專利名稱：涂層粉末形成的固結(jié)材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂層粉末的固結(jié)材料，該材料或者由固結(jié)其表面上有均勻厚度為0.01-20微米涂層薄膜的基體顆粒的粉末得到，或者由固結(jié)有兩種或多種相似涂層薄膜的粉末得到，本發(fā)明還涉及生產(chǎn)粘結(jié)塊的方法。換句話說，本發(fā)明涉及尤其是非線性材料的產(chǎn)品，例如像磁頭和磁記錄材料的磁性材料、電子零件、玻璃/陶瓷材料等，和這些材料的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
人們已知一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)包括用其他物質(zhì)涂覆粉末表面，以改進(jìn)該粉末的特性或賦予該粉末各種特性。為此，人們通常提出了各種方法。
在粉末中，常用金屬粉末等，因?yàn)樗鼈冇懈鞣N應(yīng)用。關(guān)于在金屬粉末或金屬氧化物粉末表面上形成一層金屬涂層薄膜的方法，例如JP-A-3-271376提出了一種方法，在該方法中，通過用濕法使水溶性鈷鹽還原，在如鈷金屬、鎳金屬或鐵金屬之類的金屬粉末表面上，或者在如鐵氧體或氧化鉻之類的金屬氧化物粉末表面上生成鈷金屬涂層薄膜。但是，在工業(yè)上用厚而均勻的不同種類金屬氧化物薄膜涂布金屬或金屬氧化物粉末表面，這通常是不可能的。
本發(fā)明人過去發(fā)明了一種通過將金屬粉末或金屬氧化物粉末分散在金屬醇鹽溶液中，使金屬醇鹽水解，而形成金屬氧化物薄膜的方法，并申請了專利(JP-A-6-228604)。
本發(fā)明人通過在金屬粉末表面或金屬氧化物粉末表面交替地形成金屬薄膜和金屬氧化物薄膜，還研制出高功能性的粉末，并申請了專利(JP-A-7-90310)。例如，本發(fā)明人通過在如鐵氧體或氧化鉻之類的磁性材料粉末表面上形成一層金屬氧化物的涂膜，并在涂膜上形成鈷金屬或銀金屬涂膜，在制備足夠白的磁性粉末方面獲得成功，還通過在具有令人滿意的熱導(dǎo)率的基體金屬，例如銀金屬或銅金屬的顆粒上形成金屬氧化物薄膜，在制備具有令人滿意的熱導(dǎo)率的絕緣粉末方面也獲得成功。此外，本發(fā)明人申請了一種方法的專利，該方法類似地包括在金屬或金屬化合物基體顆粒上形成多層金屬氧化物薄膜，對包有多層金屬氧化物薄膜的顆粒進(jìn)行熱處理，以得到具有更密實(shí)和更穩(wěn)定的多層金屬氧化物薄膜的粉末(JP-A-7-80832)。
如上所述，本發(fā)明人通過在金屬粉末或金屬化合物粉末(基體顆粒)表面形成一種或多種金屬或金屬氧化物薄膜，以賦予它一種特性，該特性不是起核心作用的金屬或金屬化合物基體顆粒所具有的特性，努力研制一種高功能的金屬或金屬化合物粉末。
但是，人們想以低成本得到一種比較高功能的金屬或金屬化合物粉末，并提供一種技術(shù)，該技術(shù)可用于由除金屬或金屬化合物之外的材料，例如有機(jī)材料制成的各種各樣的粉末，并且該技術(shù)能夠在有機(jī)基體顆粒等表面上形成兩種或多種金屬或金屬氧化物薄膜。
另一方面，通過包括粉末固結(jié)和模壓的方法，或通過包括重疊薄片并固結(jié)和模壓薄片的方法，由粉末或薄片等生產(chǎn)出許多產(chǎn)品，特別是非線性材料，例如磁頭、磁記錄材料等之類的磁性物質(zhì)的產(chǎn)品、如邊界層電容器等之類電子零件的產(chǎn)品，和如高韌性玻璃材料、偏轉(zhuǎn)濾光器等之類的玻璃/陶瓷材料的產(chǎn)品。
