專利名稱：：用于熔模鑄造的熱解金屬氧化物的制作方法用于熔模鑄造的熱解金屬氧化物相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2007年1月29日提交的第60/887,030號美國臨時(shí)專利申請以及2007年10月9日提交的第60/978,620號美國臨時(shí)專利申請的優(yōu)先權(quán)，各申請的全部內(nèi)容都通過引用并入本文。
背景技術(shù)：
：用于熔模鑄造的殼模(shdl-mold)可以通過向期望形式的蠟或塑料模型(plasticpattern)施用包含粘合劑和耐火粉末的漿來制備。衆(zhòng)覆蓋蠟，將過量的漿排去。可以將較粗糙的耐火粉末("灰泥")任選地施用到濕蠟?zāi)Ｉ喜⑦@一組合干燥?？梢允┯妙~外的漿和灰泥涂層直到模具有所需的厚度和潛在強(qiáng)度(potentialstrength)。隨后可以將蠟除去。隨后可以將熔融的金屬傾入殼模中并冷卻以產(chǎn)生金屬鑄件。
發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了熔模鑄造殼，其包含耐火顆粒、膠體二氧化硅和中值二次級粒徑度小于約300nrn的熱解金屬氧化物。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱解金屬氧化物可以包括熱解二氧化硅。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了通過將熱解金屬氧化物的水分散體加入熔模鑄造殼中來提高熔模鑄造殼的強(qiáng)度的方法。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了通過將熱解金屬氧化物的分散體加入耐火漿中來制造熔模鑄造殼的方法。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了制造熔模鑄造殼的方法，其包括將摻雜的熱解金屬氧化物加入所述殼。適當(dāng)?shù)?，摻雜的熱解金屬氧化物作為分散體加入。在一個(gè)實(shí)施方案中，摻雜的熱解金屬氧化物是摻雜的熱解二氧化娃o圖1是適于制造摻雜的熱解金屬氧化物的裝置的示意圖。圖2的圖示顯示將使用不同量的膠體二氧化硅和/或熱解二氧化硅的分散體制成的未裂開的25x250x6mm棒干燥之后的百分比產(chǎn)率。具體實(shí)施例方式除非在本文中另有說明或明顯與上下文矛盾，否則在描述本發(fā)明的上下文(特別是以下的權(quán)利要求的上下文)中術(shù)語"一"和近似的所指對象應(yīng)被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者。除非另有說明，否則術(shù)語"包含"、"具有"、"包括"和"含有"應(yīng)被解釋為開放性術(shù)語(g卩，指"包括，但不限于")。除非在本文中另有說明，否則本文中對數(shù)值范圍的敘述僅作為單獨(dú)地提及處于該范圍內(nèi)的各單獨(dú)的數(shù)值的簡化方法，且各單獨(dú)的數(shù)值并入說明書，如同其在本文中單獨(dú)地被提及。除非在本文中另有說明或明顯與上下文矛盾，否則本文中描述的所有方法都可以以任何適合的順序進(jìn)行。除非另行主張，否則本文中使用的任何或全部實(shí)例或提供的示例性文字(如"例如")僅是為了更好地闡述本發(fā)明，且不對本發(fā)明的范圍造成限制。說明書中的文字不應(yīng)被解釋為說明對于實(shí)踐本發(fā)明而言必需的任何未主張的要素。本文描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，包括發(fā)明人已知的對于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。通過閱讀前述的說明，這些優(yōu)選實(shí)施方案的變體對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易見。發(fā)明人期望技術(shù)人員適當(dāng)?shù)夭捎盟鲎凅w，且發(fā)明人期望通過與本文具體描述的方案不同的方案實(shí)施本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括可適用的法律允許的所附的權(quán)利要求中記載的主題的全部修改和等價(jià)物。此外，除非另有說明或明顯與上下文矛盾，否則本發(fā)明涵蓋其全部可能的變體中的上述要素的任意組合。本發(fā)明提供了可用于形成熔模鑄造模的新型粘合劑。熔模鑄造模的制造中使用的粘合劑包括膠體二氧化硅和硅酸乙酯或硅酸鈉。本發(fā)明出人意料地發(fā)現(xiàn)當(dāng)在殼模的生產(chǎn)中將熱解金屬氧化物分散體、可分散的熱解金屬氧化物、摻雜的熱解金屬氧化物或具有特定的中值二次粒徑的熱解金屬氧化物用作粘合劑時(shí)，可以制成更強(qiáng)且更耐用的殼模?？梢酝ㄟ^將包含熱解金屬氧化物漿的一個(gè)或多個(gè)層沉積到可熔融或可除去的模型上來形成殼。漿層可與干燥的耐火顆?；蚍勰咏惶娉霈F(xiàn)?？梢詫㈣T造殼燒結(jié)(fire)并且可以將其用作模以接受或容納熔融的金屬。適當(dāng)?shù)?，也可以通過將包含分散的熱解金屬氧化物的漿傾入模型(pattern)或模中來形成鑄造殼。適當(dāng)?shù)?，熱解金屬氧化物分散體是穩(wěn)定的分散體。在本文中，熱解金屬氧化物涵蓋熱解二氧化硅以及其他熱解金屬氧化物。其他熱解金屬氧化物的實(shí)例包括但不限于Ti02、A1203、B203、Zr02、Ge02、W03、Nb203中的至少一種及它們的組合。熱解金屬氧化物可以彼此組合使用，也可與其他粘合劑例如膠體二氧化硅組合使用。例如，熱解氧化鋁可與熱解二氧化硅一起使用；熱解二氧化硅可與熱解二氧化鈦一起使用。粘合劑是能夠在液體中例如在水或乙醇中形成膠體的金屬氧化物。粘合劑將耐火顆粒鎖定在一起，為殼模提供強(qiáng)度和耐用性。粘合劑通常具有大的表面積。適合的粘合劑包括膠體二氧化硅、硅酸乙酯、硅酸鈉、膠體氧化鋁、膠體氧化鋯、可分散的熱解金屬氧化物、熱解金屬氧化物分散體、摻雜的熱解金屬氧化物和具有特定的中值二次粒徑的熱解金屬氧化物。膠體二氧化硅顆粒通常通過"濕化學(xué)"方法制備，并且具有化學(xué)組成Si02。通常，通過將酸添加至堿金屬硅酸鹽溶液(例如硅酸鈉溶液)，由此使得硅酸鹽聚合并形成無定形二氧化硅的離散顆粒來制備膠體二氧化硅。通常，膠體二氧化硅顆粒是不具有內(nèi)表面積的離散的、基本上為球形的二氧化硅顆粒?？缮藤彽哪z體二氧化硅包括，但不限于以商標(biāo)LUDOX⑧(GraceDavison)、BINDZILTM(AkzoNobel)、和NYACOL(AkzoNobel)出售的那些。適當(dāng)?shù)?，硅酸乙酯粘合劑為硅酸在乙醇中的?fù)合物的形式。如同本領(lǐng)域中通常所了解的那樣，熱解金屬氧化物包含初級粒子的聚集或結(jié)塊的簇。