專利名稱：蜂窩構(gòu)件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在凈化汽車廢氣的過濾器中使用的蜂窩構(gòu)件和作催化劑載體等的蜂窩構(gòu)件。
背景技術(shù)：
多孔的蜂窩構(gòu)件廣泛地用作捕獲或除去在含塵流體(例如內(nèi)燃發(fā)動機排出的廢氣)中存在的顆粒物質(zhì)的過濾器，或作為在其上載帶催化劑成分以凈化在廢氣中存在的有害物質(zhì)的催化劑載體。已知采用耐火材料顆粒如碳化硅(SiC)顆粒等作為制造這種蜂窩構(gòu)件的材料。
作為一種與其相關(guān)的專門技術(shù)，已在例如日本專利-A-6-182228中公開一種多孔的基于碳化硅的蜂窩結(jié)構(gòu)的催化劑載體，這種蜂窩構(gòu)件是采用具有給定比表面積和給定雜質(zhì)含量的碳化硅粉末作為原料，將該材料模塑成所需的形狀，再干燥模塑的材料，并在溫度1,600-2,200℃下焙燒獲得的。
同時，在日本專利-A-61-26550中公開一種制造包含玻璃化材料的耐火材料的方法，其中包括將玻璃化材料加入容易氧化的材料或包含容易氧化的材料的耐火組合物中，將它們與粘合劑一起混合和捏合，模塑捏合的材料，在爐中在非氧化性氣氛下敞開焙燒模塑的材料；在日本專利-A-8-165171中，公開一種碳化硅模塑材料，該材料是通過將有機粘合劑和粘土礦物系列、玻璃系列、和硅酸鋰系列的無機粘合劑加入碳化硅粉末中，并將所得的材料模塑獲得的。
在日本專利-A-6-182228中，還介紹一種制造常規(guī)多孔的基于碳化硅的燒結(jié)材料的方法，其中包括將粘合劑，例如玻璃質(zhì)助溶劑、粘土等，加入作為團(tuán)粒的碳化硅顆粒中，并將它們模塑，在粘合劑熔融的溫度下焙燒模塑的材料。
此外，在日本專利-B-61-13845和13846中，報道了優(yōu)選的耐火材料顆粒的平均顆粒直徑、耐火材料顆粒的粒度分布、圓筒形材料的空隙率、圓筒形材料的平均孔徑、圓筒形材料的孔隙體積、和圓筒形材料的壁厚等，至于高溫使用的陶瓷過濾器，是采用耐火材料粘合劑如水玻璃、玻璃料、和釉等將耐火材料顆粒模塑成多孔的帶底的圓筒形材料制造的，耐火材料顆粒是由二氧化硅砂粒；磨碎的陶器；金屬氧化物如Al2O3、TiO2或ZrO2；硅的碳化物、氮化物、和硼化物或調(diào)節(jié)到給定粒度的其它耐火材料組成的。
在日本專利-A-6-182228中指出，在由于碳化硅粉末本身的重結(jié)晶作用的燒結(jié)過程中(顆粒之間的頸縮現(xiàn)象)，除非碳化硅粉末本身也能引起重結(jié)晶作用才能夠獲得空隙率，因此需要采用非常高的焙燒溫度，這會引起成本的提高，而且，熱膨脹系數(shù)高的材料需要在高溫下焙燒，這會造成焙燒產(chǎn)率的降低。
同時，在日本專利-A-61-26550和A-6-182228中指出，采用玻璃質(zhì)材料粘合碳化硅粉末(作為原料)的技術(shù)采用1000-1400℃的低焙燒溫度；然而，在焙燒過程中，一旦粘合劑的熔融，就難以獲得多孔材料。
此外，在日本專利-B-61-13845和13846中給出的過濾器是多孔的，但帶底的圓筒形材料壁厚大，為5-20mm；因此，在凈化汽車廢氣的過濾器所遇到的高空間速度(SV)下，是不能使用的。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述情況研究了本發(fā)明，本發(fā)明將提供一種包含耐火材料顆粒(例如碳化硅顆粒)的蜂窩構(gòu)件，它能在較低的焙燒溫度下制造，成本低，它具有足夠高的空隙率和高比表面積，通過堵塞其通道入口或出口之類的處理，適合用作例如凈化汽車廢氣的過濾器，或甚至用作在高SV條件下的催化劑載體。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種蜂窩構(gòu)件，它在軸向方向上具有許多被隔離壁隔開的貫通通道，該蜂窩構(gòu)件包括耐火材料顆粒和玻璃質(zhì)成分，并是多孔的。