專利名稱：：包含成孔劑組合的形成鈦酸鋁陶瓷的批料混合物和生坯，以及它們的制造和燒制方法包含成孔劑組合的形成鈦酸鋁陶瓷的批料混合物和生坯，以及它們的制造和燒制方法發(fā)明背景本申請要求2005年5月31日提交的名為"包含成孔劑組合的形成鈦酸鋁陶瓷的批料混合物和生坯，以及它們的制造和燒制方法(AluminumTitanateCeramicFormingBatchMixturesandGreenBodiesIncludingPoreFormerCombinationsandMethodsofManufacturingandFiringSame)，，的美國臨時申請第60/686117號的優(yōu)先權(quán)。發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種包含成孔劑(poreformer)的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，包含成孔劑的鈦酸鋁生坯，以及用來制造和燒制鈦酸鋁陶瓷體的方法。技術(shù)背景使用烴類燃料(例如烴氣、汽油或柴油燃料)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)排放的廢氣會造成嚴(yán)重的大氣污染。在這些廢氣中，許多污染物是烴類和含氧化合物，后者包括氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。許多年來，汽車工業(yè)一直在試圖減少汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物的量，人們在二十世紀(jì)七十年代中期引進(jìn)了第一輛裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車。長久以來，人們優(yōu)選將堇青石基材(通常為蜂窩體的形式)用作汽車催化轉(zhuǎn)化器上用來負(fù)載催化活性組分的基材，這部分是由于堇青石陶瓷體具有高耐熱沖擊性。所述耐熱沖擊性與熱膨脹系數(shù)成反比。也即是說，具有低熱膨脹性質(zhì)的蜂窩體具有良好的耐熱沖擊性，能夠耐受在其使用過程中經(jīng)歷的很寬的溫度起伏。但是，在許多應(yīng)用中，例如在某些柴油機(jī)顆粒過濾器應(yīng)用中，可能需要具有較高耐熱沖擊性的材料。因此，人們已經(jīng)進(jìn)行了很大的努力，力求開發(fā)出具有高耐熱沖擊性以及適用于這些更劇烈的柴油機(jī)顆粒過濾器應(yīng)用的孔隙率、熱膨脹系數(shù)(CTE)和斷裂模數(shù)(MOR)的組合的材料和陶瓷蜂窩體制品。具體來說，鈦酸鋁陶瓷是一種用于所述高溫用途的極佳的候選材料。為了在這些鈦酸鋁材料中達(dá)到所需的高孔隙率(通常高于40%)，人們將石墨成孔劑加入無機(jī)批料中。然而，人們所不希望看到的是，加入石墨的時候，會導(dǎo)致為了完全燒盡石墨而不造成部件裂紋，需要極長的燒制周期(例如超過180小時)。另外，不希望使用高石墨用量，這是因?yàn)閷Ω哳l干燥具有負(fù)面影響，所述高頻干燥是用來對無機(jī)材料形成的生坯進(jìn)行干燥的常規(guī)方法。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，人們需要在鈦酸鋁制品中獲得所需的高孔隙率、同時縮短燒制周期長度和/或不會產(chǎn)生裂紋的部件和/或使得干燥過程復(fù)雜化的方法的要求尚未得到滿足。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)第一個方面，本發(fā)明涉及一種形成鈦酸鋁陶瓷的批料混合物，其包含無機(jī)批料，其優(yōu)選包括氧化鋁源、氧化鈦源和二氧化硅源；成孔劑組合，其包括第一成孔劑和組成與第一成孔劑不同的第二成孔劑；有機(jī)粘合劑；以及溶劑。認(rèn)為在形成鈦酸鋁的批料混合物中使用成孔劑組合，在燒制過程中得到了較低的總體放熱反應(yīng)，和/或獨(dú)立的放熱反應(yīng)，從而減小了部件在燒制的時候產(chǎn)生裂紋的傾向。另外，可以使用較低的石墨或碳的含量，從而減小干燥的難度。另外，使用成孔劑組合還可得到顯著縮短的燒制周期時間。例如，某些成孔劑組合使得燒制周期時間小于180小時，更優(yōu)選小于160小時，更優(yōu)選小于120小時,在一些實(shí)施方式中小于100小時，甚至小于80小時。