熱解金屬氧化物的"初級粒子"理解為在高分辨率TEM成像中可見的最小的顆粒，其不能被進(jìn)一步粉碎。初級粒子的尺寸范圍為約5nm至約100nm。幾個(gè)初級粒子可以在它們的接觸點(diǎn)處聚集，以形成二次結(jié)構(gòu)。在本文中，熱解金屬氧化物的"二次粒徑"是指聚集的顆粒的最終尺寸，并且包括聚集體和團(tuán)塊(如果存在)。可以使用光散射分析來測量熱解金屬氧化物的二次粒徑，并計(jì)算D50(中值)粒徑。本領(lǐng)域己知適于測量二次粒徑的設(shè)備，例如可商購自日本Horiba，Ltd.,的ParticaLA-950ParticleSizeDistributionAnalyzer。聚集體是兩個(gè)或多個(gè)使用分散設(shè)備不能或極難粉碎的初級粒子的簇。聚集體的初級粒子燒結(jié)在一起。團(tuán)塊包含松散地結(jié)合在一起的兩個(gè)或多個(gè)聚集體。在團(tuán)塊中，聚集的顆?？梢酝ㄟ^靜電力和范德華力而結(jié)合在一起。制備熱解金屬氧化物時(shí)形成團(tuán)塊?？梢岳缤ㄟ^暴露于足以形成熱解金屬氧化物分散體的條件來將團(tuán)塊粉碎為較小的團(tuán)塊和聚集體。干燥形式的熱解金屬氧化物具有約3nm至約3mm的中值二次粒徑(D50),且至少約卯％的二次粒子的尺寸大于約lpm。例如，干燥的熱解二氧化硅AER0SIL200SP的初級粒徑為12nm，D50二次粒徑為25(im，且D90二次粒徑為65pm，除非經(jīng)過修飾，否則熱解金屬氧化物在水中不形成分散體?？煞稚⒌臒峤饨饘傺趸?例如可分散的熱解二氧化硅)包含不規(guī)則結(jié)構(gòu)的聚集體，該聚集體小于干燥的熱解金屬氧化物(例如熱解二氧化硅)的團(tuán)塊。在本文中，"可分散的熱解氧化物"是指中值二次粒徑(D50)小于約300nm的熱解金屬氧化物?？煞稚⒌臒峤饨饘傺趸锏囊粋€(gè)實(shí)例是可分散的熱解二氧化硅。適合的分散劑的一個(gè)實(shí)例是水。在本文中，"熱解金屬氧化物分散體"是包含熱解金屬氧化物的分散體，該分散體具有至少約50重量％的可分散的熱解金屬氧化物。在本文中，"熱解二氧化硅分散體"是包含熱解二氧化硅的分散體，該分散體具有至少約50重量％的可分散的熱解二氧化硅顆粒。當(dāng)被特別地處理時(shí)，干燥的或粉狀的熱解金屬氧化物(例如二氧化硅)可能失去其團(tuán)塊結(jié)構(gòu)并在分散介質(zhì)中形成穩(wěn)定的分散體。在本文中，"穩(wěn)定的分散體"是指在不移動的情況下靜置6個(gè)月之后，少于5重量％的總固體從分散介質(zhì)中沉淀出?？梢孕纬蛇m用于本發(fā)明的分散體，如第20060154994號美國專利申請和第WO2004054928號、第WO2004085311號、第WO2004089816號、第WO2004089825號、第WO2005123980號和第WO2005058767號國際公開中所述，其各自的全部內(nèi)容通過引用并入本文。通常，可以通過將熱解金屬氧化物在適當(dāng)?shù)姆稚⒔橘|(zhì)例如水中的混合物暴露于超高的剪切力來形成穩(wěn)定的分散體。在本文中，超高的剪切力是指其中待混合的流體遇到具有至少約io，ooo秒"的剪切速率的剪切力區(qū)域的過程。適當(dāng)?shù)?，?dāng)施加的剪切力超過至少約15,000秒一1、至少約20,000秒"、至少約30,000秒"、至少約50,000秒'1、至少約100,000秒—1時(shí)可以形成穩(wěn)定的分散體。可以使用設(shè)備例如轉(zhuǎn)子/定子分散器或珠磨機(jī)，經(jīng)過足以使整個(gè)混合物的體積暴露于超高的剪切力的時(shí)間段來形成穩(wěn)定的分散體。在一些情況中，可以在壓力下施加剪切力。熱解金屬氧化物或熱解二氧化硅的穩(wěn)定的分散體適當(dāng)?shù)厥悄z體。適當(dāng)?shù)?，穩(wěn)定的分散體是熱解金屬氧化物的水分散體。處于穩(wěn)定的分散體中的熱解金屬氧化物具有小于約300nm的中值二次粒徑(D50)。在本領(lǐng)域中，術(shù)語"熱解二氧化硅"有時(shí)可不嚴(yán)格地與硅灰(silicafUme)互換使用。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣，熱解二氧化硅的結(jié)構(gòu)與硅灰的結(jié)構(gòu)截然不同。如上所述，熱解二氧化硅顆粒包含許多約5nm至約100nm的納米級的初級粒子，其聚集并結(jié)塊以形成具有鏈狀結(jié)構(gòu)的較大的簇。熱解二氧化硅可以通過熱解方法合成，例如通過四氯化硅的氣相水解合成。相反，如本領(lǐng)域所了解并如美國混凝土學(xué)會所定義，硅灰是極細(xì)的非晶體二氧化硅，其作為制備元素硅或包含硅的合金時(shí)的副產(chǎn)物在電弧爐中制備。硅灰也被稱作冷凝硅灰或微硅粉(microsilica)。約95%的硅灰顆粒小于lpm，其具有約0.4pm至0.5pm的平均粒度的分布。硅灰的初級粒子大致上為球形，并且顯著地大于形成熱解二氧化硅的初級粒子。適合的熱解金屬氧化物的中值二次粒徑為至少約30nm、至少約40nm、至少約50nm、至少約60nm、至少約70nm或至少約75nm。適合的熱解金屬氧化物的中值二次粒徑為小于約300nm、小于約275nm、小于約250nm、小于約225nm、小于約200nm、小于約175nm、或小于約150nm。熱解的金屬氧化物可以任選地被進(jìn)一步修飾，例如通過用其他金屬氧化物摻雜，或通過表面附著化學(xué)基團(tuán)例如官能化的硅氧垸或陽離子聚合物。適合的掾雜的熱解金屬氧化物可以依照第6,328,944號和第6,613,300號美國專利中描述的技術(shù)制備，所述專利分別通過引用并入本文。圖1顯示了適于產(chǎn)生摻雜的熱解金屬氧化物的裝置。燃燒器1包括出料到噴嘴3的中心管2，由噴嘴3，主氣流流入燃燒室8并在其中被燃燒掉。內(nèi)部的噴嘴被另外的環(huán)形噴嘴4(外套噴嘴)所包圍，在其中流動外套氫氣或第二氫氣(secondaryhydrogen)以防止結(jié)塊。處于中心的軸管5位于中心管2內(nèi)，并且在中心管2的噴嘴3的上游幾厘米處終止。將氣溶膠進(jìn)料至軸管5中，由此使得來自軸管5的氣溶膠氣流與來自中心管2的氣流在中心管2的最后的部分中均勻地混合。中心管輸送空氣、氫和例如用于熱解反應(yīng)的四氯化硅。氣溶膠在氣溶膠生成器6(超聲波霧化器)中產(chǎn)生。位于發(fā)生器6中的鹽水溶液9包含以溶解或分散/懸浮形式存在的鹽形式的金屬或非金屬，并用作氣溶膠起始物料。采用載氣流10使由氣溶膠生成器6產(chǎn)生的氣溶膠通過加熱區(qū)域7，水因此蒸發(fā)，微小的分布良好的鹽晶體保留在氣相中。摻雜成分可以為金屬和/或非金屬及它們的化合物。摻雜成分可以以元素的形式添加或以離子的形式添加，例如在氧化物、碳酸鹽或其他鹽中發(fā)現(xiàn)的那些離子。熱解金屬氧化物可以適合地用少于約3重量％、少于約2重量％或少于約1重量％的摻雜成分摻雜。