生產(chǎn)這些產(chǎn)品的這樣一些方法包括一種技術(shù)，在該技術(shù)中，向原料粉末加入一種雜質(zhì)，并進(jìn)行固結(jié)熱處理，在原料粉末與固結(jié)材料(介質(zhì)等)之間的邊界分離出加入的雜質(zhì)，以賦予被固結(jié)的材料非線性特性，或把分離的物質(zhì)用作使粉末顆?；ハ喙探Y(jié)的介質(zhì)。該技術(shù)的一個實(shí)例是采用一種技術(shù)生產(chǎn)的變阻器邊界電容器，在該技術(shù)中，使如鈦酸鋇之類的鐵電體材料粉末固結(jié)并將其插在由金屬導(dǎo)體制成的電極之間，其操作期間，絕緣雜質(zhì)與鐵電體粉末分開，以改進(jìn)絕緣性。
在玻璃材料和光學(xué)材料中，例如在MgO-Al2O3-SiO2玻璃方面有一種技術(shù)，該技術(shù)是在熔化玻璃注模之前將TiO2加入和分散到熔化玻璃中，使用TiO2作為晶核使熔融物進(jìn)行結(jié)晶，得到高韌性玻璃材料。另一種技術(shù)包括將銀分散在光學(xué)玻璃中，使銀呈膠態(tài)，并用膠體銀作為晶核使玻璃結(jié)晶，從而得到非線性光學(xué)材料。
采用重疊、固結(jié)和模壓薄片的方法生產(chǎn)產(chǎn)品的實(shí)例包括錄音和復(fù)制用磁頭，這種磁頭是采用將坡莫合金薄片重疊，再用粘合劑固結(jié)這些薄片生產(chǎn)的。至于其他磁性材料，將多晶鐵氧體與絕緣體固結(jié)在一起所得到的材料用作錄音磁帶和計算機(jī)磁帶的數(shù)字頭，而鐵硅鋁磁合金用于具有高矯頑力的磁帶。
用上述磁性材料等生產(chǎn)磁頭和磁心時，固結(jié)具有預(yù)定顆粒直徑的磁性材料，以得到最大能量產(chǎn)品，從而改進(jìn)磁性。但是，進(jìn)行固結(jié)而不改變顆粒直徑是困難的，磁性材料由于其中晶體生長而不可避免地增加顆粒的直徑。
此外，在上述高韌性玻璃材料的生產(chǎn)中，例如，使加入的添加劑均勻地分散到具有高粘度的熔融玻璃中幾乎是不可能的。
如上所述，生產(chǎn)具有高價值的特色產(chǎn)品，例如具有非線性特性的產(chǎn)品，需要高水平的技術(shù)，例如一種技術(shù)是，讓作為核心的薄片或針形基體顆粒以等距排列，以便按一定的方向取向，并固結(jié)這些薄片或顆粒，同時保持這種狀態(tài)，一種技術(shù)是通過顆粒之間的薄膜使排列的顆粒結(jié)合起來，以及一種技術(shù)是將顆粒與高粘度液體均勻混合，以得到均勻的分散體。僅用傳統(tǒng)的已知技術(shù)常常難以生產(chǎn)出這些產(chǎn)品。
本發(fā)明的一個目的是消除這些問題，并提供能以低成本穩(wěn)定地生產(chǎn)具有高價值的特色產(chǎn)品的技術(shù)。
具體地，例如，其目的是提供一種技術(shù)，其中例如為了改進(jìn)磁頭的磁性，均勻固結(jié)具有能得到最大能量產(chǎn)品的這樣一種顆粒直徑的磁性顆粒，而不會造成晶體生長，提供一項(xiàng)技術(shù)，其中通過采用導(dǎo)體作為核心顆粒(稱作基體顆粒)，在這些顆粒上形成厚度均勻的鐵電體材料層，并在其上形成導(dǎo)體層，從而生產(chǎn)出質(zhì)量水平更穩(wěn)定的高容量電容器，這些電容器在構(gòu)造上與BL電容器相似。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人曾注意，采用上述有關(guān)具有一層或多層涂膜粉末的技術(shù)可能會解決上述問題，并進(jìn)行了研究，結(jié)果得到了本發(fā)明。
換句話說，本發(fā)明通過以下方法成功地解決了上述問題。
(1)一種由幾種涂層粉末形成的固結(jié)材料，每種基體顆粒上都有0.01-20微米厚度均勻的涂膜，其中涂層粉末在其涂膜處或通過粘合劑而互相粘附。
(2)根據(jù)上述(1)的由涂層粉末形成的固結(jié)材料，其中涂層粉末各含有基體顆粒，在每種基體顆粒上有0.01-20微米厚度均勻的涂膜，基體顆粒包括玻璃、金屬或金屬氧化物，涂膜是金屬膜或金屬氧化物膜。