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種制造蜂窩構(gòu)件的方法，其中包括將玻璃化材料和有機粘合劑加到作為原料的耐火材料顆粒中，將它們混合和捏合以制成容易成形的彈丸，將容易成形的彈丸擠壓成蜂窩形狀，煅燒被擠壓的材料，除去其中包含的有機粘合劑，然后焙燒被煅燒的材料。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方法本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件包括耐火材料顆粒和粘合耐火材料顆粒的玻璃化成分。因此，在其制造過程中，可以采用較低的焙燒溫度進(jìn)行燒結(jié)；并能以低成本進(jìn)行生產(chǎn)；而且可以獲得高產(chǎn)率。本發(fā)明并不是針對例如在日本專利-B-61-13845和13846中公開的帶底的厚壁圓筒形材料，而是針對多孔的蜂窩構(gòu)件；因此，本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件能在高SV條件下使用，可作為凈化汽車廢氣的過濾器和催化劑載體等。
本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件，優(yōu)選具有一種微觀結(jié)構(gòu)，其中采用玻璃質(zhì)成分粘合耐火材料顆粒，在這種情況下，用作耐火材料顆粒原料的顆粒仍保持它們的形狀。此外，本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件，在用作過濾器捕獲和除去含塵流體中存在的顆粒物質(zhì)時，優(yōu)選孔隙率為30-90％。當(dāng)蜂窩構(gòu)件的孔隙率＜30％時，過濾速度不夠；當(dāng)孔隙率＞90％時，構(gòu)件的強度不夠。當(dāng)本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件在用作例如凈化汽車廢氣的過濾器等時，由于擔(dān)心其中有壓力損失，優(yōu)選孔隙率≥40％。
當(dāng)本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件用作過濾器時，蜂窩構(gòu)件優(yōu)選具有根據(jù)要過濾的目標(biāo)物質(zhì)確定的平均孔徑。例如，當(dāng)蜂窩構(gòu)件用作內(nèi)燃機的顆粒過濾器(DPF)以捕獲和除去內(nèi)燃發(fā)動機排出的廢氣中包含的顆粒時，優(yōu)選將平均孔徑規(guī)定為2-50μm。當(dāng)平均孔徑＜2μm時，即使在顆粒積累量小的情況下，壓力損失也會出現(xiàn)非常大的增加。當(dāng)平均孔徑＞50μm時，顆粒能通過DPF。因此不優(yōu)選這樣的平均孔徑。
在蜂窩構(gòu)件中，隔開貫通通道(孔室)的隔離壁的厚度，優(yōu)選≥4mil(≥102μm)。當(dāng)隔離壁的厚度＜4mil(102μm)時，蜂窩構(gòu)件的強度不夠。在蜂窩構(gòu)件中，強度一般與孔隙率具有密切的關(guān)系。在本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件的情況下發(fā)現(xiàn)，在設(shè)定隔離壁的厚度與孔隙率具有下列關(guān)系時，能獲得所需的強度隔離壁的厚度(μm)≥孔隙率(％)×4在設(shè)定隔離壁的厚度與孔隙率具有下列關(guān)系時，能獲得足夠的強度隔離壁的厚度(μm)≥孔隙率(％)×5同時，當(dāng)采用本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件作為DPF等過濾器時，優(yōu)選設(shè)定隔離壁的厚度≤50mil(≤1,270μm)。當(dāng)隔離壁厚度＞50mil(1,270μm)時，擔(dān)心過濾速率不夠和壓力損失增加。這種過濾器的過濾速率和壓力損失與孔隙率具有密切的關(guān)系，通過設(shè)定隔離壁的厚度與孔隙率具有下列關(guān)系，可以消除以上的擔(dān)心隔離壁的厚度(μm)≤孔隙率(％)×20
