制备陶瓷蜂窝结构体的方法技术

本发明专利技术描述了一种制备蜂窝结构体的方法，其中差异化改变具有第一轮廓的蜂窝坯体，从而使蜂窝坯体具有第二轮廓，且第二轮廓的第一端宽于第二端。在一个方面，改变通过除去蜂窝坯体的一部分来实现，例如采用去除工具。另一方面，改变通过将蜂窝体的不同区域暴露在不同的干燥环境中来实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多孔陶瓷蜂窝结构体的制备，尤其涉及如基板和壁流式过滤器这些多 孔陶瓷蜂窝结构体的制备。
技术介绍
蜂窝结构体在发动机排气系统中被广泛用作防污染装置，比如在汽车中的催化转 化器基板、以及柴油动力车中的柴油微粒过滤器。在这些应用中，陶瓷蜂窝结构体是由陶瓷 网或壁的基体组成，其具有大量的隔室或隔室通道。该网基体典型地被表层所包围。在过 滤器中，至少一些通道用塞子密封，以迫使废气通过陶瓷网流动。
技术实现思路
本文公开了一种制备蜂窝结构体的方法，该方法包括提供一个具有在相对的第 一和第二端间延伸的第一轮廓的蜂窝坯体，蜂窝坯体包括分别紧邻第一端和第二端的第一 区域和第二区域；以及差异化改变第一区域和第二区域中的至少一个，以便使蜂窝坯体具 有在第一端和第二端之间延伸的第二轮廓，其中第二轮廓在第一端处要比在第二端宽。在 一些实施方案中，第一轮廓有一个基本不变的宽度。在一些实施方案中，第二轮廓在第一端 的直径D1和在第二端的直径D2的比值在1. 01到1. 15之间，该比值在一些实施方案中在 1. 02到1. 08之间，而在其他一些实施方案中在1. 03到1. 07之间。在一些实施方案中，锥 度T定义为T = L/(R2-R1)，其中L是蜂窝体的轴向长度，R2 = D2/2, Rl = D1/2 ；在这些 实施方案的一些中T > 120，而在其他实施方案中T > 200，另外一些实施方案中200 < T < 1000，其它一些实施方案中300 < T < 900，其它一些实施方案中300 < T < 700，其它一 些实施方案中400 < T < 600。在一些实施方案中，蜂窝坯体通过挤出成型。在一些实施方案中，该方法还包括挤 出形成陶瓷的蜂窝基体坯体挤出物，从挤出物上切割形成陶瓷的蜂窝坯体。在一些实施方 案中，蜂窝坯体垂直于挤出物的轴向进行切割。在一些实施方案中，蜂窝坯体由含有陶瓷成型组分的混合物挤出成型。在一些实 施方案中，蜂窝坯体由包括生材再利用材料(材料包括由含有陶瓷形成成分的第二混合物 形成的挤出物)的混合物中挤出成型的。在一些实施方案中，蜂窝坯体由陶瓷形成组分构 成。一些实施方案中，最外面的一层是由基础生材再利用材料组成。一方面，所述改变包括去除部分蜂窝体。在一些实施方案中，在改变之前，充分加 热蜂窝坯体以使其干燥而不致陶瓷化。在一些实施方案中，去除之后，向蜂窝坯体施加水泥 混合物外层，然后充分焙烧蜂窝坯体以使其陶瓷化，形成多孔陶瓷蜂窝结构体，其有具有宽度基本恒定的第三轮廓。在一些实施方案中，通过蜂窝坯体和去除工具的接触去除部分蜂 窝坯体，如切削刀具或研磨工具。在一些实施方案中，去除工具有锥度T'。在一些实施方 案中，蜂窝体在所述部分去除时同时在旋转。在一些实施方案中，在所述部分去除时，工具 围绕蜂窝体旋转。在一些实施方案中，蜂窝坯体含有相互交叉的壁的基体，并且被除去的部 分包含至少一些壁的至少一部分。在一些实施方案中，去除之前的蜂窝体包括周边的表层， 被除去部分包括至少一些周边的表层。在一些实施方案中，去除步骤之前，周边表层与大量 的壁共同挤出。在一些实施方案中，去除之前，蜂窝体包括周边的表层，被除去的部分包含 至少一些表层和至少部分壁的至少一部分，在一些实施方案中，改变之前周边表层与大量 的壁共同挤出。另一方面，改变包括使蜂窝体暴露在不同的干燥环境，例如改变通过将蜂窝体的 不同区域暴露在不同的干燥环境中实现。在一些实施方案中，差异化干燥环境包括将蜂窝 体的第一和第二区域暴露在不同湿度、不同气流、和/或不同电磁辐射(如不同的功率，角 度，或频率，或其组合等)中。在一些实施方案中，在暴露过程中，蜂窝体立于第一端，暴露 后，向蜂窝坯体施加水泥混合物外层，然后蜂窝坯体立于其第二端，对其进行充分焙烧以使 其陶瓷化，形成多孔陶瓷蜂窝结构体，其具有宽度基本恒定的第三轮廓。附图说明图1为一个示例的蜂窝结构体的等距视图。图2为显示图1所示蜂窝结构体的第一轮廓的侧视图。图3为图2的蜂窝结构体经过蜂窝结构体差异化改变产生第二轮廓后的侧视图。图4以剖视图的形式显示了施加了外层的图3所示蜂窝结构体的侧视图。图5为图4所示蜂窝结构体经焙烧后的侧视图。图6为蜂窝坯体和用于差异化改变蜂窝体的工具的等距视图。图7用图解描述了通过工具去除后的蜂窝坯体的轮廓，其中显示了其每部分在不 同平面上的平均直径。图8用图解描述了图7所示轮廓化的蜂窝坯体经焙烧形成多孔蜂窝体后的轮廓。详细描述图1说明了示例型的由蜂窝体101构成的蜂窝结构100，该蜂窝体101包括交叉 壁106的基体，其限定出大量在第一端102和第二端104之间延伸的通道108和110。