實(shí)施方式的示例性玻璃粉末填料粒度分布圖；
[002引圖4用誤差線示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性水泥的熱膨脹系數(shù)圖；
[0029] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性水泥的斷裂模量圖；
[0030] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的暴露的表皮結(jié)構(gòu)在X射線衍射分析之前的溫度和 時(shí)間的關(guān)系圖；
[0031] 圖7是具有剛施加的表皮和蜂窩結(jié)構(gòu)的第一蜂窩結(jié)構(gòu)在暴露于圖6的溫度時(shí)間表 后的X射線衍射結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] W下將具體參考本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖中示出了其例子。在任何可能的時(shí)候，在 整個(gè)附圖中使用相同的附圖標(biāo)記W參考相同或類似的部分。
[0033] 如本文所使用的，生巧材料是一種未燒制的材料，該材料包含無(wú)機(jī)和/或有機(jī)材 料的混合物。該生巧材料可包含各種無(wú)機(jī)填料、無(wú)機(jī)的和/或有機(jī)的粘合劑材料W及液體 載體。該生巧材料可進(jìn)行干燥W去除流體含量（如水）。干燥常常是通過(guò)將一部分暴露在 環(huán)境大氣中過(guò)夜來(lái)完成的，但是，可w用熱空氣，強(qiáng)制通風(fēng)，微波或紅外福射來(lái)加強(qiáng)干燥。
[0034] 如本文所使用的，鍛燒指的是將生巧材料加熱至小于lOOOC的溫度并持續(xù)充分的 時(shí)間W燒盡材料中包含的有機(jī)材料，例如，在600°C下加熱約3小時(shí)。
[0035] 如本文所使用的，"追加"指的是組分例如，有機(jī)粘合劑，液體載體，添加劑或成孔 劑的重量百分比，基于并相對(duì)于混合物的無(wú)機(jī)組分的100重量百分比。
[0036] 圖1和2所顯示的是一個(gè)實(shí)施方式的示例性蜂窩結(jié)構(gòu)10,該結(jié)構(gòu)10包含蜂窩體 12。所述蜂窩體12具有縱軸14和長(zhǎng)度以并且包含多個(gè)相交的多孔壁16,該多孔壁16形 成在相對(duì)端面20、22之間軸向延伸的相鄰的孔或通道18?？酌芏瓤蒞是100-900孔/平方 英寸之間。一般孔壁厚度可約為〇.〇25-1.5mm之間。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)"蜂窩"表示包 括一般蜂窩結(jié)構(gòu)但不嚴(yán)格限于正方形結(jié)構(gòu)。例如，可W使用六邊形，八邊形，=角形，長(zhǎng)方形 或任何其他合適的形狀。包含在多孔壁內(nèi)的一般孔徑可W是0. 1 ym至約100 ym，孔壁孔隙 率約為15-75%，優(yōu)選約為25-50%。
[0037] 蜂窩體12可W由陶瓷材料形成，例如堇青石（2Mg〇-2Al2〇3-5Si〇2)。但是， 可W接受其他組分的有限的替代物，例如Fe(鐵），Co(鉆），Ni(鑲）和Mn(鋪）代替 Mg(儀），Ga(嫁）代替A1(侶）化及Ge(錯(cuò)）代替娃。并且，堇青石相可W包括堿金屬，堿 上金屬或稀上金屬。蜂窩體12在一些情況下可W由其他陶瓷材料制得，例如碳化娃，鐵酸 侶丫-氧化侶和/或莫來(lái)石，或它們的組合。
