專利名稱：制備鈦酸鋁主體和最大程度減小其收縮率可變性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備含鈦酸鋁的陶瓷體的方法，以及預(yù)測(cè)所述陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率和最大程度減少收縮率可變性的方法。
背景技術(shù)：
含鈦酸鋁的陶瓷體可用于廢氣環(huán)境的嚴(yán)苛條件中，包括例如用作催化轉(zhuǎn)化器和柴油機(jī)微粒過濾器。在這些應(yīng)用中過濾的眾多廢氣污染物包括例如烴和含氧化合物，后者包括例如氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)，還包括碳基煙炱和顆粒物。含鈦酸鋁的陶瓷體具有很高的抗熱沖擊性，使它們能夠耐受在應(yīng)用過程中經(jīng)歷的很寬范圍的溫度變化，它們還具有可以用于柴油機(jī)微粒過濾器應(yīng)用的其它的有利性質(zhì)，例如高孔隙率、低熱膨脹系數(shù) (CTE)、耐灰反應(yīng)(ash reaction)，而且斷裂模量(MOR)也足以用于預(yù)期的應(yīng)用。因此，人們需要有能力生產(chǎn)精確擠出成形的含鈦酸鋁的陶瓷體，例如能夠預(yù)測(cè)生坯體到燒制體的收縮率。此外，人們需要一種方法，用來最大程度減小這種含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率可變性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文的詳細(xì)描述和所述的各種示例性實(shí)施方式，本發(fā)明涉及制備含鈦酸鋁的陶瓷體的方法，所述方法包括形成包含至少一種氧化鋁源的批料混合物，由所述批料混合物形成生坯體；對(duì)所述生坯體進(jìn)行燒制，形成含鈦酸鋁的陶瓷體。在各個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括若來自所述至少一種氧化鋁源的粒度分布(“PSD”)的數(shù)據(jù)顯示所述含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的預(yù)測(cè)收縮率等于或大于士0.8%，則調(diào)整工藝參數(shù)。本發(fā)明還涉及預(yù)測(cè)由批料混合物形成的含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率的方法，其中所述批料混合物包含至少一種氧化鋁源，所述方法包括(1)獲得參比氧化鋁源和所述至少一種氧化鋁源的PSD參比數(shù)據(jù)；( 運(yùn)用一種算法于所述PSD參比數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)參比向量(reference vector amount) ； (3)利用所述至少一個(gè)參比向量建立預(yù)測(cè)收縮率的線性模型；(4)運(yùn)用所述算法于所述至少一種氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)批料向量 (batch vector amount)；以及( 將所述線性模型應(yīng)用于所述至少一個(gè)批料向量，預(yù)測(cè)含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率。本發(fā)明還涉及最大程度減小由批料混合物形成的含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率可變性的方法，其中所述批料混合物包含至少一種氧化鋁源，所述方法包括(1)確定含鈦酸鋁的陶瓷體的預(yù)測(cè)收縮率；以及( 若含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的預(yù)測(cè)收縮率等于或大于士0.8%，則調(diào)整工藝參數(shù)。


包括的附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖不是用來對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明構(gòu)成限制，而是用來說明本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式，并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。圖1繪出了參比氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)的代表性曲線圖。