適合的摻雜成分包括貴金屬和堿金屬和堿土金屬例如Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Al、Be、Mg、Ca、Sc和Ba。其他適合的摻雜成分包括Ce、F、Cl、Br、I、At、Pb、Fe禾HTi。在一些實(shí)施方案中，摻雜劑可以以單價(jià)或二價(jià)離子的形式加入熱解金屬氧化物。摻雜的熱解金屬氧化物適當(dāng)?shù)貫榭煞稚⒌臒峤饨饘傺趸锘蛞苑€(wěn)定的分散體例如穩(wěn)定的水分散體的形式提供。適合的熱解金屬氧化物分散體包括可商購自EvonikDegussaCorporation的那些，例如AERODISPG1220、AERODISPW1450、AERODISPW7215S、AERODISPW1226、AERODISPW1714、AERODISPW1824、AERODISPW1836、AERODISPW630、AERODISPW440、VPDISPW7330N、VPDISPW7概、VPDISP2730、VPDISP2550、AERODISPW7215S、AERODISPW7512S、AERODISPW7520、AERODISPW7520N、AERODISPW7520P、AERODISPW7622、AERODISPWK341、VPDISPW340、VPDISPW740ZX、和VPDispW3530N;可商購自CabotCorporation的那些，例如CAB-O-SPERSEPG022、CAB-O-SPERSEA2012、CAB-O-SPERSE2012A、CAB-O-SPERSE2020K、CAB-O-SPERSEA2017、CAB-O-SPERSE2017A、CAB-O-SPERSE103OK、CAB-O-SPERSEK2020、CAB-O-SPERSE2020K、CAB-O-SPERSE4012K、CAB-O-SPERSEPG002、CAB-O-SPERSEPG001、CAB-O-SPERSE101015A、CAB-O-SPERSE1020K、CAB-O-SPERSEGP32/12、CAB-O-SPERSEGP32/17、CAB-O-SPERSEGP50、CAB-O-SPERSEMT32/17、CAB-O-SPERSEA105、CAB-O-SPERSEA1095、CAB-O-SPERSEA205、CAB-O-SPERSEA1695、CAB-O-SPERSEA2095、CAB-O-SPERSEC1030K、CAB-O-SPERSEC1015A、CAB-O-SPERSEK4012、CAB-O-SPERSEP1010、CAB-O-SPERSEII、CAB-O-SPERSEA3875、CAB-O-SPERSEPG001、CAB-O-SPERSEPG002和CAB-O-SPERSECT302C;以及可商購自WackerChemieAG的那些，例如HDK⑧XK20030、HDKA2012、HDK1515B、HDK2012B、HDK⑧A3017和HDK⑧A3017B;及它們的組合。適合的金屬氧化物和熱解金屬氧化物、包含金屬氧化物和熱解金屬氧化物的適合的分散體以及用于制備這些分散體的方法在美國專利申請公開第US2O060154994號、第US20040106697號、第US2003095905號、第US2002041952號、國際公開第WO2006067131號、第WO2006067127號、第WO2005061385號、第WO2004050377號、第WO9722670號、加拿大申請第CA2285792號和美國專利第7,015,270號、第6,808,769號、第6,840,992號、第6，680，109號和第5,827,363號中公開，這些文獻(xiàn)各自的全部內(nèi)容通過引用全部并入本文。其他適合的金屬氧化物和包含適合的金屬氧化物的分散體包括但不限于可商購自AkzoNobel/EKAChemicals的那些，例如BINDZIL15/500、BINDZ諸30/360、BINDZIL30/220、BINDZIL305、BINDZIL30NH2/220、BINDZIL40/220、BINDZIL40/170、BINDZIL30/80、BINDZILCAT80、BINDZILF45、BINDZIL50/80、NYACOL215、NYACOL830、NYACOL1430、NYACOL1440、NYACOL2034DI、NYACOL2040、NYACOL2040NH4和NYACOL9950;可商購自H.C.Stark/Bayer的那些，例如LEVASIL500/15%、LEVASIL300/30%、LEVASIL300F/30o/。、LEVASIL200E/20%、LEVASIL200S/30%、LEVASIL200A/30%、LEVASIL200/30%、LEVASIL200N/30%、LEVASIL200/40%、LEVASIL100/45%、LEVASIL100S/30%、LEVASIL100/30%、LEVASIL50CK30、LEVASIL4063、LEVASIL100S/45%、LEVASIL50/50%;可商購自GraceDavison的那些，例如LUDOXSM、LUDOXHS-30、LUDOXLS、LUDOXHS-40、LUDOXAM、LUDOXWP,、LUDOXAS、LUDOXTM;可商購自NalcoChemical的那些，例如NALCO1115、NALCO2326，NALCO6011、NALCO1130,NALCO1030、NALCO6010、NALCO1140、NALCO2325、NALCO2327、NALCO1060、NALCO1034、NALCO1129、NALCO1050,NALCO6009;可商購自NissanChemicalIndustriesLtd.的那些，例如SNOWTEX20、SNOWTEX30、SNOWTEXC、SNOWTEXN、SNOWTEXO;以及可商購自Clariant/Rodel的那些；例如KLEBOSOL30N25、KLEBOSOL30H25、KLEBOSOL30N50PHN、KLEBOSOL30N50、KLEBOSOL30H50、KLEBOSOL1501-50、KLEBOSOL1508-50、KLEBOSOL1498-50。本發(fā)明的熔模鑄造殼可以用這些金屬氧化物、包含金屬氧化物的分散體或它們的組合制備并包含這些金屬氧化物、包含金屬氧化物的分散體或它們的組合。槳和灰泥中可以適當(dāng)?shù)卮嬖谝环N或多種耐火劑。耐火劑在高溫下保持其強(qiáng)度。漿和灰泥中使用的耐火劑可以相同或不同。適合的耐火劑包括但不限于熔融二氧化硅、硅灰、鋯石、氧化鋁、硅鋁酸鹽、石墨、氧化鋯、鋯石、氧化釔、及他們的組合。適當(dāng)?shù)?，耐火劑占漿或熔模鑄造模的總固體含量的至少約60重量％、至少約65重量％、至少約70重量％、至少約75重量％、至少約80重量％或至少約85重量％。適當(dāng)?shù)兀突饎┱紳{或熔模鑄造模的總固體含量的少于約99重量％、少于約98重量％、少于約97重量％、少于約95重量％、少于約93重量％或少于約90重量％。本發(fā)明的槳和熔模鑄造?？梢赃M(jìn)一步包含任選的增強(qiáng)劑。增強(qiáng)劑是有助于強(qiáng)化熔模鑄造模的試劑。