量(MOR)。采用四點彎曲測試,確定具有300個孔道/平方英寸和10密耳 壁厚的部件的斷裂模量。
[0068] 在某些實施方式中,陶瓷體的CTE(25-1000°C )可以小于7xl(TV°C,例如小于 6xl(TV°C,又例如小于5xl(TV°C。在某些實施方式中,陶瓷體的CTE(25-800°C )可以小于 3xlCT7/°C,例如小于 2xlCT7/°C,又例如小于 1x1CT7/°C。
[0069] 在各種實施方式中,本文所揭示的方法還可包括降低構成無機批料組分的至少一 種堿土碳酸鹽的粒度分布的變化。本文所用術語"降低粒度分布的變化"指的是表征材料 的各種粒度參數(shù)的變化小于常規(guī)使用材料的標準或規(guī)格。例如,在本發(fā)明的各種實施方式 中,堿土碳酸鹽粒度分布的中值粒度(pd 5CI)可以變化約±4 ym或更小,例如約±2 ym或 更小,或者約±lym或更小。在其他實施方式中,堿土碳酸鹽粒度分布的pd1(l可以變化約 ±0. 5 ym或更小,例如約±0. 25 ym或更小,或者約±0. 125 ym或更小。以及在其他實施 方式中,堿土碳酸鹽粒度分布的pd9(l可以變化約±10 ym或更小,例如約±5 ym或更小,或 者約±2. 5 ym或更小。
[0070] 可以通過本領域技術人員已知的方法來完成至少一種堿土碳酸鹽的粒度分布的 變化的降低,包括微粉化、研磨、磨碎和/或分類。例如,細的碳酸鍶(例如,pd 5(l小于5微 米)通常含有團聚體,這同時提升了 pd5(l以及分布(例如,pd#PpdSffi)。通過微粉化或通 過其他方法使得這些團聚體破碎起了降低所得分布的pd 5(l以及降低分布自身變化的作用。 圖1顯示對細的碳酸鍶進行微粉化的結果。從圖1可以看出,相比于沒有經受微粉化處理 (剛接收)的碳酸鍶,經受了微粉化處理(輪次1-3)的碳酸鍶具有較低的pd5Q以及較窄 (較?。┑膒djP pd寬度。
[0071] 當燒制時,堿土碳酸鹽反應進入基質,在陶瓷體中留下孔或孔隙。這些孔的形狀和 尺寸可與產生它們的堿土碳酸鹽顆粒的形狀或尺寸一致。
[0072] 通過小心地選擇堿土碳酸鹽的粒度分布,可以調節(jié)陶瓷體的性質,例如孔徑分布, 和/或改善性質。在各種實施方式中,選擇具有本文所揭示的粒度分布的堿土碳酸鹽可以 導致陶瓷體具有增加的強度、降低的熱膨脹系數(shù)、在燒制過程中降低的收縮變化、改進的批 料流變學性質(即,降低壁阻力和改進聯(lián)合(federate))、改進微結構(并降低物理性質變 化)以及改進孔隙度特性,例如較窄的孔徑分布(增加的過濾效率和較低的壓降)、更為精 確的孔徑分布的調節(jié)以及使用較少短效成孔劑的同時增加的孔隙度(這進而可以實現(xiàn)更 快和更高效的燒制循環(huán))。 實施例
[0073] 實施例1
[0074] 制備四種鈦酸鋁批料組合物,每種分別包含無機原成分(即,氧化鋁、氧化鈦、 氧化硅、碳酸鍶、鈦酸鈣和氧化鑭)的相同組合,它們的添加范圍參見上文美國專利 7, 259, 120所述的重量百分比。四種批料中,每種無機原成分分別以相同的重量百分比加 入,并且每種批料具有以相同重量百分比加入的相同的粘合劑(甲基纖維素)并且具有相 同的需要的水。批料之間僅有的差異是碳酸鍶(其約占8重量%,以批料中無機成分的總 重計)的粒度分布。具體地,每個批料分別具有如圖1所示的四種分布中的一種的碳酸鍶 粒度分布(即,一種批料具有"剛接收的"碳酸鍶,其他三種批料具有在加入到批料之前經 受微粉化處理的碳酸鍶)。相比于具有"剛接收的"碳酸鍶的批料,由于批料經受了微粉化 處理,具有經受了微粉化處理的碳酸鍶的批料更軟且具有較少的壁阻力。
[0075] 擠出成蜂窩狀體(例如300個孔道/平方英寸(cpsi)/10密耳壁板厚度),并干燥 之后,蜂窩狀生坯體以國際公開第WO 2006/130759號所述的標準鈦酸鋁燒制方案進行燒 制,該文獻通過參考結合于此。
[0076] 得到的燒制制品的物理性質如表1所示。
[0077]表 1
[0078]
【主權項】
1. 一種形成鈦酸鋁的批料材料,所述批料材料包含: 無機批料組分,其包含至少一種堿土碳酸鹽; 其中,至少25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有小于2. 5微米的粒度和/或至少 25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有大于10微米的粒度; 以及,小于10重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有2. 5-10微米之間的粒度。
2. 如權利要求1所述的形成鈦酸鋁的批料材料,其特征在于,至少一種堿土碳酸鹽具 有第一粒度分布,該第一粒度分布具有〇. 2-2微米的中值粒度(pd5(l),以及至少一種堿土碳 酸鹽具有第二粒度分布,該第二粒度分布具有15-30微米的中值粒度(pd5(l)。
3. 如權利要求1所述的形成鈦酸鋁的批料材料,其特征在于,所述至少一種堿土碳酸 鹽選自:碳酸鍶、碳酸鈣和碳酸鎂。
4. 如權利要求1所述的形成鈦酸鋁的批料材料,其特征在于,所述至少一種堿土碳酸 鹽是碳酸鍶。