具體實(shí)施例方式應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都只是示例和說明性的，不構(gòu)成對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過考慮說明書和實(shí)施本發(fā)明所述的實(shí)施方式，可以顯而易見地想到其它的實(shí)施方式。本發(fā)明涉及由批料混合物制備制備含鈦酸鋁的陶瓷體的方法，其中所述批料混合物包含至少一種氧化鋁源，還涉及預(yù)測(cè)所述陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率和減少收縮率可變性的方法。本文所用的術(shù)語“收縮率”及其變化形式是指將成形生坯體燒制成含鈦酸鋁的陶瓷體時(shí)所產(chǎn)生的尺寸偏差。因此，收縮率包括陶瓷體尺寸的增大和/或減小。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠測(cè)量成形體的尺寸及尺寸偏差或收縮率。在多個(gè)實(shí)施方式中，例如，成形體的尺寸及尺寸偏差可用激光測(cè)距技術(shù)測(cè)量。本文所用的術(shù)語“最大程度減小”含鈦酸鋁的陶瓷體的“收縮率可變性”及其變化形式是指從成形生坯體獲得含鈦酸鋁的陶瓷體，其中陶瓷體的觀測(cè)尺寸偏差與預(yù)測(cè)尺寸偏差或目標(biāo)尺寸偏差相比，其差異對(duì)產(chǎn)品和/或其應(yīng)用來說不顯著。在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)陶瓷體的觀測(cè)尺寸偏差相對(duì)于預(yù)測(cè)尺寸偏差或目標(biāo)尺寸偏差的變化等于或小于士0. 8%時(shí)，收縮率可變性達(dá)到最小。本文所用的術(shù)語“批料混合物”及其變化形式是指包含無機(jī)材料以及任選的成孔材料的基本均勻的混合物。在本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施方式中，批料混合物可包含至少一種氧化鋁源。氧化鋁源包括但不限于在不存在其它原料的情況下加熱至足夠高的溫度時(shí)可產(chǎn)生基本純的氧化鋁的粉末。這些氧化鋁源的例子包括α -氧化鋁，過渡型氧化鋁如Y -氧化鋁，煅燒氧化鋁，或P-氧化鋁，水合氧化鋁，三水鋁石，剛玉(Al2O3),勃姆石[AW(OH)]，假勃姆石，氫氧化鋁[Al (OH)3]，氫氧化鋁氧化物(aluminium oxyhydroxide)，以及它們的混合物。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一種氧化鋁源是煅燒氧化鋁。在本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施方式中，所述至少一種氧化鋁源可以選自但不限于市售的煅燒氧化鋁產(chǎn)品，例如美國(guó)賓夕法尼亞州利茨代爾市安邁有限公司(Almatis，Inc., Leetsdale, PA)銷售的商品名為A10-325的產(chǎn)品，以及美國(guó)馬薩諸塞州西地市微型磨料公司(Micro Abrasives Corp.，ffestfield, ΜΑ)銷售的商品名為 Microgrit WCA20, WCA25, WCA30, WCA40, WCA45 禾口 WCA50 的產(chǎn)品。在多個(gè)示例性的實(shí)施方式中，所述至少一種氧化鋁源可以占所述批料混合物中所含無機(jī)材料的至少40重量％，至少45重量％，或者至少50重量％，例如占無機(jī)材料的47
重量％。
在多個(gè)實(shí)施方式中，可對(duì)所述至少一種氧化鋁源加以選擇，使其PSD顯示含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的預(yù)測(cè)收縮率等于或小于士0.8%，例如相對(duì)于目標(biāo)尺寸等于或小于士0. 5%，或者等于或小于士0. 3%。含鈦酸鋁的陶瓷體的預(yù)測(cè)收縮率可通過以下步驟確定(1)獲得參比氧化鋁源和所述至少一種氧化鋁源的PSD參比數(shù)據(jù)；( 運(yùn)用一種算法于所述PSD參比數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)參比向量；C3)利用所述至少一個(gè)參比向量建立預(yù)測(cè)收縮率的線性模型；(4)運(yùn)用所述算法于所述至少一種氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)批料向量；以及(5)將所述線性模型應(yīng)用于所述至少一個(gè)批料向量，預(yù)測(cè)含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率。本文所用的詞匯“參比氧化鋁源”及其變化形式是指適用于制備含鈦酸鋁的陶瓷體的至少兩個(gè)不同批次的氧化鋁材料。例如，參比氧化鋁源可包含至少10個(gè)、至少50個(gè)或者至少100個(gè)不同批次的氧化鋁材料。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，參比氧化鋁源可以是具有相同商品名或級(jí)別的材料。