5% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 5
3,8-литровый (одногаллонный) стеклянный сосуд загружался 2858 г деионизированной воды. Верхний смеситель, оборудованный лопастным смесителем Коула, вводился в стеклянный сосуд, доведенный до 500 об/мин, и 150 г полиэтиленгликоля (среднечисленная молекулярная масса 35.000 г/моль; получен от Clariant Corporation, Маунт Холли, Сев. Каролина, под торговым обозначением «POLYGLYKOL 35000») медленно добавлялись (в течение примерно 10 минут) в вихрь, созданный лопастями Коула. Получающийся материал был чистым бесцветным раствором.
Полученный раствор разбавлялся и наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 6
6-литровый мерный стакан из нержавеющей стали загружался 2970 г деионизированной воды, и смеситель (модель # ME100L, полученный от Charles Ross & Son Co., Хаупподж, Нью-Йорк, под торговым обозначением «ROSS MIXER EMULSIFIER») вводился в этот мерный стакан. Смеситель доводился до 5000 об/мин, и 30 г полиэтиленгликоля (среднечисленная молекулярная масса 4.000.000 г/моль; получен от Dow Chemical, Мидленд, Мичиган, под торговым обозначением «POLYOX WSR-301») медленно добавлялись (в течение примерно 15 минут) в воду. Получившаяся смесь помещалась на вибрационный стенд (см. Пример 2, при 125 об/мин) на 12 часов.
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1,5% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 7
6-литровый мерный стакан из нержавеющей стали загружался 2985 г деионизированной воды. Верхний смеситель, оборудованный лопастным смесителем Коула, вводился в стеклянный сосуд, доведенный до 500 об/мин, и 15 г полиэтиленгликоля (среднечисленная молекулярная масса 7000000 г/моль; получен от Dow Chemical под торговым обозначением «POLYOX WSR-303») медленно добавлялись (в течение примерно 30 минут) в воду. Получившаяся смесь помещалась на вибрационный стенд (см. Пример 2, при 125 об/мин) на 12 часов.
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 2% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 8
6-литровый мерный стакан из нержавеющей стали загружался 2850 г деионизированной воды, и смеситель («ROSS MIXER EMULSIFIER»), оборудованный экранной головкой Росса, вводился в этот мерный стакан. Смеситель доводился до 5000 об/мин, а вода нагревалась до примерно 60°С, и 30 г полиэтиленгликоля («POLYOX WSR N-750») медленно добавлялись (в течение примерно 15 минут) в воду. Получившаяся смесь помещалась на обыкновенный роликовый стол (при примерно 40 об/мин) на 12 часов, что давало непрозрачный раствор.
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1,3% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 9
6-литровый мерный стакан из нержавеющей стали загружался 2850 г деионизированной воды, и смеситель («ROSS MIXER EMULSIFIER»), оборудованный рассеивающей лопастью Росса, вводился в этот мерный стакан. Смеситель доводился до 5000 об/мин, и 150 г полиэтиленгликоля (среднечисленная молекулярная масса 400000 г/моль; получен от Dow Chemical под торговым обозначением «POLYOX WSR N-3000») медленно добавлялись (в течение примерно 30 минут) в воду. Это давало чистый раствор.
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1,5% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 10
Пример 10 приготавливался, как описано для Примера 3, за исключением того, что полиэтиленгликоль (среднечисленная молекулярная масса 4000 г/моль; получен от Clariant Corporation под торговым обозначением «POLYGLYKOL 4000S») добавлялся в деионизированную воду вместо полиэтиленгликоля «PEG 1500».
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1,3% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 11
Пример 11 приготавливался, как описано для Примера 10, за исключением того, что полиэтиленгликоль (среднечисленная молекулярная масса 8000 г/моль; получен от Clariant Corporation под торговьм обозначением «POLYGLYKOL 8000S») добавлялся в деионизированную воду вместо полиэтиленгликоля «POLYGLYKOL 4000S».
Полученный раствор наносился на жгуты алюмооксидных волокон, как описано в Примере 1. Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 2% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Пример 12
Пример 12 приготавливался, как описано для Примера 2, за исключением того, что 147 г «POLYOX WSR N-750» и 3,02 г «PEG-1500» добавлялись в деионизированную воду вместо 150 г полиэтиленгликоля «POLYOX WSR N-750». Добавленная масса высушенного проклеивающего материала составляла примерно 1,2% по массе. Визуально наблюдалось, что проклеивающий материал был начисто выжжен с волокон.
Различные модификации и изменения данного изобретения станут понятны специалистам без отхода от объема и сущности данного изобретения, и следует понимать, что данное изобретение не ограничено чрезмерно иллюстративными вариантами осуществления, изложенными здесь.