蜂窩構(gòu)件的孔室密度，優(yōu)選5-1,000孔室/英寸2(0.7-155孔室/cm2)。當(dāng)隔室密度＜5隔室/英寸2(0.7孔室/cm2)時，蜂窩構(gòu)件的強度不夠，在采用蜂窩構(gòu)件作為過濾器時，過濾面積不夠。在孔室密度＞1,000隔室/in2(155孔室/cm2)時，會造成壓力損失增加。因此，不優(yōu)選這樣的孔室密度。
下面對制造本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件的方法進(jìn)行說明。在制造本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件的過程中，首先將玻璃化材料和有機粘合劑加入到作為原料的耐火材料顆粒中，然后混合和捏合以獲得容易成形的彈丸。
對所采用的耐火材料顆粒的種類沒有具體的限制。然而，優(yōu)選采用Al2O3、ZrO2或Y2O3(氧化物)；SiC(碳化硅)；Si3N4或AIN(氮化物)；和多鋁紅柱石等的顆粒。在DPF之類的應(yīng)用中，時常暴露在積累顆粒的燃燒過程產(chǎn)生的高溫下，所以優(yōu)選采用具有高耐熱性的SiC等。
作為原料的耐火材料顆粒，優(yōu)選平均顆粒直徑為本方法最終獲得的蜂窩構(gòu)件(燒結(jié)材料)的平均孔徑的2-4倍。就本方法獲得的蜂窩構(gòu)件而言，焙燒溫度較低，所以，甚至在焙燒以后，作為原料采用的耐火材料顆粒的顆粒形狀和顆粒直徑幾乎保持不變。因此，當(dāng)上述比例＜2倍時，與獲得的蜂窩構(gòu)件所需的孔徑相比，顆粒直徑太??；因此一些小的耐火材料顆粒被玻璃質(zhì)材料粘合成細(xì)長的形狀以形成大的孔隙，并很難獲得能作薄壁蜂窩構(gòu)件用的高強度的構(gòu)件。
當(dāng)耐火材料顆粒是例如SiC顆粒時，和SiC通常在多孔蜂窩構(gòu)件中采用的重結(jié)晶SiC時，從重結(jié)晶的反應(yīng)機理看，作為重結(jié)晶SiC的原料的顆粒需要有與所制蜂窩構(gòu)件所需孔徑大致相同的顆粒直徑。相反地，在采用玻璃化的成分粘合的SiC顆粒的情況下，例如在本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件中，它們的顆粒直徑可為蜂窩構(gòu)件孔徑的2倍或更大；所以，為了獲得所需相同的孔徑，可以采用直徑大于重結(jié)晶SiC原料的原料(SiC顆粒)(即成本較低)，以獲得大的成本優(yōu)點。
當(dāng)上述的比例大于4倍時，所采用的耐火材料顆粒的直徑與所需的孔徑相比太大，即使在模塑過程中緊密裝填耐火材料的顆粒，在耐火材料顆粒之間獲得所需直徑的孔也是困難的。而且，在采用所制的蜂窩構(gòu)件作為過濾器時，還會引起孔隙率的降低。因此，不優(yōu)選這樣的比例。
在作為原料的耐火材料顆粒中所含的雜質(zhì)，能引起玻璃化材料軟化點的降低，對燒結(jié)的結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。因此，雜質(zhì)的含量優(yōu)選控制在≤5％(重量)。特別是堿金屬和堿土金屬的含量，對軟化點的降低影響較大，所以優(yōu)選控制在≤1％(重量)。
對玻璃化材料的種類，沒有具體的限制，只要能在≥1000℃下熔融并能形成玻璃質(zhì)材料就行。玻璃化材料可以是，例如在與耐火材料顆粒等混合時不是玻璃質(zhì)的材料，玻璃化材料由至少一種選自SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、Li2O、MgO、K2O和CaO之類玻璃化材料的氧化物等組成，并在焙燒步驟中互相熔融，形成玻璃質(zhì)材料，或其本身就是玻璃質(zhì)的玻璃料類型的材料。
