JPH01305865A - 溶融セラミックス組成物を急速凝固させる方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶融体を急速に冷却して固体材料を生産す
ることに関する。より詳しく述べれば、この発明は、溶
融したセラミックス組成物を冷却して、無定形であり及
び／又は非常に細かい微細構造を有する固体製品を製造
することに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕少なく
とも２種の化学的に別個の材料を含んでなる多数の組成
物は、溶融した場合に安定な溶液を形成するが、凝固し
た場合には自然に二又は三辺上の相に分離する。本質的
には単一の化学物質である一部の組成物は、理論上はど
のような特定の温度及び圧力においても平衡時にはただ
一つの固相のみを有すると信じられるとは言うものの、
溶融体から急速に冷却された場合には平衡相とは別に又
はそれ以外に別個の相を形成することができる。後者の
タイプの材料の重要な例はアルミナであって、これは、
たとえ標準の温度及び圧力における唯一の平衡結晶形が
αであると信じられるとしても、溶融体から急速に冷却
された場合にはγ、δ及びθのような準安定「転移」相
で存在することが可能であることが分っている。両方の
これらのタイプの組成物を、ここでは「多相凝固組成物
」と表記する。

平衡時に少なくとも二つの別個の相を有するタイプの溶
融した多相凝固組成物をゆっくり冷却する場合、そして
通常のとおりに安定な面相のうちの一つが他のものより
も高い平衡凝固温度を有する場合には、遅い冷却速度は
凝固する第一の相に大きな分域（ｄｏｍａｉｎ）を形成
させるので、結果として非常に不均質な固体構造の得ら
れるのが普通である。これらの大きな分域は、後に、凝
固が完了してから−又は二辺上のほかの相のマトリック
スに埋め込まれる。

どちらかのタイプの多相凝固組成物の冷却が十分に速い
場合には、平衡時に共存することのできる全ての面相が
通常速やかに生じ、そのためそれぞれの別々の相の粒子
は非常に小さくなることができる。場合によっては、平
衡相は少しも生じずに、無定形であり又は、平衡時に同
じ組成物から生じるであろう固相の全ての非常に小さい
分域を恐らく含んでなる、実際上はそうではなく未知の
「擬似相」のように見えるような細かい微細構造を有す
る、準安定固体になることがある。そのような準安定固
体は、しばしば実用上有用な性質を有し、そして、急速
な冷却以外の手法によっては容易に又は経済的に得るこ
とができない。例えば、１９８６年１月２１日発行のナ
ツプ（Ｋｎａｐｐ）の米国特許第４５６５７９２号明細
書は、ジルコニア及び安定化用酸化物の急速に凝固させ
た共融解物が優れた焼結セラミックス物体を製造するこ
とのできる粉末を与える、ということを教示する。この
米国特許明細書で注目される冷却方法は、空気中で又は
金属板もしくは球の上もしくは間の薄い層で冷却するこ
とを包含する。１９８３年１１月１６日公開の欧州特許
出願第００９４０３０号明細書は、冷たい液体の噴射を
利用して、冷却によりセラミックスを生じる種々の液体
組成物の急速な冷却を果すことを教示する。

従来のこの技術分野において公知であるそのほかの冷却
方法が、１９８４年にオノ＼イオ州コロンバスの金属及
びセラミックス情報センター・バラチル（Ｂａｔｔｅｌ
ｌｅ）・コロンバス研究所により刊行された“Ｒａｐｉ
ｄ　５ｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｅｒａｍ
ｉｃｓ″′に論評されている。この参考文献のうちの本
発明に最も関連があると信じられる部分は、第６〜２０
頁の部分であり、そしてこのうちの特に最も関連のある
部分は第２．７，８．１１及び１８図と、これらの図の
それぞれに関する説明文である。第２図は、固体粉末を
それが多分溶融させられるプラズマトロンへ入れて行な
う方法を示す。溶融液の小滴はその後、プラズマトロン
を通るアルゴンガスの流れにより推進されて冷却用の金
属円盤の表面上へ至る。第７図は、回転している円筒の
表面へ流れてゆく溶融材料の連続流を示し、溶融材料は
そこで冷却され、そしてそれはそこから連続の急冷フィ
ルムとして引きはがされよう。第８図は、回転している
急冷ドラムの内面へ流れてゆく液体の同様の流れを示す
。第１１図は、［イメージ遊動域（ｉｍａｇｅ　ｆｌｏ
ａｔｉｎｇ　ｚｏｎｅ）　Ｊからの液体が、多分不連続
の、高圧のガスの送風によって水冷基体上へやられる方
法を示す。第１８図は、塩の溶液が、溶媒が蒸発しそし
て塩が分解して微細な粉末を生じる加熱された空間へミ
ストの形で吹き込まれる方法を説明する。これは急速な
凝固法ではないが急速凝固によって作られた粉体と同様
の粉体を時として製造する、と述べられている。

このバラチルの参考文献中の特に関連のある解説が第１
９頁にあり、すなわち、「公表された文献によれば、実
験室規模の処理法のみがセラミックス材料の急速な凝固
について開発されているに過ぎない、と結論を下すこと
ができる。」１９８０年５月６〜８日に開催された第２
５回国立ＳＡＭＰＩＥシンポジウム及び展示会の記録の
第６７〜７４頁に発表されたマリンジャー（Ｒ，Ｅ、　
Ｍａｒｉｎｇｅｒ）　による論文”Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏ
ｎ　ａｎｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　Ｒａｐｉｄ
ｌｙＱｕｅｎｃｈｅｄ　八ｌｕｍｘｎｕｍ　ＰｏＷｄｅ
ｒｓ”は、その第２．２６２節に、アルミニウム合金の
溶融しだ液滴を冷却されているドラムへぶつけてアルミ
ニウムのフレ一りを製造する方法を記載する。しかしな
がら、この参考文献は、セラミックス材料の急速な冷却
を少しも示さず、また使用する噴霧化方法についての詳
細を少しも示していない。