僅舉例而言，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，參比氧化鋁源可包含至少100個(gè)不同批次的相同級(jí)別的氧化鋁材料。在多個(gè)實(shí)施方式中，參比氧化鋁源可選自市售產(chǎn)品，如美國(guó)賓夕法尼亞州利茨代爾市安邁有限公司銷售的商品名為A10-325的產(chǎn)品，以及美國(guó)馬薩諸塞州西地市微型磨料公司銷售的商品名為Microgrit WCA20，WCA25， WCA30, WCA40, WCA45和WCA50的產(chǎn)品。在多個(gè)實(shí)施方式中，參比氧化鋁源不包括選作所述批料混合物中的至少一種氧化鋁源的批次。本文提到的PSD參比數(shù)據(jù)從每種參比氧化鋁源的PSD獲得。本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力獲得各種參比氧化鋁源的PSD及其數(shù)據(jù)。例如，在多個(gè)實(shí)施方式中，PSD可通過激光散射技術(shù)獲得。雖然PSD參比數(shù)據(jù)可以從具有相同商品名或級(jí)別的參比氧化鋁源獲得，但PSD及相應(yīng)的數(shù)據(jù)可隨參比源的不同而變化。例如，圖1以曲線圖的方式描繪了同一級(jí)別的參比氧化鋁源的代表性PSD，每條曲線對(duì)應(yīng)于一種不同的來源。χ軸[統(tǒng)計(jì)單元(bin)]對(duì)應(yīng)于具體的粒度間隔，y軸(百分?jǐn)?shù))對(duì)應(yīng)于落在給定統(tǒng)計(jì)單元里的氧化鋁顆粒的百分?jǐn)?shù)。從圖1 可以看出，即便曲線所表示的氧化鋁源具有相同級(jí)別，這些曲線也會(huì)在整個(gè)長(zhǎng)度上變化。所述方法的算法包括多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，該技術(shù)可對(duì)PSD參比數(shù)據(jù)的可變性加以定量化。在所述方法中，接下來以預(yù)測(cè)的方式將所述可變性與由指定氧化鋁源制備的含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率聯(lián)系起來。憑直覺選擇的預(yù)測(cè)變量常常彼此高度相關(guān)。當(dāng)相關(guān)性在-1至1的尺度上描述兩個(gè)變量的關(guān)聯(lián)程度時(shí)，0表示兩個(gè)變量彼此不相關(guān)，而當(dāng)相關(guān)性從0向-1或1移動(dòng)時(shí)，就說這兩個(gè)變量彼此越來越相關(guān)。一般希望所選取的預(yù)測(cè)變量是彼此不相關(guān)的。在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式中，利用主成分分析(“PCA”)從PSD參比數(shù)據(jù)推導(dǎo)不相關(guān)的變量。PCA是原始變量即氧化鋁參比源的PSD數(shù)據(jù)的線性變換，用來生成彼此不相關(guān)的新預(yù)測(cè)變量。在原始變量間存在高冗余或相關(guān)性的系統(tǒng)中，如在PSD參比數(shù)據(jù)的情況中， 常常只需要少量的主成分代表未變換數(shù)據(jù)的可變性。例如，具有20維的系統(tǒng)可能僅需3個(gè)或4個(gè)主成分來涵蓋這20維中的大部分可變性；因此，原始數(shù)據(jù)縮減到3個(gè)或4個(gè)不相關(guān)的變量。這些新變量可用作預(yù)測(cè)變量。本文沒有提供用來提取上述成分的數(shù)學(xué)方法的細(xì)節(jié)，因?yàn)镻CA是公知的，并且存在于多數(shù)統(tǒng)計(jì)分析包中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力獲得并使用。例如，微塔有限公司(Minitab he.)在微塔軟件、SAS研究所有限公司(SASInstitute he.)在其JMP軟件中提供了 PCA技術(shù)，二者均可用于本發(fā)明所述的方法中。此外，一些教程也描述了 PCA的原理，如 J. Edward Jackson 的《主成分使用者指南》(A User' s Guide to Principal Components) [約翰威利父子出版公司(John ffiley&Sons)，1991年]。通過分析得到的主成分將原始PSD參比數(shù)據(jù)的可變性從高到低排序。在多個(gè)實(shí)施方式中，所述方法的所述至少一個(gè)參比向量選自主成分。例如，所述至少一個(gè)向量可以是具有最高可變性的成分。在其它的實(shí)施方式中，至少兩個(gè)參比向量可選自主成分，例如兩個(gè)具有最高可變性的成分。在其它的實(shí)施方式中，至少三個(gè)參比向量可選自主成分，例如三個(gè)具有最高可變性的成分。在其它的實(shí)施方式中，至少四個(gè)參比向量可選自主成分，例如四個(gè)具有最高可變性的成分。