[发明专利]一种蜂窝陶瓷增强结构

说明书

本发明涉及蜂窝陶瓷直通载体技术领域，公开了一种蜂窝陶瓷增强结构，其特征在于，包括：进口蜂窝陶瓷面和出口蜂窝陶瓷面，进口蜂窝陶瓷面和出口蜂窝陶瓷面均设有与外侧壁夹角为20°‑70°的第一区域格子，第一区域格子设有倒角，进口蜂窝陶瓷面和出口蜂窝陶瓷面还设有与外侧壁夹角为0°‑20°和70°‑90°的第二区域格子，第一区域格子的孔壁比第二区域格子的孔壁厚1％‑80％。本发明在斜角区域进行增强，增加壁厚和增设倒角，既能保证增强效果，又能保证良好的抗热震性能和较小的背压。

技术领域

本发明涉及蜂窝陶瓷直通载体技术领域，特别是涉及一种蜂窝陶瓷增强结构。

背景技术

为满足越来越严格的尾气排放法规需求，蜂窝陶瓷直通载体的产品逐渐向薄壁及高气孔率发展。其中，薄壁化可带来许多性能上的好处，如降低压降，减少冷启动时间等。通用直通载体的壁厚，已从20 多年前的6mil(1mil＝25.4微米)，降低到4mil或3mil，乃至2mil。由于壁厚的降低，蜂窝陶瓷的强度受到了很大的影响。由于强度的降低，在产品生产，催化剂涂覆，以及封装过程中，会造成缺陷，严重的会造成开裂，从而造成产品损耗。这些缺陷，主要产生于靠近皮肤的区域，因此，增强这些区域是解决问题的关键。

为解决这一潜在的问题，我们有必要对蜂窝陶瓷直通载体的结构进行加固，以适应于薄壁高气孔率的应用。从理论上，蜂窝陶瓷的结构强度因子(MIF)由以下的公式(1)决定：

MIF＝t²/L(L-t) (1)

其中，t是孔壁的厚度，L是孔的间隔。

为使得强度增加及应力减少，通常在孔的角处加入倒角，若倒角的半径为R,则公式(1)演变成(2)

MIF＝t²/L(L-t-2R) (2)

若蜂窝陶瓷直通载体强度不够，在材料封装时易造成开裂问题。根据实验结果，在皮肤附近的壁增厚及加入倒角结构，可有效地提高直通载体的力学强度。但是，增强结构的主要难题是平衡增强效果与其它性能。若增强过多，则抗热震性能降低及背压增大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种蜂窝陶瓷增强结构，解决现有技术中蜂窝陶瓷直通载体因强度不够所导致的开裂问题以及增强过多所导致的抗热震性能降低及背压增大的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种蜂窝陶瓷增强结构，其特征在于，包括：进口蜂窝陶瓷面和出口蜂窝陶瓷面，所述进口蜂窝陶瓷面和所述出口蜂窝陶瓷面均设有与外侧壁夹角为20°-70°的第一区域格子，所述第一区域格子设有倒角，所述进口蜂窝陶瓷面和所述出口蜂窝陶瓷面还设有与外侧壁夹角为0°-20°和70°-90°的第二区域格子，所述第一区域格子的孔壁比所述第二区域格子的孔壁厚 1％-80％。

其中，所述第一区域格子的范围为从最外侧的孔至靠近外侧的第十个孔。

其中，所述第一区域格子的范围为从最外侧的孔至靠近外侧的第六个孔。

其中，所述第一区域格子的孔壁比所述第二区域格子的孔壁厚 5-50％。

其中，沿中心至外侧的顺序，每个所述第一区域格子的孔壁比前一孔的孔壁增厚1％-80％。

其中，沿中心至外侧的顺序，每个所述第一区域格子的孔壁比前一孔的孔壁增厚5-50％。

其中，最内侧的所述第一区域格子的倒角为半径0.01mm-0.1mm。

其中，沿中心至外侧的顺序，每个所述第一区域格子的倒角半径比前一孔的倒角半径增加0.01mm-0.1mm，且最外侧的所述第一区域格子的倒角半径不大于0.3mm。