專(zhuān)利名稱(chēng)：硅鋁酸鋰陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有Li2O-Al2O3-SiO2(硅鋁酸鋰)系組合物的陶瓷體或結(jié)構(gòu)體。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有低熱膨脹系數(shù)(CTE)、高熱容、高耐熔性、以及高耐熱沖擊性的硅鋁酸鋰陶瓷。
背景技術(shù)：
在工業(yè)中，堇青石(2MgO-2Al2O3-5SiO2)是用于高溫過(guò)濾用途，如流通和壁流過(guò)濾器的成本-效果合算材料的選擇，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)操作條件下，其結(jié)合了良好的耐熱沖擊性、過(guò)濾效率、以及耐久性。
但是，在某些情況下，堇青石過(guò)濾器易于遭到損壞，甚至災(zāi)難性的毀壞。
因此，需要有適于高溫過(guò)濾用途但又沒(méi)有堇青石的缺點(diǎn)的陶瓷。
本發(fā)明提供了這樣一種陶瓷及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是通過(guò)發(fā)現(xiàn)在Li2O-Al2O3-SiO2系中占主導(dǎo)地位的兩相陶瓷來(lái)創(chuàng)建的，所述陶瓷具有高耐熔性、高耐熱沖擊性、以及高熱容性能，它們使得本發(fā)明的陶瓷在高溫應(yīng)用中非常受歡迎，如用作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的過(guò)濾器。
具體地說(shuō)，本發(fā)明是一種陶瓷制品，它主要由占氧化物重量的10-25％的SiO2、65-85％的Al2O3和2-12％的Li2O構(gòu)成，并且包含初相，所述初相具有從室溫到1000℃的平均熱膨脹系數(shù)為-5×10-7/℃的各向異性的熱膨脹性能(沿晶軸的膨脹普遍不同)并且小于陶瓷制品重量的50％，以及熔點(diǎn)高于初相的熔點(diǎn)的次相。次相的熔點(diǎn)最好至少為1800℃。
本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體含32-50重量％的作為具有熔點(diǎn)Tm1的初相的β-鋰霞石(LiAlSiO4)，以及50-68重量％的含高于初相的熱膨脹組分的熱膨脹陽(yáng)性組分和熔點(diǎn)Tm2的次相，其中，Tm2＞Tm1。次相選自鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)、鋁酸鋰(LiAlO2)、剛玉(Al2O3)、以及它們的組合。
本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體顯示從室溫至800℃的熱膨脹系數(shù)(CTE)為-30×10-7/℃至+30×10-7/℃，最好是-20×10-7/℃至+10×10-7/℃；滲透率至少為0.5×10-12m2，最好是1.0×10-12至5.0×10-12m2；總的孔隙率為35-65％，最好是45-55％；平均尺寸為8-25微米，最好是15-20微米；以及在溫度為1550-1650℃下的高耐熔性。
本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體適用于高溫用途，如用于柴油機(jī)排氣和汽車(chē)催化轉(zhuǎn)化器的過(guò)濾器。特別是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體尤其適合作為具有進(jìn)口端和出口端以及許多從進(jìn)口端延伸到出口端的孔(這些孔具有多孔壁)的柴油機(jī)蜂窩狀特殊過(guò)濾器，其中，在進(jìn)口端的孔總量中的一部分，它們的部分長(zhǎng)度是堵塞的，而在進(jìn)口端開(kāi)放的剩余部分的孔在出口端的部分長(zhǎng)度是堵塞的，使得通過(guò)蜂窩的孔從進(jìn)口端流向出口端的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流經(jīng)過(guò)孔壁流入開(kāi)放的孔中，并且通過(guò)出口端處開(kāi)放的孔流出該結(jié)構(gòu)體。
本發(fā)明還是一種制造陶瓷制品的方法。將碳酸鋰、氧化鋁、粘土和/或沙、溶劑、任選的膠粘劑、潤(rùn)滑劑和增塑劑的混合物形成為增塑批料，成形為生坯，隨意地干燥并在1300-1400℃焙燒足夠長(zhǎng)的時(shí)間以形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是主要為兩相的陶瓷，它具有作為初相的低CTE相和作為次相的高熔融溫度相(高溫相可包括超過(guò)單一的相，如下文中進(jìn)一步的描述)。此獨(dú)特的相的二元性賦予本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體CTE近乎0的高耐熔性，這樣就使之適于高溫應(yīng)用，如從柴油機(jī)廢氣流中過(guò)濾顆粒物質(zhì)。
