專利名稱：以鈦酸鋁為基的陶瓷制品的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及用于高溫的以鈦酸鋁為基的陶瓷制品。本發(fā)明特別涉及具有滲透率高、兼?zhèn)錈崤蛎浶缘秃蜔峥拐鹦愿摺⑦m用于汽車排放控制(automotiveemissions control)的以鈦酸鋁為基的陶瓷制品。
工業(yè)上，堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)由于其在大多數(shù)操作條件下兼有良好的熱抗震性、過濾效率和耐久性，業(yè)已成為汽車排放控制應用，如柴油機中的排氣后處理系統(tǒng)中作為成本-有效材料的選擇。但是，在某些情況下，堇青石過濾器容易被損傷，甚至會驟然破壞。在不受控制的再生期間會發(fā)生偶然的熱失控，導致堇青石局部熔化。
當來自發(fā)動機油、催化劑添加劑、或排氣口管道襯里中被腐蝕金屬的金屬雜質(zhì)在操作時引入了過濾器時，這是使堇青石破壞的另一個因素。典型的是，在超過1300℃溫度下，這些金屬形成了與堇青石結構反應的氧化物。破壞的堇青石材料通常使過濾器上形成小孔，在此金屬開始沉積并反應產(chǎn)生材料和熔融的現(xiàn)象。
最近，用作柴油機排氣過濾的碳化硅(SiC)壁流(wall-flow)過濾器已投放市場。但是，SiC過濾器的制造成本很高，由于其內(nèi)在的熱膨脹系數(shù)TE)高，且熱抗震性不良，它必須分割拼裝使用因此，需要適合高溫下使用，如汽車排放控制系統(tǒng)中使用且能克服目前存在缺陷的陶瓷制品。本發(fā)明提供了這類陶瓷制品和其制備方法及其應用。
發(fā)明概述本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn)以鈦酸鋁為基的陶瓷制品具有高的互相連通的孔隙率和大的中值孔徑，且滲透率高，能用于高溫，如汽車排放的控制，包括，但不限于汽車催化轉化器和柴油機排氣后處理系統(tǒng)，如柴油機顆粒過濾器。
本發(fā)明的一個方面提供了一種陶瓷制品，它具有包含如下物質(zhì)的組成u(Al2O3-TiO2)+v(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1，5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，0.5＜u≤0.95，0.01＜v≤0.5，0.01＜w≤0.5，0＜x≤0.5，0＜y≤0.1，0＜z≤0.5，0＜a≤0.3，0＜b≤0.3。通過X-射線衍射和電子探針微分析對本發(fā)明陶瓷進行的檢查觀察到鈦酸鋁(Al2O·TiO2)、鍶長石(SrO·Al2O3·2SiO2)、富鋁紅柱石(3Al2O3·2SiO2)、礬土(Al2O3)和/或玻璃等各相。這些相在最終產(chǎn)物不一定是完美的化學計量或也不一定是完美的晶體、加入硅石和玻璃提高強度，降低孔隙率、降低熱膨脹和燒結溫度，并能使陶瓷抵抗分解。加入礬土會增加孔隙率。硅石的加入量可最高達到10％重量(基于批料的總重量)，礬土的加入量，可最高達50％重量。具有由1.1SrO-1.5Al2O3-13.6SiO2-TiO2代表的組成的玻璃的加入量最高達50％重量。鈦酸鐵和/或鈦酸鎂可代替最高到30％重量的鈦酸鋁相。這些替代能提高800-1200℃溫度下鈦酸鋁相的抗分解性。
