通过改进孔壁接合部而增强陶瓷蜂窝结构体的耐热震性。可以改进壁接合部使得形成纵向延伸开口，从而使在壁接合部相接的两个以上孔通过这样的开口进行流体交换。在这种情况下，所有在这种改进的接合部相接的壁都必须与至少一个其它壁在该接合部接合。备选地，可以通过设置从两个以上共用接合部的孔延伸至所述接合部中的应力集中缺口而改进壁接合部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强的耐热震性的陶瓷蜂窝过滤器本申请要求2008年12月18日提交的美国临时专利申请61/138，743的优先权。本专利技术涉及具有增强的耐热震性的陶瓷蜂窝结构体。具有薄壁和末端开口的孔的蜂窝形结构体被广泛用于例如排放控制装置的应用中，特别是在具有内燃机的交通工具中。这些结构体也被用作催化剂载体。用于高温应用的蜂窝结构体常常具有耐热震性不足的问题。耐热震性是蜂窝结构体耐受热震现象，例如大而迅速的温度变化和/或结构体内部不同区域之间显著的温度梯度的能力。耐热震性与结构材料的热膨胀系数及该材料的临界张力应变有关。很多材料表现出略高的热膨胀系数和低的临界张力应变，否则它们是用于制造蜂窝结构体很好的候选者。当该材料形成为蜂窝结构体时，这种性能的组合可以导致耐热震性不足。针状莫来石是这种材料的一个实例。因为针状莫来石具有非常好的机械强度并且还形成表面积非常大的物体，原因是它结晶形成大量的互连针状体。然而，针状莫来石的耐热震性倾向于低于所需的耐热震性。有两种通常的方法来增加这些蜂窝结构体的耐热震性。第一种方法着眼于改变结构材料。这通常包括选择具有较低热膨胀系数和/或较高临界张力应变的材料。该方法带来的问题是耐热震性的改善通常以其它适宜性质为代价。在一些情况下损失了孔隙率或表面积。在其它情况下，无法使用廉价的挤出方法容易地将新材料加工为蜂窝结构体。第二种方法包括改进蜂窝结构体自身。其构思在于，通过以一定方式改进孔壁或孔的形状，该结构体可以变得能够更好地减轻热震现象中的应力，并因此将变得较不易于破裂。简而言之，该改进倾向于在结构体中构建更大的挠性。美国专利号3，983，283描述了具有正方形孔的蜂窝结构体。角被从一些孔除去以在蜂窝结构体中形成不连续性。不连续性使其能够更好地吸收当该结构体经历迅速的温度变化时所造成的压缩力和张力。角的去除具有使四个孔的组可以彼此进行流体交换的效果。这种不连续性的设置使得该结构体不适宜于需要结构体中入口和出口通道分离的壁流过滤。此外，很多壁有独立于其它结构体的悬臂式“自由”端并且因此在一端未被支撑。这些自由端易于被损坏。美国专利号4，127，691和4，448，828描述了基于正方形孔设计的蜂窝结构体。改进在于，除去了特定的壁，以使两个相邻的正方形孔结合而形成具有2 1的长宽比的更大的长方形孔。可以改进余下的壁以形成六边形孔同时保持约2 1的长宽比。在美国专利 4，448，828中，仅去除了结构体中心的孔壁。该方法增强了耐热震性，但是以归因于孔壁去除的表面积显著下降为代价。描述在美国专利号4，323，614中的蜂窝结构体具有略微弯曲的孔壁，这有助于增加结构体的耐热震性，但以增加水力阻力为代价。美国专利号6，843，822和7，259，120描述了带有正方形孔的蜂窝结构体。以较大和较小孔交替的样式排列孔，以便增加储存烟和灰的能力，同时维持好的气体流速。所需要的是提供整体式陶瓷蜂窝结构体，所述陶瓷蜂窝结构体具有良好的耐热震性、高表面积、适合于壁流过滤的结构并可以使用低成本制造方法如挤出制备。一方面，本专利技术是一种整体式陶瓷蜂窝结构体，所述结构体包括多个由壁界定的纵向延伸孔，所述壁相接而形成至少三个孔共用的壁接合部(joint)；其中一部分壁接合部是改进的壁接合部，所述改进的壁接合部各自包括纵向延伸开口，使得在每一个这样的改进的壁接合部，至少两个纵向延伸孔通过所述纵向延伸开口进行流体交换，条件是所有在改进的壁接合部相接的壁都与至少一个其它壁在该改进的壁接合部纵向接合。另一方面，本专利技术是一种整体式陶瓷蜂窝结构体，所述结构体包括多个由壁界定的纵向延伸孔，所述壁相接而形成至少三个孔共用的壁接合部；其中一部分壁接合部是带缺口的接合部，所述带缺口的接合部具有两个纵向延伸的裂纹导向应力集中缺口，所述集中缺口各自从不同的孔延伸至所述带缺口的接合部中并且部分地穿过所述带缺口的接合部的厚度。