本發(fā)明的組合物面積取決于Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系并且主要由占氧化物重量的約10-25％的SiO2、65-85％的Al2O3和2-20％的Li2O構(gòu)成。較佳的組合物面積主要由占氧化物重量的約13-20％的SiO2、70-80％的Al2O3和3.5-10％的Li2O構(gòu)成?？呻S意地存在少量的其它耐熔氧化物，如ZrO2、Cr2O3、V2O3和Ta2O5。
在一個(gè)較佳的實(shí)施方式中，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體包括32-50重量％的具有熔點(diǎn)Tm1的β-鋰霞石初相，以及50-68重量％的具有比初相的熱膨脹組分高的熱膨脹陽(yáng)性組分和熔點(diǎn)Tm2的次相，其中，Tm2＞Tm1。
低CTE相是β-鋰霞石(LiAlSiO4)，它從室溫至1000℃的平均CTE約為-5×10-7/℃，并且在a-軸的高各向異性CTE(例如，沿晶軸的膨脹普遍不同)約為+80×10-7/℃、在c-軸的為-170×10-7/℃。
但是，β-鋰霞石還具有約為1410℃的低熔點(diǎn)。因此，在最終的物體內(nèi)的β-鋰霞石的量小于約50重量％，更好是約32-45重量％以確保最終物體的有效熔融溫度不受損害。換句話說(shuō)，大部分陶瓷由高溫相組成。
高溫相具有高于β-鋰霞石的熔點(diǎn)，最好是高于1800℃。高溫相選自鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)、鋁酸鋰(LiAlO2)、剛玉(Al2O3)、以及它們的組合。鋁酸鋰尖晶石的熔點(diǎn)約為1960℃。剛玉的熔點(diǎn)約為2020℃。LiAlO2的熔點(diǎn)約為1850℃。
所有這三個(gè)相具有高CTE。鋁酸鋰尖晶石的從室溫到1000℃的CTE約為85×10-7/℃，而剛玉的從室溫到1000℃的CTE約為84×10-7/℃。較佳的是次高溫相為鋁酸鋰尖晶石，因?yàn)樗c固態(tài)的LiAlSiO4達(dá)到熱力學(xué)平衡，并且還與接近于呈部分熔融狀態(tài)的該組合物的液體結(jié)合形成網(wǎng)。因此，在一個(gè)特別好的實(shí)施方式中，本發(fā)明的陶瓷包含35重量％的β-鋰霞石和65重量％的鋁酸鋰尖晶石。
β-鋰霞石相與高溫相之間的大的CTE失配促進(jìn)了沿β-鋰霞石晶體之間，或者β-鋰霞石與高溫相之間晶粒邊界的微裂紋，它使得在室溫至800℃的溫度范圍內(nèi)的CTE為-30×10-7/℃至30×10-7/℃，最好是-20×10-7/℃至10×10-7℃，導(dǎo)致本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體具有極好的耐熱沖擊性。微裂紋體會(huì)使CTE偏向最陰性的CTE組分，因?yàn)槔鋮s時(shí)微裂紋的開(kāi)口容納普通的陽(yáng)性組分。
另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體在1550-1650℃顯示高耐熔性。耐熔性是當(dāng)結(jié)構(gòu)體暴露在高溫如1500℃以上一段約10小時(shí)的持續(xù)時(shí)間時(shí)，結(jié)構(gòu)體中變形的測(cè)定。本發(fā)明結(jié)構(gòu)體中極高的耐熔性被認(rèn)為是尖晶石骨架保持連續(xù)性以及富熔的β-鋰霞石自身附著在尖晶石網(wǎng)上結(jié)果。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)體的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于高的、連通的孔和大的平均孔徑導(dǎo)致的高滲透率。滲透率至少約為0.5×10-12m2，最好是約1.0×1012-至5×10-12m2。滲透率是對(duì)流體流過(guò)多孔結(jié)構(gòu)體的難易程度的測(cè)定。在恒定的溫度和流體粘度下，滲透率根據(jù)％開(kāi)口孔隙率、孔徑和怎樣較好地使孔相互連接來(lái)確定。
開(kāi)口孔隙率約為35-65體積％，最好是約45-55體積％。平均孔徑約為8-25微米，最好是約15-20微米，以維持良好的過(guò)濾效率。所述的開(kāi)口孔隙率(體積％)和描述為平均孔徑(微米)的孔徑用水銀孔隙率測(cè)量計(jì)測(cè)定。
