利用大孔的硬化水泥组合的组合体制造技术

本发明专利技术涉及一种组合式陶瓷体，所述组合式陶瓷体包括通过接合件彼此固定连接的块，所述陶瓷体的侧表面覆盖有周向涂层，所述接合件和／或所述周向涂层包括凝固水泥，所述硬化水泥在与由所述接合件组合的块的相对面的至少一个面垂直的剖面中，具有等效直径在２００微米到４０ｍｍ范围中的孔隙，下文称为“大孔”，所述大孔的数量使得所述大孔在所述剖面中占据的总表面为观察到的总表面的１５％以上和８０％以下。本发明专利技术还用于过滤机动车辆的废气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供了一种组合式陶瓷体，尤其用于过滤来自机动车辆的废气，组合体包括多个块，所述多个块通过夹在它们之间的密封件附接在一起。
技术介绍
来自机动车辆的废气在排到大气中之前可以通过现有技术中已知的颗粒过滤器净化，所述颗粒过滤器诸如图1及图2中所示的颗粒过滤器。在各个附图中，利用相同的标记表示相同或相似的装置。颗粒过滤器1在图1中显示为沿着图2的剖面B-B的横截面图，且在图2中显示为沿着图1的剖面A-A的纵截面图。颗粒过滤器1传统上包括至少一个过滤器体3，过滤器体3长度为L且插入在金属罐5中。过滤器体3可以是整体式。然而，为了提高其热机械强度，尤其是再生阶段期间的热机械强度，已证实组装及加工附图标记为Ila-Ili的多个块11的结果是有利的。则其被称为“组合式”过滤器体。为了制造过滤器块11，对陶瓷材料(堇青石、碳化硅等)进行模压以便形成多孔蜂窝结构。模压的多孔蜂窝结构传统上具有长方体形状，所述长方体形状在两个基本上为正方形的上游面12与下游面13之间延伸，多个相邻、直线型且平行的通道14通向所述面。例如，WO 05/016491说明了也是已知的具有通道的多孔蜂窝结构，所述通道具有视所考虑的通道而变化的横截面。这些结构称为“非对称结构”，它们通常提供大存储体积且限制所述过滤器两端的压降。模压后，被模压的多孔蜂窝结构在上游面12或下游面13上通过已知的各自的上游塞1 及下游塞1 而间隔地阻塞，以分别形成“出口通道”类型Hs及“入口通道”类型He的通道。在出口与入口的端部，通道Hs与通道He分别自上游塞1 及下游塞1 延伸，出口通道14s与入口通道He分别通过出口孔19s与入口孔19e敞开到外面，分别延伸到下游面13与上游面12。因此，入口通道He与出口通道14s限定由侧壁22e与22s、 密封塞15e与1 及敞开到外面的各个孔19s或19e限定的内部空间20e与20s。两个相邻的入口通道14e与出口通道Hs通过它们的侧壁22e与22s的共同部分而流体连通。在堵塞后，烧结模压的多孔结构。由此产生的长方体过滤器块各具有四个从上游面12延伸到下游面13的外平面。为了组装所述过滤器块，朝外的面(下文称为“密封面”)通过由陶瓷水泥形成的密封件27i_12粘接，所述陶瓷水泥通常由硅和/或碳化硅和/或氮化铝构成。为了构成组装过滤器块的密封件27i_12，或者“陶瓷密封层”，的陶瓷水泥，特别需要了解一种包含30%到60% (按重量计)碳化硅的凝固水泥。所述碳化硅具有高导热性， 这有利地意味着过滤器体中的温度可以很快均勻化。然而，碳化硅具有很高的膨胀系数。因此，必须限制那种类型的凝固水泥的碳化硅含量以提供适于应用到颗粒过滤器的热机械强度。接着加工由此构成的组件以呈现例如圆形截面。所述凝固水泥必须能够抵抗住所述加工操作。优选地，还涂有周向涂层27’，以大体覆盖过滤器体的全部侧面。所得的是具有纵轴C-C的圆柱形过滤器体3，所述纵轴C-C可以插入在罐5中；不漏废气的周向材料观置于外部过滤器块Ila-Ilh之间，或者必要的话置于涂层27’与罐5之间。用于密封件27^ 的凝固水泥可以选择性地用来产生周向涂层27’。在此情况下，所述凝固水泥必须具有足够的机械强度以防嵌入到罐中或者“被罐装”。如图2中示出的箭头表示，废弃流F(图2中为C)通过入口通道14e的孔19e进入过滤器体3，穿过这些通道的过滤侧壁，进入出口通道14s，然后通过孔19s排放到外部。对废气而言，密封件必须不漏废气，以强制所述气体穿过将入口通道与出口通道分开的过滤壁。在使用若干时间后，过滤器体3的通道中积累的颗粒或者“油烟”增大了由过滤器体3形成的压力差，从而改变了发动机的性能。