根據(jù)第二個方面，本發(fā)明涉及一種形成鈦酸鋁陶瓷的生坯，其包含以下組分的均一混合物無機(jī)批料，其包括氧化鋁源、氧化鈦源和二氧化硅源；一種成孔劑組合，其包括第一成孔劑和具有不同組成的第二成孔劑；有機(jī)粘合劑；所述生坯包含多個互連的壁，這些壁形成多條穿過所述生坯的孔通道。根據(jù)另一個很寬的方面，本發(fā)明涉及一種制造鈦酸鋁陶瓷制品的方法。所述方法包括以下步驟將無機(jī)批料與成孔劑組合混合起來，形成批料組合物，所述無機(jī)批料優(yōu)選包括二氧化硅源、氧化鋁源和氧化鈦源，所述成孔劑組合包括第一成孔劑和具有不同組成的第二成孔劑；向所述批料組合物中加入有機(jī)粘合劑和溶劑，進(jìn)一步混合，形成增塑的混合物；由所述增塑的混合物形成(優(yōu)選通過擠出法)生坯；對所述生坯進(jìn)行燒制，制得具有鈦酸鋁主要相的陶瓷制品。根據(jù)本發(fā)明另一個很寬的方面，提供了一種對生坯進(jìn)行燒制、形成陶瓷制品的方法。所述燒制方法優(yōu)選包括以下步驟提供包含無機(jī)批料和成孔劑組合的生坯，所述無機(jī)批料包括氧化鋁源、氧化鈦源和二氧化硅源，所述成孔劑組合包括第一成孔劑和第二成孔劑，所述第二成孔劑的組成不同于第一成孔劑；在第一加熱階段，以大于14'C/小時且小于50'C/小時的第一平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度，以燒盡第一成孔劑；優(yōu)選在第二加熱階段中，使得加熱爐溫度在下限大于500。C、上限低于90(TC(更優(yōu)選600-80(TC)的第一保持溫度區(qū)域內(nèi)保持小于120小時的時間，以燒盡第二成孔劑；優(yōu)選在第三加熱階段，以大于3(TC/小時且小于8(TC/小時的第二平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度；優(yōu)選在第四加熱階段中，使得加熱爐溫度在下限高于135(rC且上限低于155(TC(更優(yōu)選1420-146CTC)的第二保持溫度區(qū)域內(nèi)保持至少4小時。優(yōu)選隨后以大于IOO。C/小時的冷卻速率，將溫度從高于135(TC(更優(yōu)選高于142(TC)的下限冷卻至低于1000。C，所述形成的陶瓷制品具有鈦酸鋁主相。根據(jù)另一個寬泛的方面，提供了一種對生坯進(jìn)行燒制的方法，該方法包括以下步驟提供包含形成鈦酸鋁的無機(jī)批料和成孔劑的生坯；在加熱爐內(nèi)，加熱到峰值溫度(toptemperature),該峰值溫度在上限低于1550"(更優(yōu)選低于1460°C)、下限高于135(TC(更優(yōu)選高于142(TC)的保持溫度范圍內(nèi)，形成鈦酸鋁主相；以大于10(TC/小時的平均冷卻速率，從下限快速冷卻至低于1000。C，使得鈦酸鋁主相的分解最小化。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的方面，優(yōu)選的成孔劑組合選自碳(例如石墨、活性炭，石油焦炭、炭黑等)，淀粉(例如玉米淀粉，大麥淀粉，豆類淀粉，馬鈴薯淀粉，大米淀粉，木薯淀粉，豌豆淀粉，西谷椰子淀粉，小麥淀粉，美人蕉淀粉等)，以及聚合物(例如聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯(優(yōu)選珠粒)、聚丙烯(優(yōu)選珠粒)、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍)、環(huán)氧樹脂、ABS、丙烯酸類樹脂、聚酯(PET)等》最佳的是，所述第一成孔劑是淀粉(最優(yōu)選馬鈴薯淀粉)，第二成孔劑是石墨。所述第一成孔劑優(yōu)選占無機(jī)批料的5-25重量％,所述第二成孔劑優(yōu)選占無機(jī)批料的5-25重量％。更佳的是，第一成孔劑由淀粉組成，占無機(jī)批料的5-15重量％，第二成孔劑由石墨組成，占無機(jī)批料的5-15重量％。根據(jù)本發(fā)明的另一個寬泛的方面，提供了一種對生坯進(jìn)行燒制的方法，該方法包括以下步驟提供包含無機(jī)批料和至少一種成孔劑的生坯；在第一加熱階段中，以大于14'C/小時、小于5(TC/小時的第一平均溫度變化速率，在室溫和50(TC之間加熱小于40小時的時間；在第一階段之后，在第二加熱階段，加熱爐的溫度在下限高于500。C、上限低于90(TC的第一保持溫度區(qū)域內(nèi)保持小于40小時；在第二階段之后，在第三加熱階段，以大于約3(TC/小時的第二平均溫度變化速率使得加熱爐的溫度升高；在第四加熱階段中，將加熱爐的溫度保持在下限高于1350'C、上限低于155(TC的第二保持溫度區(qū)域內(nèi)足夠的時間，使得生坯轉(zhuǎn)化為陶瓷。