前一種材料的優(yōu)點在于，在由多種氧化物等組成時，熔融溫度的范圍寬，能避免材料迅速熔融和粘度下降。后一種材料的優(yōu)點在于，能限制熔融溫度的范圍，所以很容易設(shè)定焙燒的條件。此外，在本方法中可以采用的玻璃化材料，甚至包括這樣的玻璃化材料，它不僅包含在焙燒后能變成完全玻璃質(zhì)的材料，而且還能在熔融后通過結(jié)晶步驟轉(zhuǎn)化成結(jié)晶材料(例如結(jié)晶玻璃)的材料。適合采用的還有粘土、水玻璃和釉等，只要它們能起同樣的作用。
在焙燒過程中，玻璃化材料具有熔融作用，覆蓋在耐火材料顆粒的表面上，并將這些顆粒粘合起來。因此，采用的玻璃化材料的適宜量，與耐火材料顆粒的表面積具有密切的關(guān)系。這里，耐火材料顆粒表面積是有差別的，這與耐火材料顆粒的形狀等有關(guān)；然而，由于玻璃化材料熔融并附著到耐火材料顆粒上，所以當(dāng)把每個耐火材料顆?？闯墒乔蝮w，而不是看成BET比表面積時，將耐火材料顆粒的表面積看成是幾何表面積[S＝4πr2(r為耐火材料顆粒的平均顆粒半徑)]一般是適宜的。采用這種幾何表面積[S＝4πr2]，可以很容易地根據(jù)下式計算“每單位耐火材料顆粒表面積的玻璃化材料量W”W＝[(4/3πr3×ρ)/(耐火材料顆粒的重量比例)]×[(玻璃化材料的重量比例)/(4πr2)](其中r為耐火材料顆粒的平均半徑，ρ為耐火材料顆粒的比重)。
在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選如此確定加入的玻璃化材料量，即使每單位耐火材料顆粒表面積的玻璃化材料量W為3-30g/m2。當(dāng)W＜3g/m2時，粘合劑的量不夠，不能獲得其強度足以保持其形狀的薄壁構(gòu)件(例如蜂窩構(gòu)件)。當(dāng)W＞30g/m2時，存在的玻璃質(zhì)材料量，大于適當(dāng)粘合耐火材料顆粒所需的量；因此，雖然強度獲得增強，但出現(xiàn)例如降低孔隙率、降低平均孔徑等缺點。
玻璃化材料的平均顆粒直徑，優(yōu)選≤成團(tuán)粒的耐火材料顆粒的平均顆粒直徑的50％。在焙燒時玻璃化材料熔融，在它們的顆粒之間發(fā)生融合，并覆蓋了耐火材料顆粒的表面；因此，當(dāng)其顆粒直徑＞耐火材料顆粒顆粒直徑的50％時，在模塑過程中玻璃化材料顆粒所占的空間會變成大的孔隙，這會引起強度的降低；當(dāng)采用所制的蜂窩構(gòu)件作為過濾器時，過濾性能下降，即在過濾過程中發(fā)生泄漏。
蜂窩構(gòu)件的擠壓，一般可以采用二種或多種粒度不同的材料粉末的混合物順利地進(jìn)行。從這種觀點看，玻璃化材料的平均顆粒直徑，優(yōu)選≤成團(tuán)粒的耐火材料顆粒的平均顆粒直徑的30％。
為了順利地將彈丸擠壓成蜂窩形狀，使耐火材料顆粒(團(tuán)粒)、玻璃化材料、和必要時的成孔材料等混合，獲得容易成形的彈丸，為了順利地擠壓彈丸，優(yōu)選加入至少一種有機粘合劑，按主要原料(耐火材料顆粒和玻璃化材料)的總量計算，其量≥2％(重量)。然而，并不優(yōu)選有機粘合劑的加入量＞30％(重量)，因為在煅燒后會產(chǎn)生太高的孔隙率(這將導(dǎo)致強度不夠)。
當(dāng)擠壓隔離壁厚度≤20mil(508μm)的蜂窩構(gòu)件時，加入有機粘合劑的量優(yōu)選4-20％(重量)。當(dāng)加入量＜4％(重量)時，這種薄壁的擠壓是困難的。當(dāng)加入量＞20％(重量)時，被擠壓的材料難以保持其形狀。
當(dāng)采用蜂窩構(gòu)件作為過濾器時，可在生產(chǎn)容易成形的彈丸時加入成孔材料，以獲得較高的孔隙率。加入的成孔材料量，按主要原料(耐火材料顆粒和玻璃化材料)的總量計算，優(yōu)選30％(重量)。當(dāng)該量＞30％(重量)時，造成孔隙率太高，強度不夠。因為在成孔劑燃燒和消失的地方形成孔隙，所以成孔材料的平均顆粒直徑，優(yōu)選為焙燒后要獲得的所需平均孔徑的25-30％。