本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的陶瓷制品的熱膨脹系數(shù)(CTE)在通道溫到800-1000℃下測量為低于45×10-7/℃，優(yōu)選的是低于25×10-7/℃，更好的是低于5×10-7/℃；其孔隙率最高達60％體積，優(yōu)選的是最高達55％體積，更好的是最高達45％體積；中值孔徑最高達25微米，較好的是最高達20微米，更好的是最高達15微米；在橫截面為圓形的固體棒上測得的斷裂模數(shù)大于400磅/平方英寸(psi)，優(yōu)選的是大于700psi。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制備以鈦酸鋁為基的陶瓷體的方法，該方法包括(a)配制包含硅石、礬土、氧化鍶、二氧化鈦和/或氧化鐵的無機原料，以及用包括增塑劑、潤滑劑、粘合劑等有機處理溶劑和水作為溶劑進行處理，混合形成均勻并增塑的混合物；(b)將增塑的混合物成形為坯體；(c)以20-40℃/小時的升溫速度，在各個溫度間隔，最終在1100-1650℃，優(yōu)選的是1100-1500℃的保持溫度下對坯體加熱30-50小時，形成燒結的鈦酸鋁體。1100-1650℃，優(yōu)選的是1100-1500℃的明顯低的燒結溫度能明顯降低制造成本，同時保留本發(fā)明陶瓷低的熱膨脹、高的熱抗震性和高的機械強度。
本發(fā)明的另一方面提供了一種柴油機顆粒過濾器。成功地使用柴油機排氣過濾器需要低的壓力降和低的逆著發(fā)動機的反壓力，以及在熱循環(huán)期間具有高的耐用性。柴油機顆粒過濾器包括一個堵住的壁流的蜂窩體，它具有一入口端和一出口端，以及從入口端到出口端延伸出來的多個通道，所述的通道具有多孔的壁，其中入口端處所有通道中的一部分被沿著其長度的一部分堵住，在入口端開口的剩余通道在出口處被沿著其長度的部分堵住，結果發(fā)動機的排氣流通過蜂窩體從入口流動到出口，通過通道的壁，并在出口端的開放通道從結構中流出去。
在優(yōu)選的實施方案中，柴油機顆粒過濾器包括一個蜂窩體，它由本發(fā)明的以鈦酸鋁為基的陶瓷組成，所述的以鈦酸鋁為基的陶瓷具有如下組成，包括u(Al2O3-TiO2)+v(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1，5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，u＝0.6965，v＝0.225，w＝0.075，x＝0，y＝0，z＝0，z＝0.0035，b＝0。
在另一個實施方案中，柴油機顆粒過濾器具有下列性質(zhì)CTE(通道溫到800-1000℃)低于15×10-7/℃，優(yōu)選的是低于5×10-7/℃；孔隙率為30-50％體積，優(yōu)選的是35-45％體積；中值孔徑為5-20微米，優(yōu)選的是10-15微米；在平行于通道密度為200通道/平方英寸(cpsi)、壁厚度為0.016英寸的蜂窩體的通道方向切得的蜂窩棒上，用四點法測得的斷裂模數(shù)為150-400psi，優(yōu)選的是150-300psi；滲透率為至少0.20×10-12m2，優(yōu)選的是0.33-1.00×10-12m2；在通道密度為273cpsi、通道壁厚度為0.015英寸的5.66″×6″樣品中，人工碳煙塵以210scfm流量負載到最高達5克/升下，壓力降為5kPa或低于5kPa。
附圖簡述在閱讀下面的詳細描述時，通過結合所附的附圖可完全理解本發(fā)明。


圖1是熱膨脹系數(shù)隨0＜w＜0.30(3Al2O3-2SiO2)變化的關系圖，組成中u＝0.7(Al2O3-TiO2)，剩余的是(SrO-Al2O3-2SiO2)；該組成在1500℃下燒結了4小時。
圖2是孔隙率隨0＜w＜0.30(3Al2O3-2SiO2)變化的關系圖，組成中u＝0.7(Al2O3-TiO2)，剩余的是(SrO-Al2O3-2SiO2)；該組成在1500℃下燒結了4小時。
