在此披露了一种用于生产陶瓷颗粒（例如支撑物）的方法，这些颗粒具有至少１０％的总孔隙率。该方法包括形成一种颗粒前体，该前体包括５％至３０％的一种第一陶瓷材料以及至少４０％的一种第二陶瓷材料。该第一陶瓷材料的烧结温度可以低于一种第二陶瓷材料的烧结温度。将该前体加热到高于该第一陶瓷材料的烧结温度并且低于该第二材料的烧结温度的最高温度。在此还披露了一种陶瓷物品，该物品具有化学性以及氧化铝晶相的一种特殊的组合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2008年12月31日提交的美国临时申请号61/141，890的权益。
技术介绍
生产出多种陶瓷颗粒以用于广泛多样的工业应用中。这些应用中的一些包括使用多种陶瓷颗粒作为一种支撑物来协助从已经钻入到地质结构中的井去除液体和/或气体；作为介质用于冲刷、研磨或抛光；作为一种化学反应器中的床支持介质；作为一种传热介质；作为一种过滤介质；以及当施加到浙青屋面板中时作为盖屋顶的料粒。披露了陶瓷颗粒以及制造它们的方法的专利的实例包括US4，632，876、US 7，036，591 以及 CA 1，217，319。
技术实现思路
MM本专利技术的实施方案提供了生产陶瓷颗粒的方法，这些陶瓷颗粒贯穿该颗粒制造过程中建立并且维持了孔隙率。这些实施方案的方法提供了对使用显著大量的在制造过程中必须从颗粒中移除的孔形成材料的方法的一种替代方案。本专利技术的其他实施方案提供了具有一种特殊的化学性以及晶相的陶瓷物品。在一个实施方案中，本专利技术是用于制造陶瓷颗粒的一种方法，该方法可以包括以下步骤形成一种颗粒前体，该前体包括大于5%重量但小于30%重量的一种第一陶瓷材料以及至少40%重量的一种第二陶瓷材料。这些陶瓷材料被基本上均勻地分布于该前体内。将该前体加热到大于该第一陶瓷材料的烧结温度并且低于该第二陶瓷材料的烧结温度的最高温度。该陶瓷颗粒具有至少10%总孔隙率。在另一个实施方案中，本专利技术是一种陶瓷物品，该物品包括一种包含A1203以及 Si02的化学组合物，其中如通过XRF分析所确定的A1203与A1203、和Si02的重量百分比的比率是小于0. 72 ；并且如使用内标物通过XRD分析所确定的至少5%重量的该物品是氧化铝晶相的。附图说明图1是根据一个实施方案的过程流程图；并且图2的一个膨胀测量曲线。具体实施例方式详细说明如在此所使用的，短语“粉碎耐受性”是指该颗粒的抵抗粉碎的能力。粉碎耐受性通常被用来表示支撑物的强度并且可以使用IS013503-2 :2006 (E)确定。一种强支持物在相同的闭合应力下产生了比弱的支撑物更低的重量百分比粉碎耐受性。例如，具有2重量百分比的粉碎耐受性的支撑物被认为是一种强支持物并且比具有10重量百分比的粉碎耐受性的弱支撑物是优选的。如在此所使用的，短语“陶瓷颗粒的总孔隙率”是指颗粒的开放孔隙率和封闭的孔隙率的总和。陶瓷颗粒的总孔隙率、封闭的孔隙率以及开放的孔隙率可以如以下将描述的确定。如在此所使用的，短语“氧化铝晶相”包括任何晶相，这些晶相包含铝和氧原子的有序阵列，并且具体地包括通常被鉴定为例如α-氧化铝、θ -氧化铝、δ-氧化铝、Υ-氧化铝、Φ-氧化铝以及κ-氧化铝的晶相。在此还可以使用氧化铝晶相中的一些通用名称。 例如，α氧化铝在此还可以被称为刚玉。如在此所使用的提及一种陶瓷物品的化学物含量是指所测量的化学物的重量百分比组分。用于制造陶瓷颗粒的方法已经被设计并且使用了许多年用以制造大量的陶瓷颗粒(例如支撑物)。因为支撑物被用于在不同深度下的广泛多样的地质结构中，并且暴露于极端温度和压力下，这些支撑物的物理特征可能需要进行定制以在一个具体环境中优化该支撑物的性能。可能影响支撑物的性能的特性中的一些包括比重、孔隙率、粉碎强度以及电导率。改变一种物理特性可能以一种不希望的方式内在地改变其他特性中的一个或多个。结果是，已经作出了大量的努力来开发多种方法，这些方法改变了在一个应用中是重要的特性而同时将对颗粒的其他特性的不希望的改变最小化。此外，支撑物制造商已经试图通过在不危害支撑物的性能下消除材料和/或工艺步骤来降低制造支撑物的成本。关于生产一种具有所希望的比重的支撑物，一些方法依赖于使用孔形成材料从而在该支撑物内产生多个孔。两种通常类型的成孔物被称为暂时的亦或原位的。