复合膜整体件包括堇青石整体件，该堇青石整体件具有连接至其表面的、具有表面中值孔径的堇青石-陶瓷复合膜。所述堇青石-陶瓷复合膜具有表面中值孔径小于或等于0.3微米的膜表面。堇青石-陶瓷复合膜可以是复合材料，该复合材料通过把堇青石-陶瓷复合粉浆施涂至堇青石整体件表面，然后烧制所述堇青石整体件来形成。所述堇青石-陶瓷粉浆可包括堇青石颗粒和陶瓷颗粒。堇青石颗粒的堇青石中值粒度可小于表面中值孔径。陶瓷颗粒的陶瓷中值粒度可小于堇青石中值粒度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】复合膜整体件包括堇青石整体件，该堇青石整体件具有连接至其表面的、具有表面中值孔径的堇青石-陶瓷复合膜。所述堇青石-陶瓷复合膜具有表面中值孔径小于或等于0.3微米的膜表面。堇青石-陶瓷复合膜可以是复合材料，该复合材料通过把堇青石-陶瓷复合粉浆施涂至堇青石整体件表面，然后烧制所述堇青石整体件来形成。所述堇青石-陶瓷粉浆可包括堇青石颗粒和陶瓷颗粒。堇青石颗粒的堇青石中值粒度可小于表面中值孔径。陶瓷颗粒的陶瓷中值粒度可小于堇青石中值粒度。【专利说明】涂覆在堇青石整体件上的基于堇青石的复合膜 本申请根据35USC§ 120要求2011年11月10日提交的美国申请登记第13293745 的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。 背景 领域 本专利技术总体涉及膜涂覆的整体件以及用于制备膜涂覆的整体件的方法，以及具体 来说，涉及用基于堇青石的复合膜涂覆的堇青石膜及其制备方法。 技术背景 多孔陶瓷膜用于工业流体过滤分离中，其最近研究用于气体分离和催化反应。 最近，已探索了将它们用于柴油微粒过滤器（DPF)和汽油微粒过滤器（GPF)应用中的气 体-微粒分离，以及在车载汽油分离（0BS)应用中的蒸汽-蒸汽分离。对于不同的应用，必 须差异化设计陶瓷膜材料和它们的微结构性质来满足不同的应用要求。例如，为了有效分 离气体分子，气体分离陶瓷膜不含孔或含尺寸小于〇. 〇〇1微米的孔，但DPF或GPF膜通常需 要几微米或更大的孔来同时满足低背压和高过滤效率的要求。 在涉及整体件基材的一些应用中，用如聚合物的材料涂覆在整体件上的陶瓷膜是 理想的，这可密封整体件基材的孔，使得可把基本上无泄漏的真空施加至该整体件基材。对 于一般的聚合物涂覆工艺，当被涂覆的陶瓷膜的孔径最小时，涂覆工艺越简单。为了使在整 体件基材上的陶瓷膜的孔径更小，需要使用更小的陶瓷颗粒来成形陶瓷膜。但是，在某些情 况下，制备某些材料的适当小的颗粒是极端劳动力密集或甚至不可能的。例如，成形孔径小 于〇. 3微米的堇青石膜是几乎不可能的，至少部分是因为常规的研磨技术不能把堇青石粒 度减小到小于1微米。 虽然可把其它材料如氧化铝研磨到小于1微米的粒度，但在整体件如堇青石上的 纯氧化铝易于产生裂纹，因为氧化铝和堇青石之间的热膨胀系数有差异。此外，不施涂中间 层而把非常小的氧化铝颗粒直接涂覆到大孔径整体件基材上是极端困难的。 因此，本领域一直需要可涂覆的陶瓷膜材料以及用于在整体件基材上形成陶瓷膜 的方法。 概述 根据各种实施方式，提供了复合膜整体件。所述复合膜整体件可包括堇青石整体 件，该堇青石整体件具有表面中值孔径为约1微米-约15微米的表面。所述复合膜整体件 还可包括连接到所述表面的堇青石-陶瓷复合膜。所述堇青石-陶瓷复合膜可限定所述堇 青石-陶瓷复合膜的膜表面。所述堇青石-陶瓷复合膜可以是由混合物形成的复合材料， 该混合物包括例如堇青石颗粒和陶瓷颗粒。所述堇青石颗粒的堇青石中值粒度可小于所述 陶瓷整体件的表面中值孔径。陶瓷颗粒的陶瓷中值粒度可小于堇青石中值粒度。把堇青石 颗粒和陶瓷颗粒的各中值粒度结合，可产生具有小于或等于0. 3微米的膜中值孔径的膜表 面。 根据其它实施方式，提供了用于形成复合膜整体件的方法。所述方法可包括把堇 青石-陶瓷复合粉浆施涂至堇青石整体件的表面，来形成涂覆的堇青石整体件。通常，通道 的表面可具有约1微米-约15微米的表面中值孔径。所述堇青石-陶瓷复合粉浆可包括 堇青石颗粒和陶瓷颗粒的混合物。所述堇青石颗粒可具有小于表面中值孔径的堇青石中值 粒度，以及陶瓷颗粒可具有小于堇青石中值粒度的陶瓷中值粒度。所述方法还可包括烧制 所述涂覆的堇青石整体件来形成复合膜整体件。烧制时，堇青石-陶瓷复合粉浆形成连接 到堇青石整体件表面并具有膜表面的堇青石-陶瓷复合膜。把堇青石颗粒和陶瓷颗粒的各 中值粒度结合，可产生具有小于或等于〇. 3微米的膜中值孔径的膜表面。 