圖3對熱膨脹系數(shù)(CTE)(10-7/℃)，孔隙率(％體積)和中值孔徑(MPS)(微米)進行比較，以y軸代表0＜z＜0.30(1.1SrO-1.5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)、x軸代表0＜v＜0.30(11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2)；該組成中u＝0.6965(Al2O3-TiO2)，a＝0.0045(Fe2O3-TiO2)，剩余的是Al2O3；該組成在1495℃下燒結8小時；圖4是入口端和出口端之間的壓降圖(即，壓差，單位為KPa)，與氣體流量為210scfm的煙塵負載(g/L)的關系圖，它是對于包括有實施例5表1提供的組成的本發(fā)明陶瓷的柴油機顆粒過濾器，是大小為5.66英寸×6英寸、通道密度為273通道/平方英寸(cpsi)，通道壁厚度為0.015英寸的樣品上進行的。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種以鈦酸鋁為基的陶瓷，包含u(Al2O3-TiO2)+v(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1，5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，0.5＜u≤0.95，0.01＜v≤0.5，0，.01＜w≤0.5，0＜x≤0.5，0＜y≤0.1，0＜z≤0.5，0＜a＜0.3，0＜b≤0.3。
本發(fā)明的陶瓷是高熔點的，其熱膨脹系數(shù)(CTE)低，熱耐用性高，這使它適合用于高溫場合，包括，但不限于，汽車排放控制系統(tǒng)。因此，在通道溫到800-1000℃溫度下用膨脹計測定的熱膨脹(熱膨脹系數(shù))低于45×10-7/℃，優(yōu)選的是低于25×10-7/℃，更優(yōu)選的是低于5×10-7/℃。本發(fā)明結構體的低膨脹性是由各向異性的熱膨脹產(chǎn)生的微破壞的結果。
因此，本發(fā)明結構體的一個優(yōu)點是熱膨脹滯后現(xiàn)象(即加熱和冷卻曲線之間的差異)很低。這保證了高的熱抗震性。現(xiàn)參見圖1，它提供了熱膨脹系數(shù)隨0＜w＜0.30(3Al2O3-2SiO2)變化的圖，組成中u＝0.7(Al2O3-TiO2)，剩余的是(SrO-Al2O3-2SiO2)；該組成在1500℃下燒結4小時。為了得到CTE低于5×10-7/℃的值，w范圍優(yōu)選的是0.05-0.15。在w的低端值和高端值上，熱膨脹性增加。
除了熱膨脹性外，本發(fā)明的陶瓷特別適合于高度相互連通的孔隙率和大的中值孔徑。因此，由水銀孔隙計測得的孔隙率最高達60％體積，優(yōu)選的是最高達55％體積，更好是最高達45％體積。中值孔徑最高達25微米，優(yōu)選的是最高達20微米，更好的是最高達15微米。
現(xiàn)參見圖2，它提供了孔隙率隨0＜w＜0.30(3Al2O3-2SiO2)變化的關系圖，組成中u＝0.7(Al2O3-TiO2)，剩余的是(SrO-Al2O3-2SiO2)；該組成在1500℃下燒結4小時。在w為0.08-0.11處得到孔隙率的峰值。在w的低端值和高端值處，孔隙率都降低，最低孔隙率在w＞0.25處。
現(xiàn)參見圖3，它提供了熱膨脹系數(shù)(CTE)(10-7/℃)，孔隙率(％體積)和中值孔徑(MPS)(微米)進行比較的圖，以y軸代表0＜z＜0.30(1.1SrO-1.5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)、x軸代表0＜v＜0.30(11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2)；該組成中u＝0.6965(Al2O3-TiO2)，a＝0.0045(Fe2O3-TiO2)，剩余的是Al2O3；該組成在1495℃下燒結8小時。通過改變z和v的兩個重量分數(shù)，可以控制在所需應用中本發(fā)明陶瓷體的CTE、孔隙率和MPS。本發(fā)明陶瓷體也顯示了高的斷裂模數(shù)(在圓形橫截面的固體棒上測量)大于400磅/平方英寸(psi)，優(yōu)選的是大于700psi。