由于这个原因，过滤器体必须定期再生，例如每500千米。再生或者“清洁”在于氧化所述油烟。为了实现此清洁，必须将所述油烟加热到能够点燃的温度。则过滤器体3内的不均勻温度及用于过滤器块Ila-Ili及密封件27i_12的材料性质的可能差异能够产生强大的热机械应力。在再生期间，密封件的水泥必须能够抵抗热机械应力。在过滤器块的组件具有非对称结构情况下，密封件上的应力特别严重，所述非对称结构即其中入口通道的横截面与出口通道的横截面不同。这些块因大部分重量由密封塞构成而不牢固，它们往往彼此分离。所述凝固水泥还具有断裂的倾向。在自发再生或者控制不佳的再生的情况下，所述应力也是很大的。例如，从EP 0816065中了解到，将陶瓷纤维加入到凝固水泥中使得可能增大密封件的弹性，且因此增大组合式过滤器体的热机械强度。然而，在存在陶瓷纤维的情况下，引发了与健康及安全有关的潜在风险，使回收利用过滤器体变得更困难。而且，纤维的加入， 尤其是存在少量的铅球(非纤维颗粒)的纤维，是特别昂贵的。最后，在新鲜水泥涂到要组装的块的表面期间，陶瓷纤维使得难以均勻分布所述新鲜水泥。而且，EP 1142619描述了一种利用具有低热传导率的水泥石的组合式过滤器体； 使用导热凝固水泥被认为对粘附力及耐热性有害。EP 1479882描述了一种组合式过滤器体且建议的参数能够调节密封件及过滤器块的热膨胀系数。可以通过添加泡沫剂或树脂来控制密封件的多孔性程度。EP 1437168处理过滤器的周向与中间部分之间的热异质性且建议了具有特定导热性和密度的凝固水泥及过滤器块。EP 1447535还提出了考虑密封件的厚度及过滤器块的外壁的厚度。FR 290 公开了一种包括碳化硅(SiC)及空心球的水泥石，按数目计，至少 80%的所述空心球具有5微米(ym)到150 μ m范围内的尺寸。FR 2902423公开了一种具有含量在30%到90%范围内的碳化硅(SiC)及热固性树脂的凝固水泥。因此需要组合式陶瓷体，尤其是包括具有非对称结构的块的陶瓷体，所述陶瓷体能够有效地抵抗上述应力且适合用于过滤来自内燃机尤其是柴油机的废气。本专利技术的一个目的是满足此需求。
技术实现思路
根据本专利技术的第一主要实施方式，此目的通过组合式陶瓷体，尤其是组合式过滤器体实现，包括通过密封件彼此附接的块，所述陶瓷体的侧面可能涂有周向涂层，所述密封件和/或所述周向涂层包括凝固水泥、优选由凝固水泥构成，所述凝固水泥，特别是所述密封件的凝固水泥，在垂直于由所述密封件组装的所述块的相对面的至少一个剖面中，具有等效直径在200μπι到40毫米(mm)范围的孔隙(下文称为“大孔”)，在所述剖面，所述大孔的数量使得所述大孔占据的总表面积构成观察到的总表面积(孔隙之间的表面积、所述大孔的表面积及其它孔隙的表面积)的15%以上、优选地20%以上且优选地80%以下、优选地65 %以下、更优选地50 %以下。具体而言，所述密封件可以在密封件的相对且大致平行的两个面之间延伸，优选地所述两个面大致为平面型。可从下文描述中更详细地看到，所述凝固水泥具有良好的粘着性且产生具有良好机械强度的组合式陶瓷体，特别是在用于过滤来自机动车辆的废气时。所述块具体而言是多孔块，且尤其是用于过滤来自机动车辆的废气的过滤器块。 所述凝固水泥尤其适于包括非对称通道的过滤器块的组件。所述剖面不一定允许观察到每一个所述孔隙的最大剖面。因此，某些孔隙不被视为大孔之一，但它们会在另一剖面中被视为大孔之一，反之亦然。根据本专利技术的组合体还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种组合式陶瓷体，其包括通过密封件彼此附接的块，所述陶瓷体的侧面可涂有周向涂层，所述密封件和／或所述周向涂层包括凝固水泥，所述凝固水泥在垂直于由所述密封件组装的所述块的相对面的至少之一的剖面中，具有等效直径在２００μｍ到４０ｍｍ范围中的孔隙，称为“大孔”，所述大孔的数量使得所述大孔在所述剖面中占据的总表面积构成观察到的总表面积的１５％以上和８０％以下，按数量计超过５０％的所述大孔具有范围在５００μｍ到５ｍｍ内的等效直径。

【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：G·钱帕尼，
申请(专利权)人：法商圣高拜欧洲实验及研究中心，
类型：发明
国别省市：FR