附圖簡述圖l是根據(jù)本發(fā)明的一個方面作為顆粒過濾器實(shí)施的鈦酸鋁陶瓷制品的正視示意圖。圖2是圖1的顆粒過濾器的一部分的局部放大前視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個方面的燒制過程曲線圖，顯示了溫度與時間的關(guān)系圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一個方面的燒制過程曲線圖，顯示了溫度變化速率與時間的關(guān)系。圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個方面的燒制過程曲線圖，顯示了氧氣濃度與時間的關(guān)系。圖6是使用本發(fā)明時候的放熱歷程與時間的關(guān)系曲線圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的燒制過程的各種替代實(shí)施方式的曲線圖。圖8和9是根據(jù)本發(fā)明的燒制歷程的其它替代的實(shí)施方式的曲線圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性燒制過程的輸入氧氣濃度與時間關(guān)系的曲線圖。發(fā)明詳述根據(jù)第一個方面，本發(fā)明涉及一種可用來制備形成鈦酸鋁的生坯的批料混合物。具體來說，該批料混合物，當(dāng)成形而成為生坯并燒制之后，可以制得具有較高孔隙率的陶瓷制品，例如孔隙率大于40%;更優(yōu)選為40-65%。另外，所述批料在使用的時候，可以以極短的燒制周期時間制得鈦酸鋁陶瓷制品，即從加熱爐開始加熱到冷卻循環(huán)結(jié)束的時間為例如小于180小時，小于160小時，甚至小于120小時，在一些實(shí)施方式中小于100小時，甚至小于80小時。較佳的是，所述批料混合物還有利于降低燒制過程中產(chǎn)生具有裂紋的陶瓷制品的傾向性。更具體來說，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的本發(fā)明批料混合物可包含具有成孔劑組合(即兩種或更多種不同成孔劑的組合)的形成鈦酸鋁陶瓷的組合物。在本文中，"不同"表示具有互不相同的組成。在本文中，"成孔劑"表示一種批料添加物，該批料添加物有助于制得的陶瓷制品在完成燒制循環(huán)的時候具有形成于其中的互連孔隙(孔穴)。根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，所述成孔劑組合是作為兩種或更多種有機(jī)材料的混合物的形式形成的。所述成孔劑組合將會在燒制過程(循環(huán))中燒盡(分解或氧化，通常轉(zhuǎn)化，生成CO或C02之類的氣體)，在最終的鈦酸鋁陶瓷制品中留下所需的空穴或孔隙，優(yōu)選是開放互連的孔隙。所述成孔劑組合的"燒盡"優(yōu)選在形成主要陶瓷相(例如鈦酸鋁相)之前發(fā)生，各成孔劑優(yōu)選隨后在燒制循環(huán)中，在不同的溫度范圍內(nèi)燒盡。通過使用兩種或更多種不同的成孔劑，將放熱反應(yīng)隔開，使得與現(xiàn)有技術(shù)的單成孔劑組合物(例如僅使用石墨)相比，總溫度峰值降低。圖1顯示了常規(guī)的陶瓷制品20,例如其包含鈦酸鋁相。該制品20優(yōu)選設(shè)計成顆粒過濾器，包括在使用時與進(jìn)入的廢氣流相接觸的進(jìn)口端22，以及與進(jìn)口端22相反的用來將過濾后的廢氣排出的出口端24。該制品20包括多條進(jìn)入通道26，其延伸穿過過濾器的長度，還包括多條排出通道28，它們也與進(jìn)入通道26并列地延伸穿過所述過濾器的長度。所述通道的形狀通常是正方形，在其角上可包括小的圓角或斜角。盡管未顯示，但是還應(yīng)當(dāng)理解，進(jìn)入通道26和排出通道28各自的截面積可以是不同的。例如，所述進(jìn)入通道的平均進(jìn)入面積可以大于排出通道的平均排出面積。還可使用其它的通道形狀，例如矩形、三角形、八角形、六角形、圓形或這些形狀的組合?；ゴ┛妆?0優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明，通過經(jīng)由擠出模頭對本發(fā)明的批料混合物組合物進(jìn)行擠出，形成擠出的生坯從而形成。盡管擠出法是優(yōu)選的成形方法，但是應(yīng)當(dāng)了解，所述成形步驟還可包括任意已知的用來使生坯成形的方法。