〔課題を解決するための手段及び作用効果〕（ａ）溶融
した多相凝固組成物を分割して細かい液体小滴にする工
程、（ｂ）これらの細かい液滴を、いまだに少なくとも
部分的に液体である間に、熱伝導率が十分に大きく且つ
多相凝固組成物を凝固させるのに十分なだけ低い温度に
維持された移動する連続の（ｓｏｌｉｄ）冷却面であっ
て、液滴がこの冷却面と接触している領域に対し垂直な
方向で測定してそれらが上記の連続の冷却面と接触して
いる面積の平方根の部分の一未満の厚さの凝固した別々
の「平たい物体」になる十分なだけの速度を有するもの
に対して、当該液滴をぶつからせるのに十分なだけの運
動量をそれらに与える高速の流体の流れでもって運ぶ工
程、及び、（ｃ）これらの平たい物体を上記の冷却面か
ら分離する工程、を包含している方法によって、セラミ
ックスの多相凝固組成物のための格別に有利な急速凝固
を達成することができる、ということが見いだされた。

本発明のもう一つの態様には、（ａ）溶融したセラミッ
クスの多相凝固組成物を分割して細かい液体小滴にする
工程、（ｂ）これらの細かい液滴を、いまだに少なくと
も部分的に液体である間に、多相凝固組成物を凝固させ
るのに十分なだけ低い温度に維持された移動する連続の
冷却面であって、液滴がこの冷却面と接触した後にそれ
らをそれら自体がこの冷却面から自然にはがれる小さな
別々の物体に変える速度を有するものに対して、当該液
滴をぶつからせるのに十分なだけの運動量をそれらに与
える高速流体の流れでもって運ぶ工程、及び、Ｉｃ）工
程（ｂ）で作られた小さな別々の物体を集める工程、が
含まれる。

この発明の上述の第一の態様に従う急速凝固は、（ａ）
細かい十分に溶融したセラミックスの多相凝固組成物の
液体小滴の流れを連続的に生じさせるだめの手段、（ｂ
）この多相凝固組成物を完全に凝固させるのに十分なだ
け低い温度に維持された移動する連続の冷却面、（ｃ）
上記の多相凝固組成物の液体小滴を、いまだに少なくと
も部分的に液体である間に、液体小滴が上記の冷却面と
接触する領域に対し垂直な方向で測定して液体小滴が上
記の連続の冷却面と接触している面積の平方根の部分の
一未満の厚さの別々の固体の「平たい物体」を上記の冷
却面上で形成するように、この冷却面へこれらの液体小
滴をぶつからせるのに十分なだけの運動量をそれらに与
える高速流体の流れで運ぶための手段、及び、（ｄ）上
記の冷却面からこれらの平たい物体を分離するための手
段、を含んでなる新しい種類の装置の助けによって有利
に果すことができる、ということも見いだされた。

この発明の第二の態様に従う方法を実施するのに適して
いる新規な装置は、（ａ）細かい十分に溶融したセラミ
ックスの多相凝固組成物の液体小滴の流れを連続的に生
じさせるための手段、（ｂ）この多相凝固組成物を完全
に凝固させるのに十分なだけ低い温度に維持された移動
する連続の冷却面、（ｃ）上記の多相凝固組成物の液体
小滴を、それらをそれら自身が上記の冷却面から自然に
はがれる小さな別々の物体に変えるように適切な速度の
上記の冷却面へ、これらの液体小滴をぶつからせるのに
十分なだけの運動量をそれらに与える高速流体の流れで
もって運ぶための手段、及び、（ｄ）工程（ｃ）で作ら
れた別々の固形物体を集めるための手段、を含んでなる
。

この発明による方法及び装置は両方とも、焼結して良好
な物理的性質を有するセラミックス物体を与える焼結可
能なセラミックス粉体を商業的に生産する規模で運転す
るのに適している。

次に、本発明の好ましい態様を説明する。

結果として多相凝固組成物の平たい物体を生じるこの発
明の態様で使用するための好ましい冷却面は、金属の「
回転表面」、すなわち、「母線（ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ
　ｃｕｒｖｅ）　Ｊと呼ばれる何らかの曲線の弧に「回
転軸」と呼ばれる直線の周囲を、母線上のいずれの所定
の点から回転軸までの距離をも一定に保ちながら移動さ
せて生じさせることができる表面、である。普通の直円
柱は、回転表面の最も一般的な例であり、この発明で使
用するのに十分であるけれども、最も好ましい冷却面は
、中央部が縁よりくぼんでいる回転面である。冷却面の
大きさは、好ましくは、それに向う液体小滴の全体の流
れを遮るのに十分なだけ大きい。はとんど等しく申し分
のない別法は、一つの冷却面に当たり損ねた原料が別の
冷却面と接触するように配列した二又は三辺上の冷却面
を用いることである。

多相凝固組成物の平たい物体を製造するのに用いられる
冷却面は、好ましくは、大きな熱伝導率、すなわち、ア
ルミニウム、銅もしくは他の鋳貨金属、又はそれらの合
金の表面を用いて達成されるであろうような、少なくと
も１．３Ｊ／ｓ・℃の熱伝導率を有し、そして熱伝導率
がなお大きくなればなるほど一層好ましくなる。標準的
には、この発明による方法を長期間連続して実施する間
は、回転表面の内側を冷い液が流動するような慣用的で
あって都合のよい手段により冷却面自体を冷却すべきで
ある。

この発明の方法を使用して平たい物体を製造する場合に
は、好ましくは冷却面を、それに突き当たる実質上全て
の液体小滴が別の液体小滴により冷却面上で一時的に形
成されている平たい物体の一つではなく冷却面自体に接
触するのを保証するのに十分なだけ速い速度で移動させ
るべきである。

とは言うものの、多相凝固組成物の小滴と冷却面との間
の所望の接触を妨げる空気流を冷却面の上に生じさせる
ほど速く冷却面が移動することがないように注意すべき
である。厳密な値は、使用する推進流体の流れの詳細、
装置の他の幾何学的特徴、及びこの方法で使用する多相
凝固組成物の化学的性質に依存しよう。

平たい物体ではなく、自然にはがれる、多相凝固組成物
の通常は丸くなった物体を製造するのに使用される本発
明の第二の態様については、金属の表面上に酸化物の適
度に厚い層を形成させて熱伝導率を低下させることを条
件に、同じ種類の基本釣な冷却面を使用することができ
る。そのような層は、下記において更に説明する冷却面
のために好ましい材料である高調合金アンプコロイ（Ａ
ｍｐｃｏｌｏｙ）　９４８の上に、冷却面をプラズマト
ーチからの流出流に暴露して形成することができよう。