(3)一種由幾種涂層粉末形成的粘合在一起的涂層粉末，每種涂層粉末均有一種基體顆粒，該基體顆粒上有多層厚度均勻的涂膜，每層膜的厚度為0.01-5微米，在涂膜中至少任何相鄰的涂膜是不同種類的，其中涂層粉末在最外面的涂膜處或通過粘合劑而互相粘附。
(4)根據(jù)上述(3)的由涂層粉末形成的固結(jié)材料，其中涂層粉末各含有一種基體顆粒，在基體顆粒上有多層涂膜，每層厚度均勻，為0.01-5微米，其中至少任何相鄰的涂膜是不同類的，其中基體顆粒包括玻璃、金屬或金屬氧化物，涂膜是各金屬薄膜或金屬氧化物薄膜。
(5)根據(jù)上述(1)-(4)中之一的由涂層粉末形成的固結(jié)材料，其中基體顆粒包括磁性材料。
(6)根據(jù)上述(5)的由涂層粉末的固結(jié)材料，其中至少一層涂膜含有介電材料。
(7)一種由互相固結(jié)的幾種涂層粉末形成固結(jié)材料的生產(chǎn)方法，該方法包括在涂膜處粘附各含有一種基體顆粒的粉末，該顆粒上有一層厚度0.01-20微米的均勻涂膜，或者粘附各含有一種基體顆粒的粉末，該顆粒上有多層涂膜，每層厚度均勻，為0.01-5微米，其中至少任何相鄰?fù)磕な遣煌惖摹?br> (8)一種由互相固結(jié)的幾種涂層粉末形成固結(jié)材料的生產(chǎn)方法，該方法包括通過粘合劑粘附各含有一種基體顆粒的粉末，該顆粒上有一層厚度0.01-20微米的均勻涂膜，或者粘附各含有一種基體顆粒的粉末，該粉末上有多層涂膜，每層厚度均勻，為0.01-5微米，其中至少任何相鄰?fù)磕な遣煌惖摹?br> 用于本發(fā)明的由幾種涂層粉末形成固結(jié)材料的粉末核心的基體顆粒在其材料、顆粒直徑和顆粒形狀方面并不受到特別限制。其材料可以是任何有機(jī)物和無機(jī)物材料，其顆粒直徑也沒有受到特別限制，只要它的平均顆粒直徑不大于6毫米。此外，其形狀可以是球狀或橢圓狀，或可以是如用星狀表示的那些形狀。在某些情況中，基體顆?？梢允嵌嗫最w粒。
在本發(fā)明中優(yōu)選使用的基體顆粒如下。其材料優(yōu)選地是有機(jī)聚合物、硅氧烷樹脂、玻璃、金屬或金屬氧化物，特別優(yōu)選地是玻璃、金屬或金屬氧化物。其顆粒直徑是平均顆粒直徑為100微米或100微米以下。此外，其形狀近似球形或橢圓形，其表面優(yōu)選地是光滑的，因?yàn)榫鶆蛲磕と菀椎玫健?br> 在本發(fā)明中，可用各種技術(shù)涂布由例如有機(jī)聚合物、硅氧烷樹脂、玻璃、金屬或金屬氧化物制成的基體顆粒的表面。例如，一種優(yōu)選的技術(shù)包括將基體顆粒分散到無水醇中，在充分?jǐn)嚢璧耐瑫r向其加入金屬醇鹽，其金屬醇鹽相應(yīng)于在顆粒表面形成涂膜的該金屬氧化物，向上述均勻混合物中逐漸加入醇/水混合物，使醇鹽水解，在被處理的基體顆粒表面上形成一層金屬氧化物溶膠，并將溶膠轉(zhuǎn)化成凝膠。在單層涂膜的情況下，通過干燥沉積在被處理的基體顆粒表面上的醇鹽凝膠，得到涂層粉末。優(yōu)選地，這種技術(shù)使用的干燥方法是真空干燥。
在生產(chǎn)有多層涂膜的涂層粉末時，將用金屬醇鹽得到的凝膠涂敷的粉末分散在無水醇中，重復(fù)上述操作程序，其中，在充分?jǐn)嚢璧耐瑫r，加入用于進(jìn)行表面處理的金屬醇鹽，向均勻混合物中逐漸加入醇/水混合物，以水解醇鹽，并在用要求量的金屬氧化物凝膠層如此包裹基體顆粒之后，干燥粉末，從而得到所要求的涂層粉末。
如鐵金屬粉末、鎳金屬粉末、鋁金屬粉末、聚苯乙烯珠、聚甲基丙烯酸酯珠、淀粉珠、乙?；w維素珠之類的粉末等，在強(qiáng)酸水溶液中經(jīng)受表面變性作用，即使其濃度較低時也如此，例如通過引起反玻璃化作用，這種表面變性作用可以影響最終產(chǎn)品的性質(zhì)。因此，在使用這樣一種物質(zhì)作為粉末核心的情況下，使用如硫酸鈦、氯化鈦、硫酸鋁等之類的金屬鹽，作為在粉末表面形成涂膜的原料是不合要求的。