Claims (8)
1. Жгут из практически непрерывных волокон из оксидной керамики, причем каждое волокно из оксидной керамики имеет наружную поверхность и при этом, по меньшей мере, часть наружных поверхностей, по меньшей мере, некоторых волокон из оксидной керамики включает проклеивающий материал, причем проклеивающий материал содержит вещество, представленное формулой:
R′O-(RO)n-H,
где R′ выбрано из CxH2x+1, причем х равно 1-8, или -Н;
R выбрано из группы, состоящей из -(СуН2у)-, причем у равно 1-4, и -СН2-O-(CH2)m-, причем m=2-5; и
n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 7000000 г/моль.
R′O-(RO)n-H,
где R′ выбрано из CxH2x+1, причем х равно 1-8, или -Н;
R выбрано из группы, состоящей из -(СуН2у)-, причем у равно 1-4, и -СН2-O-(CH2)m-, причем m=2-5; и
n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 7000000 г/моль.
2. Жгут по п.1, отличающийся тем, что практически непрерывные волокна из оксидной керамики имеют кристаллическую структуру.
3. Жгут по п.1, отличающийся тем, что практически непрерывные волокна из оксидной керамики выбраны из группы, состоящей из кристаллических алюмоксидных волокон, кристаллических алюмосиликатных волокон, кристаллических алюмоборатных волокон, кристаллических алюмоборосиликатных волокон и их комбинаций.
4. Жгут по п.1, отличающийся тем, что n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 3000000 г/моль.
5. Жгут по п.1, отличающийся тем, что n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 400000 г/моль.
6. Способ получения жгута из практически непрерывных волокон из оксидной керамики по п.1, содержащий следующие этапы: обеспечивают жгут из практически непрерывных волокон из оксидной керамики, причем каждое волокно из оксидной керамики имеет наружную поверхность;
покрывают, по меньшей мере, часть наружных поверхностей, по меньшей мере, некоторых из волокон из оксидной керамики проклеивающим материалом на водной основе, при этом проклеивающий материал содержит вещество, представленное формулой:
R1′O-(RO)n-H,
где R1′ выбрано из CxH2x+1, причем х равно 1-8, или -Н;
R выбрано из группы, состоящей из -(СуН2у)-, причем у равно 1-4, и -СН2-O-(CH2)m-, причем m=2-5; и
n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 7000000 г/моль; и
удаляют, по меньшей мере, часть воды.
покрывают, по меньшей мере, часть наружных поверхностей, по меньшей мере, некоторых из волокон из оксидной керамики проклеивающим материалом на водной основе, при этом проклеивающий материал содержит вещество, представленное формулой:
R1′O-(RO)n-H,
где R1′ выбрано из CxH2x+1, причем х равно 1-8, или -Н;
R выбрано из группы, состоящей из -(СуН2у)-, причем у равно 1-4, и -СН2-O-(CH2)m-, причем m=2-5; и
n выбрано так, что среднечисленная молекулярная масса находится в пределах от 500 г/моль до 7000000 г/моль; и
удаляют, по меньшей мере, часть воды.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что проклеивающий материал на водной основе является раствором.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что проклеивающий материал на водной основе является эмульсией.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US75569005P | 2005-12-30 | 2005-12-30 | |
US60/755,690 | 2005-12-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008126538A RU2008126538A (ru) | 2010-02-10 |
RU2396388C2 true RU2396388C2 (ru) | 2010-08-10 |
Family
ID=38228556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008126538/04A RU2396388C2 (ru) | 2005-12-30 | 2006-12-28 | Волокна из оксидной керамики |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070178304A1 (ru) |
EP (1) | EP1969173A4 (ru) |
JP (1) | JP2009522461A (ru) |
KR (1) | KR20080083689A (ru) |
CN (1) | CN101336322B (ru) |
BR (1) | BRPI0620913A2 (ru) |
CA (1) | CA2635709C (ru) |
RU (1) | RU2396388C2 (ru) |
TW (1) | TW200732271A (ru) |
WO (1) | WO2007079167A1 (ru) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150042829A (ko) | 2012-08-15 | 2015-04-21 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 가호된 알루미나계 무기 산화물 단섬유, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 조성물 |
EP3743403B1 (en) | 2018-01-22 | 2021-02-24 | 3M Innovative Properties Company | Method of making ceramic matrix slurry infused ceramic tows and ceramic matrix composites |
