陶瓷蜂窝结构体的制造方法和陶瓷蜂窝结构体技术

技术编号:10156334 阅读:102 留言:0更新日期:2014-06-30 20:58
本发明专利技术涉及一种陶瓷蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,所述陶瓷蜂窝结构体包含陶瓷蜂窝体和外周壁,所述陶瓷蜂窝体具备由具有50%以上的气孔率的多孔质的隔壁形成且沿轴向延伸的多个的孔道,所述外周壁形成于所述陶瓷蜂窝体的外周,所述制造方法具有:挤出陶瓷坯土,形成具有陶瓷蜂窝结构的成形体的工序;通过对所述成形体、或将所述成形体烧成后的烧成体的外周部进行加工,从而除去位于外周部的孔道的隔壁的一部分,得到在外周面具有沿轴向延伸的沟槽的陶瓷蜂窝体的工序;和在所述陶瓷蜂窝体的外周面涂布胶体状金属氧化物,干燥后进一步涂布包含平均粒径1μm以上的陶瓷骨料的涂敷材料,形成外周壁的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种陶瓷蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,所述陶瓷蜂窝结构体包含陶瓷蜂窝体和外周壁,所述陶瓷蜂窝体具备由具有50%以上的气孔率的多孔质的隔壁形成且沿轴向延伸的多个的孔道,所述外周壁形成于所述陶瓷蜂窝体的外周,所述制造方法具有:挤出陶瓷坯土,形成具有陶瓷蜂窝结构的成形体的工序;通过对所述成形体、或将所述成形体烧成后的烧成体的外周部进行加工,从而除去位于外周部的孔道的隔壁的一部分,得到在外周面具有沿轴向延伸的沟槽的陶瓷蜂窝体的工序;和在所述陶瓷蜂窝体的外周面涂布胶体状金属氧化物,干燥后进一步涂布包含平均粒径1μm以上的陶瓷骨料的涂敷材料,形成外周壁的工序。【专利说明】陶瓷蜂窝结构体的制造方法和陶瓷蜂窝结构体
本专利技术涉及陶瓷蜂窝结构体的制造方法和陶瓷蜂窝结构体。
技术介绍
为了减少汽车等的内燃机的废气中所含的有害物质,作为废气净化用的催化转化器、用于收集颗粒状物质(PM:Particulate Matter)的过滤器和用于降低氮氧化物(NOx)的催化剂的载体而使用陶瓷蜂窝结构体。如图1 (a)和图1 (b)所示,陶瓷蜂窝结构体I包含陶瓷蜂窝体10和外周壁11,所述陶瓷蜂窝体10具有由多孔质的隔壁13形成且沿轴向延伸的多个的孔道(★ >) 14,所述外周壁11形成于所述陶瓷蜂窝体10的外周,垂直于其流路方向的剖面的形状通常大致呈圆形或椭圆形(参照图1(a))。就陶瓷蜂窝结构体I而言,其凭借由金属网或陶瓷制的衬垫等形成的把持构件(未图示)而被牢固地把持以在使用中不发生移动,且被收纳于金属制收纳容器(未图示)内。因此,外周壁11需要能够承受把持陶瓷蜂窝结构体I的状态下的热冲击的等静压强度。为了降低柴油发动机的废气中包含的氮氧化物(NOx),使用在隔壁负载有NOx催化剂的陶瓷蜂窝结构体。为了提高该陶瓷蜂窝结构体的NOx净化性能,使负载的催化剂量增加是有效的,为此,需要将隔壁制成例如50%以上的高气孔率。日本特开平05-269388号公开了一种陶瓷蜂窝结构体,其包含陶瓷蜂窝体和外周壁,所述陶瓷蜂窝体具有由多孔质的隔壁形成且沿轴向延伸的多个的孔道、且在外周面具有在外部开口且沿轴向延伸的沟槽,所述外周壁通过以涂敷材料填充所述沟槽而形成。该陶瓷蜂窝结构体通过如下步骤制造:以公知的方法制作外周壁一体形成的陶瓷蜂窝烧成体后,对磨削除去外周部的孔道而得到的、在外周面具有沟槽的陶瓷蜂窝体,涂布包含陶瓷粒子和/或陶瓷纤维、以及胶体二氧化硅或胶体氧化铝的糊剂状涂敷材料以填充所述外周面的沟槽,并进行干燥而形成外周壁。日本特开平05-269388号中记载了利用该方法可得到外周面被增强、且耐热性和耐热冲击优异的陶瓷蜂窝结构体。但是,将日本特开平05-269388号中记载的外周壁用于例如包含50%以上的高气孔率的隔壁的陶瓷蜂窝结构体时,所述隔壁的强度非常低,因此所述外周壁带来的强度提高效果没有得到充分地发挥,得到的陶瓷蜂窝烧成体不具有能足以承受使用时的热冲击程度的等静压强度。日本特开2004-175654号公开了一种陶瓷蜂窝结构体,其包含陶瓷蜂窝体和外周壁,且在外周面具有在外部开口且沿轴向延伸的沟槽,所述外周壁通过填充所述沟槽而形成外表面,其中,在所述外周壁或外周壁和沟槽之间的至少一部分具有应力开放部(空隙部),由此,即使发生热冲击,热冲击导致的裂纹也不易发展至隔壁,耐热冲击性优异。该陶瓷蜂窝结构体通过如下步骤制造:以公知的方法制作外周壁一体形成的陶瓷蜂窝烧成体后,对磨削除去外周部的孔道的隔壁的一部分而得到的、在外周面具有沟槽的陶瓷蜂窝体,以基本上填充所述沟槽的方式涂布包含陶瓷骨料和无机粘合剂的涂敷材料,在加热至70°C以上的干燥炉中急速干燥涂敷材料中包含的水分。