液体小滴は、液体の多相凝固組成物の連続流が加えられ
、又は液体の多相凝固組成物の液滴が実質的に一貫した
速度で加えられる、冷却面へ向う高速流体の流れによっ
て作られるのみならず推進される。このガス流の速度は
、液体の流れを妥当な大きさの液滴に十分分散させるの
に十分なだけ大きくすべきであり、そして更にガス流の
速度及び温度を、液滴が冷却面に対してぶつかる時点に
おいてなお少なくとも部分的に液体であるように連帯的
に調節すべきである。一般に、ガス流の速度は少なくと
も２００ｍ／ｓであることが好ましく、完全な音速、す
なわち空気については約３３０　ｍ　／ｓであることが
なお一層好ましい。

標準的に、推進用の流体としては気体が好ましく、そし
ていずれの場合にも、この流体は液体の多相凝固組成物
とのどのような望ましくない化学反応をも回避するよう
に選定すべきである。普通は、空気、窒素、又はアルゴ
ンのような希ガスのうちの一つが、申し分のない推進ガ
スを供給する。

必要ならば、ガスを加熱して多相凝固組成物の小滴の早
過ぎる冷却を防止してもよいが、多くの場合は標準的な
室温のガスで十分である。

噴霧化及び推進は、（ｉ）噴霧化すべき液体多相凝固組
成物の流れよりも幅が少なくとも１．２５倍広い出口区
画を境界を定める壁の一部に有する溜めを含んでなる推
進ガスの出口を用意し、（１１）この溜めへ、上記の出
口区画の各部分と前述の移動する冷却面との間の距離を
最短にする方向の線に沿って測定して少なくとも２００
ｍ／ｓの十分な推進速度で上記の出口区画を通る推進ガ
スの連続の流れを維持するように、溜めの内部に推進ガ
スの十分な圧力を維持するのに十分なだけ速い推進ガス
の流れを供給し、そして、（ｊｉ）この出口の孔と冷却
面との間の推進ガスの流動によって噴霧化されて複数の
細かい液体多相凝固組成物の小滴になる量の液体多相凝
固分散液を、上記の出口区画と冷却面との間の推進ガス
の流れに加えて、都合よく一緒に達成することができる
。

出口区画は、幅の狭い、直線の又は湾曲したスロットに
することができるけれども、好ましくは、複数の出口孔
であってそれぞれが孔の中心間の距離の十分の九以下の
最大寸法を有するものからなる。孔の配列模様は、好ま
しくは、その幅を一層の個々の孔の最大寸法の少なくと
も５倍程度の広さにすべきであり、最も好ましくは、配
列模様の個々の孔の最大寸法よりも１０〜１５倍広くす
べきである。

出口区画がスロットの形態であろうと、複数の孔であろ
うと、あるいは何らかの他の同等の形態であろうとも、
それは好ましくはその幅の部分の一以下の「局部高さ」
を有する。「局部高さ」なる用語は、全部の区画ではな
く、区画のうちの小部分の高さを指示する。例えば、区
画が平らな水平のスロットである場合には、局部高さは
スロットの垂直方向の寸法となる。それとは異なる、端
部が上方に湾曲している同様のスロットを使用する場合
には、局部高さは前と同じになり、スロットのより大き
くなった配列模様による影響を受けない。出口区画が水
平に広がる配列模様に配置された複数の等しい大きさの
円形の孔からなっている場合には、全ての孔の中心が直
線になっているかそれとも第４図に例示されるような他
の配列模様になっているかにかかわりなく、出口区画の
局部高さは孔のうちの一つの直径である。

好ましいタイプの噴霧化・推進装置のための最も簡単な
配列は、複数の出口孔が水平の直線に並んだ配列模様で
ある。答礼の直径が１．０ｍｍであって一番近い隣りの
孔との間隔が０．５　ｍｍおいている１５個の孔の配列
模様は、いくつかの場合に適切であることが分った。け
れども、この配列に伴う難点は、液体多相凝固組成物が
出口孔のごく近くに持ち込まれない限り、この配列では
液体多相凝固組成物の一部を主要な流れのわきの方へ押
しやる傾向があり、そのため冷却面との接触を果されな
くする推進ガスの流れを生じさせる、ということである
。この理由から、ガスのための出口孔を、第４図に例示
された配列模様のうちの一つのような、閉じた辺と、開
いた辺と、そして内側領域とを有する配列模様に配列す
る方が好ましい。そうすれば、噴霧化すべき量の液体の
多相凝固組成物を配列模様の開いた辺を通る経路に沿っ
て配列模様の内側領域へ持ち込むことができ、液体のい
くらかの実質的な一部分が冷却面との接触を果すことの
ない経路に沿って推進される可能性は、直線配列模様の
出口孔を用いるよりもはるかに少なくなる。

本発明の方法において、−船釣な如く非常に速い冷却速
度が要求される場合には、噴霧化処理によって直径０．
７５　＋ｎｎ＋以下の液滴を作るべきではなく、更に一
層小さい液滴が往々にしてより好ましい。

これに反して、時には、最大限の冷却速度を達成するよ
りも処理量の大きいことが望ましく、そしてそのような
条件下では、より速い冷却速度を用いて得られるよりも
大きく且つ厚いフレークを生じるかなり太き目の液滴が
有用である。この運転様式では、より速い平均冷却速度
が望まれる場合に望ましいよりも冷却面をもっとゆっく
り移動させることも有利であるかもしれない。

平たい物体がこの発明の方法の所望の製品である場合に
は、固体の平たい物体間に重なりができる可能性及び／
又は形成された液体小滴のうちの実質的な一部分が冷却
面と接触できなくなる可能性を最小限にするために、形
成された多相凝固組成物の液体小滴の全てが冷却面に対
しそれのかなり限られた；区画内に当たるように、好ま
しくは、高速のガスの流れをガスのための１又は２個以
上の出口の位置調整、出口の大きさ、及び出口と冷却面
との間隔によって調節すべきである。

時には、多相凝固組成物の凝固した平たい物体は冷却面
から自然にはがれて落ち、あるいは冷却面からはね返り
さえし、そして時には申し分のない製品がそのような運
転条件下で得られよう。しかしながら通常は、凝固した
平たい物体が冷却面に十分なだけ付着している場合には
、最初に冷却面と接触した点から少なくとも短い距離の
間はそれと一緒に移動することが好ましい、ということ
が分っている。これは、冷却面とより長い時間接触する
のを可能とし、またより一貫した製品を製造するのに役
立つ。凝固した多相凝固組成物が冷却面にそのように一
時的に付着するのを促進するためには、冷却面を使用前
に回転ワイヤーブラシ、高級不織研摩材、又は同様の道
具と接触させて表面処理し、極めて滑らかな仕上げより
もむしろ穏当な表面仕上げを施すことが、しばしば有利
である。もちろんながら、一部の多相凝固組成物は、製
品に要求される性質のために十分な滞留時間及び冷却時
間を獲得するのに十分な、非常に滑らかな冷却面に対す
る付着力を有する。