在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)測(cè)線性模型可利用所述至少一個(gè)參比向量構(gòu)建， 用來預(yù)測(cè)收縮率。例如，多元線性回歸(“MLR”)可用來構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。本文沒有提供MLR數(shù)學(xué)方法的細(xì)節(jié)，因?yàn)镸LR—般是多數(shù)處理回歸問題的統(tǒng)計(jì)分析包和統(tǒng)計(jì)教程的一部分。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力獲得并使用。在多個(gè)實(shí)施方式中，接下來可利用所得線性模型，根據(jù)所述至少一種氧化鋁源，具體說是根據(jù)其PSD，預(yù)測(cè)含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率。首先，將上述算法運(yùn)用于所述至少一種氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)批料向量。如上面所解釋，在多個(gè)實(shí)施方式中，可利用PCA從PSD數(shù)據(jù)推導(dǎo)不相關(guān)變量，然后同樣利用上述方法從所得成分中選擇所述至少一個(gè)批料向量。此外，將利用氧化鋁參比源構(gòu)建的預(yù)測(cè)收縮率的線性模型運(yùn)用于所述至少一個(gè)批料向量，預(yù)測(cè)所得含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率。在其它的實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)向量可用作預(yù)測(cè)陶瓷體的其它性質(zhì)的變量， 例如中值孔徑和斷裂模量(MOR)。與另一種性質(zhì)相關(guān)的線性預(yù)測(cè)模型可利用所述至少一個(gè)參比向量構(gòu)建，所得模型可用來預(yù)測(cè)基于所述至少一種氧化鋁源的陶瓷體的該種性質(zhì)。在多個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明還涉及制備含鈦酸鋁的陶瓷體的方法，所述方法包括 形成包含如本文所述的至少一種氧化鋁源的批料混合物，由所述批料混合物形成生坯體； 對(duì)所述生坯體進(jìn)行燒制，形成含鈦酸鋁的陶瓷體。在其它的示例性實(shí)施方式中，所述批料混合物還可包含至少一種鈦源?？纱嬖谟谂匣旌衔镏械拟佋窗ǖ幌抻诮鸺t石、銳鈦礦和無定形氧化鈦。在多個(gè)示例性實(shí)施方式中，所述至少一種鈦源可占批料混合物中所含無機(jī)材料的至少20重量％，例如占無機(jī)材料的至少25重量％，至少30重量％，或者至少35重量％，如至少30重量％。在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式中，所述批料混合物還可包含其它的無機(jī)材料，在本文中稱為至少一種其它材料。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一種其它材料可選自氧化硅、 氧化物(例如氧化鑭)、碳酸鹽(例如碳酸鈣和碳酸鍶)、硝酸鹽和氫氧化物。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一種其它材料可選自以下氧化物氧化釔、氧化鎂、氧化鋇、氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰、氧化鐵、氧化硼和三氧化二磷。這些氧化物可以氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物的形式加入，或者以彼此間的多組分配混物或與二氧化鈦、氧化鋁、二氧化硅、氧化鈣、 氧化鍶或氧化鑭的多組分配混物的形式加入。
在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式中，所述批料混合物還可包含至少一種成孔材料。本文所用的術(shù)語“成孔材料”及其變化形式是指選自下組的有機(jī)材料碳(例如石墨、活性炭、石油焦和炭黑)、淀粉(例如玉米、大麥、豆、馬鈴薯、水稻、木薯、豌豆、西谷椰子、小麥、美人蕉和胡桃殼粉)以及聚合物[例如聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯(優(yōu)選珠粒狀)、聚丙烯(優(yōu)選珠粒狀)、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍)、環(huán)氧樹脂、ABS、丙烯酸樹脂和聚酯(PET)]。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一種成孔材料是選自以下的淀粉大米、玉米、西谷椰子和馬鈴薯。 在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一種成孔材料不是石墨。