本發(fā)明陶瓷特別適合用于柴油機排氣過濾。在優(yōu)選的實施方案中，柴油機顆粒過濾器包括一個堵住的(plugged)壁流動(wall-flow)的過濾器體，由本發(fā)明的陶瓷構成，所述的陶瓷具有如下組成，優(yōu)選地包括u(Al2O3-TiO2)+v(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1，5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，u＝0.6965，v＝0.225，w＝0.075，x＝0，y＝0，z＝0，z＝0.0035，b＝0。
蜂窩狀過濾器體具有一入口端和一出口端，以及從入口端到出口端延伸出來的多個通道，所述的通道具有多孔的壁，其中入口端處所有通道中的一部分沿著其一部分長度被堵住，在入口端開口的剩余通道在出口處則沿著其長度的部分堵住，該堵住的結構體使發(fā)動機的排氣流通過蜂窩體從入口流到出口，通過通道壁進入開放通道，并通過出口端的開放通道從結構中出去。柴油機顆粒過濾器的合適的通道密度范圍為70通道/m2(10.9通道/cm2)到800通道/m2(124通道/cm2)。
在另一個實施方案中，本發(fā)明柴油機顆粒過濾器具有下列性質(zhì)CTE(通道溫到800-1000℃)低于15×10-7/℃，優(yōu)選的是低于5×10-7/℃；孔隙率為30-50％體積，優(yōu)選的是35-45％體積；中值孔徑為5-20微米，優(yōu)選的是10-15微米；在平行于通道密度為200通道/平方英寸(cpsi)、壁厚度為0.016英寸的蜂窩體的通道方向切得的蜂窩狀棒上用四點法測得的斷裂模數(shù)為150-400psi，優(yōu)選的是150-300psi；滲透率為至少0.20×10-12m2，優(yōu)選的是0.33-1.00×10-12m2；在通道密度為273cisi、通道壁厚度為0.015英寸的5.66″×6″樣品中，人工碳煙塵以210scfm流量負載到最高達5克/升下，壓力降為5kPa或低于5kPa。進一步的是，具有本發(fā)明結構的過濾器在200-1000℃溫度下熱循環(huán)200次(每次循環(huán)18分鐘，頂端溫度處保持3分鐘)后，其直線尺寸的增加率小于0.05％。
本發(fā)明也涉及制造本發(fā)明以鈦酸鋁為基的陶瓷的方法，包括形成來自某些無機粉末原料的混合物，所述的無機粉末原料包括硅石、礬土、氧化鍶、氧化鈦和/或氧化鐵來原料。使該原料與可包括增塑劑、潤滑劑、粘合劑和水作為溶劑的有機加工助劑混合。然后使混合物成形成坯體?？仔纬晌铮缡蚓垡蚁╊w粒，可以用來提高孔隙率和中值孔徑?？仔纬晌锸侨菀讱饣念w粒材料，它在干燥或加熱坯體期間蒸發(fā)或燃燒而氣化，得到所需的、通常是較高孔隙率和/或較大的中值孔徑。不適宜使用粒徑大的原料。
礬土原料是一種粉末，在沒有其它原料情況下，加熱到足夠高的溫度會得到基本純的氧化鋁，包括α-氧化鋁、過渡態(tài)氧化鋁，如γ-氧化鋁或ρ(rho)-氧化鋁、水合氧化鋁、水鋁礦、勃姆石、氫氧化鋁和它們的混合物。礬土原料的粒徑最高達25微米。硅石原料包括方英石、非結晶硅石、諸如熔凝硅石或溶膠-凝膠法硅石、有機硅樹脂、沸石、硅藻土硅石、高嶺土、和石英。硅石原料的中值粒徑最高達30微米。
二氧化鈦原料優(yōu)選，但非限制性的是金紅石。二氧化鈦原料的中值粒徑對于避免由于結構中的核芯成長過快而包入未反應的氧化物是重要的。氧化鍶原料是碳酸鍶，其中值粒徑最高達20微米。氧化鐵原料的中值粒徑最高達0.5微米。
