[发明专利]形成陶瓷蜂窝体制品的方法

说明书

要求在先提交的美国申请的权益

本申请要求2010年5月28日提交的美国专利申请第12/789,945号的优先权，其内容通过参考结合于此。

相关申请

本申请涉及2010年5月28日提交的题为“堇青石多孔陶瓷蜂窝体制品”（CORDIERITE POROUS CERAMIC HONEYCOMB ARTICLES）的美国专利申请第12/789,833号，该专利申请全文通过参考结合于此。

背景

技术领域

本发明一般涉及多孔陶瓷蜂窝体制品，更具体而言，本发明涉及用作过滤材料的堇青石多孔陶瓷蜂窝体制品。

背景技术

陶瓷蜂窝体制品广泛用作车辆排气系统中的抗污染设备，既用作汽车中的催化转化器基材，又用作柴油动力车辆中的微粒过滤器。用于这些应用的陶瓷蜂窝体制品是由薄的多孔陶瓷壁的矩阵形成，该多孔陶瓷壁限定了多个平行的气体传导通道。在用作含有汽油发动机的汽车中的催化基材的陶瓷蜂窝体制品中，气体传导通道在两端都是开放的。将催化涂料施用在所述壁的外表面。流经通道的废气在壁的表面上与催化涂层接触。这些蜂窝体制品称作流通型基材。在柴油机系统中，废气也在壁的表面上与催化涂层接触。在柴油机应用中，陶瓷蜂窝体制品还在交替的气体传导通道中具有端塞，以迫使废气通过多孔通道壁，用来在废气排放之前捕获并过滤出烟炱和灰微粒。这些陶瓷蜂窝体基材称作陶瓷壁流式微粒过滤器，更具体而言，称作柴油机微粒过滤器。用于汽车和柴油机应用中的蜂窝体制品经历的极端温度波动使得陶瓷蜂窝体制品易于发生温度诱导的开裂，其将导致蜂窝体制品的劣化。

因此，需要不易受热诱导而产生裂纹的替代多孔陶瓷蜂窝体制品以及制造该制品的替代方法。

发明内容

在一个实施方式中，一种制造多孔陶瓷蜂窝体制品的方法包括将以下无机组分的批料与加工助剂进行混合以形成增塑的批料，所述无机组分包括：d_pt50≤10微米的滑石、d_ps50≤20微米的二氧化硅形成源、中值粒径d_pa50小于或等于10.0微米的氧化铝形成源和d_pp50≤20微米的成孔剂；其中d_pp50是成孔剂的中值粒径，d_ps50是二氧化硅形成源的中值粒径，d_pa50是氧化铝形成源的中值粒径，以及d_pt50是滑石的中值粒径。然后通过将所述增塑的批料挤出并干燥，使所述增塑的批料形成生坯蜂窝体制品。然后在能够使所述生坯蜂窝体制品有效形成多孔陶瓷蜂窝体制品的条件下对所述生坯蜂窝体制品进行烧制，形成包含堇青石晶相且微裂纹参数（Nb³）为约0.05-0.25的多孔陶瓷蜂窝体制品。然后，使所述多孔陶瓷蜂窝体制品接触微裂条件，使得在接触微裂条件之后，所述多孔陶瓷蜂窝体制品的微裂纹参数（Nb³）比接触微裂条件之前的微裂纹参数至少高20％。

在另一个实施方式中，一种制造多孔陶瓷蜂窝体制品的方法包括将无机组分的批料与加工助剂进行混合以产生增塑的批料。然后将所述增塑的批料形成生坯蜂窝体制品，在能够使所述生坯蜂窝体制品有效形成多孔陶瓷蜂窝体制品的条件下对所述生坯蜂窝体制品进行烧制，形成包含堇青石晶相且微裂纹参数（Nb³）为约0.05-0.25的多孔陶瓷蜂窝体制品。烧制之后，使所述多孔陶瓷蜂窝体制品接触微裂条件，所述微裂条件包括将所述多孔陶瓷蜂窝体制品加热至至少400℃的峰值温度，并以至少200℃/小时的速率使所述多孔陶瓷蜂窝体制品冷却。待接触微裂条件后，所述多孔陶瓷蜂窝体制品的微裂纹参数（Nb³）比接触微裂条件之前的微裂纹参数至少高20％。