在多個(gè)示例性實(shí)施方式中，所述至少一種成孔材料可以任意能夠?qū)崿F(xiàn)所需結(jié)果的量使用。例如，所述至少一種成孔材料可以占批料混合物的至少1重量％，以追加的形式加入(即所述無機(jī)材料占批料混合物的100%，因此總批料混合物為101% )。例如，所述至少一種成孔材料以追加的形式加入，可以占批料混合物的至少5重量％，至少12. 5重量％，至少15重量％，至少18重量％，或者至少20重量％?？赏ㄟ^本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法制備所述批料混合物。例如，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，可以將無機(jī)材料以粉末材料的形式合并，并充分混合，形成基本均勻的混合物?？梢栽跓o機(jī)材料充分混合之前或之后加入所述至少一種成孔材料，以形成批料混合物。 在此示例性實(shí)施方式中，可以隨后將所述至少一種成孔材料和無機(jī)材料充分混合，以形成基本均勻的批料混合物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力確定將無機(jī)材料和至少一種成孔材料合并，以獲得基本均勻的批料混合物的合適的步驟和條件。在另外的示例性實(shí)施方式中，可以將批料混合物與任何其它的已知可以用來制備批料混合物的組分混合。例如，可以將粘合劑，例如無機(jī)粘合劑，以及/或者溶劑加入所述批料中，形成增塑的混合物。在這樣的實(shí)施方式中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力選擇合適的粘合劑。僅舉例而言，有機(jī)粘合劑可以選自含纖維素的組分，例如，可以使用(羥丙基)甲基纖維素、甲基纖維素衍生物及其組合。如果需要的話，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也有能力選擇合適的溶劑。在多個(gè)示例性實(shí)施方式中，所述溶劑可以是水，例如去離子水。如果需要的話，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也有能力選擇合適的油加入批料混合物。所述另外的組分，例如有機(jī)粘合劑和/或溶劑和/或油可以按照任意的順序與批料獨(dú)立地混合，或者一起與批料混合，以形成基本均勻的混合物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力確定將批料與有機(jī)粘合劑和溶劑混合，以獲得基本均勻的材料的合適條件。例如，可以通過捏合工藝將這些組分混合，形成基本均勻的混合物。在多個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括由批料混合物形成生坯體，對(duì)所述生坯體進(jìn)行燒制，形成含鈦酸鋁的陶瓷體。在多個(gè)實(shí)施方式中，可用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的任何工藝將所述混合物形成生坯體，然后燒制成陶瓷體。例如，可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)的方法，對(duì)該混合物進(jìn)行注塑或擠出，并任選地進(jìn)行干燥，從而形成生坯體。在多個(gè)示例性實(shí)施方式中，隨后可以對(duì)生坯體進(jìn)行燒制，形成含鈦酸鋁的陶瓷體。本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力決定用來形成陶瓷體的合適的方法和條件，例如燒制條件， 包括設(shè)備、溫度和持續(xù)時(shí)間，以獲得含鈦酸鋁的陶瓷體，所述方法和條件部分取決于生坯體的尺寸和組成。含鈦酸鋁的陶瓷體的燒制周期的非限制性例子可參見國(guó)際公開第WO2006/130759號(hào)，其內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。例如，所述之批料混合物的組成可使其干燥和燒制時(shí)間比常規(guī)批料所用的時(shí)間更短，在另外的實(shí)施方式中，這也可使大陶瓷體很容易制造。本發(fā)明還涉及利用本文所述的預(yù)測(cè)收縮率的方法，預(yù)測(cè)由批料混合物形成的含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率的方法，其中所述之批料混合物包含至少一種氧化鋁源。本發(fā)明還涉及最大程度減小含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率可變性的方法，該方法是利用上述方法得到預(yù)測(cè)收縮率，然后調(diào)整工藝參數(shù)，使含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率處于目標(biāo)范圍內(nèi)，例如等于或小于目標(biāo)尺寸的士0.8%。