適合的增強(qiáng)劑可以包含纖維狀或針狀物質(zhì)例如玻璃纖維、陶瓷薄片狀或針狀晶體、碳纖維或塑料纖維。適合的增強(qiáng)劑包括但不限于VANSILW(硅灰石，可商購自RTVanderbilt&Co.,Norwalk，CT)、ChoppedStrand979玻璃纖維(可商購自SaintGobainVetrotex,ValleyForge,PA)、和STEALTH1/8，聚丙烯纖維(可商購自SyntheticIndustries,Inc.,ChickamaugaGA)。適當(dāng)?shù)?，增?qiáng)劑占漿或熔模鑄造模的總固體含量的至少約0.1重量％、至少約0.05重量％、至少約0.1重量％、至少約0.2重量％、至少約0.3重量％或至少約0.4重量％。適當(dāng)?shù)兀鰪?qiáng)劑占漿或熔模鑄造模的總固體含量的少于約5重量％、少于約3重量％、少于約2重量％、少于約1.5重量％、少于約1重量％、少于約0.75重量％或少于約0.6重量%?？梢赃m當(dāng)?shù)匕跐{中的其他任選的成分包括有機(jī)成膜劑，有機(jī)成膜劑可以改善熔模鑄造模的生坯強(qiáng)度(greenstrength)。適合的成膜劑包括但不限于水性聚乙酸乙烯酯乳劑、聚乙烯醇和藻酸銨。還可以任選地包含粘土，以改善漿涂層的性質(zhì)。也可以任選地包含成核劑以控制晶粒(grain)尺寸。適合的成核劑包括但不限于耐火鈷化合物，例如鋁酸鹽、硅酸鹽、鈦酸鹽、氧化物及它們的組合。還可以任選地包含表面活性劑，以改善漿潤濕蠟?zāi)５哪芰Σ椭潘?。適合的表面活性劑包括但不限于非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了用于熔模鑄造的包含熱解金屬氧化物的漿或殼模，其中漿或殼模中存在的總熱解金屬氧化物的至少約25%、至少約35%、至少約45%、至少約50%、至少約55%、至少約60%、至少約65%、至少約70%、至少約75%、至少約80%、至少約85%、至少約90%、至少約95%、或至少約99%為可分散的熱解金屬氧化物、摻雜的熱解金屬氧化物或它們的組合。熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物可以以穩(wěn)定的分散體的形式適當(dāng)?shù)靥砑又翝{中或存在于漿中。殼模的生坯總重中還可以適當(dāng)?shù)卮嬖谥辽偌s0.2重量％、至少約0.5重量％、至少約0.75重量％、至少約1重量％、至少約2重量％、至少約3重量％、至少約4重量％、至少約5重量％、至少約7.5重量％、或至少約10重量％的可分散的熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物。生坯殼模形式的總重中還可以適當(dāng)?shù)卮嬖谏儆诩s50重量％、少于約40重量％、少于約30重量％、少于約25重量％、少于約20重量％、或少于約15重量％的可分散的熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物。漿可以適當(dāng)?shù)匕紳{的總固體含量至少約0.5重量％的可分散的熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物。漿還可以適當(dāng)?shù)匕紳{的總固體含量至少約0.75重量％、至少約1重量％、至少約2重量％、至少約3重量％、至少約4重量％、至少約5重量％、至少約7.5重量％、至少約10重量％、或至少約15重量％的可分散的熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物。漿可以適當(dāng)?shù)匕紳{的總固體含量少于約40重量％、少于約35重量％、少于約30重量％、少于約25重量％、或少于約20重量％的可分散的熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物。本發(fā)明的模和漿可以適當(dāng)?shù)匕澈蟿?，所述粘合劑包含膠體金屬氧化物和熱解金屬氧化物兩者。適當(dāng)?shù)?，熱解金屬氧化物是可分散的熱解金屬氧化物、摻雜的熱解金屬氧化物、摻雜的分散熱解金屬氧化物、中值二次粒徑小于約300nm的熱解金屬氧化物、或以熱解金屬氧化物分散體的形式提供。適當(dāng)?shù)兀瑢τ诿恐亓糠轃峤饨饘傺趸?，粘合劑包含至少約0.1重量份、至少約0.25重量份、至少約0.5重量份、至少約1重量份、至少約1.25重量份、至少約1.5重量份、至少約2重量份、至少約2.5重量份或至少約3重量份的膠體金屬氧化物。適當(dāng)?shù)?，對于每重量份熱解金屬氧化物，粘合劑包含少于約IOO重量份、少于約50重量份、少于約20重量份、少于約15重量份、少于約10重量份、少于約9重量份、少于約8重量份、少于約7重量份或少于約6重量份的膠體金屬氧化物。本發(fā)明的熔模鑄造?？梢燥@示出比未使用包含可分散的熱解金屬氧化物的粘合劑而制備的那些熔模鑄造模更優(yōu)的強(qiáng)度特性。例如，與未使用包含可分散的熱解金屬氧化物的粘合劑制備的相似的棒相比，包含可分散的熱解金屬氧化物、摻雜的熱解金屬氧化物的處于生坯狀態(tài)、濕狀態(tài)、或燒結(jié)狀態(tài)的?；蚴褂脽峤饨饘傺趸锓稚Ⅲw制備的模的斷裂模數(shù)(以MPa計(jì))可以增加至少約10%、至少約20%、至少約25%、至少約30%、至少約35%、至少約40%、至少約45%、至少約50%、至少約50%、或至少約60%。在本文中，"燒結(jié)強(qiáng)度"是指模被加熱至高于卯0°C并冷卻后的強(qiáng)度。在本文中，"熱強(qiáng)度"是指模在900。C至120(TC之間的溫度下的強(qiáng)度。在本文中，"濕強(qiáng)度"是指模在水中煮沸10分鐘并且未經(jīng)干燥的強(qiáng)度。在本文中，且本領(lǐng)域中已知，模的"生坯強(qiáng)度"是已經(jīng)干燥但未經(jīng)其他處理的鑄模的強(qiáng)度。本發(fā)明的熔模鑄造?？梢燥@示出比未使用包含可分散的熱解金屬氧化物的粘合劑而制備的那些熔模鑄造模更低的表面粗糙度。例如，與未使用包含可分散的熱解金屬氧化物而制備的相似的棒相比，模的表面粗糙度(使用表面光度儀測量，以rms(均方根)計(jì))降低至少約1%、至少約2%、至少14約5%、至少約10%、至少約15%、至少約20%或至少約50%。本發(fā)明的漿可以通過本領(lǐng)域中已知的任何技術(shù)適當(dāng)?shù)刂苽?。例如，如果使用干成分例如耐火劑和增?qiáng)劑，則可使用犁式混合器將其組合。隨后，可以將熱解金屬氧化物分散體、摻雜的熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物分散體與其他液體例如水或醇加入，并繼續(xù)混合?？梢允褂盟峄驂A將所述漿調(diào)至期望的pH?？梢酝ㄟ^將漿施用至由例如蠟、熱塑性材料或可以通過熔化、燒結(jié)或剝離來去除的任意其他材料制成的預(yù)成型的模型來適當(dāng)?shù)匦纬扇勰ｈT造模。