但是，即使當(dāng)使用表面易于受到化學(xué)侵蝕的基體顆粒作為核心時，在基體顆粒表面預(yù)先形成耐化學(xué)作用的涂膜，就能夠使用如硫酸鈦、氯化鈦、硫酸鋁等之類的腐蝕性金屬鹽用作涂覆核心物質(zhì)表面的原料。因而，能夠擴(kuò)寬表面涂覆方法的范圍。
在JP-A-6-228604和JP-A-7-90310中描述了一種在本發(fā)明的核心物質(zhì)表面沉積金屬氧化物膜的可使用方法。在基體顆粒上沉積金屬氫氧化物膜或金屬氧化物膜時使用這種方法的情況下，可在基體顆粒表面上形成涂膜，而不用擔(dān)心顆粒表面變性。這種稱為溶膠-凝膠法的方法能夠生成組成精細(xì)均勻的氧化物。將這種方法應(yīng)用于粉末，可得到一層均勻厚實(shí)的薄膜。選擇一種金屬醇鹽，它是一種與所要求的金屬氧化物相對應(yīng)的金屬醇鹽，如鋅、鋁、鎘、鈦、鋯、鉭、硅等。
另一種在本發(fā)明核心物質(zhì)(基體顆粒)表面金屬氧化物膜的方法是，在基體顆粒表面涂覆金屬氫氧化物或金屬氧化物膜。例如，這種方法使用一種金屬鹽，例如硫酸鈦、硫酸鋁等作為原料，該方法還包括把核心物質(zhì)浸在金屬鹽水溶液中，用苛性堿、氨、尿素等水溶液中和該系統(tǒng)，以便使生成的金屬氫氧化物或金屬氧化物沉積在基體顆粒上。在使用這種方法時應(yīng)該注意，因?yàn)槿Q于中和方法和加熱方法，會有基體顆粒表面變性的情況出現(xiàn)。
但是，由于上述方法能夠使用金屬鹽用作涂布顆粒表面的原料，因此上述方法是一種沉積金屬氫氧化物膜或金屬氧化物膜的簡單方法，并且相當(dāng)便宜。因而，可廣泛選擇生產(chǎn)方法。
金屬鹽的實(shí)例包括金屬酸性鹽。
可用作本發(fā)明金屬鹽的金屬實(shí)例包括鐵、鎳、鉻、鈦、鋅、鋁、鎘、鋯和硅，還包括鈣、鎂和鋇。這些金屬鹽的實(shí)例包括硫酸鹽、硝酸鹽、鹽酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽和羧酸鹽。上述金屬的螯合物也包括在內(nèi)。根據(jù)要賦予粉末表面的性質(zhì)和要使用的生產(chǎn)方法選擇本發(fā)明使用的合適種類的金屬鹽。
除了以上方法，還可用許多傳統(tǒng)的方法在粉末表面形成涂膜，如涂層法、沉積法、濺射、真空鍍膜、電沉積、陽極化等?？捎糜诠探Y(jié)在其上已采用根據(jù)本發(fā)明的上述方法形成了涂膜的粉末的方法包括，在粉末表面涂一種粘合劑，模壓其粉末，并使模壓物經(jīng)過壓制和熱處理。
將帶有涂膜的粉末模壓成產(chǎn)品所使用的粘合劑實(shí)例包括基于乙烯基聚合物、橡膠、縮合樹脂等的有機(jī)聚合物粘合劑，和基于玻璃、陶瓷等的無機(jī)聚合物粘合劑。有機(jī)聚合物不僅能以在水中或在有機(jī)溶劑中的溶液型有機(jī)聚合物粘合劑使用，而且還能以如環(huán)氧粘合劑和苯酚甲醛粘合劑之類的縮合型有機(jī)聚合物粘合劑使用。如玻璃或陶瓷基料無機(jī)聚合物粘合劑之類的無機(jī)聚合物粘合劑能以粉料使用，其使用方式是將粘合劑粉末與本發(fā)明粉末均勻混合，并采用如熱等靜壓工藝(HIP)之類的熱處理方法模壓粉末混合物，以得到煅燒材料。
在本發(fā)明中，除了由無機(jī)物構(gòu)成的顆粒之外，用作本發(fā)明多層涂層粉末核心的基體顆粒還可以是由有機(jī)物構(gòu)成的顆粒。組成本發(fā)明基體顆粒的無機(jī)物實(shí)例包括金屬，如鐵、鎳、鉻、鈦、鋁等；金屬合金，例如鐵-鎳、鐵-鈷合金等；鐵-鎳合金氮化物；鐵-鎳-鈷合金氮化物；金屬氧化物，如鐵、鎳、鉻、鈦、鋁、硅、鈣、鎂、鋇等的氧化物，和這些金屬的復(fù)合氧化物；粘土；和玻璃。