回転する冷却面へ一時的に付着するいずれの多相凝固組
成物の平たい物体も、ぶつかってくる液体多相凝固組成
物の液滴の流れに実質的にきれいで且つ均一な表面が操
作中常に提供されるように、好ましくは、各回転の間に
冷却面から取除かれるべきである。

高融点の多相凝固組成物を使用する場合にプロセスの全
ての変動条件を制御することは極めて困難なため、この
発明による方法を実施する際には供給される液の一部分
のみが所望の平たい物体になり、残りは推進ガスの流れ
において凝固するのがごく普通であって、さもなければ
望みのように処理されない、ということを理解すべきで
ある。

大抵の情況では、所望する平たい物体は本発明の方法で
もって作られた他のタイプの凝固物体から分離すること
ができ、そしてこれらの望まないタイプの凝固物体は本
発明の方法で使用される液の流れへ再循環させることが
でき、そのため最終的には、投入されたものを高い割合
で液の流れにすることができる。

所望の平たい物体を処理操作中に生じた他の小さい固形
物体から分離する方法を、第６図に例示する。乾燥した
混成固形物体はホッパー供給装置７８に入れられ、そこ
から調節された速度で振動供給トラフ７６へ投入される
。トラフ７６に接続する振動機７７は、多相凝固組成物
の混成物体がトラフの末端から送風路（ａｉｒ　ｐｌｅ
ｎｕｍ）７１０の出口の前に落下するまでそれらをゆっ
くりとトラフに沿って移動させる。送風機７１２からの
空気は、そのフローパターンを散開させるため細かいナ
イロン網のポケット７１１　に通され、そしてフローパ
ターンは、薄い平らな板７９を約２１１１１１１ずつ均
一に間隔をあけて離して水平に配置した「積層部（ｓｔ
ａｃｋ）　Ｊを通過させて更に変更が加えられる。それ
らの有する形状のため非常に急速に冷却された多相凝固
組成物のうちの最大の両分を包含する最小で且つ最も薄
いフレークは、送風路７１０から流出する空気によって
より効果的に空中に浮揚されるので、一番遠い距離に運
ばれて容器７１に落下する。空中に浮揚される効果の一
番少ない、最大で且つ最も精密に等しく成形された多相
凝固組成物の粒子は、最も速く落下して容器７５に集め
られる。粒子の中間の両分は、容器？２，７３．７４に
集められる。

大抵の多相凝固組成物にあっては、非結晶性物質を最大
の割合で含有している凝固物体は、結晶性の包含物を実
質的な割合で有する同様の形状の物体よりも水平空気流
でもってもっと遠くへ運ばれる、ということも分った。

従って、第６図の装置は、物体内の無定形物質と結晶性
物質との比が度に基づいて、そのような物体の分離を行
うのに利用することもできる。

本発明の方法のしばしば申し分のない別の態様は、プラ
ズマトーチからの排出噴流に固体多相凝固組成物の薄い
シートを供給することによって、本発明の方法の溶融工
程、液滴形成工程及び推進工程間の時間及び間隔を短縮
することに関連する。

プラズマ噴流の熱含量は、組成物を速やかに溶融させる
のに役立ち、またアークのガスの運動量は、溶融した多
相凝固組成物へ部分的に移され、これによってそれを噴
霧化し、それを冷却面に向けて移動させて、そしてこの
冷却面上においてプロセスの残りが、既に液体である多
相凝固組成物を急速に移動するガスの流れに加える態様
の場合のように進行する。この態様の特に好ましいもの
を第５図に示す。固体多相凝固組成物の円盤６２を、こ
の円盤を回転させてそれをプラズマトーチ６１゜６１′
に関して移動させるための、図には示されていない慣用
的な手段を用意するホルダー６３に取付ける。これらの
プラズマトーチは、好ましくは米国特許第４５７００４
８号又は同第４６５６３３０号明細書に記載されたよう
な非移動式アークトーチであって、円盤の縁を溶融させ
且つ、溶融した多相凝固組成物を溶融とほとんど同時に
噴霧化させて冷却面６４に向けて推進する位置で、円盤
のそれぞれの側に対称的に配置される。この冷却面は、
好ましくは回転する金属表面であって、先に説明したよ
うに本発明を実施する間回転する。冷却面６４に十分長
く付着する多相凝固組成物材料はいずれも、例えばワイ
ヤーブラシでよいかき取り（ｃｌｅａ−ｎｉｎｇ）手段
６５によって取除かれ、そして、冷却面から自然にはが
れるあらゆる凝固した多相凝固組成物材料と一緒に収集
器６６へ落下する。円盤６２は、液体の多相凝固組成物
を適当形状の浅い型に供給してたやすく成形することが
できる。

〔実施例〕

本発明の操作は、以下に掲げる、本発明を限定するもの
でない実施例から更によく理解されよう。

例　　１ この例については、第１〜４図に一般的に示された装置
を使用した。多相凝固組成物原料は、次に述べるように
して調製した。すなわち、アルミニウム・カンパニー・
オブ・アメリカ社より入手可能なタイプＡＩＯアルミナ
、通常の磁気分離にかけて鉄分を低下させた天然バラブ
リ石、及びモリコープ社（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ、　Ｉｎｃ
、）より入手可能な９９．９％純度の商業的イツトリア
を、１１０Ｖ及び２２０　ｋ　Ｗの通常の炭素アーク炉
でもって一緒に溶融させた。

この溶融した原料に米国特許第４５６５７９２号明細書
に記載されたやり方でもってかなり速く凝固させるため
空気を吹込み、そしてこの原料を、小さく、時には中空
であって、一般に球状の粒子として集めた。これらの粒
子の化学分析結果は、Ｎａ２Ｏ０，０１重量％、Ｍｇ０
０．０２重量％、ＳＩ［１２０，１５重量％、Ｃａ００
．０７重量％、ＴｌＯ２０，２２重量％、Ｆｅ、０．０
．１０重量％、Ｚｒ０ｚ　３０．８２重量％、Ｙ２Ｏ３
１，４８重量％、Ａｌ２Ｏ３残部、であった。