本發(fā)明還涉及制造本發(fā)明的LAS結(jié)構(gòu)體的方法。選擇包括碳酸鋰、氧化鋁形成源、氧化硅形成源和/或高嶺土的原材料以形成主要由占氧化物重量的約10-25％的SiO2、65-85％的Al2O3和2-20％的Li2O，最好是約13-20％的SiO2、70-80％的Al2O3和3.5-10％的Li2O構(gòu)成的組合物來(lái)形成混合物。表1描述了本發(fā)明的組合物和所得相系統(tǒng)的例子。
將原材料與包括增塑劑、潤(rùn)滑劑、膠粘劑和溶劑的有機(jī)組分一同混合。水也可作為溶劑隨意地添加。將該混合物成形為生坯，任選地干燥，然后在一溫度下焙燒足夠長(zhǎng)的時(shí)間以形成最終的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體。
氧化鋁形成源是粉末，當(dāng)在沒(méi)有其它原材料、溫度足夠高的條件下加熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的純氧化鋁，并包括α-氧化鋁、過(guò)渡型氧化鋁如γ-氧化鋁或ρ-氧化鋁、勃姆石、氫氧化鋁、以及它們的混合物。優(yōu)選α-氧化鋁。
氧化鋁形成源的顆粒尺寸要么足夠大，使最終的結(jié)構(gòu)體中引入微裂紋，要么小到足以進(jìn)行良好的擠塑。高溫相繼承了氧化鋁形成源的晶粒尺寸和形態(tài)。因此，氧化鋁形成源的顆粒尺寸至少為10微米并且不超過(guò)50微米，最好為約15-25微米；10微米以下的單晶顆粒將導(dǎo)致沿具有相鄰的不同CTE的晶粒邊界的應(yīng)變不足，從而產(chǎn)生微裂紋；50微米以上的單晶顆粒將導(dǎo)致大的微裂紋，所述微裂紋會(huì)在沿網(wǎng)的熱循環(huán)過(guò)程中擴(kuò)展。氧化鋁源的形態(tài)也很重要，必須是沒(méi)有細(xì)微晶的聚集物的大晶體。
氧化硅形成源包括，但是不限于石英。任選地，可加入高嶺土(有助于擠塑過(guò)程)，最好是以不超過(guò)20重量％的量。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體特別適合于高溫過(guò)濾應(yīng)用。特別是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體特別適合于柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器的應(yīng)用。對(duì)這些用途而言，原材料的混合物最好通過(guò)擠塑成形為蜂窩多孔結(jié)構(gòu)，如本領(lǐng)域中所知。
通常，干燥所得的成形的綠蜂窩體并用約28個(gè)小時(shí)將其加熱至約1300-1400℃的最高溫，然后保持最高溫約6-10個(gè)小時(shí)。
雖然過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)可具有任何適于具體用途的形狀和結(jié)構(gòu)，但是優(yōu)選多孔結(jié)構(gòu)如蜂窩結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)具有進(jìn)口和出口端或面，并且許多孔從進(jìn)口端延伸入出口端，這些孔具有多孔壁。本發(fā)明的過(guò)濾器的孔密度為約100個(gè)孔/平方英寸(15.5個(gè)孔/cm2)至約400個(gè)孔/平方英寸(62個(gè)孔/cm2)。
為了得到過(guò)濾裝置，阻塞在進(jìn)口端或面的一部分蜂窩孔，如本領(lǐng)域內(nèi)所知。阻塞僅僅發(fā)生在深度一般約為5-20mm的孔的末端，但是也可以改變。阻塞位于出口端但與進(jìn)口端的那部分無(wú)關(guān)的一部分孔。因此，各個(gè)孔僅在一端阻塞。較佳的排列是在給定的表面上具有如棋盤(pán)形圖案的間隔阻塞的孔。
具有許多優(yōu)點(diǎn)的本發(fā)明的柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是與市售的SiC對(duì)應(yīng)物相比，沿過(guò)濾器的長(zhǎng)度的低壓降和靠著發(fā)動(dòng)機(jī)的低背壓。沿過(guò)濾器的壓降是隨含碳煤煙蓄積在柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器的壁上而產(chǎn)生。隨著蓄積的煤煙的量增加，對(duì)廢氣流過(guò)過(guò)濾器的壁和碳煤煙層的阻礙逐漸增加。對(duì)流動(dòng)的這種阻礙表現(xiàn)為壓降，它可通過(guò)過(guò)濾器的長(zhǎng)度來(lái)測(cè)定，并且導(dǎo)致緊靠發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓增加。