可用作構(gòu)成基體顆粒的特別優(yōu)選物質(zhì)是磁性金屬如鐵、鎳等，或磁性金屬合金，如鐵-鎳合金、鐵-鈷合金等，或者是磁性金屬氧化物，如氧化鐵、氧化鉻等。
當(dāng)具有各種電性質(zhì)的物質(zhì)，如鐵酸鋇、Mn-Zn鐵酸鹽、Ni-Zn鐵酸鹽、Cu-Zn鐵酸鹽、坡莫合金、鐵硅鋁磁合金、波明德、高導(dǎo)磁鐵鋁合金、磁性Sm-Co-Fe合金及其氮化物，磁性Nd-B合金等作為那種物質(zhì)使用時，那么由它們可得到具有基于這些物質(zhì)的性質(zhì)的粘合塊。
當(dāng)玻璃或陶瓷用作那種物質(zhì)時，那么可得到能有效利用這些物質(zhì)粉末的粘合塊。
在本發(fā)明中，根據(jù)本發(fā)明的基體顆?？梢杂捎袡C(jī)物組成。構(gòu)成本發(fā)明有機(jī)基體顆粒的有機(jī)物實(shí)例包括天然和合成的聚合物。合成的聚合物實(shí)例包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯，和組成這些聚合物的任何一種單體與其他一種或多種單體的共聚物。天然聚合物實(shí)例包括淀粉、瓊脂糖、纖維素和明膠。除了這些物質(zhì)，還可使用的物質(zhì)是半合成聚合物，如乙?；w維素、羥乙基纖維素等。盡管由這種有機(jī)聚合物構(gòu)成的基體顆?？沙什灰?guī)則形狀，但優(yōu)選地是由懸浮聚合方法或晶種聚合法或由溶液分散法等形成的球形顆粒。
根據(jù)本發(fā)明，采用任何上述方法，都可將金屬氫氧化物薄膜、金屬氧化物薄膜、鐵電體薄膜、粘性薄膜等以給定的厚度，沉積在基體顆粒表面，通過這種方法將一定的性質(zhì)賦予該顆粒，并且得到具有單層涂膜或者復(fù)合涂膜的粉末。通過粉末顆粒上的涂膜本身使粉末顆粒彼此結(jié)合在一起，從而使該粉末模壓成粘合在一起的模制件。要不然，以相同的距離以一定的方向排列具有單層涂膜或具有復(fù)合涂膜的粉末顆粒，使用如樹脂等之類的任何一種上述粘合劑，以下述的任何一種操作方法處理這些粉末顆粒，同時保持這一狀態(tài)，以得到固結(jié)的模制件。通過壓力下的熱處理，如HIP等，將該粉末模壓成煅燒材料也是可能的。因而，可賦予具有涂膜的粉末一種新的效能。
具體地，因?yàn)楣探Y(jié)的模制件能夠由兩種或多種組分構(gòu)成，其中涂膜具有特性并能進(jìn)行調(diào)整以具有不變的質(zhì)量水平，又因?yàn)榫哂型磕さ姆勰╊w粒能以一定的距離以一定的方向排列并聯(lián)結(jié)成固結(jié)的模制件，同時保持該狀態(tài)，因此本發(fā)明產(chǎn)生了出色的效果。
下面將舉出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以進(jìn)一步解釋本發(fā)明。
(1)一個實(shí)施例，其中通過調(diào)整涂膜的厚度和以相同的距離排列顆粒來得到具有高價值的產(chǎn)品。
具有顆粒直徑0.3微米的Mn-Zn鐵氧體用作起核心作用的基體顆粒。在基體顆粒的表面上形成厚度為0.01微米的二氧化硅層涂膜。這種具有起絕緣膜作用的二氧化硅涂膜的Mn-Zn鐵氧體，例如裝進(jìn)模子中，使顆粒以一定的方向排列。在模子中的粉末用環(huán)氧粘合劑固結(jié)，同時保持這一狀態(tài)，通過這一方法可以生產(chǎn)出在高頻率時具有極低渦流損耗的錄音/復(fù)制用磁頭。
(2)在導(dǎo)體的基體顆粒與涂膜之間插入具有嚴(yán)格相等厚度的鐵電體薄膜，形成本發(fā)明的復(fù)合顆粒。用絕緣涂層材料模壓和固結(jié)該復(fù)合顆粒，同時使單個顆粒的最外面的導(dǎo)電涂膜保持互相電聯(lián)結(jié)狀態(tài)，因此這些顆?？梢跃哂邢嗤碾妱荨Ｒ蚨?，可以生產(chǎn)出高容量電容器(BL電容器)。