在施用漿的一個(gè)或多個(gè)其它層之前，可以將漿干燥。隨后的槳可以與第一種(最初的)漿相同或不同。如果需要，在將各層干燥之前，可以將耐火劑的灰泥層沉積到槳層之間。灰泥可以通過任意方法沉積，包括但不限于浸漬、篩分或噴灑。適當(dāng)?shù)?，可分散的熱解金屬氧化物或摻雜的熱解金屬氧化物遍布整個(gè)殼。一旦形成模并干燥，就可以適當(dāng)?shù)?例如使用熱)將預(yù)成型的模型去除。以下的實(shí)施例的目的僅是為了進(jìn)行說明，不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的范圍的限制。實(shí)施例實(shí)施例h用于熔模鑄造的槳的制備通過將表1中列出的各成分組合制備5種不同的組合物。使用VPDispW7330N(可商購自EvonikDegussaCorporation的水基穩(wěn)定的熱解二氧{七硅分散體，具有30n/。的固體含量并使用NaOH穩(wěn)定)、LUDOXSM-30(可商購自GraceDavison的水基膠體二氧化硅，具有30%的固體含量并使用NaOH穩(wěn)定)、或兩者的組合作為粘合劑。耐火成分包含Sil-Co-Sil75和Sil-Co-Sil125，其為熱解二氧化硅粉末(可商購自U.S.SilicaCompanyBerkeleySprings,WV)，分別為75目和125目粒度部分。組合物中還包含針狀硅灰石無機(jī)增強(qiáng)劑VANSILW(可商購自RTVanderbilt&Co.，Norwalk,CN)。使用抹刀將熔融二氧化硅與硅灰石組合。添加粘合劑LUDOXSM-30禾口/或VPDispW7330N，使用旋轉(zhuǎn)混合器(FlacktecSpeedMixerDAC150)將漿混合。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實(shí)施例2:包含膠體二氧化硅和熱解二氧化硅的組合物的沉降度和流變學(xué)依照實(shí)施例1中描述的批次和方法制備包含100%膠體二氧化硅分散體、75%膠體二氧化硅分散體和25%熱解二氧化硅分散體、50%膠體二氧化硅分散體和50%熱解二氧化硅分散體、25%膠體二氧化硅分散體和75%熱解二氧化硅分散體、和100%熱解二氧化硅分散體的組合物。將組合物靜置18小時(shí)而不進(jìn)行擾動。18小時(shí)后發(fā)現(xiàn)組合物已沉降，形成表2中所列厚度的上清液層，所述厚度以樣品的總液體高度的百分比表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實(shí)施例3:使用實(shí)施例1的組合物形成棒鑄件實(shí)施例1的各組合物顯示出不同的流變學(xué)，并因此當(dāng)其各自用于通過浸漬涂布蠟?zāi)r(shí)產(chǎn)生不同厚度的層。因此，為測試與厚度無關(guān)的成型的組合物的強(qiáng)度，通過將實(shí)施例1的各組合物倒入具有Bytac⑧(與鋁支撐背襯結(jié)合的TeflonFEP樹脂膜層壓材料)襯里的丙烯酸片制成的兩半模來形成2.5x30x0.6cm或2.5x30x0.3cm的長方形棒。將棒干燥過夜。干燥完成后，將模拆開，并將生坯狀態(tài)的棒去除。在使用100%LUDOXSM-30膠體二氧化硅作為粘合劑制成的棒中，在干燥過程中粗熔融二氧化硅沉降，留下光亮的有裂紋的上表面。與此相反，當(dāng)使用100。/。VPDispW7330N熱解二氧化硅作為粘合劑時(shí)，在干燥過程中粗熔融二氧化硅保留在懸浮體中，得到沿其厚度更為均一的棒。此外，使用100%LUDOXSM-30制成的厚度為3mm的棒在干燥過程中呈現(xiàn)邊緣開裂。在使用100。/。VPDispW7330N制成的棒中未出現(xiàn)開裂。對于如實(shí)施例1所述的由不同比例的VPDispW7330N和LUDOXSM-30制成的每種棒而言，在干燥過程中由于開裂導(dǎo)致的失誤率示于圖2中。實(shí)施例4:根據(jù)實(shí)施例3形成的棒的密度測量了根據(jù)實(shí)施例3形成的生坯強(qiáng)度棒的整體密度(bulkdensity)。稱量每種棒的樣品以得到其質(zhì)量(克)，隨后用聚氨酯將各樣品密封以使得樣品的孔隙不能被液體透過。使用每種棒的丙酮置換(ml)來計(jì)算每種樣品的整體體積(bulkvolume),通過用質(zhì)量除以整體體積來計(jì)算整體密度。結(jié)果示于表3中。表3粘合劑組合物干質(zhì)量(g)體積(mL)密度(g/cc)100%膠體Si02:0%熱解Si023.411.7751.9275%膠體Si02:25%熱解Si024.132.2131.8750%膠體Si02:50%熱解Si024.832.601.8625%膠體Si02:75%熱解Si024.512,4381.85100%熱解Si02:0%膠體Si023.551.9251.84實(shí)施例5:根據(jù)實(shí)施例2形成的棒的生坯強(qiáng)度使用3點(diǎn)彎曲(撓曲)實(shí)驗(yàn)測量根據(jù)實(shí)施例2制成的鑄造棒的生坯狀態(tài)的斷裂強(qiáng)度，以根據(jù)下式測定斷裂模數(shù)17<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>用3點(diǎn)彎曲夾具固定TiniusOlsenH50KT(可商購自TiniusOlsen,Horsham,PA)被用來測量斷裂各棒所需的力。將各棒置于TiniusOlsenH50KT的兩個(gè)下方的桿頂上。隨后使上方的桿以每分鐘1英寸的恒定速率下降直到其碰到棒并使棒斷裂。記錄斷裂棒所需的力。由于MOR測量結(jié)果在一個(gè)樣品與下一個(gè)樣品之間容易有顯著變化，因此為了統(tǒng)計(jì)學(xué)精確性，對于每種組合物進(jìn)行至少20次測量。結(jié)果示于下面的表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>實(shí)施例6:根據(jù)實(shí)施例3形成的棒的濕強(qiáng)度通過將根據(jù)實(shí)施例3形成的生坯狀態(tài)的棒置于裝有沸水的燒杯中并在水繼續(xù)沸騰期間在其中保持10分鐘來測量組合物的濕強(qiáng)度。在所述10分鐘結(jié)束之后，將濕狀態(tài)的棒立即從水中移除，并根據(jù)實(shí)施例5測i式MOR。結(jié)果示于下面的表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>實(shí)施例7:根據(jù)實(shí)施例3形成的棒的燒結(jié)強(qiáng)度通過將根據(jù)實(shí)施例3形成的生坯狀態(tài)的棒置于爐中并以5'C/min的速率升溫至100(TC來測量組合物的燒結(jié)強(qiáng)度。lOO(TC下為零受熱時(shí)間(soaktime),—旦達(dá)到1000。C，立即以5°C/min的速率將溫度降至室溫。