この供給原料的１．５　ｋｇを、第１図に示した炉床３
に入れた。この炉床は、その前壁の黒鉛の注ぎロインサ
ート６を除き、商業的な銅合金で作られ、また炉床の壁
は中空にされていて、使用中に必要とされる場合に壁の
中を通して水を循環させるために図には示されていない
慣用的な用意がなされている。炉床３は、軸受に取付け
られた支持棒８によって前端部で支持され、またねじ９
によって後端で支持される。

推進ガスの溜め７及びオリフィス板１９を、更に大きな
尺度で第３図及び第４図に示す。第３図に示されるよう
に、オリフィス板１９はねじ２３を用いて溜め７に取付
けられ、異なる大きさの出口孔を有し及び／又は異なる
配列模様の出口孔を有するオリフィス板への変更を容易
に行なうのを可能にする。第４図Ａ−Ｄには、オリフィ
ス板の出口孔の種々の配列模様のうちの四つが例示され
ている。この例については、第４図Ｃの配列模様を使用
し、出口孔の直径は１．０ｍｍ、そして隣接する孔の中
心間の距離は約１．５　ｍｍであった。これらの出口孔
から出てくるガスの速度は、約３６０ｍ／ｓであった。

この例における冷却面１０は、熱伝導率が約３．８Ｊ／
ｓ−Ｃｍ・℃である商業的な酸素分のない銅の滑らかに
研磨された円筒であった。この冷却面の円筒の直径は２
５．４ｃｍであり、また冷却面は、幅１ｃｍ当り約５ｋ
ｇの質量を有する一体の円盤の縁端部であった。

冷却面１０は、端部で通常の軸受１１，１１’に据え付
けられた軸１２によって支持され、そしてこの面は使用
中ベルト伝動装置１３によって回転され、ベルト伝動装
置自体は図には示されていない通常の原動機により駆動
される。運転中に形成された平らな及び他の固形多相凝
固組成物の物体は、冷却面からはがれ落ち、収集器１５
に集められた。

収集器１５には、集められた粒子を更に冷やすために、
プロセスの運転中はおよそ半分に水を満たしておいた。

この発明による方法を開始するために、非移動式アーク
（ｎｏｎ−ｔｒｐｎｓｆｅｒｒｅｄ　ａｒｃ）を最初に
プラズマトーチ１でもって確立してから、炉床３内の多
相凝固組成物原料と接触させた。この例のために使用し
た特定のトーチは、直径約１１ｍｍのノズルを通して約
１．１　ｍ’／　ｈのアルゴンが流れるトーチであった
。次いで、トーチを注ぎ口６の後端部に向けるかあるい
は炉床に一時的に入れた別の一片の黒鉛に向けて、プラ
ズマトーチの陰極から溶融した多相凝固組成物を通って
対電極としての炉床３の金属壁に至る道筋を有するトー
チからの移動アーク（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ　ａｒｃ
）を確立させた。次いで、移動アークを３００〜６００
アンペアで運転し、そして、多相凝固組成物の大部分が
溶融プール５を形成するまで、トーチ支持具２と図には
示されていない通常の原動手段とを用いて移動アークを
多相凝固組成物の表面の全ての上へ移動させた。多相凝
固組成物の供給原料のうちの少量は、溜め４としての炉
床の後部に未溶融のまま残った。

多相凝固組成物の供給原料のうちの少なくとも四分の三
が溶融プール５になったならば、８ｊｌ！／ｓの流量の
窒素の流れを入口１８を通して推進ガスの溜め７へ開始
させた。溜め７の唯一の出口は、オリフィス板１９の複
数のガス出口孔２０であり、そしてオリフィス板１９は
使用中は溜め７に取付けておいた。これによって、乱れ
た推進ガスの急速な流れが出口孔２０から冷却面１０に
向って流れた。冷却面の回転も、外縁で約６６ｍ／ｓに
相当する約５００Ｏｒｐｍで開始させた。溶融した多相
凝固組成物のプールを十分に過熱して処理の初期の部分
を通して液状のままにしておくために、流し込みを開始
する前の最後の数分はプラズマアークからの約７００ア
ンペアの電流を使用した。

次に、この発明の方法による実際の凝固を開始するため
に、支持用のねじ９を高くして炉床３を前方に傾斜させ
た。炉床３が十分なだけ上昇したところで、第２図に示
すように炉床３の前壁の黒鉛の注ぎ口６の溝を通して溶
融した多相凝固組成物の流れ２２が流動を開始した。こ
の流れの温度は、この流れに焦点を合わせた光高温計で
測定して約２０５０℃であったが、これは多相凝固組成
物の融点よりも約２００℃高い。この流れを乱流の推進
ガスにより噴霧化して液滴２１にし、そしてそれらをお
よそ１０〜３０ｍ／ｓの速度で冷却面に向けて推進した
。流量が減少し始めたならば、最終的には多相凝固組成
物の溶融プールのほとんど全てが推進ガスの流れへ流下
してしまうまで支持用のねじを更に高くした。注ぎ込み
工程の間は、注ぎ口に入り込む液の温度を高く保つため
にアークと溶融プールとの接触点を注ぎ口の後方５〜１
０ｃｍに保持した。

液体の多相凝固組成物は、注ぎ込みを一度始めたならば
この例全体の必要とする操作が１分未満となるように約
４８ｋｇ／ｈの速度で推進ガスの流れへ供給した。

この工程から集められた凝固した多相凝固組成物は、約
９０℃で約４時間加熱して乾燥させ、次いで、第６図に
示したような装置を運転してフレークと他の種類の粒子
とに分離した。多相凝固組成物の全投入量の約半分を構
成するフレークは、半透明乃至透明で、薄く着色してお
り、厚さは約２５〜４０趨、面積は約２〜２０ｍｍ２で
あり、そして事実上もろいけれども凝集性であった。

フレークをＸ線回折にかけたところ、公知のアルミナの
ピークに対応するピークのないことが分り、ジルコニア
について予期される領域に幅が広くて輪郭のはっきりし
ないピークのみが示された。