使無機粉末化的原料與有機加工組分，如甲基纖維素粘合劑、油酸/三己醇胺表面活性劑混合，形成增塑的和均勻的混合物。增塑的混合物通過常規(guī)方法，優(yōu)選的是用蜂窩狀模頭擠壓來成形。所得的坯體還可以進行干燥，然后以20-40℃/小時升溫速率的各種溫度下，最終在1100-1650℃，優(yōu)選的是1100-1500℃的保持溫度下對坯體加熱30-50小時，形成最終的產(chǎn)品結構體。
為了得到壁流過濾器，如現(xiàn)有技術那樣，在入口端或入口面堵住蜂窩結構體的多個通道的一部分。堵塞僅僅發(fā)生在通道末端處，雖然深度有所不同，典型的是堵入深度約1-20毫米。在出口端上堵住的通道部分并不相應于入口端堵住的通道部分。因此，每個通道只在一端堵住。優(yōu)選的排列是在給定面上的每隔一個通道以隔子狀形堵住。
為了更清楚地描述本發(fā)明，現(xiàn)給出下列非限定性的實施例。除非另作說明，其中所有的份數(shù)、比例和百分數(shù)都是以重量為基的。
實施例這樣制備本發(fā)明的樣品稱出干燥的各組分，將它們與有機組分和水混合，并在不銹鋼研磨機中捏合進行混合，形成可塑性的物料。表I提供了粉末化原料和成形助劑的分數(shù)和比例。具體是，將三乙醇胺(TEA)先與水混合，然后再與油酸和/或松漿油(tall oil，分散劑)混合。使用前，所得的溶液在通道溫下放置24小時，然后冷藏過夜。各無水組分，包括硅石、氧化鈦、碳酸鍶、氧化鈦、礬土、氫氧化鋁、有機硅樹脂、石墨、聚乙烯顆粒和/或甲基纖維素粘合劑在研磨機中干混。在連續(xù)混合中慢慢加入松漿油/TEA/水溶液進行均勻化和增塑。
被增塑的混合物通過模頭擠壓成形為具有大致100-400cpsi的蜂窩體，其通道壁厚度為約0.010到0.025英寸。這樣形成的蜂窩體被切割成所需的長度，在85℃的烘箱中加熱至干燥。將樣品在電爐中燒結，以20-40℃/小時升溫速率在各種溫度間隔下，最終在1200℃的第一保持溫度下保持4小時，在1500℃的第二保持溫度保持6小時，以形成最終產(chǎn)品結構體，關閉爐子的電源進行冷卻。
測量下列性質(zhì)，數(shù)據(jù)列于表II斷裂模數(shù)(單位為psi，每平方英寸磅)(除非另作說明，在平行于通道密度為200通道/平方英寸(cpsi)、壁厚度為0.016英寸的蜂窩體的通道方向切得的蜂窩棒上測定)，孔隙率(％體積)，中值孔徑(微米)，熱膨脹系數(shù)10-7/℃，滲透率10-12m2。實施例5給出了就性質(zhì)而言較為優(yōu)選的組合物。該組合物尤為適合用于制造包括堵住的壁流的蜂窩體的柴油機顆粒過濾器。
因此，實施例5陶瓷的擠壓的蜂窩體在入口端和出口端用鈦酸鋁粉末制成的冷結糊劑(cold-set paste)堵上。樣品的尺寸包括直徑5.66英寸，長度6英寸，通道密度為273cpsi，通道壁厚度為0.015英寸。這樣進行反壓力(back pressure)試驗用人工煤灰(類似于復印機調(diào)色劑)以210scfm的流速負載到樣品上，最高達5g/L，并測量入口和出口端的壓力降(kPa)。所得的數(shù)據(jù)如圖4所示，它表明其壓力降很優(yōu)良，為2kPa到5kPa。
實施例2和3對本發(fā)明陶瓷的熱處理效果進行了檢查，結果如表III所示，具體是，顯示了燒結條件可用來改變強度、孔隙率、中值孔徑和滲透率，以便適合特定使用時的需求。
本發(fā)明提供了一種以鈦酸鋁為基的陶瓷，用于汽車發(fā)散控制系統(tǒng)中，特別是用于柴油機排氣過濾器中，這種系統(tǒng)中的用途需要熱膨脹低，熱耐用性大，壓力降和發(fā)動機的反壓力都很低。本發(fā)明的陶瓷可在1100-1650℃，優(yōu)選的是1100-1500℃的相對低的燒結溫度形成所需的性質(zhì)，這可明顯降低其制造成本。
應當明白，雖然本發(fā)明參照特定的描述和特定的實施方案作了揭示，但不應只限于這類手段，還可采用不背離本發(fā)明精神和權利要求范圍的其它手段實施本發(fā)明。