采用普通方法混合和捏合上述的原料，以制成容易成形的彈丸，采用擠壓成形等方法，將彈丸制成所需的蜂窩形狀。將成形的材料煅燒，以除去在成形的材料中所含的有機粘合劑(脫粘合劑)，然后焙燒。煅燒優(yōu)選在低于玻璃化材料熔融的溫度下進(jìn)行。具體而言，可在保持約150-700℃的預(yù)定溫度下，進(jìn)行試驗性煅燒，或在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)，采用≤50℃/h的低升溫速率。
當(dāng)保持在預(yù)定的溫度下進(jìn)行試驗性煅燒時，可將試驗溫度保持在一個或多個水平，視所采用的有機粘合劑的種類和數(shù)量而定；在后一種情況下，當(dāng)保持多水平的溫度時，在這些溫度下保持的時間可以相同或不同。當(dāng)采用低升溫速率進(jìn)行煅燒時，可在單溫度范圍或多溫度范圍內(nèi)采用低升溫速率，在后一種情況下，所采用的升溫速率可以相同或不同。
在煅燒過程中采用的氣氛，可以是氧化性氣氛。然而，當(dāng)成形的材料中包含大量的有機粘合劑時，在煅燒過程中可被氧燃燒，從而可迅速地提高成形材料的溫度；因此煅燒可優(yōu)選在惰性氣氛(例如N2或Ar)中進(jìn)行，以抑制成形材料溫度的反常升高。當(dāng)采用熱膨脹系數(shù)大(耐熱沖擊低)的原料時，這種抑制溫度反常升高的作用是重要的。按主要原料的總量計算，當(dāng)采用的有機粘合劑量，例如≥20％(重量)時，優(yōu)選在上述惰性氣氛中進(jìn)行煅燒。
煅燒和隨后的焙燒，可以作為獨立的步驟，在相同或不同的爐中進(jìn)行，或作為連續(xù)的步驟在同一個爐中進(jìn)行。當(dāng)煅燒和焙燒在不同的氣氛中進(jìn)行時，優(yōu)選前一種操作；從煅燒和焙燒的總時間以及爐子運行的成本等觀點，優(yōu)選后一種操作。
在焙燒過程中所采用的溫度是有差別的，這取決于所采用的玻璃化材料的種類，但一般優(yōu)選1000-1600℃。當(dāng)焙燒溫度＜1000℃時，玻璃化材料不能充分熔融，耐火材料顆粒不能互相牢固地粘合。當(dāng)溫度＞1600時，熔融的玻璃化材料粘度太低，在差不多整個焙燒材料的表面或在焙燒材料的底部發(fā)生局部濃縮。因此，不優(yōu)選這樣的焙燒溫度。
在焙燒過程中優(yōu)選采用的氣氛取決于所用耐火材料的種類。當(dāng)耐火材料的顆粒是那些怕在高溫下氧化的顆粒，例如碳化物顆粒(例如SiC)、以Si3N4或AlN為代表的氮化物顆粒等時，至少在會發(fā)生氧化的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選采用非氧化性氣氛(例如N2或Ar)。
下面通過實施例詳細(xì)地說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明決不局限于這些實施例。(實施例1)
均勻地混合和捏合85重量份平均顆粒直徑為50.0μm的SiC粉末、15重量份平均顆粒直徑為10.8μm的玻璃質(zhì)材料、6重量份作為有機粘合劑的甲基纖維素、5重量份作為成孔材料的石墨、2.5重量份表面活性劑、和24重量份水，以制備容易成形的彈丸。采用擠壓機將彈丸擠壓成蜂窩形狀，蜂窩的外徑為45mm，長度為120mm，隔離壁厚度為0.43mm，孔室密度為100孔室/英寸2(16孔室/cm2)。將這種擠出的蜂窩材料在550℃和氧化性氣氛中煅燒3小時以脫脂，然后在非氧化性氣氛中在1400℃下焙燒2.5小時，以制成多孔蜂窩結(jié)構(gòu)的SiC燒結(jié)材料。采用汞孔率計測定這種燒結(jié)材料的平均孔徑和孔隙率，此外，還測定三點彎曲強度。結(jié)果示于表1。順便也采用下式計算三點彎曲強度σ＝(F×S)/(4×Z)(其中σ是三點彎曲強度，F(xiàn)為負(fù)載，S是下部的跨距(35mm)，Z為局部次生力矩)。