5. 如權利要求2所述的形成鈦酸鋁的批料材料,其特征在于,至少25重量%的所述至 少一種堿土碳酸鹽具有第一粒度分布,并且至少25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具 有第二粒度分布。
6. 如權利要求1所述的形成鈦酸鋁的批料材料,其特征在于,所述批料材料包含作為 超添加的小于25重量%的短效成孔劑。
7. 如權利要求1所述的形成鈦酸鋁的批料材料,其特征在于,所述批料材料包含作為 超添加的5-20重量%的短效成孔劑。
8. -種制造鈦酸鋁體的方法,該方法包括: 制備包含無機批料組分的批料材料,所述無機批料組分包含至少一種堿土碳酸鹽; 由所述批料材料成形生坯體;以及 對生坯體進行燒制以獲得陶瓷體; 其中,至少25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有小于2. 5微米的粒度和/或至少 25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有大于10微米的粒度; 以及,小于10重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有2. 5-10微米之間的粒度。
9. 如權利要求8所述的方法,其特征在于,至少一種堿土碳酸鹽具有第一粒度分布,該 第一粒度分布具有〇. 2-2微米的中值粒度(pd5(l),以及至少一種堿土碳酸鹽具有第二粒度 分布,該第二粒度分布具有15-30微米的中值粒度(pd5(l)。
10. 如權利要求8所述的方法,其特征在于,所述至少一種堿土碳酸鹽選自:碳酸鍶、碳 酸鈣和碳酸鎂。
11. 如權利要求8所述的方法,其特征在于,所述至少一種堿土碳酸鹽是碳酸鍶。
12. 如權利要求9所述的方法,其特征在于,至少25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽 具有第一粒度分布,并且至少25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有第二粒度分布。
13. 如權利要求9所述的方法,其特征在于,具有第一粒度分布的所述至少一種堿土碳 酸鹽在加入到批料材料之前經過微粉化。
14. 一種根據(jù)如下方法制造的鈦酸鋁體,所述方法包括: 制備包含無機批料組分的批料材料,所述無機批料組分包含至少一種堿土碳酸鹽; 由所述批料材料成形生坯體;以及 對生坯體進行燒制以獲得陶瓷體; 其中,至少25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有小于2. 5微米的粒度和/或至少 25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有大于10微米的粒度; 以及,小于10重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有2. 5-10微米之間的粒度。
15. 如權利要求14所述的鈦酸鋁體,其特征在于,至少一種堿土碳酸鹽具有第一粒度 分布,該第一粒度分布具有0. 2-2微米的中值粒度(Pd5tl),以及至少一種堿土碳酸鹽具有第 二粒度分布,該第二粒度分布具有15-30微米的中值粒度(pd5(l)。
16. 如權利要求14所述的鈦酸鋁體,其特征在于,所述至少一種堿土碳酸鹽選自:碳酸 鍶、碳酸鈣和碳酸鎂。
17. 如權利要求14所述的鈦酸鋁體,其特征在于,所述至少一種堿土碳酸鹽是碳酸鍶。
18. 如權利要求15所述的鈦酸鋁體,其特征在于,至少25重量%的所述至少一種堿土 碳酸鹽具有第一粒度分布,并且至少25重量%的所述至少一種堿土碳酸鹽具有第二粒度 分布。
19. 如權利要求15所述的鈦酸鋁體,其特征在于,所述鈦酸鋁體具有至少50%的總孔 隙度,12-16微米的中值孔徑(D5tl),小于0. 30的D因子(Df)、大于250psi的斷裂模量(MOR) 以及小于 7xl(T7/°C的CTE(25-1000°C)。
20. 如權利要求19所述的鈦酸鋁體,其特征在于,所述批料材料包含作為超添加的小 于25重量%的短效成孔劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及形成鈦酸鋁的批料材料,所述批料材料包含無機批料組分,所述無機批料組分包含具有特定粒度分布的至少一種堿土碳酸鹽,本發(fā)明還涉及使用其制造陶瓷體的方法,以及根據(jù)所述方法制造的陶瓷體。
【IPC分類】C04B35-478, C04B38-00, B01D46-24, C04B35-636
【公開號】CN104703945
【申請?zhí)枴緾N201380038405
【發(fā)明人】D·E·麥考雷, P·D·特珀謝, C·J·沃倫
【申請人】康寧股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年5月29日
【公告號】EP2855398A1, US9126871, US20130323160, WO2013181223A1