表I 實施例1-9的原料
表II.實施例1-9的燒結條件和性質(zhì)
*MOR是在圓形橫截面的固體棒上測得的。
表III 實施例2和3的樣品性質(zhì)隨熱處理的變化
權利要求
1.一種陶瓷制品，它具有包含如下物質(zhì)的組成u(Al2O3-TiO2)+v(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1，5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，0.5＜u≤0.95，0.01＜v≤0.5，0，.01＜w≤0.5，0＜x≤0.5，0＜y≤0.1，0＜z≤0.5，0＜a≤0.3，0＜b≤0.3。
2.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷制品，其中R是SrO-Al2O3-2SiO2。
3.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷制品，其中R是11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2。
4.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷制品，它在通道溫到800-1000℃溫度下測得的CTE低于45×10-7/℃。
5.根據(jù)權利要求4所述的陶瓷制品，它在通道溫到800-1000℃溫度下測得的CTE低于25×10-7/℃。
6.根據(jù)權利要求5所述的陶瓷制品，它在通道溫到800-1000℃溫度下測得的CTE低于5×10-7/℃。
7.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷制品，其孔隙率最高達到70％體積。
8.根據(jù)權利要求7所述的陶瓷制品，其孔隙率最高達到45％體積。
9.根據(jù)權利要求8所述的陶瓷制品，其孔隙率最高達到55％體積。
10.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷制品，其中值孔徑最高達25微米。
11.根據(jù)權利要求10所述的陶瓷制品，其中值孔徑最高達20微米。
12.根據(jù)權利要求11所述的陶瓷制品，其中值孔徑最高達15微米。
13.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷制品，它在橫截面為圓形的固體棒上測得的四點斷裂模數(shù)大于400磅/平方英寸。
14.根據(jù)權利要求13所述的陶瓷制品，它在橫截面為圓形的固體棒上測得的四點斷裂模數(shù)大于700磅/平方英寸。
15.一種柴油機顆粒過濾器，包括權利要求1所述的陶瓷制品和塞住的壁流蜂窩狀過濾器體，所述的過濾器體包括多個端塞住的平行管道，所述的管道從前面的入口端延伸到其出口端。
16.根據(jù)權利要求15所述的柴油機顆粒過濾器，其中的陶瓷制品具有包含如下物質(zhì)的組成u(Al2O3-TiO2)+v(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1，5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，0.5＜u≤0.95，0.01＜v≤0.5，0，.01＜w≤0.5，0＜x≤0.5，0＜y≤0.1，0＜z≤0.5，0＜a≤0.3，0＜b≤0.3。
17.根據(jù)權利要求16所述的柴油機顆粒過濾器，它在通道溫到800-1000℃溫度下測得的CTE低于15×10-7/℃。
18.根據(jù)權利要求17所述的柴油機顆粒過濾器，它在通道溫到800-1000℃溫度下測得的CTE低于5×10-7/℃。
