[发明专利]耐缺陷的蜂窝体结构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119要求于2014年7月25日提交的美国临时申请系列号62/029040的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。

背景

技术领域

本说明书总体上涉及用于过滤和/或催化剂应用中的蜂窝体结构，更具体而言，涉及耐缺陷的用于过滤和/或催化剂应用中的蜂窝体结构。

背景技术

蜂窝体结构，例如由陶瓷材料形成的蜂窝体结构被广泛用作消费品和商业设备中的抗污染装置中。例如，蜂窝体结构可作为催化转化器基材和颗粒物过滤器被用于车辆的尾气排放系统中。蜂窝体结构通常由限定出多个平行的气体引导通道的薄且多孔的陶瓷壁基质(也被称为“网格”)形成。

蜂窝体结构的这些薄且多孔的壁使结构容易因使用过程中所经历的机械冲击和/或极端的温度起伏而损坏和/或破裂。具体而言，蜂窝体结构的等静压强度主要受限于薄且多孔的壁中的几何缺陷。例如，在蜂窝体结构的制造过程中，形成结构的网格基质通常可具有一种或多种几何异常，例如弯曲或网格缺失。蜂窝体结构中数以千计的网格中的一个几何异常就会显著降低该蜂窝体结构的等静压强度，有可能导致该结构在使用和/或加工过程中发生机械失效。

通常采用检验系统来甄别制造过程中蜂窝体结构中所产生的几何缺陷。具有超出规定阈值的几何缺陷的蜂窝体结构会被废弃。然而，这些缺陷的经常出现会导致显著的生产损耗，并且会导致生产成本的上升。

所以，需要替代性的方法以降低蜂窝体结构对缺陷的敏感程度，从而改善具有这些缺陷的蜂窝体结构的等静压强度。

发明概述

根据一种实施方式，一种由陶瓷材料形成的蜂窝体结构或陶瓷蜂窝体结构包含至少一个限定蜂窝体结构的周界的外壁。多个一级区域间壁可沿着蜂窝体结构的轴向方向延伸并横跨蜂窝体结构的宽度。一级区域间壁可基本上彼此平行且各一级区域间壁的相反端沿着宽度方向与所述至少一个外壁相交。多个二级区域间壁可沿着轴向方向延伸并与一级区域间壁相交。一级区域间壁和二级区域间壁将蜂窝体结构的径向截面划分成多个区域。一级区域间壁和二级区域间壁具有最大厚度为T_Zmax的单壁厚度。相邻区域可被单个一级区域间壁或单个二级区域间壁隔开。各区域可包含多个通道壁，所述通道壁相交而将所述区域细分成多个沿着蜂窝体结构的轴向方向延伸的贯通通道，各区域内的多个通道壁的厚度至少为t_C；且T_Zmax＞2t_C。

在另一种实施方式中，一种由陶瓷材料形成的蜂窝体结构或陶瓷蜂窝体结构可包含至少一个限定蜂窝体结构的周界的外壁。多个一级区域间壁可沿着蜂窝体结构的轴向方向延伸并横跨蜂窝体结构的宽度。一级区域间壁可基本上彼此平行且各一级区域间壁的相反端可沿着宽度方向与所述至少一个外壁相交。多个二级区域间壁可沿着轴向方向延伸并与一级区域间壁相交。一级区域间壁和二级区域间壁可将蜂窝体结构的径向截面划分成多个区域。一级区域间壁和二级区域间壁具有最大厚度为T_Zmax的单壁厚度。相邻区域可被单个一级区域间壁或单个二级区域间壁隔开。各区域可包含多个通道壁，所述通道壁相交而将所述区域细分成多个沿着蜂窝体结构的轴向方向延伸的贯通通道。各区域内的多个通道壁的厚度可小于T_Zmax且大于或等于t_C。各区域内的多个通道壁在与一级区域间壁和二级区域间壁的相邻处的厚度可厚于其在各区域的中心处的厚度，且T_Zmax＞2t_C。

在以下的详细叙述中披露了本文所述的蜂窝体结构的附加特征和优点，其中的部分内容对于本领域的技术人员而言，可以通过所述内容或通过实施本文所描述的实施方式包括以下的详细叙述、所附权利要求以及附图而变得显而易见。

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式，且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。

附图的简要说明

图1示意性地图示了根据本文所展示和描述的一种或多种实施方式的蜂窝体结构；

图2示意性地图示了根据本文所展示和描述的一种或多种实施方式的蜂窝体结构的局部截面；