(實施例2)進(jìn)行與實施例1相同的捏合、擠壓和焙燒，制備燒結(jié)材料，所不同的是，將SiC粉末改變?yōu)槠骄w粒直徑為32.6μm的SiC粉末。采用與實施例1相同的方法，測定燒結(jié)材料的平均孔徑、孔隙率和三點彎曲強度。結(jié)果示于表1。(實施例3)進(jìn)行與實施例1相同的捏合、擠壓和焙燒，制備燒結(jié)材料，所不同的是，將SiC粉末和玻璃化材料的量分別改變成70重量份和30重量份。采用與實施例1相同的方法，測定燒結(jié)材料的平均孔徑、孔隙率和三點彎曲強度。結(jié)果示于表1。(實施例4)進(jìn)行與實施例1相同的捏合、擠壓和焙燒，制備燒結(jié)材料，所不同的是，將SiC粉末改變成平均顆粒直徑為32.6μm的SiC粉末，并分別將SiC粉末和玻璃化材料的量改變成65重量份和35重量份。采用與實施例1相同的方法，測定燒結(jié)材料的平均孔徑、孔隙率和三點彎曲強度。結(jié)果示于表1。(實施例5)制造一些蜂窩構(gòu)件，每個直徑都大于實施例1-4蜂窩構(gòu)件的直徑。此外，還制造一些蜂窩構(gòu)件，每個都采用包含相同有機粘合劑的容易成形的彈丸，其中有機粘合劑的量大于實施例1-4的量。在采用與實施例1-4相同的方法，在氧化性氣氛中煅燒這些蜂窩構(gòu)件以脫粘合劑時，能夠獲得與實施例1-4性能相同的燒結(jié)材料，產(chǎn)率≥90％。當(dāng)在惰性氣氛中煅燒上述的蜂窩構(gòu)件時，沒有孔室泄露等問題，能夠獲得缺陷為0％的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)材料。
表1

從上述結(jié)果可以清楚地看出，為了獲得具有預(yù)定平均孔徑的蜂窩構(gòu)件，很容易選擇用作蜂窩構(gòu)件原料的SiC粉末的顆粒直徑。此外，也能將用作原料的玻璃化材料量確定在適宜的水平。因此，可以以低成本生產(chǎn)預(yù)定的蜂窩構(gòu)件。
工業(yè)適用性如上所述，本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件包含耐火材料顆粒，例如SiC顆粒等，而且在其生產(chǎn)中，燒結(jié)可在較低的溫度下進(jìn)行；因此，可將其生產(chǎn)成本降低到低水平，其產(chǎn)率高，可提供低價格的產(chǎn)品。而且本發(fā)明的蜂窩構(gòu)件是多孔的，甚至能適合在高SV條件下使用，作為凈化汽車廢氣的過濾器和催化劑載體等。
權(quán)利要求
1.一種蜂窩構(gòu)件，在軸向上具有許多被隔離壁隔開的貫通通道，其特征在于，蜂窩構(gòu)件包含耐火材料顆粒和玻璃質(zhì)成分，蜂窩構(gòu)件是多孔的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，其中采用玻璃質(zhì)成分粘合耐火材料顆粒，在這種情況下，用作耐火材料顆粒原料的顆粒仍保持其形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，其中耐火材料顆粒是碳化硅顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，采用這種蜂窩構(gòu)件作為過濾器，捕獲和除去在含塵流體中存在的顆粒物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，該構(gòu)件的孔隙率為30-90％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，該構(gòu)件的平均孔徑為2-50μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，其中隔離壁的厚度為102-1270μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，其中隔離壁的厚度和蜂窩構(gòu)件的孔隙率滿足下列關(guān)系隔離壁厚度(μm)≥孔隙率(％)×4