在所述過濾器制品20中，對應(yīng)的進(jìn)入通道26和排出通道28優(yōu)選用合適的栓塞32在進(jìn)口端22和出口端24塞住。為了清楚起見，沒有顯示出口端的栓塞。但是，應(yīng)當(dāng)理解所述進(jìn)入通道26在出口端24塞住，而排出通道在進(jìn)口端22塞住。圖2的放大圖34說明了栓塞32在進(jìn)口端22的一部分之上形成棋盤圖案。栓塞優(yōu)選由合適的陶瓷材料制成，在互穿壁之間徑向延伸橫穿，封堵各通道的一端。栓塞可通過例如US4,557,773中所述的方法形成。但是，可使用任意合適的堵塞技術(shù)。另外，如果需要的話，一部分與外殼38相鄰的通道36可以在兩端都堵塞，以提高強(qiáng)度。另外，盡管上文所述的制品是顆粒壁流過濾器，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的批料混合物以及燒制和制造方法還可用于非過濾器應(yīng)用，例如用作催化的流通型基材。己經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與包含單組分成孔劑的現(xiàn)有技術(shù)的批料混合物相比，根據(jù)本發(fā)明方面的成孔劑組合有益地促進(jìn)形成鈦酸鋁的生坯內(nèi)的成孔劑更迅速地?zé)M。更具體來說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些種類和優(yōu)選的量的成孔劑的組合不僅可以提供高溫柴油機(jī)顆粒過濾器用途需要的較高的孔隙率(例如大于40%)，而且還可使得鈦酸鋁制品的燒制周期短得多(例如小于180小時，小于160小時，甚至小于120小時，在一些實(shí)施方式中小于100小時，甚至小于80小時)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，與僅含石墨作為成孔劑的部件相比，燒盡石墨所需的時間減少了25%，甚至減少了50%或更多。另外，所述包含成孔劑組合的鈦酸鋁組合物可以減小制得的陶瓷部件在燒制的時候產(chǎn)生裂紋的總體傾向。具體來說，例如如圖6所示，使用多種不同的成孔劑，在燒制過程中將放熱反應(yīng)的時間分隔開。具體來說，在燒制循環(huán)中，這些放熱反應(yīng)在兩個不同的時間發(fā)生。例如，圖6顯示了與第一成孔劑的燒盡相關(guān)的第一放熱峰60，以及與第二成孔劑的燒盡相關(guān)的第二放熱峰70。這些峰60，70是基于包含兩種不同成孔劑，并且根據(jù)本文描述的燒制過程燒制的實(shí)際樣品進(jìn)行測量的。如圖所示，AT(。C)表示在燒制循環(huán)中，預(yù)燒制的陶瓷部件和包含成孔劑組合的生坯在各種溫度下('C)的溫度差。因此，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明得到了間隔的峰，從而與使用100%的石墨作為成孔劑的現(xiàn)有技術(shù)樣品相比，減小了任意特定溫度下的總體AT(。C)。因此，這允許燒制過程在此區(qū)域內(nèi)加快，使得燒制時間變短。除了成孔劑組合以外，所述鈦酸鋁批料形成批料優(yōu)選包含無機(jī)批料源。優(yōu)選的無機(jī)批料源至少包括氧化鋁和氧化鈦源，最優(yōu)選是氧化鋁、氧化鈦和二氧化硅源?？墒褂萌我夂线m的氧化鋁源或氧化鈦源的形式。最佳的是，所述源的材料組成包含(以氧化物重量％表示)40-65重量％的入1203,25-40重量％的^02,以及3-12重量。/。的Si02。所述材料組合物還可優(yōu)選包含堿土金屬氧化物。優(yōu)選的堿土金屬氧化物選自SrO，CaO和BaO。最佳的是，所述組合物包含SrO和CaO的組合。另外，所述材料組合物還可優(yōu)選包含稀土金屬，例如釔、鑭或鑭系元素中的一種或多種，以及它們的組合。最優(yōu)選使用氧化鑭(1^203)。用于批料混合物和生坯的成孔劑的組合優(yōu)選包含兩種或更多種選自以下的有機(jī)成孔劑材料碳(例如石墨、活性炭、石油焦炭、炭黑等)，淀粉(例如玉米淀粉，大麥淀粉，豆類淀粉，馬鈴薯淀粉，大米淀粉，木薯淀粉，豌豆淀粉，西谷椰子淀粉，小麥淀粉，美人蕉淀粉等)，以及聚合物(例如聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯(優(yōu)選珠粒)、聚丙烯(優(yōu)選珠粒)、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍)、環(huán)氧樹脂、ABS、丙烯酸類樹脂、聚酯(PET)等)。