本文所用的術(shù)語“工藝參數(shù)”及其變化形式包括與含鈦酸鋁的陶瓷體的制備方法相關(guān)的任何變量，包括例如批料組分的用量、擠出生坯體的尺寸以及燒制方法和條件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力根據(jù)所需結(jié)果選擇和調(diào)整工藝參數(shù)。本發(fā)明還涉及制備其它含鋁陶瓷體的方法，以及預(yù)測(cè)所述陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率和最大程度減少收縮率可變性的方法。例如，在多個(gè)實(shí)施方式中，本文所述的方法還可應(yīng)用于含碳化硅的陶瓷體和含堇青石的陶瓷體，二者均可用包含至少一種本文所述的氧化鋁和指定類型的陶瓷體所特有的其它批料組分的批料形成。在多個(gè)實(shí)施方式中，如上所述，本文所述方法的算法包括多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，該技術(shù)可對(duì)PSD參比氧化鋁源數(shù)據(jù)的可變性加以定量化。在多個(gè)實(shí)施方式中，接下來以預(yù)測(cè)的方式將所述可變性與由指定氧化鋁源制備的陶瓷體的收縮率(或另一種性質(zhì))聯(lián)系起來。可利用所得模型預(yù)測(cè)基于所述至少一種氧化鋁源的陶瓷體的收縮率(或另一種性質(zhì))。本發(fā)明還涉及制備其它陶瓷體的方法，以及預(yù)測(cè)所述陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率和最大程度減少收縮率可變性的方法。在多個(gè)實(shí)施方式中，如上所述，本文所述方法的算法包括多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，該技術(shù)可對(duì)指定批料的PSD數(shù)據(jù)的可變性加以定量化。在多個(gè)實(shí)施方式中，接下來以預(yù)測(cè)的方式將所述可變性與由指定批料制備的陶瓷體的收縮率 (或另一種性質(zhì))聯(lián)系起來。所得模型可用來預(yù)測(cè)基于指定批料的陶瓷體的收縮率(或另一種性質(zhì))。除非另有說明，否則，本說明書和權(quán)利要求書中使用的所有數(shù)字均應(yīng)理解為在所有情況下都受“約”字修飾，而不管有沒有這樣表述。還應(yīng)理解，本說明書和權(quán)利要求書中使用的精確數(shù)值構(gòu)成本發(fā)明另外的實(shí)施方式。發(fā)明人已盡力確保實(shí)施例中所披露的數(shù)值的精確度。然而，由于各測(cè)量技術(shù)中存在標(biāo)準(zhǔn)偏差，任何測(cè)得的數(shù)值都可能不可避免地包含一定的誤差。本文所用的“該”、“一個(gè)”或“一種”表示“至少一個(gè)(一種)”，不應(yīng)局限為“僅一個(gè)(一種)”，除非明確有相反的說明。因此，例如“所述批料”或“批料”用來表示至少一種批料。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過研究說明書和實(shí)施本文所述的本發(fā)明，將會(huì)明顯看出本發(fā)明的其它實(shí)施方式。本說明書和實(shí)施例應(yīng)僅僅視為示例，本發(fā)明真正的范圍和精神由所附權(quán)利要求書來說明。
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權(quán)利要求
1.一種預(yù)測(cè)由批料混合物形成的含鈦酸鋁的陶瓷體的收縮率的方法，其中所述批料混合物包含至少一種氧化鋁源，所述方法包括(1)由參比氧化鋁源和所述至少一種氧化鋁源獲得PSD參比數(shù)據(jù)；(2)運(yùn)用一種算法于所述PSD參比數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)參比向量；(3)利用所述至少一個(gè)參比向量建立預(yù)測(cè)收縮率的線性模型；(4)運(yùn)用所述算法于所述至少一種氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)批料向量；以及(5)將所述線性模型應(yīng)用于所述至少一個(gè)批料向量，獲得預(yù)測(cè)收縮率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述算法包括主成分分析。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)參比向量包含至少四個(gè)參比向量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)批料向量包含至少四個(gè)批料向量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述線性模型用多元線性回歸構(gòu)建。