但是,日本特开2004-175654号中记载的陶瓷蜂窝结构体具有所述应力开放部(在外表面开口的外周壁的裂纹状空隙、或在陶瓷蜂窝体和外周壁之间形成的空隙),因此外周壁容易从陶瓷蜂窝体剥离,特别是将日本特开2004-175654号中记载的方法用于例如包含50%以上的高气孔率的隔壁的陶瓷蜂窝体时,无法得到充分的等静压强度。日本特开2006-255542号公开了一种陶瓷蜂窝结构体,其具有孔道结构体和外壁,所述孔道结构体具有由多孔质的隔壁形成的多个的孔道,所述外壁设置于所述孔道结构体的外周面上、且由包含平均粒径20~50 μ m的陶瓷粒子的涂敷材料构成,其中,与所述外壁的厚度方向中央部分的气孔率相比,比所述中央部分靠外侧的部分的气孔率较小,并有如下记载:构成外壁的陶瓷粒子的脱离少,耐久性和耐磨损性优异,不易引起在外壁表面的印字的磨损损伤。日本特开2006-255542号中记载的陶瓷蜂窝结构体通过如下步骤制造:磨削加工除去以公知的方法得到的蜂窝结构的烧结体的外周部,在其外周面涂布涂敷材料形成外周涂敷层,将所述外周涂敷层干燥或半干燥后,在外周涂敷层的表面涂布以胶体二氧化硅、胶体氧化铝等胶体状陶瓷作为主成分的致密层形成用的涂敷材料。但是,就日本特开2006-255542号中记载的具有气孔率梯度的外周壁而言,外壁表面的印字的耐磨损损伤性优异,但在用于例如包含50%以上的高气孔率的隔壁的陶瓷蜂窝体时,隔壁非常脆,因此所涂布的外周涂敷层容易从陶瓷蜂窝体的外周面剥离,外周壁和陶瓷蜂窝体的接合性存在问题。如图5所示,日本特开2003-284923号公开了一种陶瓷蜂窝结构体50,其中,陶瓷蜂窝体51的孔道中,位于最外周的最外周孔道、以及从该孔道起位于内部侧的规定数量的孔道的至少一端的端部和/或中间部被外周壁52的内周面密封,构成流体无法流动的遮蔽孔道54,并有如下记载:该陶瓷蜂窝结构体50凭`借利用外周壁52形成的遮蔽孔道54的隔热效果,能够缩短自运转开始起的温度上升时间,能够以短时间提高所负载的催化剂的催化剂活性。日本特开2003-284923号还有如下记载:该陶瓷蜂窝结构体50如下制造,即,对于通过挤出成形而制作的具有蜂窝结构成形体,以一端的端部的收缩率与另一端不同的方式进行干燥和烧成,由此形成圆锥台状的陶瓷蜂窝体,将所述陶瓷蜂窝体的圆锥台状的外周面加工为圆筒状,以陶瓷水泥等涂敷材料在其外周面51a上形成外周壁52,其中,作为所述外周壁52的材料,可以列举包含堇青石的陶瓷、包含堇青石和/或陶瓷纤维和非晶质氧化物基质(胶体二氧化硅、胶体氧化铝等)的陶瓷等。但是,将日本特开2003-284923号中记载的专利技术用于例如包含50%以上的高气孔率的隔壁的陶瓷蜂窝体时,隔壁非常脆,因此日本特开2003-284923号中记载的外周壁无法充分地保持陶瓷蜂窝结构体的等静压强度。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题因此本专利技术的目的在于解決上述问题,提供即使由高气孔率的隔壁形成也具有充分的等静压强度、由涂敷材料形成的外周壁不易从蜂窝结构体的外周部剥离的陶瓷蜂窝结构体。用于解决问题的方法鉴于上述目标而潜心研究的结果是,本专利技术人发现,对陶瓷蜂窝体形成外周壁时,在涂布胶体状金属氧化物后涂布涂敷材料,由此,即便是由高气孔率的隔壁形成的陶瓷蜂窝体也能够得到充分的等静压强度,从而完成本专利技术。即,本专利技术的方法是制造陶瓷蜂窝结构体的方法,其特征在于,所述陶瓷蜂窝结构体包含陶瓷蜂窝体和外周壁,所述陶本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种陶瓷蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,所述陶瓷蜂窝结构体包含陶瓷蜂窝体和外周壁,所述陶瓷蜂窝体具备由具有50%以上的气孔率的多孔质的隔壁形成且沿轴向延伸的多个的孔道,所述外周壁形成于所述陶瓷蜂窝体的外周,所述制造方法具有:挤出陶瓷坯土,形成具有陶瓷蜂窝结构的成形体的工序;通过对所述成形体、或将所述成形体烧成后的烧成体的外周部进行加工,从而除去位于外周部的孔道的隔壁的一部分,得到在外周面具有沿轴向延伸的沟槽的陶瓷蜂窝体的工序;和在所述陶瓷蜂窝体的外周面涂布胶体状金属氧化物,干燥后进一步涂布包含平均粒径1μm以上的陶瓷骨料的涂敷材料,形成外周壁的工序。

【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:冈崎俊二
申请(专利权)人:日立金属株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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