優(yōu)選的聚合物具有低密度，即其密度優(yōu)選小于0.97克/立方厘米；最優(yōu)選小于0.93克/立方厘米?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明使用這些成孔劑的各種組合，包括兩種甚至三種不同成孔劑的組合。例如，可以使用聚合物和石墨的組合，或者淀粉和石墨的組合，或者聚合物和淀粉的組合。但是，最優(yōu)選的組合包括中值粒徑約為35-60微米的第一成孔劑(優(yōu)選是淀粉，例如，馬鈴薯淀粉)與中值粒徑約為20-40微米的第二成孔劑(優(yōu)選是碳，例如石墨)的組合。但是，應(yīng)當(dāng)意識到，為了能夠使用，所述成孔材料組合應(yīng)優(yōu)選由于從生坯燒盡而表現(xiàn)出在溫度和/或時間上隔開的放熱反應(yīng)峰，以降低最大AT(。C)。根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方式，所述成孔劑組合優(yōu)選包含以所述批料混合物中的無機(jī)物總量為100%計算，大于或等于約5%且小于約25%的第一成孔劑，以及大于或等于約5%且小于約25%的第二成孔劑，作為添加物(superaddition)。最佳的是，所述成孔劑組合包含約5-15%的第一成孔劑，以及約5-15%的第二成孔劑。最佳的是，所述成孔劑組合包含含有約5-15%淀粉(優(yōu)選馬鈴薯淀粉)的第一成孔劑，以及約5-15%的碳(優(yōu)選石墨)。該組合表現(xiàn)出極佳的性質(zhì)，能夠獲得極低的燒制周期時間，即小于180小時，小于160小時，甚至小于120小時。示例性的實(shí)施方式是燒制小于100小時，甚至小于80小時。另外，盡管優(yōu)選的淀粉是馬鈴薯淀粉，但是應(yīng)當(dāng)理解例如可以使用較小粒度的淀粉。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述基本首先燒盡的第一成孔劑與隨后燒盡的第二成孔劑相比，前者具有較大的中值粒徑。這使得在不產(chǎn)生裂紋的前提下燒盡第二成孔劑的時間縮短。具體來說，使用本發(fā)明的成孔劑的組合可以制得具有鈦酸鋁主相的陶瓷制品，同時使得總燒制周期時間小于180小時，更優(yōu)選小于160小時，更優(yōu)選小于120小時。在一些實(shí)施方式中，完全燒制循環(huán)可以在小于100小時，甚至小于80小時，甚至小于70小時的時間內(nèi)完成(例如見圖8和圖9)。還應(yīng)認(rèn)識到所述成孔劑組合還包含超過兩種的不同種類的成孔劑。例如,一些實(shí)施方式可包括第三成孔劑，優(yōu)選其含量大于或等于5%，且約小于25%。上述成孔劑的百分?jǐn)?shù)都是以無機(jī)批料的重量為100%計算的添加量。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，發(fā)現(xiàn)通過利用在鈦酸鋁批料混合物中的成孔劑組合,本文所述的混合物(在成形制成生坯并燒制的時候)得到燒結(jié)的陶瓷制品，其特征是主晶相為鈦酸鋁，還表現(xiàn)出所需的物理性質(zhì)。具體來說，這樣制得的陶瓷制品的物理性質(zhì)包括以下性質(zhì)的組合高孔隙率，優(yōu)選大于40%(通過水銀孔隙率測定法測得)，更優(yōu)選為45-65%,制品的中值孔徑(MPS)優(yōu)選大于10微米，更優(yōu)選為10-20微米。另外,沿所述樣品的軸向(擠出方向)，在室溫至80(TC下測得的該陶瓷制品的熱膨脹系數(shù)(CTE)約小于15X10—>C;更優(yōu)選在室溫至80(TC下測得小于10X10力。C。另外，所述陶瓷體優(yōu)選具有較高的強(qiáng)度，用斷裂模數(shù)(MOR)衡量大于100psi;更優(yōu)選大于150psi。本發(fā)明可以特別有用地用來制備無裂紋的蜂窩體鈦酸鋁陶瓷制品，更具體來說用來制造如圖1和2所示以及參照此圖所述的用來從廢氣流過濾顆粒物質(zhì)的包含鈦酸鋁的陶瓷顆粒過濾器。對于本文所述的本發(fā)明的批料混合物，合適的氧化鋁源是粉末，其在沒有其它原料的情況下加熱至足夠高溫度的時候，將會制得很純的氧化鋁。合適的氧化鋁源包括a-氧化鋁，過渡(transition)氧化鋁，例如？氧化鋁或P-氧化鋁，水合氧化鋁，三水鋁石，剛玉(Al203),勃姆石(A10(0H)),假勃姆石，氫氧化鋁(A1(0H)3),羥基氧化鋁等，以及它們的混合物。所述氧化鋁源的中值粒徑優(yōu)選小于35微米。合適的氧化鈦源是金紅石、銳鈦礦或無定形氧化鈦。