6.一種最大程度減小由批料混合物形成的含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率可變性的方法，其中所述批料混合物包含至少一種氧化鋁源，所述方法包括(1)確定含鈦酸鋁的陶瓷體的預(yù)測(cè)收縮率；以及(2)若含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的預(yù)測(cè)收縮率等于或大于士0.8%，則調(diào)整工藝參數(shù)；其中所述預(yù)測(cè)收縮率通過以下步驟確定(A)由參比氧化鋁源和所述至少一種氧化鋁源獲得PSD參比數(shù)據(jù)；(B)運(yùn)用一種算法于所述PSD參比數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)參比向量；(C)利用所述至少一個(gè)參比向量建立預(yù)測(cè)收縮率的線性模型；(D)運(yùn)用所述算法于所述至少一種氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)批料向量；以及(E)將所述線性模型應(yīng)用于所述至少一個(gè)批料向量，獲得預(yù)測(cè)收縮率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述算法包括主成分分析。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)參比向量包含至少四個(gè)參比向量。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)批料向量包含至少四個(gè)批料向量。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述線性模型用多元線性回歸構(gòu)建。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，若含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的預(yù)測(cè)收縮率等于或大于士0. 3%，則調(diào)整工藝參數(shù)。
12.—種制備含鈦酸鋁的陶瓷體的方法，該方法包括 形成包含至少一種氧化鋁源的批料混合物，由所述批料混合物形成生坯體；以及對(duì)所述生坯體進(jìn)行燒制，形成含鈦酸鋁的陶瓷體；其中，若所述至少一種氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)顯示含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的預(yù)測(cè)收縮率等于或大于士0.8%，則調(diào)整工藝參數(shù)； 其中所述預(yù)測(cè)收縮率通過以下步驟確定(1)由參比氧化鋁源和所述至少一種氧化鋁源獲得PSD參比數(shù)據(jù)；(2)運(yùn)用一種算法于所述PSD參比數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)參比向量；(3)利用所述至少一個(gè)參比向量建立預(yù)測(cè)收縮率的線性模型；(4)運(yùn)用所述算法于所述至少一種氧化鋁源的PSD數(shù)據(jù)，確定至少一個(gè)批料向量；以及(5)將所述線性模型應(yīng)用于所述至少一個(gè)批料向量，獲得預(yù)測(cè)收縮率。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述算法包括主成分分析。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)參比向量包含至少四個(gè)參比向量。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)批料向量包含至少四個(gè)批料向量。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述線性模型用多元線性回歸構(gòu)建。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，若含鈦酸鋁的陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的預(yù)測(cè)收縮率等于或大于士0.3%，則調(diào)整工藝參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備含鈦酸鋁的陶瓷體的方法，以及預(yù)測(cè)所述陶瓷體相對(duì)于目標(biāo)尺寸的收縮率和最大程度減少收縮率可變性的方法。
文檔編號(hào)C04B38/00GK102482161SQ201080039367
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者A·J·切斯, C·J·沃倫, D·E·麥克考萊, P·D·特珀謝, S·J·卡弗里, S·L·格雷 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司