従って、試料中の全てのアルミナ及びジルコニアの大部
分はこの製品では無定形であると結論された。

フレークの一部を、２００メツシユの篩を通り抜けるの
に十分なだけ湿式振動ミル（スウェコ・ミル）でもって
磨砕した。磨砕後の粒度をクールター計数器を使って測
定したところ、９０％が１．２烏未満であった。湿式磨
砕により生じたスラリーを乾燥させ、次いで５００℃で
約３０分間か焼して、湿式磨砕の間に材料に取込まれた
化学的に結合したいずれの水分をも除去した。か焼した
粉体を約２７５ＭＰａの圧力で等静圧的に低温圧縮して
良好な品質の生の物体を作り、そしてそれを、外部から
圧力を少しもかけずに１６００℃で２時間更に加熱して
、理論密度の９９％よりも高い密度を有する物体を製造
した。室温におけるこの物体の測定破壊係数は６９０Ｍ
Ｐａより大きく、測定破壊靭性は７．２ＭＰａ・ｍｏ・
５であって、両方ともこの組成物にとって優れた値であ
った。特に破壊靭性は、ここに記載されたプロセスへの
同じ出発供給原料を単に直接磨砕してから先に説明した
ように更に緻密化させた場合に達成される破壊靭性より
も大きかった。

例２ この例については、例１で用いたのとは別の冷却面と第
１図に示された装置のいくつかの追加部品とを使用し且
つ、プロセスを連続運転に十分に適合させることを除い
て、例１についての方法と同じように実施する。

この例のための冷却面は、米国ウィスコンシン州ミルウ
ォーキーのアンプコ・メタルズ社（Ａｍｐｃ。

Ｍｅｔａｌｓ　Ｃｏ、）より人手可能な合金アンプコロ
イ（ＡＭＰＣＯＬＯＹ）　９４０で作られた回転表面で
ある。この合金の組成は重量％で表して、銅約９６．５
％、ニッケル２．５％、ケイ素０．６％、クロム０．４
％である。

その熱伝導率は約２．２　Ｊ　／　５−ｃｍ・℃である
。この冷却面の円筒の直径は冷却面の外端で２５ｃｍで
あるが、この冷却面は滑らかにくぼんでいるため、冷却
面の中央部の直径は約２２ｃｍである。この冷却面は、
上に明示した合金で作られた壁の厚みが約１９［［１ｌ
１１である中空のドラム様の物体の縁部であり、そして
内部には、必要な場合には運転中に人口１４を通して供
給される冷却液を満たすことができる。

空気遮断壁１６は、冷却面のおよそ３ｍｍ以内に取付け
られていて、冷却面が回転する間に進むにつれて、そう
なっていないならば冷却面の周囲を進み、また液体の多
相凝固組成物の流れを注ぎ口に対して押し戻す傾向のあ
るガスの流れをわきへそら・せるのを助ける。ブラシ１
７は、冷却面と接触して、使用中に冷却面上で作られた
いずれの付着した多相凝固組成物の平たい物体をもはが
すのを容易にする。装置にこれらを追加すれば、追加量
の固形多相凝固組成物を液体の多相凝固組成物が注ぎ口
から排出されるのと同じ質量速度で炉床へ加えることが
でき、そのため連続運転が可能となって、その結果とし
て得られる製品は例１のそれときわめて似通っている。

上で説明した、この例で使用する装置は、処理を行なう
間は自然の周囲雰囲気以外の雰囲気を維持するのを可能
にするように、入れ物の中に容易に納めることができる
、ということに注目すべきである。例えば、砥粒にされ
るべきジルコニア−アルミナ材料を製造する間還元雰囲
気を維持することができ、このようにして研摩剤として
優れた性能が得られるはずである。

例３ この例については、冷却面を使用前に＃７２８０５ワイ
ヤーブラシ（オハイオ州メンタ−（Ｍｅｎｔｏｒ）のミ
ルーローズ社（Ｍｉｌｌ−Ｒｏｓｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ）
　　により市販される）で処理してわずかに粗くするこ
とを除いて、例１について先に説明したのと同じように
実施する。ワイヤーブラシは、冷却面に対して約１０〜
１５ポンド（４，５〜６．８ｋｇ）の力で保持しながら
約１５０Ｏｒｐｍの速度で回転させた。表面の仕上げは
、装置にとって適当なブラシ１７の圧力及びタイプを選
択して運転中はちおよそ一定に維持される。

例１よりも高収率のフレークが得られるけれども、フレ
ークの特性は本質的に同じである。

例４ この例については、冷却面を窒素ガスを用いて運転され
るモデルＮＴＬＮ−１５０プラズマトーチからの流出物
に十分なだけの時間、すなわち約４分間さらして、冷却
面の全面に金属自身よりも熱伝導率が実質的に小さい、
金属酸化物又は同様の転化コーティングであると信じら
れる膜を生成させて冷却面の状態を調節したこと、並び
に、多相凝固組成物の組成が、６０重量％はオーストラ
リアのコマ、ルコ（ｃｏｍａｌｃｏ）社により市販され
る天然ボーキサイトであり、そして残部が、天然のジル
コン砂とボーキサイトとを一緒に溶融させ、炭素で処理
してケイ素の含有量を低下させ、そして空気を吹込んで
、約５重量％がシリカであり１０重量％がアルミナであ
って、残部がジルコニアとその天然のハフニア含有分及
び少量の不純物、主としてチタニアとである、ビーズの
形をした最終生成物にすることにより作られた生成物で
あったことを除いて、例２についてと同じように実施し
た。この操作によって、フレークと言うよりむしろ主と
して細かい球形の粒子が製造された。

例５ この例の方法は、冷却面が例２におけるそれと同じであ
ったことを除いて例４のように実施した。

例４と対照的に、製品の半分以上は平たい物体の形をし
ていた。

例に の例のための方法は、多相凝固組成物が約３８重量％が
ジルコニア（その天然のハフニア分を含む）でありそし
て残部が、約２％までのチタニアのような天然の不純物
を含有するアルミナである混合物であったことを除いて
、例１についてと一般的に同じであった。実験の間に平
たい物体に変えられた液体の多相凝固組成物は、全体の
約半分の分量であった。

例７ この例のための方法は、多相凝固組成物の約２５重量％
のみがジルコニアであったことを除き例６についてと同
じであった。

例８ この例のための方法は、多相凝固組成物が約５５重量％
がコマルコ社のボーキサイトであって残部が例４で説明
したのと同じタイプのジルコニア−ハフニア、アルミナ
及びシリカの混合物である混合物であったことを除き、
例６についてと同じであった。