氧化鈦源的中值粒度對于避免未反應(yīng)的氧化物被快速生長的晶體截留在結(jié)構(gòu)中是很重要的。因此，所述中值粒度優(yōu)選小于20微米。合適的二氧化硅源包括非晶態(tài)二氧化硅，例如熱解法二氧化硅或溶膠-凝膠二氧化硅、硅酮樹脂、基本不含堿金屬的低-氧化鋁沸石、硅藻土二氧化硅、高嶺土，以及晶態(tài)二氧化硅，例如石英或方石英。另外，所述形成二氧化硅的源可包含在加熱的時候形成游離二氧化硅的化合物，例如硅酸或硅-有機(jī)金屬化合物。所述二氧化硅源的中值粒度優(yōu)選小于30微米。如果使用鍶作為優(yōu)選的堿土金屬氧化物，則合適的鍶源是碳酸鍶，其中值粒度優(yōu)選小于20微米。如果使用鋇，合適的優(yōu)選的鋇源是碳酸鋇、硫酸鋇或過氧化鋇，優(yōu)選的中值粒度小于20微米。如果使用鈣，則鈣源可以是碳酸鈣或鋁酸鈣，其中值粒度優(yōu)選小于20微米。如果使用稀土元素，則合適的稀土元素氧化物源是氧化鑭(1^203),氧化釔(Y203),任意鑭系元素的氧化物，或者它們的組合。上述原料無機(jī)批料優(yōu)選在混合步驟中作為粉末化材料充分混合，以使得無機(jī)原料緊密混合。可將所述成孔劑組合加入該混合物中，可以與其它的批料組分同時加入，或者在所述無機(jī)材料已經(jīng)密切混合之后加入。在任意的情況下，所述成孔劑組合都密切地與所述無機(jī)批料混合，形成所述無機(jī)材料和成孔劑組合的均一的、優(yōu)選粉末化的混合物。還向所述批料無機(jī)材料和成孔劑組合中加入了有機(jī)粘合劑體系，以幫助產(chǎn)生可成形且可模塑的可擠出混合物。用于本發(fā)明的優(yōu)選的多組分有機(jī)粘合劑體系優(yōu)選包含含纖維素組分、表面活性劑組分和溶劑的粘合劑。所述含纖維素組分可以是例如選自甲基纖維素、甲基纖維素衍生物、及其組合的有機(jī)纖維素醚粘合劑組分。所述表面活性劑組分優(yōu)選是油酸或妥爾油。最后，所述溶劑可以是水，最優(yōu)選是去離子化的水。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到盡管所述粘合劑體系是優(yōu)選的，但是任何有機(jī)粘合劑體系均可用于本發(fā)明。使用包含以下含量的組分的粘合劑體系，獲得了優(yōu)良的結(jié)果以無機(jī)材料為100重量份計，約0.2-2.0重量份的油酸或妥爾油，約2.5-6.0重量份的甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素粘合劑，以及約10-30重量份的水。所述粘合劑體系的單獨(dú)組分與所述無機(jī)粉末材料以及成孔劑組合的物質(zhì)以任意合適的已知方式混合，制得所述無機(jī)粉末材料、成孔劑組合和粘合劑體系的緊密的均一混合物。該形成鈦酸鋁的批料混合物能夠成形而制得陶瓷生坯,例如優(yōu)選通過擠出進(jìn)行成形。例如，可以首先將粘合劑體系中所有的組分混合起來，然后將該混合物加入之前與成孔劑組合混合起來的粉末化的無機(jī)材料中。在此情況下，粘合劑體系的全部部分可以一次加入，或者粘合劑體系可以分成多份，以合適的間隔依次加入。或者，粘合劑體系的組分可以一個接一個地加入陶瓷批料中，或者可以將粘合劑體系的兩種或更多種組分的預(yù)先制備的混合物加入所述陶瓷粉末材料和成孔劑組合中。例如，可以首先將所述干組分加入無機(jī)批料和成孔劑組合混合物中，然后加入液體組分。另外，所述粘合劑體系可以首先與所述陶瓷粉末材料的一部分混合。在此情況下，陶瓷粉末的剩余部分隨后加入所述制備的混合物中。在任意的情況下，優(yōu)選所述粘合劑體系以預(yù)定的比例均一地與所述無機(jī)批料粉末和成孔劑組合混合，以形成均一的批料混合物。所述粘合劑體系、陶瓷無機(jī)材料和成孔劑組合的均一混合可通過任意已知的捏合過程完成。然后對制得的剛性、均勻、均一、可擠出的批料混合物進(jìn)行進(jìn)一步增塑，然后進(jìn)行成形或其它方式的處理，使其形成生坯。這些成形或形成處理可通過任意已知的常規(guī)陶瓷成形法完成，例如擠出法、注塑法、粉槳澆注法、離心澆注法、壓注法、加壓模塑法等。對于適合用作催化劑載體或顆粒過濾器的薄壁蜂窩體基材的制備，最優(yōu)選使用通過具有狹縫的擠出模頭的擠出操作。例如，美國專利第6,696,132號揭示了"HoneycombWithVaryingSizeandDieForManufacturing"。然后，優(yōu)選在燒制之前，對所述由增塑的可擠出批料混合物成形制造的(優(yōu)選擠出的)形成鈦酸鋁陶瓷的生坯進(jìn)行干燥。干燥可通過任意常規(guī)的干燥方法完成。