暂时性成孔物可以通过热或化学过程从支撑物中移除，这导致产生大约等于被移除材料的体积的一个或多个孔。暂时性成孔物的例子包括坚果外壳、合成的有机材料、锯屑、以及谷物废物。相比之下，“原位”成孔物典型地在加热时膨胀并且产生了一个孔，该孔显著地大于在加热之前被成孔物所占有的体积。原位成孔物的一个例子是碳化硅。由这些成孔物所产生的孔可以是开放的孔和/或封闭的孔。使用成孔物的一个问题是它们增加了生产成本，因为必须购买成孔物，必须与用来制造支撑物的其他成分进行混合并且然后必须使用能量和/或物质来移除该成孔物。在一些方法中，移除孔形成材料导致了产生固体或气态的副产物，这些副产物可能引起必须被解决的环境问题并且增加了制造过程的成本。此外，使用成孔物可能在该支撑物制造过程中产生变化性，因为用于结合并且移除该孔形成物质的步骤可以包括在混合过程、加热温度、等方面的轻微的差异。尽管温度改变(在该温度下支撑物被加热)可能显得较小，但是温度的改变可能引起由原位成孔物所产生的气体体积的显著的改变，这与在稍微更低的温度下产生的情况相比将导致更大的孔。本专利技术的实施方案通过选择材料以及使支撑物制造商能够生产一种颗粒前体的处理步骤来着手解决上述问题中的一些，该颗粒前体具有结合到该颗粒前体中的大致所希望的孔隙率，并且该孔隙率被保持在该支撑物中。不要求成孔物来产生孔隙率。图1中示出了一个实施方案的过程流程图，它包括以下步骤步骤20包括提供一种混合物，该混合物包括一种第一陶瓷材料以及一种第二陶瓷材料，其中该第一陶瓷材料的烧结温度是低于该第二陶瓷材料的烧结温度。任选地，该混合物可以包括其他物质例如粘结剂类以及溶剂类。适合的溶剂类包括水以及一些醇类。一种粘结剂可以是一种或多种选自以下物质的材料有机淀粉，例如钻探淀粉(drilling starch)，连同为了此种目的商业出售的胶质或树脂。一种粘结剂还可以是一种无机材料，例如粘土或一种酸。粘结剂通常能以小于该混合物的10%重量的量值加入并且可以干法加入或作为一种溶液加入。尽管粘结剂可以对陶瓷颗粒中一定程度的孔隙率负责，但是这些粘结剂并不被认为是在此所述的成孔物。可以将混合物的组成限制到小于选自以下清单的一种或多种成孔物的0. 重量， 该清单由以下各项组成暂时性成孔物、原位成孔物、以及它们的组合。可以将暂时性成孔物限制到小于该混合物的0. 05%重量。可以将原位成孔物限制到小于该混合物的0. 01% 重量。在一个实施方案中，该混合物将不包括任何成孔物。步骤22包括形成一种颗粒前体，该前体在此被定义为一种颗粒，其中该第一和第二陶瓷材料被基本上均勻地分布在其中，并且溶剂(例如水)已经被移除这样在110°c至 130°C之间加热两小时之后前体的干燥失重(LOD)是小于前体起始重量的1%。该前体可以或不可以包含任选的成分，例如一种粘结剂。该前体可以包括5%重量至30%重量的该第一陶瓷材料以及至少40%重量的该第二陶瓷材料。在一些实施方案中，该前体可以包括 10%重量至20%重量的该第一陶瓷材料。在步骤M中，将该前体加热到高于该第一陶瓷材料的烧结温度并且低于该第二陶瓷材料的烧结温度的一个最高温度。在一些实施方案中，可以将该前体加热到一个最高温度，该温度高于该第一陶瓷材料的熔化温度，该第一陶瓷材料的熔化温度是高于该第一陶瓷材料的烧结温度。在该加热步骤过程中，如果该温度超过了该第一陶瓷材料的熔化温度，该第一陶瓷材料可以从固体物质转变成本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于生产陶瓷颗粒的方法，包括以下步骤：形成一种颗粒前体，该前体包含大于５％重量但小于３０％重量的一种第一陶瓷材料以及至少４０％重量的一种第二陶瓷材料，所述陶瓷材料基本上均匀地分布于所述前体内；将所述前体加热到高于所述第一陶瓷材料的烧结温度并且低于所述第二陶瓷材料的烧结温度的最高温度，其中所述陶瓷颗粒具有至少１０％的总孔隙率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·佛斯，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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