例９ この例のための方法は、使用した冷却面が例２で説明し
たそれであったことを除いて例８についてと同じであっ
た。

例１０ この例のための方法は、（ｉ）多相凝固組成物が約７５
重量％がコマルコ社のボーキサイトでありそして残部が
、例４で一般的に説明したのと同じ方法により作られた
けれどもアルミナは加えられていない、約１重量％のシ
リカと残部の、約２％までの天然不純物を含有するジル
コニア−ハフニアとを含有している混合物であったこと
、そして、（１１）平たい物体の収率が処理した液体の
多相凝固組成物のわずか約３０％に過ぎなかったことを
除き、例７についてと同じであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による方法を連続式又はバッチ式に
実施するのに適したこの発明による装置の斜視図である
。第２図は、運転中の第１図の装置の一部分の側面図で
ある。第３図は、第１図に示した装置で使用する推進ガ
スのための配給装置をより詳細に示す斜視図である。第
４図Ａ−Ｄは、第３図の配給装置のガス出口孔のための
好ましい配置のうちのいくつかを示す図である。第５図
は、この発明による方法の別の態様のために適した装置
の斜視図である。第６図は、この発明の方法と組み合わ
せて用いるのに有効な分離装置の斜視図である。 図中、１はプラズマトーチ、３は炉床、６は注ぎ口、７
は推進ガス溜め、１０は冷却面、１３はベルト伝動装置
、１４は冷却流体の入口、１５は収集器、１７はブラシ
、１９はオリフィス板、２０は出口孔、２１は液滴、６
１　、６１’はプラズマトーチ、６２は多相凝固組成物
の円盤、６４は冷却面、６６は収集器、７１〜７５は収
集容器、７６は振動供給トラフ、７１０は送風路。