19.根據(jù)權利要求16所述的柴油機顆粒過濾器，其孔隙率為30-50％體積。
20.根據(jù)權利要求19所述的柴油機顆粒過濾器，其孔隙率為35-45％體積。
21.根據(jù)權利要求16所述的柴油機顆粒過濾器，它的中值孔徑為5-25微米。
22.根據(jù)權利要求21所述的柴油機顆粒過濾器，其中值孔徑為10-15微米。
23.根據(jù)權利要求16所述的柴油機顆粒過濾器，它在通道密度為200cpsi，壁厚度為0.016英寸的圓形棒上測得的斷裂模數(shù)為150-400磅/平方英寸。
24.根據(jù)權利要求23所述的柴油機顆粒過濾器，它在通道密度為200cpsi，壁厚度為0.016英寸的圓形棒上測得的斷裂模數(shù)為150-300磅/平方英寸。
25.根據(jù)權利要求16所述的柴油機顆粒過濾器，其滲透率為至少0.20×10-12m2。
26.根據(jù)權利要求25所述的柴油機顆粒過濾器，其滲透率為至少0.33×10-12m2。
27.根據(jù)權利要求16所述的柴油機顆粒過濾器，它的通道密度為273通道/平方英寸、通道壁厚度為約0.015英寸，以210標準立方英尺/分鐘流量將人工碳煙塵負載其上，最高達5克/升，所述柴油機顆粒過濾器的壓力降為5kPa或低于5kPa。
28.一種制備以鈦酸鋁為基的陶瓷體的方法，包括(a)配制包含硅石、礬土、氧化鍶、二氧化鈦和/或氧化鐵的無機原料，以及包含包括增塑劑、潤滑劑、粘合劑和水作為溶劑的有機處理劑的批料，混合形成均勻并增塑的混合物；(b)將增塑的混合物成形為坯體；(c)以20-40℃/小時的升溫速率在各個溫度間隔下，最終在1100-1650℃的保持溫度下對坯體加熱30-50小時，形成陶瓷，所述的陶瓷具有包含如下物質(zhì)的組成u(Al2O3-TiO2)+(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1，5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，0.5＜u≤0.95，0.01＜v≤0.5，0，.01＜w≤0.5，0＜x≤0.5，0＜y≤0.1，0＜z≤0.5，0＜a≤0.3，0＜b≤0.3。
29.根據(jù)權利要求28所述的方法，其中加熱在1100-1500℃下進行。
30.根據(jù)權利要求28所述的方法，其中通過擠壓成形。
31.根據(jù)權利要求30所述的方法，其中增塑的混合物被擠壓成蜂窩狀坯體。
32.根據(jù)權利要求28所述的方法，其中所述的陶瓷具有如下組成，包括u(Al2O3-TiO2)+v(R)+w(3Al2O3-2SiO2)+x(Al2O3)+y(SiO2)+z(1.1SrO-1,5Al2O3-13.6SiO2-TiO2)+a(Fe2O3-TiO2)+b(MgO-2TiO2)，其中，R是SrO-Al2O3-2SiO2或11.2SrO-10.9Al2O3-24.1SiO2-TiO2，其中u，v，w，x，y，z，a和b是每個組分的重量分數(shù)，u+v+w+x+y+z+a+b＝1，u＝0.6965，v＝0.225，w＝0.075，x＝0，y＝0，z＝0，z＝0.0035，b＝0。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以鈦酸鋁為基的陶瓷制品，它具有如下組成，包括u(Al
文檔編號C04B35/478GK1684924SQ03822940
公開日2005年10月19日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權日2002年7月31日
發(fā)明者G·H·比爾, S·B·奧古米, D·J·圣朱利恩, P·D·特珀謝, C·J·沃倫, I·M·梅爾斯科特 申請人:康寧股份有限公司