(3)在由如硫化鎘(CdS)等之類的半導(dǎo)體或由金、銀等之類的導(dǎo)體制成的基體顆粒的表面涂上硼硅酸鹽玻璃，形成涂膜。通過煅燒使該涂層粉末固結(jié)，通過這樣一種方法生產(chǎn)具有光學(xué)各向異性的玻璃。
(4)即使當(dāng)由有機(jī)聚合物制成的薄膜在顆粒上作為涂膜沉積時，能夠采用根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)生產(chǎn)出具有高價值的固結(jié)模制品。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式將以實(shí)施例的方式描述通過上述微粒電容器和其他電容器的固結(jié)/模壓，生產(chǎn)高容量電容器的方法，以能夠更清楚地理解本發(fā)明。但是，不應(yīng)該說明本發(fā)明將受到以下實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1(BL電容器)100克平均顆粒直徑5微米的鈦酸鋇顆粒分散到預(yù)先將2000克乙醇與80克乙醇鋅混合而成的溶液中。之后，在1小時內(nèi)滴加預(yù)先制備的400克乙醇和80克去離子水到分散體中，使氧化鋅沉積，從而形成氧化鋅涂膜。得到的氧化鋅薄膜厚度為0.2微米。從液體中分離出顆粒上有氧化鋅涂膜的鈦酸鋇粉末，并干燥。
采用HIP方法，在空氣中在1200℃煅燒該粉末3小時，得到已煅燒的物質(zhì)。
測量該煅燒物質(zhì)的電容。結(jié)果，E1KHz是11000。
對比實(shí)施例1(BL電容器)不經(jīng)過任何預(yù)處理的100克如實(shí)施例1中使用的相同鈦酸鋇顆粒(平均顆粒直徑5微米)采用HIP方法在空氣中在1200℃煅燒3小時，得到煅燒物質(zhì)。
測量該煅燒物質(zhì)的電容。結(jié)果，E1KHz是1800。
與對比實(shí)施例1相比，在煅燒鈦酸鋇顆粒時，在實(shí)施例1的顆粒上預(yù)先形成的具有高電阻的氧化物薄膜使顆粒邊界彼此隔開，從而可以提高相對介電常數(shù)。
實(shí)施例2(高介電常數(shù)電容器)第一層，鈦酸鋇層往由2000克乙醇與86克異丙醇鋇和70克乙醇鈦預(yù)先混合制備的溶液中加入100克平均顆粒直徑為5微米的銀金屬顆粒。在該溶液保持在55℃時，在1小時內(nèi)往該溶液滴加由140克去離子水與400克乙醇混合而成的溶液。加入之后，得到的混合物反應(yīng)6小時。
反應(yīng)后，這些顆粒在650℃氮?dú)夥罩屑訜?小時，得到涂有鈦酸鋇的銀粉末B1。
第二層銀層將100克上述方法制備得到的涂有鈦酸鋇銀粉末B1分散到1200毫升預(yù)先制備的銀溶液中。在攪拌的同時，往該溶液中加入1200毫升預(yù)先制備的還原性溶液。通過還原1小時使銀金屬沉積，得到涂有銀、涂有鈦酸鋇的銀粉末B2。
上面使用的銀溶液是一種采用如下方法制備的液體將3.5克硝酸銀溶解在60克去離子水中，往該溶液加入4克氨水(29％)，向其加入由氫氧化鈉溶解于60克水所制備的水溶液，接著再加入5克氨水(29％)，然后充分?jǐn)嚢杷玫降幕旌衔铩?br> 還原性溶液是一種采用如下方法制備的溶液將葡萄糖和酒石酸溶解于1升水中，煮沸得到的溶液，冷卻該溶液，然后加入79.3克乙醇。
第三層，鈦酸鋇層往由2000克乙醇與86克異丙醇鋇和70克乙醇鈦預(yù)先混合制備的溶液中加入100克上述制備的涂有銀、涂有鈦酸鋇的銀粉末B2。將該溶液保持在55℃，在1小時內(nèi)往該溶液滴加由140克去離子水與400克乙醇混合制成的溶液。加入之后，得到的混合物反應(yīng)6小時。
反應(yīng)后，這些顆粒在650℃氮?dú)夥罩屑訜?小時，得到涂有鈦酸鋇的、涂有銀的銀粉末B3。