隨后可以根據(jù)實(shí)施例5對燒結(jié)狀態(tài)的棒進(jìn)行MOR測試。結(jié)果示于表6中。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>假想實(shí)施例8:根據(jù)實(shí)施例3形成的棒的熱強(qiáng)度通過實(shí)施例5中所述的方法測量根據(jù)實(shí)施例2形成的棒的熱強(qiáng)度，不同之處在于用溫度為1200'C和IOOO'C的棒進(jìn)行測試。以5°C/min的速率將棒加熱至120(TC或1000°C，并在達(dá)到期望的溫度后立即如實(shí)施例5所述用高溫3點(diǎn)測試夾具使其斷裂。預(yù)期在各溫度下使用包含熱解二氧化硅的粘合劑形成的棒比僅使用膠體二氧化硅作為粘合劑形成的棒強(qiáng)度更好。假想實(shí)施例9:包含熱解金屬氧化物的漿和模的制備通過將表7中列出的各成分組合制備不同的組合物。VPDISPW740X(水基熱解二氧化鈦分散體，具有40%的固體含量，可商購自EvonikDegussaCorporation)、AERODISPW630(水基熱解氧化鋁分散體，可商購自EvonikDegussaCorporation,具有30°/。的固體含量，并用乙酸穩(wěn)定)、或VPDISPW2650(水基熱解氧化鋯分散體，可商購自EvonikDegussaCorporation,具有50%的固體含量并用氫氧化銨穩(wěn)定)用作粘合劑。耐火成分包含Sil-Co-Sil75和Sil-Co-Sil125(熔融二氧化硅粉末)。組合物中還包含VANSIL⑧W(硅灰石)。使用抹刀將熔融二氧化硅與硅灰石組合。添加粘合劑VPDISPW740X、AERODISPW630或VPDISP，使用旋轉(zhuǎn)混合器(FlacktecSpeedMixerDAC150)將漿混合。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>如實(shí)施例3所述，由表7中的各組合物鑄造棒。根據(jù)實(shí)施例5-8測量棒的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度、濕強(qiáng)度、和熱強(qiáng)度。預(yù)期與根據(jù)實(shí)施例3的由100%膠體二氧化硅形成的棒相比較，所述棒顯示出更好的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度、濕強(qiáng)度和熱強(qiáng)度。實(shí)施例IO:包含表面修飾的分散的熱解二氧化硅的漿和模的制備使用Jiffy槳葉混合器，以表8中列出的比例將鋯石粉(-325)、LUDOX⑧SM30(可商購自W.R.Grace,Columbia,MD的膠體二氧化硅分散體)和VPDispW3530N(可商購自EvonikDegussaCorporation的化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾的zR性的分散熱解二氧化硅)混合24小時(shí)以形成漿。在初始的混合期之后添加可商購自VictorChem.Co.的表面活性劑VICTAWET12(有機(jī)磷酸酉旨)以促進(jìn)蠟?zāi)５臐櫇瘛{的粘度調(diào)至14秒(使用Zahn糾杯測量)。以漿中的粘合劑成分(熱解二氧化硅和膠體二氧化硅)和耐火劑成分的不同質(zhì)量比(Rw值)，使用膠體二氧化硅(LUDOX⑧SM-30)和熱解二氧化硅(VPDispW3530N)的各種相應(yīng)混合物鑄造平板(plate)。表8:使用-325目鋯石，加入不同粘合劑類型和量的漿組合物。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>用鑄造蠟涂布長方形不銹鋼棒(約l"xl/4"x8")。將棒浸入漿中并在被取出之前保持10秒。從棒上將漿排去直至滴落停止，立即將經(jīng)涂布的棒浸入填充了鋯砂灰泥的流化床，并迅速自灰泥中取出。將棒在25"C下和55。/。的相對濕度下保溫一小時(shí)。重復(fù)所述將棒浸入漿和灰泥，并且干燥1小時(shí)的步驟，直至沉積7層漿和灰泥為止。隨后將棒浸入漿中并在被取出之前保持10秒。從棒上將漿排去直至滴落停止。在25'C下和55%的相對濕度下將棒干燥過夜。砂磨(sandoff)除去殼的邊緣，從棒上取出包含鑄造耐火材料的兩個(gè)平板。將板置于標(biāo)準(zhǔn)的3點(diǎn)彎曲夾具上并加負(fù)載直至斷裂。對于干生坯測試，在樣品干燥時(shí)在室溫下進(jìn)行測試。對于濕生坯測試，將樣品在水中煮沸10分鐘，隨后將其自水中取出并立即進(jìn)行測試。對于燒結(jié)測試，在測試前將樣品加熱至100(TC，隨后冷卻至室溫。測量在斷裂前施加到樣品上的最大負(fù)載，以及斷裂時(shí)板的厚度。通過式MOR=3PL/2bh2計(jì)算斷裂模數(shù)，其中，P=斷裂負(fù)載(N)L=支持物間的樣品長度(m)b=樣品的寬度(m)h=斷裂時(shí)樣品的厚度(m)表9、10和11分別顯示了以漿中的粘合劑成分(熱解二氧化硅和膠體二氧化硅)和耐火劑成分的不同質(zhì)量比(Rw值)，使用膠體二氧化硅(LUDOXSM-30)和熱解二氧化硅(VPDispW3530N)的各種相應(yīng)混合物鑄造的平板的干生坯強(qiáng)度、濕強(qiáng)度和燒結(jié)強(qiáng)度的結(jié)果。表9:使用不同比例的膠體二氧化硅和水性的分散熱解二氧化硅的平板鑄件的干強(qiáng)度所使用的粘合劑斷裂模數(shù)(Psi)Rw=0.06Rw=0.09Rw=0.12100%LUDOXSM-3025%VPDispW3530N、75%LUDOXSM-3050%VPDispW3530N、50%LUDOXSM-3075%VPDispW3530N、25%LUDOXSM-30100%VPDispW3530N823.78865.47730.06846.62962.99823.94865.19893.30883.52629.12654.67564.50680.73623.03454.01表10:使用不同比例的膠體二氧化硅和水性的分散熱解二氧化硅的平板鑄件的濕強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>^iil使用不同比例的膠體二氧化硅和水性的分散熱解二氧化硅的平板鑄件的燒結(jié)強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>實(shí)施例11:用熱解氧化鋁分散體制成的漿和模的制備根據(jù)實(shí)施例10，用VPDisp⑧W740ZX(熱解氧化鋁分散體)制備鑄件，根據(jù)實(shí)施例10測量鑄件的干強(qiáng)度，結(jié)果示于表12中。表12:使用VPDispW740ZX(熱解氧化鋁分散體)以及VPDispW740ZX和LUDOXSM-30(膠體二氧化硅)的組合制成的鑄件的干強(qiáng)度。