US11639316B2 (en) * | 2018-09-26 | 2023-05-02 | 3M Innovative Properties Company | Fiber tows with a heat-activated sizing |
US20230416976A1 (en) * | 2020-12-29 | 2023-12-28 | Kolon Industries, Inc. | Coated fabric and air bag comprising the same |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2278902A (en) * | 1940-12-13 | 1942-04-07 | Du Pont | Yarn sizing process |
US2576915A (en) * | 1948-04-29 | 1951-12-04 | Monsanto Chemicals | Method of sizing yarns and composition therefor |
US2780909A (en) * | 1953-03-24 | 1957-02-12 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method of forming yarns from staple glass fibers |
NL6403496A (ru) * | 1963-05-23 | 1964-11-24 | ||
US3709706A (en) * | 1969-05-16 | 1973-01-09 | Minnesota Mining & Mfg | Refractory fibers and other articles of zirconia and silica mixtures |
US3795524A (en) * | 1971-03-01 | 1974-03-05 | Minnesota Mining & Mfg | Aluminum borate and aluminum borosilicate articles |
US4047965A (en) * | 1976-05-04 | 1977-09-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Non-frangible alumina-silica fibers |
JPS5966576A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-16 | 住友化学工業株式会社 | 繊維の糊付方法 |
US5024890A (en) * | 1987-03-12 | 1991-06-18 | Owens-Corning Fiberglass Corporation | Size composition for impregnating filament strands and glass fibers coated therein |
US4954462A (en) * | 1987-06-05 | 1990-09-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Microcrystalline alumina-based ceramic articles |
US5185299A (en) * | 1987-06-05 | 1993-02-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Microcrystalline alumina-based ceramic articles |
US5085938A (en) * | 1989-11-29 | 1992-02-04 | Ppg Industries, Inc. | Chemically treated fibers and method of preparing and method of using to reinforce polymers |
EP0678128B1 (en) * | 1993-01-07 | 1996-09-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Flexible nonwoven mat |
JPH07150476A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | 糊剤付着アルミナ質繊維 |
JPH07166475A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-06-27 | Sumitomo Chem Co Ltd | 糊剤付着アルミナ質繊維 |
JPH07173769A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-07-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | サイジング剤付着無機質繊維 |
US5501906A (en) * | 1994-08-22 | 1996-03-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ceramic fiber tow reinforced metal matrix composite |
US6245425B1 (en) * | 1995-06-21 | 2001-06-12 | 3M Innovative Properties Company | Fiber reinforced aluminum matrix composite wire |
JP3818457B2 (ja) * | 1995-07-03 | 2006-09-06 | ミヨシ油脂株式会社 | ガラス繊維用集束剤 |
US5898358A (en) * | 1997-07-25 | 1999-04-27 | Minnesota Mining & Manufacturing | Vermiculite-coated fuse |
EP0933343B1 (en) * | 1998-01-29 | 2003-06-25 | Coi Ceramics, Inc. | Method for producing sized, coated ceramic fibers |
US6593255B1 (en) * | 1998-03-03 | 2003-07-15 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Impregnated glass fiber strands and products including the same |
US6228281B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-05-08 | Owens Corning Fiberglas Technology | Sizing for glass fibers having low nonionic and cationic lubricant content |
US6485796B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-11-26 | 3M Innovative Properties Company | Method of making metal matrix composites |
US6723451B1 (en) * | 2000-07-14 | 2004-04-20 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wires, cables, and method |
US6329056B1 (en) * | 2000-07-14 | 2001-12-11 | 3M Innovative Properties Company | Metal matrix composite wires, cables, and method |
US6344270B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-02-05 | 3M Innovative Properties Company | Metal matrix composite wires, cables, and method |
US6559385B1 (en) * | 2000-07-14 | 2003-05-06 | 3M Innovative Properties Company | Stranded cable and method of making |
US20020088599A1 (en) * | 2000-09-28 | 2002-07-11 | Davis Sarah J. | Ceramic oxide pre-forms, metal matrix composites, and methods for making the same |
TW591157B (en) * | 2001-05-25 | 2004-06-11 | Mitsubishi Rayon Co | Sizing agent for carbon fiber, its water dispersing solution, carbon fiber with sizing handling, sheet matter with using the carbon fiber and carbon fiber reinforced composite |