雖然較佳的用途是用于柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器，但是要注意的是本發(fā)明的陶瓷同樣適用作汽車(chē)流通基底。
實(shí)施例為了更充分地闡述本發(fā)明，下述擠塑的蜂窩的非限制性的例子表述于表2和3。除非另有說(shuō)明，所有的份、部分和百分比是以總的原材料重量為基的。
將表2所示的碳酸鋰、石英、氧化鋁和高嶺土的結(jié)合物與約3-7份的甲基纖維素一同混合。加入約0.5-1份的硬脂酸作為潤(rùn)滑劑。原材料的顆粒形狀也示于表2。
接著，向研磨機(jī)的各個(gè)粉狀混合物中逐漸加入約20-30份的去離子水。在捏和之后，通過(guò)壓模將結(jié)合的組分?jǐn)D塑成具有約100-200個(gè)孔/平方英寸以及壁厚約0.010-0.025英寸的蜂窩體。將這樣形成的坯體切割成所需的長(zhǎng)度并置于95℃的爐中加熱直到干燥。
將這些試樣置于在各種溫度范圍內(nèi)，升溫速度為20-100℃/hr的電子加熱爐中焙燒28小時(shí)至最高溫度1350-1400℃，維持最高溫度約6-10小時(shí)以形成最終的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體，然后通過(guò)斷開(kāi)加熱爐的電源來(lái)冷卻，如表3所示。
表3示出了這些實(shí)施例所確定的物理性能。所選試樣的孔隙率和孔徑是以水銀孔隙率測(cè)量計(jì)來(lái)表征的?？偟目紫堵室泽w積％示出，孔徑以微米示出。滲透率如上述確定，所示為10-12m2。使用膨脹計(jì)測(cè)定22-800℃的平均熱膨脹系數(shù)，所示為10-7/℃。
實(shí)施例1-7具有總坯體的35重量％的β-鋰霞石和65重量％的鋁酸鋰尖晶石。實(shí)施例8具有30重量％的β-鋰霞石和70重量％的鋁酸鋰尖晶石。在30重量％的β-鋰霞石上，實(shí)施例8顯示出大于30×10-7/℃的熱膨脹系數(shù)，而這在柴油機(jī)顆粒過(guò)濾中是不理想的。因此，較佳地，對(duì)這些用途而言，β-鋰霞石為32％之間的水平。實(shí)施例8還示出了不可接受的水平的滲透率、總的孔隙率和平均孔徑。
除了實(shí)施例8之外，實(shí)施例1、2和3可比較，因?yàn)檫@些實(shí)施例也具有大于30×10-7/℃的熱膨脹系數(shù)。這些實(shí)施例中的不可接受的高熱膨脹系數(shù)由使用顆粒尺寸分布在10-50微米范圍之外的氧化鋁形成源造成。氧化鋁平均顆粒尺寸為60微米的實(shí)施例C示出異常大的CTE-63.5×10-7/℃。在進(jìn)一步分析之后，發(fā)現(xiàn)雖然平均顆粒尺寸確定為60微米，但是顆粒狀氧化鋁源的氧化鋁晶粒約為1微米。事實(shí)上，單個(gè)的氧化鋁顆粒是許多這些1微米氧化鋁晶粒的聚集。因此，在本發(fā)明中，重要的是氧化鋁源具有單個(gè)的晶粒為10-50微米、最好是約15-25微米的顆粒。
本發(fā)明的過(guò)濾結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣載有的金屬氧化物“灰”粒的反應(yīng)減少。金屬氧化物“灰”粒是不可燃的，因此不能在再生過(guò)程中除去。工業(yè)中存在的一個(gè)問(wèn)題是，如果再生過(guò)程的溫度達(dá)到足夠高的值，所述的灰可燒結(jié)成過(guò)濾材料或者甚至可與過(guò)濾材料反應(yīng)以導(dǎo)致部分的熔融。
使本發(fā)明的坯體與金屬氧化物灰接觸并加熱至約1200℃。沒(méi)有明顯(觀察到)的反應(yīng)發(fā)生；相反地，市售的堇青石過(guò)濾器在相似的試驗(yàn)條件下，會(huì)在這些溫度下燒結(jié)及熔融。應(yīng)該明白，雖然本發(fā)明用某些說(shuō)明性的、具體的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明限于這些實(shí)施方式，在不偏離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可以以其它方式使用這些實(shí)施方式。
表1

m-次生相ss-固溶體表2

*在該例中，60微米平均尺寸是指細(xì)的聚集的氧化鋁球粒的尺寸。
表3

權(quán)利要求