在以下的详细描述中提出了本专利技术的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对 本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利 要求书以及附图在内的本文所述的本专利技术而被认识。 应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理 解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的 进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了 本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。 附图简要说明 图1是涂覆在蜂窝整体件上的堇青石-陶瓷复合膜的SEM显微照片； 图2是图1所示堇青石-陶瓷复合膜的膜表面的放大视图； 图3图形化地显示了实施例1所用的堇青石颗粒的粒度分布； 图4图形化地显示了实施例2所用的堇青石颗粒的粒度分布； 图5图形化地显示了实施例3的支撑的复合膜的粒度分布； 图6图形化地显示了实施例4的两种未支撑的复合膜的粒度分布； 图7图形化地显示了实施例5的两种未支撑的复合膜的粒度分布；以及 图8图形化地比较了专利技术性堇青石-陶瓷复合膜和比较性堇青石膜的粒度分布。 专利技术详述 下面详细说明复合膜整体件的实施方式。所述复合膜整体件可包括堇青石整体 件，该堇青石整体件具有穿过该堇青石整体件来限定的通道。通常，通道的表面可具有约1 微米-约15微米的表面中值孔径。复合膜整体件还可包括连接到通道表面的堇青石-陶 瓷复合膜。堇青石-陶瓷复合膜可形成通道内侧的堇青石-陶瓷复合膜的膜表面。堇青 石-陶瓷复合膜可以是由混合物形成的复合材料，该混合物包括例如堇青石颗粒和除堇青 石颗粒以外的陶瓷颗粒。堇青石颗粒的堇青石中值粒度小于表面中值孔径。陶瓷颗粒的陶 瓷中值粒度小于堇青石中值粒度。把堇青石颗粒和陶瓷颗粒的各中值粒度结合，产生具有 小于或等于〇. 3微米的膜中值孔径的膜表面。用于形成复合膜整体件的方法的实施方式也 将在下文更加详细描述。 复合膜整体件可包括堇青石整体件和连接到所述堇青石整体件的堇青石-陶 瓷复合膜，从而形成与所述堇青石-陶瓷复合膜和所述堇青石整体件的界面相对的堇青 石-陶瓷复合膜的膜表面。在一些实施方式中，堇青石-陶瓷复合膜连接到穿过堇青石整 体件限定的通道的表面，从而形成通道内侧堇青石-陶瓷复合膜的膜表面。当存在时，通道 可具有各种横截面形状，例如圆形、椭圆形、三角形、方形、五边形、六边形或棋盘状或这些 的任意组合，例如且可以任何合适的几何构造来排布。当存在时，通道可以是离散的或交叉 的，可从堇青石整体件的第一端部穿过该堇青石整体件延伸至与该第一端部相对的堇青石 整体件的第二端部。 堇青石整体件可以是适于在其表面上施加膜的任意形状的堇青石基材。例如可成 形、挤出或模塑成形的陶瓷，且该成形的陶瓷可为任意形状或尺寸。形状的示例性实施方式 包括，但不限于：圆柱、三角形固体、矩形固体、六角形固体以及甚至基本上平坦的形状例如 片材。在一些实施方式中，堇青石整体件可以是由堇青石形成的过滤器。在其他实施方式 中，所述堇青石整体件可以是蜂窝状过滤器。复合膜整体件可包括堇青石整体件，该堇青石 整体件具有至少一层施加至该堇青石整体件表面的无机膜。在一些实施方式中，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合膜整体件，其包含：堇青石整体件，该堇青石整体件具有表面中值孔径为约1微米‑15微米的表面；连接到所述堇青石整体件表面的、具有膜表面的堇青石‑陶瓷复合膜，其中：所述堇青石‑陶瓷复合膜是由混合物形成的复合材料，该混合物包括：堇青石颗粒，其具有小于表面中值孔径的堇青石中值粒度；以及除了所述堇青石颗粒以外的陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒的陶瓷中值粒度小于所述堇青石中值粒度；以及所述膜表面具有小于或等于0.3微米的膜中值孔径。
【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：J·E·克林顿，顾云峰，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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