第四層，銀層將100克上述方法制備得到的涂有銀的、涂有鈦酸鋇的銀粉末B3分散到1200毫升預(yù)先制備的銀溶液中。在攪拌的同時，往該溶液加入1200毫升預(yù)先制備的還原性溶液。通過還原1小時沉積銀金屬，得到涂有銀的、涂有鈦酸鋇的銀粉末B4。
第五層，鈦酸鋇層往由2000克乙醇與86克異丙醇鋇和70克乙醇鈦預(yù)先混合制成的溶液中加入100克上述方法制備得到的涂有銀、涂有鈦酸鋇的銀粉末B4。將該溶液保持在55℃，在1小時內(nèi)往該溶液滴加由140克去離子水與400克乙醇混合制成的溶液。加入之后，得到的混合物反應(yīng)6小時。
反應(yīng)后，這些顆粒在650℃氮?dú)夥罩屑訜?小時，得到涂有鈦酸鋇的、涂有銀的銀粉末B5。
性能試驗(yàn)測試在涂膜形成的各階段的粉末性能，以確定其性能差異。
涂有鈦酸鋇的銀粉末B1、涂有銀的、涂有鈦酸鋇的銀粉末B3和涂有銀的、涂有鈦酸鋇的銀粉末B5，這些粉末中的每一種粉末都采用HIP方法在1200℃空氣中煅燒3小時，得到煅燒物質(zhì)。
得到的煅燒物質(zhì)的電容E1KHz列于表1中。
如表1所示，當(dāng)導(dǎo)體銀用作基體顆粒，鈦酸鋇用作電介質(zhì)時，那么隨銀薄膜數(shù)量增加電容也增加。
表1在涂膜粉末的煅燒物質(zhì)中薄膜數(shù)與相對介電常數(shù)之間的關(guān)系

實(shí)施例3(高韌性材料)
將100克鈦金屬基體顆粒(平均顆粒直徑3微米)分散到異丙醇中。往該溶液加入50克異丙醇鋁，接著加入由20克氨水與30克水混合而成的溶液。得到的混合物反應(yīng)5小時。反應(yīng)之后，用足量的乙醇洗滌這些顆粒。在固液分離后，所回收的顆粒在90℃真空干燥器中干燥8小時，得到涂有氧化鋁的鈦粉末3A。
再用具有相同組成的溶液涂布所得到的涂有氧化鋁的鈦粉末3A，然后干燥。這種干燥的粉末在650℃氮?dú)夥障略谛D(zhuǎn)管式爐中加熱2小時，得到涂有氧化鋁的鈦粉末3B。所得到粉末的平均顆粒直徑為5微米。
將100克氧化鋯基體顆粒(平均顆粒直徑3微米)分散到異丙醇中。往該溶液加入50克異丙醇鋁，接著加入由20克氨水與35克水混合制成的溶液。得到的混合物反應(yīng)5小時。反應(yīng)之后，用足量乙醇洗滌這些顆粒。在固液分離后，所回收的顆粒在90℃真空干燥器中干燥8小時，得到涂有氧化鋁的氧化鋯基體顆粒3C。
再使用具有相同組成的溶液涂布所得到的涂有氧化鋁的氧化鋯粉末3C，然后干燥。這種干燥的粉末在氮?dú)夥障略?50℃旋轉(zhuǎn)管式爐中加熱2小時，得到涂有氧化鋁的氧化鋯粉末3D。所得到粉末的平均顆粒直徑為5微米。
用V形攪拌器將由制得的粉末3B和3D組成的粉末與氧化鋁粉末(平均顆粒直徑5微米)彼此混合均勻。這種均勻粉末可采用HIP方法在1350℃煅燒8小時，得到煅燒物質(zhì)。所得到煅燒物質(zhì)的斷裂韌性為9.9(MN*m-3/2)。
對比實(shí)施例2對實(shí)施例3中使用的氧化鋁基體顆粒(平均顆粒直徑5微米)采用HIP方法在1350℃煅燒8小時。所得到煅燒物質(zhì)的斷裂韌性為4.4(MN*m-3/2)，它比煅燒上面所述混合粉末的斷裂韌性的一半還低。
如上所示，通過形成含有均勻沉積的多組分的煅燒物質(zhì)，可以得到增加的斷裂韌性。
工業(yè)可應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明，具有一定厚度的一層或多層功能性涂層沉積在基體顆粒表面，將一定的性能賦予這些顆粒，并得到具有單層涂膜或復(fù)合涂膜的粉末。當(dāng)通過顆粒之間存在的薄膜使粉末顆粒相互結(jié)合而模壓這種粉末時，或當(dāng)具有單層涂膜或復(fù)合涂膜的粉末顆粒以相同距離以一定方向排列并固結(jié)和模壓，同時保持這一狀態(tài)時，能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)出具有一定功能的高價值產(chǎn)品。