1.一種陶瓷，它包含作為具有熱膨脹陰性組分和熔點(diǎn)Tm1的初相的β-鋰霞石(LiAlSiO4)，以及具有比初相的熱膨脹組分高的熱膨脹陽(yáng)性組分和熔點(diǎn)Tm2的次相，其中，Tm2＞Tm1，初相最多占陶瓷重量的50％，并且陶瓷是以微裂紋為特征的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷，其特征在于所述次相的Tm2至少為1800℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷，其特征在于所述次相選自鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)、鋁酸鋰(LiAlO2)、剛玉(Al2O3)、以及它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷，其特征在于所述次相是鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷，其特征在于所述初相為β-鋰霞石(LiAlSiO4)，所述次相為鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷，其特征在于所述β-鋰霞石為32-50體積％，鋁酸鋰尖晶石為50-68體積％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陶瓷，其特征在于所述β-鋰霞石為35-40重量％，鋁酸鋰尖晶石為55-60重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陶瓷，其特征在于所述β-鋰霞石為35重量％，鋁酸鋰尖晶石為65重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷，其特征在于所述陶瓷從室溫至800℃的平均熱膨脹系數(shù)為-30×10-7/℃至+30×10-7/℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陶瓷，其特征在于所述陶瓷從室溫至800℃的平均熱膨脹系數(shù)為-20×10-7/℃至+10×10-7/℃。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的陶瓷，其特征在于所述陶瓷的滲透率至少為0.5×10-12m2。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的陶瓷，其特征在于所述滲透率為1.0-0.5×10-12m2。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的陶瓷，其特征在于所述陶瓷的平均孔徑為8-25微米。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的陶瓷，其特征在于所述陶瓷的平均孔徑為15-20微米。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的陶瓷，其特征在于所述陶瓷的總孔隙率至少為35-65體積％。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的陶瓷，其特征在于所述總孔隙率為45-55體積％。
17.一種結(jié)構(gòu)體，它主要由占氧化物重量的10-25％的SiO2、65-85％的Al2O3和2-12％的Li2O構(gòu)成，具有β-鋰霞石(LiAlSiO4)初相和選自鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)、鋁酸鋰(LiAlO2)、剛玉(Al2O3)、以及它們的組合的次相，其中，初相最多占結(jié)構(gòu)體重量的50％，并且該結(jié)構(gòu)體是以微裂紋為特征的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于它主要由占氧化物重量的13-20％的SiO2、70-80％的Al2O3和3.5-10％的Li2O構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述初相為β-鋰霞石(LiAlSiO4)，所述次相為鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述β-鋰霞石為32-50體積％，鋁酸鋰尖晶石為50-68體積％。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述β-鋰霞石為35體積％，鋁酸鋰尖晶石為65體積％。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述結(jié)構(gòu)體從室溫至800℃的平均熱膨脹系數(shù)為-30×10-7/℃至30×10-7/℃。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述結(jié)構(gòu)體的滲透率至少為0.5×10-12m2。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述滲透率為1.5-5×10-12m2。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述結(jié)構(gòu)體的平均孔徑為8-25微米。