DE60314908T2 (de) * | 2003-01-08 | 2008-03-13 | 3M Innovative Properties Co., St. Paul | Keramik-faser-verbundwerkstoff und herstellungsverfahren dafür |
US7291390B2 (en) * | 2003-11-07 | 2007-11-06 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Sizing composition for glass fibers and sized fiber glass products |
US7131308B2 (en) * | 2004-02-13 | 2006-11-07 | 3M Innovative Properties Company | Method for making metal cladded metal matrix composite wire |
US20050181228A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-18 | 3M Innovative Properties Company | Metal-cladded metal matrix composite wire |
US20050279526A1 (en) * | 2004-06-17 | 2005-12-22 | Johnson Douglas E | Cable and method of making the same |
US20050279527A1 (en) * | 2004-06-17 | 2005-12-22 | Johnson Douglas E | Cable and method of making the same |
US7093416B2 (en) * | 2004-06-17 | 2006-08-22 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
-
2006
- 2006-12-28 CN CN2006800522448A patent/CN101336322B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-28 KR KR1020087018639A patent/KR20080083689A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-12-28 WO PCT/US2006/049464 patent/WO2007079167A1/en active Application Filing
- 2006-12-28 EP EP06848264.5A patent/EP1969173A4/en not_active Withdrawn
- 2006-12-28 US US11/616,963 patent/US20070178304A1/en not_active Abandoned
- 2006-12-28 RU RU2008126538/04A patent/RU2396388C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-12-28 BR BRPI0620913-0A patent/BRPI0620913A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2006-12-28 CA CA2635709A patent/CA2635709C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-28 JP JP2008548737A patent/JP2009522461A/ja active Pending
- 2006-12-29 TW TW095149957A patent/TW200732271A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200732271A (en) | 2007-09-01 |
EP1969173A1 (en) | 2008-09-17 |
CN101336322B (zh) | 2011-02-09 |
KR20080083689A (ko) | 2008-09-18 |
CA2635709C (en) | 2013-11-05 |
CA2635709A1 (en) | 2007-07-12 |
CN101336322A (zh) | 2008-12-31 |
EP1969173A4 (en) | 2015-07-08 |
WO2007079167A1 (en) | 2007-07-12 |
BRPI0620913A2 (pt) | 2011-11-29 |
RU2008126538A (ru) | 2010-02-10 |
US20070178304A1 (en) | 2007-08-02 |
JP2009522461A (ja) | 2009-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4066138B2 (ja) | 高温耐性塩類液可溶性繊維 | |
EP0246104B1 (en) | Reinforcing fibers and composite materials reinforced with said fibers | |
RU2396388C2 (ru) | Волокна из оксидной керамики | |
Cousin et al. | Chemical resistance of carbon, basalt, and glass fibers used in FRP reinforcing bars | |
CN85108524A (zh) | 增强的碱土硅铝酸盐玻璃 | |
JP5990572B2 (ja) | ハニカム構造体、排ガス浄化用ハニカムフィルタ及び排ガス浄化装置 | |
US20120100983A1 (en) | Inorganic fibrous shaped body, method of producing the same and heating equipment | |
WO1986003165A1 (en) | Oxidation-inhibited carbon-carbon composites | |
WO2019003464A1 (ja) | ガラス組成物及びこれを用いたガラス製品 | |
Keller et al. | Fugitive interfacial carbon coatings for oxide/oxide composites | |
EP4012085B1 (en) | Inorganic fiber formed body, mat for exhaust gas purification device, and exhaust gas purification device | |
WO2011114810A1 (ja) | 繊維束用無機繊維及びその製造方法、その繊維束用無機繊維から構成される複合材料用無機繊維束、並びにその繊維束で強化されたセラミックス基複合材料 | |
JPS63203876A (ja) | 補強用炭素繊維の表面処理法 | |
JP2000247745A (ja) | セラミックス基繊維複合材料、その製造方法およびガスタービン部品 | |
EP3595616B1 (en) | Glass ionomer compositions including inorganic fibers | |
JP6212040B2 (ja) | 耐熱無機繊維 | |
Lee et al. | The influence of fiber coating conditions on the mechanical properties of alumina/alumina composites | |
JPH07265625A (ja) | セラミックフィルター | |
JPH0667780B2 (ja) | アルミナ質繊維成形体 | |
JP2004300606A (ja) | 耐炎化繊維、及びその製造方法 | |
JPH06116035A (ja) | 炭素繊維束強化炭化ケイ素焼結体とその製造方法 | |
EP0702664B1 (en) | Silicon carboxide composite reinforced with ceramic fibers having a surface enriched in boron nitride | |
Tredway et al. | Carbon Fiber Reinforced Glass Matrix Composites for Structural Space Based Applications | |
TW202330429A (zh) | 玻璃纖維股線 | |
JP2012214914A (ja) | 繊維束用無機繊維、及びその繊維束用無機繊維から構成される複合材料用無機繊維束、並びにその繊維束で強化されたセラミックス基複合材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101229 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121020 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151229 |