[发明专利]蜂窝体和包含蜂窝体的颗粒过滤器

说明书

本申请涉及蜂窝体和包含蜂窝体的颗粒过滤器。蜂窝体具有多孔陶瓷蜂窝结构，其具有第一端、第二端以及具有限定了多个内部通道的壁表面的多个壁。高度多孔层布置在蜂窝体的壁表面中的一个或多个上。高度多孔层具有大于90％的孔隙度，以及具有大于或等于0.5μm且小于或等于10μm的平均厚度。蜂窝体的制造方法包括将层前体沉积在陶瓷蜂窝体上，以及使得层前体与陶瓷蜂窝体粘结以形成高度多孔层。

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2018/058525，国际申请日为2018年10月31日，进入中国国家阶段的申请号为201880084303.2，发明名称为“蜂窝体和包含蜂窝体的颗粒过滤器”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

本申请要求2017年10月31日提交的美国临时专利申请序列号62/579,601以及2018年8月31日提交的美国临时专利申请序列号62/725,978的优先权权益，本文以其内容作为基础并将其全文通过引用结合入本文。

技术领域

本说明书涉及蜂窝体、包含蜂窝体的颗粒过滤器以及此类蜂窝体和颗粒过滤器的制造方法。

背景技术

陶瓷壁流式过滤器被用于从流体废气流(例如，从内燃机排气)去除颗粒。例子包括：用于从柴油发动机尾气去除颗粒的陶瓷烟炱过滤器；以及用于从汽油发动机尾气去除颗粒的汽油颗粒过滤器(GPF)。对于壁流式过滤器，待过滤的尾气进入入口孔道并通过孔道壁经由出口通道离开过滤器，当气体发生横穿然后离开过滤器时，颗粒被俘获在入口孔道壁上或者壁中。颗粒可以包括烟炱和/或灰。在长期暴露于发动机尾气之后，通常会在过滤器内部发生灰和/或烟炱的积聚。

发明内容

本公开内容的方面属于陶瓷制品，例如蜂窝体和颗粒过滤器，以及它们的制造和使用方法。在一些实施方式中，颗粒过滤器包括蜂窝体，所述蜂窝体包括多孔壁的多孔陶瓷蜂窝结构，所述多孔壁包括壁表面，所述壁表面包含过滤材料沉积物，该表面限定了多个内部通道(通道)。多孔壁包括多孔底壁(base wall)以及布置在多孔底壁中的一个或多个上的过滤材料沉积物，其中，多孔壁形成了通道。过滤材料沉积物包括一种或多种无机材料，例如一种或多种陶瓷或耐火材料。过滤材料沉积物布置在壁上从而提供了蜂窝体的过滤效率强化。在一些实施方式中，至少在从清洁状态或者从再生状态使用蜂窝体时，强化了过滤效率，例如当蜂窝体在蜂窝体内侧没有积聚或者基本没有积聚灰或烟炱时，例如当蜂窝体是新的或者经过再生去除全部或者基本上全部的灰和/或烟炱时。然后，在长期暴露于发动机尾气之后(例如，在将蜂窝体长期用作过滤器之后)，通常会在蜂窝体的通道内侧发生灰和/或烟炱的明显积聚。在一个或多个实施方式中，过滤材料沉积物是耐用的，例如，具有耐用性，例如，耐受高的气体或空气流动通过颗粒过滤器，几乎没有或者没有过滤性能的劣化。

在一个或多个实施方式中，在蜂窝结构的一个或多个壁的基本整个表面或者甚至整个表面存在过滤材料沉积物。因此，在一些实施方式中，面朝通道且因此限定了通道的壁的外表面包括沉积物。在一些实施方式中，一些壁的一些表面部分不含沉积物，因而一些壁可以包括不含沉积物的表面部分。在一些实施方式中，一部分的过滤材料沉积物布置在多孔底壁部分中，例如，部分延伸进入底壁部分中的指状物或根状物的形式。在一些实施方式中，在多孔底壁的孔中也存在过滤材料沉积物，但是没有渗透底壁的整个厚度；因此，底壁的至少一些内部部分不含任何沉积物。在一些实施方式中，在壁的表面处存在作为集成膜或层的沉积物，以及在一些实施方式中，是集成连续层，从而使得蜂窝结构的壁的至少一些表面包括膜或层；在这些实施方式的一些中，沉积物存在于限定了一个或多个通道的所有的壁的整个表面上，例如，那些底壁被过滤材料沉积物完全覆盖或者基本上完全覆盖；在这些实施方式的其他一些中，仅在限定了一个或多个通道的壁的底壁的一部分表面上存在过滤材料沉积物。层或膜是多孔的，优选是高度多孔的，从而允许气体流动通过层，以及底壁也是多孔的，从而气体可以流动通过多孔壁。在一些实施方式中，在所述一个或多个壁的至少部分表面上或者整个表面上存在作为连续涂层的层或膜。在一些优选实施方式中，颗粒过滤器的蜂窝体的仅一部分的孔道壁提供有过滤材料沉积物，例如仅对应于堵塞蜂窝体的入口流动通道的孔道。