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述結(jié)構(gòu)體的總孔隙率至少為35-65體積％。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述總孔隙率為45-55體積％。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述結(jié)構(gòu)體用作壁流柴油機(jī)過(guò)濾器。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于它具有蜂窩的形狀，所述蜂窩具有進(jìn)口端和出口端以及許多從進(jìn)口端延伸到出口端的孔，這些孔具有多孔壁，其中，在進(jìn)口端的孔總量中的一部分，它們的部分長(zhǎng)度是堵塞的，而在進(jìn)口端開(kāi)放的剩余部分的孔在出口端的部分長(zhǎng)度是堵塞的，使得通過(guò)蜂窩的孔從進(jìn)口端流向出口端的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流經(jīng)過(guò)孔壁流入開(kāi)放的孔中，并且通過(guò)出口端處開(kāi)放的孔流出所述結(jié)構(gòu)體。
30.一種包含陶瓷制品的柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器，所述陶瓷制品主要由占氧化物重量的10-25％的SiO2、65-85％的Al2O3和2-12％的Li2O構(gòu)成，并具有β-鋰霞石(LiAlSiO4)初相和選自鋁酸鋰尖晶石(LiAl5O8)、鋁酸鋰(LiAlO2)、剛玉(Al2O3)、以及它們的組合的次相，其中，初相最多占陶瓷重量的50％，并且所述過(guò)濾器具有蜂窩形狀，其中，所述蜂窩具有進(jìn)口端和出口端以及許多從進(jìn)口端延伸到出口端的孔，這些孔具有多孔壁，其中，在進(jìn)口端的孔總量中的一部分，它們的部分長(zhǎng)度是堵塞的，而在進(jìn)口端開(kāi)放的剩余部分的孔在出口端的部分長(zhǎng)度是堵塞的，使得通過(guò)蜂窩的孔從進(jìn)口端流向出口端的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣流經(jīng)過(guò)孔壁流入開(kāi)放的孔中，并且通過(guò)出口端處開(kāi)放的孔流出所述結(jié)構(gòu)體。
31.一種制造陶瓷的方法，它包含a)選擇原材料，形成用來(lái)制備Li2O-Al2O3-SiO2系陶瓷的組合物，所述組合物主要由占氧化物重量的10-25％的SiO2、65-85％的Al2O3和2-12％的Li2O構(gòu)成，所述原材料由下述組成碳酸鋰；平均粒徑為10-50微米的氧化鋁形成源；以及氧化硅形成源；b)混合原材料，形成塑化的混合物；c)將塑化的混合物成形為生坯；d)焙燒生坯，制造陶瓷，所述陶瓷具有含熱膨脹陰性組分的初相以及熔點(diǎn)高于1800℃并含高于初相的熱膨脹組分的熱膨脹陽(yáng)性組分的次相，其中，初相小于陶瓷重量的50％，并且陶瓷的微結(jié)構(gòu)體是以微裂紋為特征的。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述氧化鋁形成源的平均粒徑為15-25微米。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于所述氧化鋁形成源選自氧化鋁、α-氧化鋁、γ-氧化鋁、ρ-氧化鋁、勃姆石、氫氧化鋁、以及它們的混合物。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于所述氧化硅形成源是石英。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于所述成形是通過(guò)擠塑進(jìn)行的。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于所述焙燒步驟在1300-1400℃進(jìn)行28個(gè)小時(shí)，并維持6-10個(gè)小時(shí)。
全文摘要
一種陶瓷制品，它主要由占氧化物重量的10－25％的SiO
文檔編號(hào)C03C10/00GK1468201SQ01816650
公開(kāi)日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2001年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月2日
發(fā)明者D·M·比爾, D M 比爾, G·比爾 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司