例如，可使用以下干燥方法，例如熱空氣干燥、電磁能量干燥(例如RF或微波)，真空干燥，冷凍干燥或其組合。然后干燥后的生坯體在合適的最高溫度下加熱足夠的時間，進(jìn)行合適的燒制(在下文中將更詳細(xì)地描述)，以制得燒制的陶瓷體。鈦酸鋁是通過對上述本發(fā)明的批料組合物制得的生坯進(jìn)行燒制而形成的主要晶相。所述燒制條件可根據(jù)工藝條件變化，例如批料具體組成、生坯的尺寸和設(shè)備的性質(zhì)。然而，圖3、7-9中顯示了生坯的優(yōu)選的燒制條件歷程加熱爐溫度(。C)與燒制消耗時間(小時)的關(guān)系。具體來說，這些歷程40，40a-40j顯示了使用本文所述的批料混合物的時候，經(jīng)歷以下過程所需的階段燒盡成孔劑，優(yōu)選本文所述的成孔劑組合；以及制備鈦酸鋁相。具體來說，所述生坯優(yōu)選在加熱爐內(nèi)加熱至峰值溫度(循環(huán)的最高溫度)，優(yōu)選該溫度在上限低于155(TC、下限高于1350'C的溫度范圍內(nèi)，在一些實(shí)施方式中為低于1460。C且高于1420。C，在此溫度范圍優(yōu)選保持超過4小時；更優(yōu)選保持4-30小時；更優(yōu)選保持6-20小時。在燒制過程中，在陶瓷制品中形成主要的陶瓷晶相，對于上述批料，該主要陶瓷晶相為鈦酸鋁。如圖3和圖7所示，在燒制循環(huán)過程中，加熱爐溫度根據(jù)預(yù)定的時間-溫度燒制歷程40,40a-40d升高。具體來說，優(yōu)選的對生坯進(jìn)行燒制的方法包括以下步驟提供包含形成鈦酸鋁的無機(jī)批料、至少一種成孔劑(最優(yōu)選本文描述的成孔劑組合)的生坯，然后根據(jù)燒制歷程40或40a-40d對生坯進(jìn)行燒制。下面將參照圖3描述燒制歷程，其優(yōu)選包括四個加熱階段42,43,46和50，優(yōu)選隨后進(jìn)行冷卻階段55,見下文所述。該描述同樣可用于圖7描述的燒制歷程但是為了清楚而除去數(shù)字。用來實(shí)施本方法的加熱爐優(yōu)選是常規(guī)的氧氣控制加熱爐，其能夠達(dá)到約150(TC的峰值燒制溫度，具有氧氣控制的環(huán)境，輸入量控制在小于21%02。應(yīng)當(dāng)理解，本文描述的本發(fā)明的燒制循環(huán)可用來燒制包含單獨(dú)的或多種成孔劑的生坯。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，在第一加熱階段42，所述加熱爐的溫度以大于14'C/小時的第一平均溫度變化速率(用虛線42a表示)升高，以燒盡第一成孔劑。更精確來說，所述第一溫度變化速率可為14-50。C/小時。在第一階段42中，如果升溫過慢，會造成第一燒制循環(huán)時間延長，而升溫過快則會產(chǎn)生有裂紋的部件。測量了平均溫度變化速率(ARR)，在本文中定義如下ARR=(Tb-Te)/(tb-te)式中Tb是加熱循環(huán)階段開始時候的起始加熱爐溫度，Te是加熱循環(huán)階段結(jié)束時候的加熱爐溫度，tb是加熱循環(huán)階段開始的時間，te是加熱循環(huán)階段結(jié)束的時間。對于第一階段42，該階段開始時的溫度Tb為室溫(25。C),該加熱階段結(jié)束時的溫度Te是在第二加熱階段43下端45L處測量的溫度。第一階段開始時的時間tb為O小時，第一階段42結(jié)束的時間te是達(dá)到第二加熱階段43的下端45L的溫度的時間。接下來，優(yōu)選在第二加熱階段43中，在第一保持溫度區(qū)域45內(nèi)，將加熱爐的溫度保持在以下的保持溫度范圍內(nèi)其下區(qū)溫度45L高于500。C，上區(qū)溫度45U低于900。C;更優(yōu)選高于600。C且低于800。C。所述加熱爐在此第一保持溫度區(qū)域45內(nèi)的保持時間44(Vte)小于120小時，更優(yōu)選小于100小時，更優(yōu)選小于60小時，最優(yōu)選小于40小時，以基本完全燒盡第二成孔劑。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述保持時間小于20小時，以基本燒盡第二成孔劑。最佳的是，所述保持時間為10-100小時；更優(yōu)選為10-60小時，最優(yōu)選為10-40小時。在第二加熱階段43內(nèi)，加熱爐溫度優(yōu)選基本保持恒定。但是應(yīng)當(dāng)理解，所述加熱爐溫度還應(yīng)進(jìn)行控制，在該區(qū)域內(nèi)略微升高(見圖7的40d),前提是在保持時間44內(nèi)，所述溫度保持在所述第一保持溫度區(qū)域45之內(nèi)。