[003引可W根據(jù)適合形成蜂窩整體的任何常規(guī)的工藝形成蜂窩體。例如，塑化陶瓷形成 批料組合物可通過(guò)任何已知的常規(guī)陶瓷形成工藝，例如擠出，注塑，流鑄，離屯、鑄造，壓鑄， 干壓等成形為生巧體。一般地，蜂窩結(jié)構(gòu)是通過(guò)擠出工藝形成的，其中，陶瓷材料被擠出為 生胚形式，之后進(jìn)行燒制W形成最終的陶瓷結(jié)構(gòu)。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，可W使用液壓 油缸擠出機(jī)，二級(jí)脫氣單螺旋擠出機(jī)或具有連接至出料端的壓模裝置的雙螺桿攬拌機(jī)進(jìn)行 擠出。擠出的材料可進(jìn)行切割W產(chǎn)生蜂窩結(jié)構(gòu)例如成形并尺寸化W滿足發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的需 求的過(guò)濾器體。該些擠出的生巧體可W是任何尺寸和形狀的。
[0039] 一般地，當(dāng)擠出陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)時(shí)，沿著結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度提供固體外表面。但是，在一些 情況下，有必要去除外表面。例如，通過(guò)去除擠出的外表面，生巧擠出蜂窩結(jié)構(gòu)可成形為所 需的形狀和尺寸?；蛘?，生巧蜂窩結(jié)構(gòu)可進(jìn)行燒制，然后通過(guò)去除擠出的外表面和達(dá)到所需 形狀和尺寸所必須的多孔壁結(jié)構(gòu)的任意部分，磨成所需的形狀和尺寸?？赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域已知 的任何方法完成成形，包括切割，砂磨或磨掉蜂窩結(jié)構(gòu)的擠出的外表面W達(dá)到所需的形狀 和尺寸。一旦獲得所需的形狀和尺寸，水泥材料可施加于尺寸體的外周，W在尺寸體上形成 新的外表面，或表皮。一般地，蜂窩體的端部是不用水泥遮蓋的，但是，如果需要的話可W塞 住一些通道。一旦水泥組合物被施加于蜂窩結(jié)構(gòu)上，該水泥組合物可W干燥和/或鍛燒。在 一些實(shí)施方式中，施加了水泥的蜂窩體包含燒制的陶瓷材料。在其他實(shí)施方式中，蜂窩體包 含生巧體或鍛燒體。在一些情況下，鍛燒的蜂窩結(jié)構(gòu)可W在催化工藝期間進(jìn)行最終燒制。
[0040] 可W使用各種方法將水泥層施加于蜂窩體12上。例如，可W使用分配裝置（未顯 示）將適當(dāng)量的水泥混合物施加于蜂窩體12的外表面上。施加表皮材料（例如水泥）的 方法是本領(lǐng)域已知的，本文不再進(jìn)一步討論。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)第12/231140號(hào)（其內(nèi)容 是作為一個(gè)整體參考并入本文中）描述了將水泥表皮施加于蜂窩體上的各種方法。
[0041] 因此，蜂窩結(jié)構(gòu)10還包含外壁24,該外壁24在蜂窩體的外表面上沉積。外壁 24(下文中稱為表皮24)是水泥，該水泥包含作為低熱膨脹填料的玻璃粉末，粘合劑和用 于承載基于玻璃的水泥的固體組分的溶劑或載體。優(yōu)選地，玻璃粉末填料的玻璃是無(wú)定形 的融烙二氧化娃（Si化）。所述玻璃粉末填料的中值粒度值50)可為10-20 ym，最小粒度 為7-75 ym，最大粒度為50-70 ym。粒度是作為基于質(zhì)量的當(dāng)量球徑進(jìn)行測(cè)定的。玻璃粉 末填料可W占，例如，水泥的總無(wú)機(jī)組分的60-80重量％。合適的二氧化娃粉末填料可購(gòu) 自，例如，在商品名為Teco-Si 1的從美國(guó)田納西州的田納西州電礦石公司的CE礦石（CE Minerals of Tennessee Electro Minerals Incorporated, Tennessee, USA)。本文中所有 的粒度測(cè)量都是由Microtrac公司粒度分析器測(cè)定的，除非另有說(shuō)明。
