[发明专利]制备陶瓷体的改进方法

说明书

优先权要求

本申请要求2011年8月26日提交的序列号为61/527,846的临时申请的优先权，所述申请以其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总的涉及制备具有改善的形状轮廓的陶瓷体的方法以及从所述陶瓷体制备的过滤器。本发明还总的涉及制备性能改善的陶瓷体的方法以及通过所述方法制备的过滤器。

背景技术

柴油和汽油发动机排放烟尘粒子、非常细小的碳颗粒和可溶性有机物以及典型的有害发动机尾气（即HC、CO和NOx）。已经颁布了限制允许排放的烟尘量的法规。为了应对这些挑战，已使用了烟尘过滤器。所述过滤器必须定期通过烧除烟尘进行再生，其产生由轴向和径向温度梯度引起的应力，而这可能由于所述温差以及过滤器材料的热膨胀系数引起的应力而造成过滤器破裂。

为了克服应力，陶瓷蜂窝体，例如催化转化器、热交换器和过滤器，较小的蜂窝节段组装成节段阵列以形成较大的蜂窝结构（节段式基体）。已经利用所述蜂窝之间的胶接剂层来例如增加热导率，以降低组装式蜂窝体（例如US6,669,751中所描述的）中达到的极限温度，所述文献通过引用并入本文。为了实现改善的热导率，这些胶接剂/密封层/粘合剂已经利用陶瓷微粒来增加热质量/传导性并且施加于较小的蜂窝节段的简易性。这样的胶接剂经常通过利用陶瓷纤维以及陶瓷粘合剂和有机粘合剂（例如美国专利No.5,914,187所描述的，其通过引用并入本文）来加强，以便于在焙烧之前施加所述胶接剂（例如减少微粒的离析）并改善一些机械性质例如胶接剂的韧性。

待组装以制备这些过滤器的蜂窝节段不具有完全直的表面并且不是完全平坦的。当结合在一起的表面沿着所述表面具有过大的直度或不平度变异时，用于将蜂窝节段的表面粘合在一起的胶接剂需要比所述表面相对平坦和直时更厚。厚的胶接剂层可能对组装的蜂窝体具有有害影响，例如反压增加和热稳定性降低。测量节段式表面的不平度是已知的，参见US6,596,666和US7,879,428（其通过引用并入本文），它们引用JISB0621-1984作为测量不平度的测试方法。不平度通常通过界定两个平行平面进行测量。一个平面由蜂窝节段的一个面朝向所述蜂窝节段中心的最内表面界定（测量点的最小二乘拟合平面），第二个平面由蜂窝节段同一个面的最外表面界定。所述平面之间的距离（以外表面减去内表面的差值计算）被称为不平度并且根据定义始终是正值。不平度数值越低被认为越好。实际上，所述表面通过取若干数据点（例如x、y和z）进行作图，并且根据所述点群体来数学计算最小二乘拟合平面。在生产中，测量完成的节段的不平度，并且如果节段的侧面具有超过可接受限值的不平度的话，所述节段被淘汰或废弃。大量节段的废弃增加了不期望的成本。

陶瓷体的制备工艺可以产生沿着线或表面具有弯曲轮廓（弓度（bow））的许多部件。这种弯曲轮廓在预定应用中可以造成陶瓷体使用的问题。在使用陶瓷体制备较大的陶瓷阵列的情况下，这样的弯曲轮廓（即不直或不平坦）可能导致所述部件不适合组装成较大的组列或需要过多的胶接剂才能将所述部件与其它部件适当地粘合。

需要的是一种制备挤塑陶瓷体的工艺，其不存在很多具有不可接受的弓度的单元。需要的是一种制备节段式陶瓷部件的方法，所述陶瓷部件具有改善的流动性（例如较低的反压）、改善的抗热冲击性并且其比本领域已知的工艺更有效率（例如具有较高的节段利用率或较低的节段淘汰率）。需要的是鉴别具有不可接受的弓度或不平度的节段的方法，以及修复所述弓度或平面度从而减少生产的废品率并且提高所述陶瓷体和陶瓷体组件的性能的方法。

发明内容

本发明是一种方法，所述方法包括：a）测定挤塑陶瓷部件的外表面上一个或多个线性路径或外表面沿挤出方向的弓度，以便可以确定所述挤塑陶瓷陶坯部件的所述一个或多个线性路径或外表面的挤出方向最大弓度；b）鉴别具有最大凸起弓度的所述外表面上的线性路径或所述外表面；c）将所述陶坯部件放置在载体上，使得具有最大凸起形状的所述外表面上的线性路径或所述外表面位置与所述载体接触；和d）在所述陶坯部件布置在所述载体上使得具有所述凸起形状的所述外表面上线性路径或所述表面在所述载体上时，加工所述陶坯部件，以使得所述弓度由于所述加工而降低。