9.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，其中隔離壁的厚度和蜂窩構(gòu)件的孔隙率滿足下列關(guān)系隔離壁厚度(μm)≥孔隙率(％)×5
10.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，其中隔離壁的厚度和蜂窩構(gòu)件的孔隙率滿足下列關(guān)系隔離壁厚度(μm)≥孔隙率(％)×20
11.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩構(gòu)件，該構(gòu)件貫通通道的密度為0.7-155孔室/cm2。
12.一種制造蜂窩構(gòu)件的方法，其特征在于，將玻璃化材料和有機粘合劑加到作為原料的耐火材料顆粒中，將它們混合和捏合，制成容易成形的彈丸，再將容易成形的彈丸制成蜂窩形狀，煅燒成形的材料，除去其中所包含的有機粘合劑，然后焙燒煅燒的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中用作原料的耐火材料顆粒是碳化硅顆粒。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中用作原料的耐火材料顆粒的平均顆粒直徑為最終獲得的蜂窩構(gòu)件平均孔徑的2-4倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中用作原料的耐火材料顆粒包含的雜質(zhì)量≤5重量％。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中玻璃化材料包含至少一種選自SiO2、Al2O3、B2O3和Na2O的氧化物。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中玻璃化材料的加入量為3-30g/m2耐火材料顆粒表面積。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中玻璃化材料的平均顆粒直徑是成團(tuán)粒的耐火材料顆粒平均顆粒直徑的50％或更小。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中有機粘合劑的加入量為作為原料的耐火材料顆粒和玻璃化材料總量的2-30重量％。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在制備容易成形的彈丸時，加入的成孔材料量是作為原料的耐火材料顆粒和玻璃化材料總量的30重量％或更少。
21.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中模塑材料的煅燒是在低于玻璃化材料熔融溫度下進(jìn)行的。
22.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中焙燒是在溫度1000-1600℃下進(jìn)行的。
全文摘要
一種蜂窩構(gòu)件,其特征在于,在軸向方向上具有許多被隔離壁隔開的貫通孔,這種蜂窩構(gòu)件包括耐火材料顆粒和玻璃成分,而且是多孔的。蜂窩構(gòu)件包括碳化硅之類的耐火材料顆粒,并且在其制造過程中可在較低的溫度下燒結(jié),這不僅能導(dǎo)致其制造成本的降低,而且還能提高產(chǎn)率,因而能以便宜的價格提供蜂窩構(gòu)件。
文檔編號F01N3/28GK1358161SQ01800061
公開日2002年7月10日 申請日期2001年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月17日
發(fā)明者山本良則, 野田直美, 原田節(jié) 申請人:日本礙子株式會社