[0042] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，蜂窩結(jié)構(gòu)10的表皮24包含無(wú)定形的基于玻璃的水泥，該 水泥由該樣一種組合物形成，所述組合物包含作為低熱膨脹填料的第一（精）玻璃粉末， 作為低熱膨脹填料的第二（粗）玻璃粉末，粘合劑和用于承載基于玻璃的水泥的固體組分 的溶劑或載體。優(yōu)選地，第一玻璃粉末填料和第二玻璃粉末填料的玻璃都是無(wú)定形的融 烙二氧化娃，該融烙二氧化娃的粒度大于約1 ym。玻璃粉末填料粒度的分布優(yōu)選多峰，其 中，具有粒度大于約1 ym的玻璃粉末填料的分布呈現(xiàn)出粒度的多種模式（局部最大）。在 一個(gè)實(shí)施方式中，無(wú)定形的基于玻璃的水泥包含粒度大于約1 ym的無(wú)定形玻璃顆粒的雙 峰粒度分布。基于玻璃的水泥可包括第一玻璃粉末填料，其中，第一玻璃粉末填料的中值 值50)粒度優(yōu)選約為10-50 y m，約為15-50 y m，約為20-45 y m或約為30-45 y m，D10約為 1-10 ym，D90約為25-125 ym。第二玻璃粉末填料的中值值50)粒度優(yōu)選約為150-300 ym， 約為 150-250 y m，約為 170-230 y m，約為 180-220 y m，D10 約為 100-150 y m，D90 約為 250-350]im。粒度是作為基于質(zhì)量的當(dāng)量球徑進(jìn)行測(cè)定的。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)D50 表示粒度分布的中值，D10表示微米粒度，其中，微米粒度的10%的分布小于該粒度，D90表 示微米粒度，其中，微米粒度的90%的分布小于該粒度。基于玻璃的水泥可化含有，例如，占 水泥的無(wú)機(jī)固體組分的總重量的約20-60重量％，約25-50重量％，約25-40重量％，或約 25-35重量％的第一玻璃粉末填料的量。基于玻璃的水泥可化含有，例如，占水泥的無(wú)機(jī)固 體組分的總重量的約10-40重量％，約15-40重量％，約20-35重量％的第二玻璃粉末填料 的量。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施方式中，第一玻璃粉末填料的D50可約為34-40 ym，第二玻璃粉末填 料的中值粒度約為190-280 ym。在一個(gè)例子中，第一玻璃粉末填料的D10約為6. 0 ym，D50 約為34. 9 y m，D90約為99 y m。在另一個(gè)例子中，第一玻璃粉末填料的D10約為6. 7 y m，D50 約為39. 8 y m，D90約為110. 9 y m。在另一個(gè)例子中，第一玻璃粉末的DIO約為2. 7 y m，D50 約為13. 8 ym，D90約為37. 8 ym，在另一個(gè)例子中，第一玻璃粉末填料的DIO約為2. 8 ym， D50 約為 17. 2 y m，D90 約為 47. 9 y m。
[0044] 第二玻璃粉末填料與第一玻璃粉末填料之比可約為例如約為 1:3. 5-1:1，約為 1:3-1:1，約為 1:2. 5-1:1，約為 1. 2-1:1 或約為 1:1. 5-1:1。在一個(gè)優(yōu)選的 實(shí)施方式中，第二玻璃粉末填料與第一玻璃粉末填料之比為1:1。
[0045] 為了提供本發(fā)明的水泥組合物，將無(wú)機(jī)粉末與合適的有機(jī)和/或無(wú)機(jī)粘合劑材料 一起進(jìn)行混合，其中，所述無(wú)機(jī)粉末包含任意上述無(wú)機(jī)粉末和任意可選的無(wú)機(jī)添加劑組分。 有機(jī)粘合劑材料可包含一種或多種有機(jī)材料，例如纖維素離，甲基纖維素，己基纖維素，聚 己締醇，聚環(huán)氧己燒等，或者在一些實(shí)施方式中，膠狀材料例如Actigum?，黃原膠或乳膠。 例如，A4甲基纖維素是合適的有機(jī)粘合劑。A4甲基纖維素是可W從陶氏化學(xué)公