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．溶融したセラミックスの多相凝固組成物を急速に凝
   固させる方法であって、次の諸工程、すなわち、 （ａ）溶融した多相凝固組成物を分割して細かい液体小
   滴にする工程、 （ｂ）上記の細かい液滴を、いまだに少なくとも部分的
   に液体である間に、当該多相凝固組成物を凝固させるの
   に十分なだけ低い温度に維持された移動する連続の（ｓ
   ｏｌｉｄ）冷却面であって、液滴がこの冷却面と接触す
   る領域に対し垂直な方向で測定してそれらが当該冷却面
   と接触している面積の平方根の二分の一未満である厚さ
   を有する凝固した平たい物体になる十分なだけの速度を
   有するものに対して、当該液滴をぶつからせるのに十分
   なだけの運動量をそれらに与える高速の流体の流れでも
   って運ぶ工程、 （ｃ）上記の平たい物体を上記の冷却面から分離する工
   程、 を包含している上記の方法。
2. ２．前記液滴が、前記冷却面と接触する領域に対して垂
   直な方向で測定してそれらが前記冷却面と接触している
   面積の平方根の十分の一未満の厚さを有する凝固した平
   たい物体にされる、請求項１記載の方法。
3. ３．（ｉ）自身の局部高さよりも幅が少なくとも５倍広
   い出口区画を境界を定める壁の一部に有する溜めを含ん
   でなる推進ガスの出口を用意し、（ｉｉ）上記の溜めへ
   、上記の出口区画のあらゆる部分と前記移動する冷却面
   との間の距離を最短にする方向の線に沿って測定して少
   なくとも２００ｍ／ｓの推進速度で上記の出口区画を通
   る上記の推進ガスの連続の流れを維持するように、この
   溜めの内部に上記の推進ガスの十分な圧力を維持するの
   に十分なだけ速い推進ガスの流れを供給し、（ｉｉｉ）
   上記の出口区画と上記の冷却面との間の推進ガスの流動
   によって噴霧化されて複数の前記の細かい液体多相凝固
   組成物の小滴になる分量の、上記の出口区画の幅の五分
   の四以下の幅を有する、液体の多相凝固組成物を、上記
   の出口区画と上記の冷却面との間の推進ガスの流れに加
   えることによって、前記溶融した多相凝固組成物の細か
   い液体小滴への分割が果される、請求項２記載の方法。
4. ４．前記出口区画が、出口孔のいずれかのうちの最大寸
   法よりも少なくとも５倍大きい幅を有する配列模様に配
   列された複数の出口孔からなる、請求項３記載の方法。
5. ５．前記出口孔が内部領域と閉じた辺と開いた辺とを有
   する配列模様に配列されており、前記出口孔と前記冷却
   面との間の推進ガスの流動によって噴霧化されて複数の
   前記の細かい液体多相凝固組成物の小滴になる前記分量
   の液体多相凝固組成物が、上記の配列模様の開いた辺を
   通る道筋に沿ってその内部領域に持ち込まれる、請求項
   ４記載の方法。
6. ６．前記出口孔の配列模様の幅が個々の出口孔のうちの
   最大寸法の１０〜１５倍である、請求項５記載の方法。
7. ７．前記出口孔を通る推進ガスの全流量が標準温度及び
   圧力で少なくとも３ｌ／ｓである、請求項６記載の方法
   。
8. ８．前記冷却面が少なくとも１．３Ｊ／ｓ・ｃｍ・℃の
   熱伝導率を有する回転表面の形態をしている、請求項７
   記載の方法。
9. ９．前記冷却面が少なくとも１．３Ｊ／ｓ・ｃｍ・℃の
   熱伝導率を有する回転表面の形態をしている、請求項１
   記載の方法。
10. １０．前記表面が運転中は少なくとも３３ｍ／ｓの速度
    で移動する、請求項９記載の方法。
11. １１．前記表面が運転中は少なくとも３３ｍ／ｓの速度
    で移動する、請求項８記載の方法。
12. １２．急速に凝固する多相凝固組成物の全質量が運転中
    は少なくとも２５ｋｇ／ｈである、請求項１１記載の方
    法。
13. １３．急速に凝固する多相凝固組成物の全質量が運転中
    は少なくとも２５ｋｇ／ｈである、請求項１記載の方法
    。
14. １４．溶融したセラミックスの多相凝固組成物を急速に
    凝固させる方法であって、次の諸工程、すなわち、 （ａ）連続の移動する冷却面を用意する工程、（ｂ）自
    身の局所高さよりも幅が少なくとも５倍広い出口区画を
    境界を定める壁の一部に有する溜めを含んでなる推進ガ
    スの出口を用意する工程、（ｃ）上記の溜めへ、上記の
    出口区画のあらゆる部分と上記の移動する冷却面との間
    の距離を最短にする方向の線に沿って測定して少なくと
    も２００ｍ／ｓの推進速度で上記の出口区画を通る上記
    の推進ガスの連続の流れを維持するのに十分なだけ速い
    推進ガスの流れを供給する工程、 （ｄ）上記の出口区画と上記の冷却面との間の推進ガス
    の流動によって噴霧化されて複数の細かい液体多相凝固
    組成物の小滴になる分量の、上記の出口区画の幅の五分
    の四以下の幅を有する、液体の多相凝固組成物を、上記
    の出口区画と上記の冷却面との間の推進ガスの流れに加
    える工程、（ｅ）上記の細かい液体多相凝固組成物の小
    滴を、いまだに少なくとも部分的に液体である間に上記
    の冷却面に対してそれらをぶつからせる速度の上記の推
    進ガスの流れでもって運び、そしてそこにおいて少なく
    とも部分的に凝固した後に、上記の冷却面から小さな別
    々の物体としてはがれさせる工程、 （ｆ）工程（ｅ）で形成された小さな別々の物体を集め
    る工程、 を包含している上記の方法。
15. １５．前記冷却面が２Ｊ／ｓ・ｃｍ・℃未満の熱伝導率
    を有する回転表面の形態をしている、請求項１４記載の
    方法。
16. １６．前記冷却面が、少なくとも２Ｊ／ｓ・ｃｍ・℃の
    熱伝導率を有する金属の冷却面をプラズマトーチからの
    流出物へ暴露して作られる、請求項１５記載の方法。
17. １７．セラミックスの多相凝固組成物の微細構造を変化
    させる方法であって、次の諸工程、すなわち、 （ａ）移動する冷却面であって、この面と直接接触する
    いずれの液体多相凝固組成物をも凝固させるのに十分な
    だけ低い温度に維持されるものを用意する工程、 （ｂ）少なくとも二つの直交寸法が少なくとも２ｍｍの
    大きさ有する固体多相凝固組成物の凝集物体を、少なく
    とも一つのプラズマジェットであって、（ｉ）当該プラ
    ズマジェットと上記の凝集物体とが接触する付近で上記
    の凝集物体を部分的に溶融させるのに十分なだけの熱含
    量を有し、且つ、（ｉｉ）当該プラズマジェットのガス
    に、生じるいずれの液体多相凝固組成物をも、上記の冷
    却面と接触する領域に対して垂直な方向で測定して上記
    の冷却面と接触している面積の平方根の二分の一未満で
    ある厚さを有する凝固した平らな物体にするのに十分な
    だけの速度を有する上記の冷却面に向けて推進させるの
    に十分なだけの運動量があるものと接触させる工程、 （ｃ）上記の冷却面から上記の平たい物体を分離する工
    程、 を包含している上記の方法。
18. １８．多相凝固組成物を急速に凝固させるための装置で
    あって、 （ａ）細かい十分に溶融したセラミックスの多相凝固組
    成物の液体小滴の流れを連続的に生じさせるための手段
    、 （ｂ）連続の冷却面、 （ｃ）上記の冷却面を上記の多相凝固組成物を凝固させ
    るのに十分なだけ低い温度に維持するための手段、 （ｄ）急速に冷却するために当該装置を使用する間上記
    の冷却面を連続的に移動させるための手段、 （ｅ）上記の多相凝固組成物の液体小滴を、いまだに少
    なくとも部分的に液体である間に、上記の冷却面と接触
    する領域に対して垂直な方向で測定して上記の冷却面と
    接触している面積の平方根の二分の一未満である厚さを
    有する固体の平たい物体を上記の冷却面上で形成するよ
    うに、この冷却面へ上記の液体小滴をぶつからせるのに
    十分なだけの運動量をそれらに与える高速流体の流れで
    もって運ぶための手段、 （ｆ）上記の冷却面から上記の平たい物体を分離するた
    めの手段、 を含んでなる上記の装置。
19. １９．前記液体小滴に与えられる運動量が、前記冷却面
    と接触する領域に対し垂直な方向で測定して前記冷却面
    と接触している面積の平方根の十分の一未満である厚さ
    を上記の固体の平たい物体に持たせるのに十分である、
    請求項１８記載の装置。
20. ２０．細かい十分に溶融した多相凝固組成物の液体小滴
    の流れを連続的に生じさせるための前記手段と当該多相
    凝固組成物の液体小滴を運ぶための前記手段とが共同し
    て、 （ａ）自身の局部高さよりも幅が少なくとも５倍広い出
    口区画を境界を定める壁の一部に有する溜めを含んでな
    る推進ガスの出口、 （ｂ）上記の溜めへ、上記の出口区画のあらゆる部分と
    前記の移動する冷却面との間の距離を最短にする方向の
    線に沿って測定して少なくとも２００ｍ／ｓの推進速度
    で上記の出口区画を通る上記の推進ガスの連続流を維持
    するのに十分なだけ速い推進ガスの流れを供給するため
    の手段、（ｃ）上記の出口区画と前記冷却面との間の推
    進ガスの流動によって噴霧化されて複数の前記細かい多
    相凝固組成物の液体小滴になる分量の、上記の出口区画
    の幅の五分の四以下の幅を有する、液体の多相凝固組成
    物を、上記の出口区画と上記の冷却面との間の推進ガス
    の流れに加えるための手段、 を含んでなる、請求項１９記載の装置。
21. ２１．前記出口区画が、複数の出口孔であって当該出口
    孔のいずれかのうちの最大寸法よりも少なくとも５倍大
    きい幅を有する配列模様に配列されているものからなる
    、請求項２０記載の装置。
22. ２２．前記出口孔が内部領域と閉じた辺と開いた辺とを
    有する配列模様に配列されており、そして、液体の多相
    凝固組成物を加えるための前記手段がこの配列模様の内
    部領域へ当該配列模様の開いた辺を通る道筋に沿って液
    体の多相凝固組成物を持ち込むことを可能にする、請求
    項２１記載の装置。
23. ２３．前記出口孔の配列模様の幅が個々の出口孔のうち
    の最大寸法の１０〜１５倍である、請求項２２記載の装
    置。
24. ２４．前記冷却面が少なくとも１．３Ｊ／ｓ・ｃｍ・℃
    の熱伝導率を有する回転表面の形態をしており、且つ当
    該表面が操作中は少なくとも３３ｍ／ｓの速度で移動す
    る、請求項２３記載の装置。
25. ２５．混合物中の平たい物体を他の形状のものから分離
    する方法であって、下記の工程、すなわち、（ａ）混合
    物を供給方向に対し実質的に直角な方向に移動している
    流動ガスの帯域の一方へ供給する工程、 （ｂ）上記の流動ガスによりその流動方向に最も遠くへ
    運ばれた当該混合物の部分及び運ばれた距離が最も短い
    当該混合物の部分を別々に集める工程、 を包含している上記の方法。