粘合劑Rw=0.06Rw=0.09Rw=0.1225%VPDispW740ZX、75%LUDOXSM-30VPDispW740ZX628psi451psi1153psi假想實(shí)施例12:使用鈰摻雜的二氧化硅制成的漿和模的制備通過在約13(TC下將4.44kg/h的SiCU蒸發(fā)，并將其引入圖1所示的燃燒器的中心管來制備鈰摻雜的熱解二氧化硅。制備參數(shù)在表13中給出。此外，向中心管提供3Nm3/h的第一氫氣(primaryhydrogen)和8.7Nm3/h的空氣。氣體混合物從內(nèi)部的燃燒器噴嘴流出并在燃燒室以及隨后的與之串聯(lián)的水冷燃燒管中燃燒。在環(huán)繞中心噴嘴的外套噴嘴中提供0.5NmVh的外套氫氣或第二氫氣(secondaryhydrogen)以防止結(jié)塊。氣溶膠從軸管流出，流入中心管。所述氣溶膠為在氣溶膠發(fā)生器中通過5%的氯化鈰(111)水溶液的超聲波霧化以205g/h的量制備的鈰鹽氣溶膠。使用0.5Nm3/h的空氣作為載氣，使鈰鹽氣溶膠通過熱管(heatedpipe),在約18(TC的溫度下，所述氣溶膠在其中被轉(zhuǎn)化為氣體和鹽晶體氣溶膠。在燃燒器的口處，氣體混合物(SiCV空氣/氫氣、氣溶膠)的溫度為1S0。C。使用冷卻系統(tǒng)，通過減壓抽吸將反應(yīng)氣體和生成的通過熱解制備的鈽摻雜的二氧化硅去除，并因此冷卻至約100至160°C。在過濾器或旋風(fēng)分離器中將固體與氣流分離。摻雜的熱解二氧化硅為白色、細(xì)碎的粉末。在進(jìn)一步的步驟中，通過在升溫下用包含水蒸氣的空氣處理將附著的鹽酸殘留物從熱解二氧化硅上去除。表13:用鈰鹽摻雜的二氧化硅<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>注第一空氣=中心管中的空氣量；第二空氣(secondaryair)=第二空氣；H2中心=中心管中的氫氣；氣體^1度=中心管中噴嘴處的氣體溫度；氣溶膠量=轉(zhuǎn)化為氣溶膠形式的鹽溶液的質(zhì)量流；空氣氣溶膠=氣溶膠中的載氣(空氣)。將鈰摻雜的二氧化硅分散在水中。將水添加至鈰摻雜的二氧化硅中以得到20重量％的摻雜的二氧化硅的混合物。用NaOH將pH調(diào)節(jié)至10，使用可商購自YstralGmbh，Germany的YstralContiTDS-3，通過施加15,000秒—1的剪切力將鈰摻雜的二氧化硅分散。根據(jù)實(shí)施例IO制成漿和模，不同的是使用鈰摻雜的二氧化硅分散體代替VPDispW3530N。根據(jù)實(shí)施例10測量鑄件的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。預(yù)期所述鑄件顯示出比根據(jù)實(shí)施例10由100%膠體二氧化硅形成的鑄件更優(yōu)的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。假想實(shí)施例13:使用鉀摻雜的二氧化硅制成的漿和模的制備通過在約13(TC下將4.44kg/h的SiCU蒸發(fā)，并將其引入圖1所示的燃燒器的中心管來制備鉀摻雜的熱解二氧化硅。制備參數(shù)在表14中給出。此外，向中心管提供3NmVh的第一氫氣和8.7NmVh的空氣。氣體混合物從內(nèi)部的燃燒器噴嘴流出并在燃燒室以及隨后的與之串聯(lián)的水冷燃燒管中燃燒。在環(huán)繞中心噴嘴的外套噴嘴中提供0.5NmVh的外套氫氣或第二氫氣以防止結(jié)塊。氣溶膠從軸管流出，流入中心管。所述氣溶膠為在氣溶膠發(fā)生器中通過0.5%的氯化鉀水溶液的超聲波霧化以215g/h的量制備的鉀鹽氣溶膠。使用0.5NmVh的空氣作為載氣，使鉀鹽氣溶膠通過熱管，在約18(TC的溫度下，所述氣溶膠在其中被轉(zhuǎn)化為氣體和鹽晶體氣溶膠。在燃燒器的口處，氣體混合物(SiCU/空氣/氫氣、氣溶膠)的溫度為180°C。使用冷卻系統(tǒng)，通過減壓抽吸將反應(yīng)氣體和生成的通過熱解制備的鉀摻雜的二氧化硅去除，并因此將顆粒/氣流冷卻至約100至160°C。在過濾器或旋風(fēng)分離器中將固體與氣流分離。摻雜的通過熱解制備的二氧化硅為白色、細(xì)碎的粉末。在進(jìn)一步的步驟中，通過在升溫下用包含水蒸氣的空氣處理將附著的鹽酸殘留物從二氧化硅上去除。表14:使用鉀鹽摻雜SiCUkg/h第一空氣Nm3/h第二空氣Nm3/hH2中心Nm3/hH2外套Nm3/hN2外套Nm3/h氣體溫度°C.±卜JTEL溶液氣溶膠量kg/h空氣氣溶膠Nm3/hBETm2/g4.448.71230.50.31800.5%KC10.2150.5199注第一空氣=中心管中的空氣量；第二空氣=第二空氣；H2中心=中心管中的氫氣；氣體溫度=中心管中噴嘴處的氣體溫度；氣溶膠量=轉(zhuǎn)化為氣溶膠形式的鹽溶液的質(zhì)量流；空氣氣溶膠=氣溶膠中的載氣(空氣)。將鉀摻雜的二氧化硅分散在水中。將水添加至鉀摻雜的二氧化硅中以得到20重量％的摻雜的二氧化硅的混合物。用NaOH將pH調(diào)節(jié)至10，使用可商購自YstralGmbh，Germany的YstralContiTDS-3,通過施加15,000秒"的剪切力將鉀摻雜的二氧化硅分散。根據(jù)實(shí)施例IO制備漿和模，不同的是使用鉀摻雜的二氧化硅分散體代替VPDispW3530N。根據(jù)實(shí)施例10測量鑄件的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。預(yù)期所述鑄件顯示出比根據(jù)實(shí)施例10由100%膠體二氧化硅形成的鑄件更優(yōu)的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。假想實(shí)施例14:使用熱解二氧化硅分散體制成的漿和模的制備1=艮據(jù)實(shí)施例10制成漿和模，不同之處在于使用AERODISPW7622(AEROSIL(粒度為100nm且表面積為300m2/g的熱解二氧化硅)的低粘度、微堿性的水基分散體)代替VPDispW3530N。根據(jù)實(shí)施例10測量鑄件26的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。預(yù)期所述鑄件顯示出比根據(jù)實(shí)施例10由100%膠體二氧化硅形成的鑄件更優(yōu)的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。假想實(shí)施例15:使用熱解二氧化硅分散體制成的槳和模的制備根據(jù)實(shí)施例IO制成槳和模，不同之處在于使用AERODISP⑧W7520N(AEROSIL200(粒度為120nm且表面積為200m2/g的熱解二氧化硅)的低粘度、微堿性的水基分散體)代替VPDispW3530N。根據(jù)實(shí)施例10測量鑄件的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。