塞子 112在第一端和第二端102和104上排列，以便使废气流过通道108和110的多孔壁106。图2说明了蜂窝坯体120的外形，具有在相对的第一端102和第二端104之间延 伸的第一轮廓130，蜂窝坯体120包括分别紧邻第一端和第二端102和104的第一区域和第 二区域124和126。蜂窝坯体120包括壁的基体，其限定出大量在蜂窝坯体的相对的第一 端和第二端102和104之间延伸的隔室，坯体具有在蜂窝坯体的第一端和第二端之间延伸 的外围部分128。蜂窝体120中具有置于部分隔室内的塞堵材料；例如，第一分组隔室可在 第一端102塞有塞堵材料，而在第二端104是敞开的，比如说在方格图案中；第二分组隔室 可在第二端104塞有塞堵材料，而在第一端102是敞开的，比如说在匹配的方格图案中，例 如用于焙烧蜂窝坯体时形成多孔陶瓷过滤器，其中塞堵材料紧靠限定出各隔室的壁进行密 封，焙烧时形成塞子。在一些实施方案中，蜂窝坯体120中所有隔室的大多数不包含塞堵材料，比如用于形成基板或涂层(washcoat)基板的情形。我们发现对于基体的焙烧，尤其是对于基体和未固化表层的同时焙烧，以及对于基体与塞堵材料和未固化表层的同时焙烧， 可以导致焙烧过程中蜂窝坯体的轮廓改变，从而使焙烧得到的陶瓷蜂窝体从一端到另一端 不具有均一的直径。优选地，蜂窝坯体120，尤其是相互交叉的壁106构成的基体，是通过挤出成型，例 如挤出包括由相互交叉的壁构成的基体的形成陶瓷的蜂窝坯体挤出物，然后从挤出物上切 割形成陶瓷的蜂窝坯体；优选地，蜂窝坯体沿与挤出物轴向垂直的方向切割。蜂窝坯体120 来自于含有陶瓷成型组分的混合物的挤出物。因此，该挤出物和蜂窝坯体由陶瓷形成组分 组成。可以选择地，蜂窝坯体可由包括生材再利用材料的混合物挤出成型，也就是说，材 料由挤出物或几片挤出物构成，即先前挤出的材料，由含有陶瓷形成组分的第二混合物形 成，这些材料已经被粉碎，或研磨，尤其是蜂窝坯体的再利用。蜂窝坯体120可具有周边的表层，例如，周边表层可与由相互交叉的壁形成的蜂 窝基体共挤出。蜂窝坯体120的第一轮廓130具有基本恒定的宽度，例如，恒定的直径，虽然也可 利用宽度不同的第一轮廓130的蜂窝体。如图3所示，本专利技术制备蜂窝结构体的方法包括差异化改变第一和第二区域124 和126中的至少一个，以便使蜂窝坯体120具有在第一和第二端102和104之间延伸的第 二轮廓132，其中第二轮廓13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备蜂窝结构体的方法，该方法包括：提供蜂窝坯体，其具有在相对的第一端和第二端之间延伸的第一轮廓，蜂窝坯体包括分别紧邻第一端和第二端的第一区域和第二区域，差异化改变第一区域和第二区域中的至少一个，以使蜂窝坯体具有在第一端和第二端之间延伸的第二轮廓，其中第二轮廓的第一端宽于第二端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-30 61/004,851一种制备蜂窝结构体的方法，该方法包括提供蜂窝坯体，其具有在相对的第一端和第二端之间延伸的第一轮廓，蜂窝坯体包括分别紧邻第一端和第二端的第一区域和第二区域，差异化改变第一区域和第二区域中的至少一个，以使蜂窝坯体具有在第一端和第二端之间延伸的第二轮廓，其中第二轮廓的第一端宽于第二端。2.根据权利要求1所述的方法，其中第一轮廓具有基本恒定的宽度。3.据权利要求1所述的方法，其中对于第二轮廓，第一端与第二端的宽度之比在1.01 到1. 15之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中第二轮廓具有介于200和1000之间的锥度T。5.根据权利要求1所述的方法，其中改变包括去除蜂窝体的一部分。6.根据权利要求5所述的方法，其中在改变之前，充分加热蜂窝坯体以使其干燥但不 陶瓷化。7.根据权利要求5所述的方法，其中在去除之后，向蜂窝坯体施加水泥混合物最外层， 然后充分焙烧蜂窝坯体以使其陶瓷化，形成多孔陶瓷蜂窝结构体，其具有宽度基本恒定的第三轮廓。8.根据权利要求7所述的方法，其中最外层包括再利用的蜂窝坯体颗粒。9.根据权利要求5所述的方法，其中通过使蜂窝坯体和去除工具相接触来去除蜂窝坯 体的一部分。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述的去除工具具有锥度。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述的去除工具的锥度T’在200到1000之间。12.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：TH弗莱切，TG海文斯，CJ马拉基，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]