在具体实施方案中，蜂窝结构体可以结合上述每个方面的特征，同时含有改进的接合部和带缺口的接合部两者，所述改进的接合部界定了一些孔之间的开口，所述带缺口的接合部具有裂纹导向的应力集中缺口。在这样的实施方案中，改进的壁接合部可以聚集于结构体的一个或多个离散的区中，并且带缺口的壁接合部可以聚集于结构体的一个或多个不同的区中。在特别优选的布置中，改进的壁接合部存在于结构体的中心部分，并且带缺口的接合部存在于结构体更接近边缘的区中，以使具有带缺口的接合部的边缘区部分地或完全地包围具有改进的接合部的中心区。附图说明图1是本专利技术的蜂窝结构体的实施方案的部分截面等距视图，所述结构体具有带有纵向延伸开口的改进的壁接合部。图IA是图1的蜂窝结构体的放大俯视图。图2是本专利技术的蜂窝结构体的另一个实施方案的等距视图，所述结构体具有带缺口的壁接合部。图3是本专利技术蜂窝结构体的另一个实施方案的截面的俯视图，所述结构体具有带有纵向延伸开口的改进的壁接合部。图4是来自本专利技术的三角形蜂窝结构体的六个孔的截面的俯视图。图5是本专利技术蜂窝结构体的另一个实施方案的俯视图，它在结构体的不同区具有改进的壁接合部的不同密集度(即在结构体的给定区中壁接合部为改进的壁接合部的的几率)。在图1中，整体料(monolith) 1包含多个水平延伸的孔4和5，各个孔通过壁界定， 所述壁的一些由附图标记6表示。壁6在未改进的接合部和改进的接合部相接，其中一些未改进的接合部由附图标记7表示，一些改进的接合部由附图标记8表示。每个改进的接合部8具有纵向开口，通过所述纵向开口，共用这种改进的接合部8的两个以上的孔4或者两个以上的孔5进行流体交换。壁6、未改进的接合部7和改进的接合部8各自在整个整体料1中纵向延伸，以使每个孔4、孔5、壁6、未改进的接合部7和改进的接合部8具有贯穿整体料1的纵向长度 (extension)的基本上均勻的尺寸。因此，沿与纵向长度垂直的方向所取的整体料1的任意横截表面将具有基本上相同的剖面。在图1中用箭头10表示整体料1的纵向长度方向。如图1和IA中所示，所有在改进的接合部8相接的壁6都与至少一个其它壁在改进的接合部接合。这种壁的接合在改进的接合部8的整个纵向长度上延续。因为在每个改进的接合部8所有的壁与至少一个其它壁接合，该结构体没有可能在结构上脆弱的悬臂式或“自由”壁端。整体料1的边缘被表皮层9覆盖，该表皮层用来防止流体从整体料1的侧面漏出。 表皮层9可以是整体式表皮层，其由组成结构体的其它部分的相同陶瓷材料形成，并且优选地与其它部分同时形成。备选地，表皮层9可以是后施用材料，例如在孔结构体已经形成后施用于整体料1的金属套。在改进的接合部8中开口的存在通过降低蜂窝结构体的刚性增加了它的耐热震性，因此该结构体能够更好地适应热震现象例如温度的迅速变化和/或物体内部大的温度梯度。观察到机械强度上的少许损失，但是这种机械强度上的损失在比例上倾向于小于在耐热震性上的增加。在很多实际应用中，如果整体料具有更好的耐热震性，可以容忍机械强度的少许损失。改进一些壁之间的接合部以形成开口，而不是除去那些接合部，产生某些益处。机械强度可以优于在简单地除去接合部的情况下的机械强度，因为蜂窝结构体不具有可以被轻易损坏的悬臂式“自由”壁端。更重要地，由于改进的接合部的存在，壁表本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种陶瓷整体式陶瓷蜂窝结构体，所述陶瓷蜂窝结构体包括多个由壁界定的纵向延伸孔，所述壁相接而形成至少三个孔共用的壁接合部；其中一部分壁接合部是改进的壁接合部，所述改进的壁接合部各自包括纵向延伸开口，使得在每一个这样的改进的壁接合部，至少两个纵向延伸孔通过所述纵向延伸开口进行流体交换，条件是所有在改进的壁接合部相接的壁都与至少一个其它壁在该改进的壁接合部纵向接合。
【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：安德烈·奈斯托维奇·苏科亚克，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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