預(yù)期所述鑄件顯示出比根據(jù)實(shí)施例10由100%膠體二氧化硅形成的鑄件更優(yōu)的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。假想實(shí)施例16:使用熱解的混合金屬氧化物分散體制成的漿和模的制備根據(jù)實(shí)施例10制成漿和模，不同之處在于使用AERODISPW7330N(陽離子化的熱解混合金屬氧化物分散體——用熱解氧化鋁摻雜的熱解二氧化硅)代替VPDispW3530N。根據(jù)實(shí)施例10測量鑄件的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。預(yù)期所述鑄件顯示出比根據(jù)實(shí)施例10由100%膠體二氧化硅形成的鑄件更優(yōu)的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。假想實(shí)施例17:使用熱解的混合金屬氧化物分散體制成的槳和模的制備根據(jù)實(shí)施例10制成漿和模，不同之處在于使用VPDISPW340(二氧化硅和氧化鋁的混合熱解金屬氧化物分散體)代替VPDispW3530N。根據(jù)實(shí)施例IO測量鑄件的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。預(yù)期所述鑄件顯示出比根據(jù)實(shí)施例10由100%膠體二氧化硅形成的鑄件更優(yōu)的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。本文中引用的全部專利、出版物和參考文獻(xiàn)都通過引用并入本文。在本公開與并入的專利、出版物和參考文獻(xiàn)之間存在沖突的情況下以本公開為準(zhǔn)。權(quán)利要求1、熔模鑄造殼，包含耐火顆粒、膠體二氧化硅和中值二次粒徑小于約300nm的熱解金屬氧化物。2、如權(quán)利要求1所述的熔模鑄造殼，其中所述熱解金屬氧化物遍布整個(gè)殼。3、如權(quán)利要求1所述的熔模鑄造殼，其中所述熱解金屬氧化物包括熱解二氧化硅、熱解氧化鋁、熱解二氧化鈦、熱解氧化鋯或它們的組合。4、如權(quán)利要求1所述的熔模鑄造殼，其中所述熱解二氧化硅包括摻雜的熱解二氧化硅。5、如權(quán)利要求4所述的熔模鑄造殼，其中所述摻雜的熱解二氧化硅包含以下離子或它們的組合鈰、銫、銣、鉀、鈉、鋰、鈣、鎂、鈹、鋁、鈦、鐵、鉛、氟、氯或溴。6、如權(quán)利要求1所述的熔模鑄造殼，其中所述膠體二氧化硅與所述熱解金屬氧化物的比例為約20:1至約1:5。7、如權(quán)利要求1所述的熔模鑄造殼，其中所述熱解金屬氧化物將所述殼的燒結(jié)強(qiáng)度、生坯強(qiáng)度或濕強(qiáng)度改善至少約10%。8、如權(quán)利要求1所述的熔模鑄造殼，其中所述熱解金屬氧化物將所述殼的表面粗糙度降低至少約5%。9、如權(quán)利要求1所述的熔模鑄造殼，其中所述耐火顆粒包括鋯石或氧化鋯。10、熔模鑄造殼，包含耐火顆粒和摻雜的熱解金屬氧化物。11、如權(quán)利要求10所述的熔模鑄造殼，其中所述摻雜的熱解金屬氧化物包括慘雜的熱解二氧化硅。12、如權(quán)利要求ll所述的熔模鑄造殼，其中所述摻雜的熱解二氧化硅包含以下離子或它們的組合鈰、銫、銣、鉀、鈉、鋰、鈣、鎂、鈹、鋁、鈦、鐵、鉛、氟、氯或溴。13、如權(quán)利要求10所述的熔模鑄造殼，其還包含膠體二氧化硅。14、如權(quán)利要求13所述的熔模鑄造殼，其中所述膠體二氧化硅與所述摻雜的熱解金屬氧化物的比例為約20:1至約1:5.15、如權(quán)利要求10所述的熔模鑄造殼，其中所述熱解二氧化硅將所述殼的燒結(jié)強(qiáng)度、生坯強(qiáng)度或濕強(qiáng)度改善至少約10%。16、如權(quán)利要求10所述的熔模鑄造殼，其中所述熱解二氧化硅將所述殼的表面粗糙度降低至少約5%。17、如權(quán)利要求10所述的熔模鑄造殼，其中所述耐火顆粒包括鋯石或氧化鋯。18、改善熔模鑄造殼的強(qiáng)度的方法，包括a)將熱解金屬氧化物的水分散體加入耐火漿中；b)在熔模鑄造殼模上沉積所述耐火漿和耐火灰泥的交替的層，所述熱解金屬氧化物的水分散體改善鑄件的強(qiáng)度。19、如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述熱解金屬氧化物的分散體包括熱解二氧化硅的分散體。20、如權(quán)利要求19所述的方法，其中使用以下離子或它們的組合摻雜所述熱解二氧化硅鈰、銫、銣、鉀、鈉、鋰、鈣、鎂、鈹、鋁、鈦、鐵、鉛、氟、氯或溴。21、如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述熱解金屬氧化物的分散體包括熱解金屬氧化物的穩(wěn)定的分散體。22、制備熔模鑄造殼的方法，包括a)將熱解金屬氧化物的分散體加入耐火漿中；b)在熔模鑄造殼模上沉積所述耐火漿和耐火灰泥的交替的層。23、如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述熱解金屬氧化物的分散體包括熱解二氧化硅的分散體。24、如權(quán)利要求23所述的方法，其中使用以下離子或它們的組合摻雜所述熱解二氧化硅鈰、銫、銣、鉀、鈉、鋰、鈣、鎂、鈹、鋁、鈦、鐵、鉛、氟、氯或溴。25、如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述熱解金屬氧化物的分散體包括熱解金屬氧化物的穩(wěn)定的分散體。26、制備熔模鑄造殼的方法，包括將摻雜的熱解金屬氧化物加入殼中。27、如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述摻雜的熱解金屬氧化物以水分散體的形式加入。28、如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述慘雜的熱解金屬氧化物分散體包括摻雜的熱解二氧化硅分散體。29、如權(quán)利要求28所述的方法，其中將摻雜的熱解二氧化硅分散體加入殼的步驟包括a)將摻雜的熱解二氧化硅分散體加入耐火槳中；b)在熔模鑄造殼模上沉積所述耐火漿和耐火灰泥的交替的層。30、如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述熱解金屬氧化物的分散體包括熱解金屬氧化物的穩(wěn)定的分散體。全文摘要本發(fā)明涉及用于熔模鑄造的熱解金屬氧化物；具體地，涉及通過將作為粘合劑的熱解金屬氧化物分散體或摻雜的熱解金屬氧化物加入鑄造殼來制備熔模鑄造殼。包含所述熱解金屬氧化物的熔模鑄造殼具有改善的特性，例如更高的強(qiáng)度和更低的表面粗糙度。文檔編號B22C1/00GK101626854SQ200880003465公開日2010年1月13日申請日期2008年1月29日優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日發(fā)明者F·克萊斯西格,R·約翰遜,S·內(nèi)茨申請人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司