具體地，在使用由磁性材料制成的基體顆粒的情況下，不僅得到磁頭、磁核等，而且得到具有出色性能的高容量電容器。在使用由玻璃制成的基體顆粒的情況下，通過使用具有特定折光率的材料，形成具有特定厚度的涂膜，可以得到以一定角度發(fā)出偏振光的偏振濾光片等。
權(quán)利要求
1.一種由幾種涂層粉末形成的固結(jié)物質(zhì)，每種涂層粉末均包含具有厚度的0.01-20微米的均勻涂膜的基體顆粒，其中涂層粉末在涂膜處或由粘合劑而互相粘附。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由涂層粉末形成的固結(jié)物質(zhì)，其中各涂層粉末均含有基體顆粒，該基體顆粒上有厚度0.01-20微米的均勻涂膜，基體顆粒包括玻璃、金屬或金屬氧化物，涂膜是金屬薄膜或金屬氧化物薄膜。
3.一種由幾種涂層粉末粘合在一起的涂層粉末，每種涂層粉末均包含基體顆粒，該基體顆粒上有每層厚度均勻，為0.01-5微米的多層涂膜，其中至少任何相鄰的涂膜是不同類的，其中該涂層粉末在最外層涂膜處或由粘合劑將其互相粘附。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由涂層粉末形成的固結(jié)物質(zhì)，其中各涂層粉末均含有基體顆粒，該基體顆粒上有多層涂膜，每層厚度均勻，為0.01-5微米，其中至少任何相鄰的涂膜是不同類的，其中基體顆粒包括玻璃、金屬或金屬氧化物，涂膜是金屬薄膜或金屬氧化物薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的由涂層粉末形成的固結(jié)物質(zhì)，其中基體顆粒包括磁性材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的由涂層粉末形成的固結(jié)物質(zhì)，其中至少一層涂膜包括介電材料。
7.一種由互相固結(jié)的幾種涂層粉末形成固結(jié)材料的生產(chǎn)方法，該方法包括在涂膜處粘附各含有一種基體顆粒的粉末，該顆粒上有厚度0.01-20微米均勻涂膜，或者粘附各含有一種基體顆粒的粉末，該顆粒上有多層涂膜，每層厚度均勻，為0.01-5微米，其中至少任何相鄰的涂膜是不同類的。
8.一種由互相固結(jié)的幾種涂層粉末形成固結(jié)材料的生產(chǎn)方法，該方法包括通過粘合劑粘附各含有一種基體顆粒的粉末，該顆粒上有厚度0.01-20微米均勻涂膜，或粘附各含有一種基體顆粒的粉末，在顆粒上有多層涂膜，每層厚度均勻，為0.01-5微米，其中至少任何相鄰的涂膜是不同類的。
全文摘要
本發(fā)明涉及由幾種涂層粉末形成的固結(jié)材料,在通過互相結(jié)合具有一定性能的粉末顆粒,形成一種模制品時,可以使粉末顆粒具有要求的排列方向,或可以以這樣的預(yù)定的距離排列,以使固結(jié)材料達(dá)到所要求的性能。在粉末顆粒上有厚度0.01—20微米均勻涂膜,或者粘附各含有基體顆粒的粉末,在粉末顆粒上有多層涂膜,每層厚度均勻,為0.01—5微米,其中至少任何相鄰的涂膜是不同類的,該粉末顆粒在涂膜處或通過粘合劑固結(jié)在一起,固結(jié)材料的特性歸因于在其上有涂膜的粉末顆粒的特性,本發(fā)明也公開了一種由涂層粉末顆粒形成固結(jié)材料的方法。
文檔編號B22F1/02GK1235567SQ97199239
公開日1999年11月17日 申請日期1997年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月29日
發(fā)明者中塚勝人, 新子貴史 申請人:日鐵礦業(yè)株式會社, 中塚勝人