在第二加熱階段43結(jié)束之后，已經(jīng)基本燒盡成孔劑組合的生坯進(jìn)行第三加熱階段處理46。在此階段46中，加熱爐溫度以上文定義的第二平均溫度變化速率(ARR)快速升高，該速率大于30。C/小時且小于80。C/小時；為30-60。C/小時,甚至為40—60。C/小時。另外，在第三階段46中升溫過慢會造成燒制時間延長，而升溫過快會造成部件裂紋。第三加熱階段46(如虛線46a所示)的ARR從溫度超過上限45U的時間tb測量到加熱爐溫度等于第四加熱階段50的下限52L的溫度的時間te。在第四加熱階段50中，加熱爐的溫度優(yōu)選在第二保持溫度區(qū)域52內(nèi)保持，所述區(qū)域52的溫度下限52L高于1350。C，溫度上限52U低于1550。C,更優(yōu)選高于1420。C且低于1460。C。所述加熱爐溫度在上下限52L,52U之間的保持時間51至少為4小時；更優(yōu)選為4-20小時；更優(yōu)選為6-15小時；最優(yōu)選為7-13小時。所述保持時間51是從加熱爐溫度最初達(dá)到下限52L的時間測量到在第四加熱階段50末尾、加熱爐溫度再次達(dá)到下限52L的時間。在所述保持階段內(nèi)，所述溫度也可升高、降低或基本保持恒定，只要其在所述保持溫度范圍內(nèi)持續(xù)至少4小時即可。在第四加熱階段50完成之后，在陶瓷制品中形成了鈦酸鋁主相，優(yōu)選在冷卻階段55中降低加熱爐溫度，以完成陶瓷制品的冷卻。如本文所述，在峰值溫度進(jìn)行最后的保持之后，進(jìn)行冷卻，優(yōu)選在第一冷卻階段54中進(jìn)行冷卻，該第一冷卻階段開始于第四加熱階段50的下限52L，以大于100。C/小時、更優(yōu)選大于120。C/小時的平均速率冷卻至低于1000。C。最佳的是，在下限52L和1000'C之間，所述冷卻速率為100-160。C/小時。平均冷卻速率如上文所述來確定，開始溫度Tb是下限52L的溫度，結(jié)束溫度Te為1000。C,開始時間tb是在保持時間51結(jié)束時達(dá)到下限52L的時間，結(jié)束時間te是在冷卻階段55中，達(dá)到1000'C的時間。在達(dá)到低于100(TC的加熱爐溫度之后，如果需要，加熱爐溫度可以在第二冷卻階段56中以相同的或更慢的速率變化，例如速率小于100。C/小時，直至達(dá)到室溫。實(shí)際上，所述冷卻速率是負(fù)值。但是，為了清楚，表述為正的冷卻速率，而不是負(fù)的加熱速率。具體來說，根據(jù)具有很寬的實(shí)用性的本發(fā)明的一個方面，發(fā)現(xiàn)以大于IOO°。/小時的冷卻速率從處于峰值溫度的第二保持階段(即從第四加熱階段50)快速冷卻可以顯著減少之前形成的鈦酸鋁相的分解。因此，在陶瓷制品內(nèi)保持了較高百分?jǐn)?shù)的鈦酸鋁。本發(fā)明人確定，在1400-1000"C之間，鈦酸鋁不穩(wěn)定，因此希望一旦鈦酸鋁相在峰值溫度下保持過程中形成，處于該不穩(wěn)定溫度范圍內(nèi)的時間盡可能短。較佳的是，可通過在此溫度范圍內(nèi)快速冷卻、特別是在低于1000'C的時候冷卻，可以獲得較低的CTE。另外，還發(fā)現(xiàn)在低于1000'C的溫度下，鈦酸鋁相的分解會在動力學(xué)上受限。因此，在低于該溫度的時候，如果需要，可采用較慢的冷卻。如前文所述，本文所述的批料混合物的主要應(yīng)用是用來制備可用作催化劑載體和/或柴油機(jī)顆粒過濾器(其也可包含催化劑)的包含鈦酸鋁的高強(qiáng)度蜂窩體制品。圖3的加熱循環(huán)的各個階段的加熱速率見圖4?？梢钥闯觯诘谝浑A段42，加熱速率是正值，在第二階段43為零或接近為零，在第三階段46為正值，在第四階段50接近零，在冷卻階段55為負(fù)值(冷卻)。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述輸入氧氣含量在燒制循環(huán)過程中也受到控制。還可通過控制氧氣速率進(jìn)一步控制成孔劑組合的燒盡速率。例如，在第一加熱階段42，所述輸入氧氣含量可以保持在小于10%(優(yōu)選約6%)的初始低水平，然后在第一保持過程43，優(yōu)選保持在約小于15%(標(biāo)稱優(yōu)選約10%)的第二水平,然后在剩下的階段46、50、54、56中進(jìn)一步優(yōu)選升高到約小于30%(標(biāo)稱優(yōu)選約20%)的第三水平。因此，應(yīng)當(dāng)意識到，在燒制循環(huán)過程中，氧氣速率優(yōu)選要升高，以幫助控制放熱峰條件。較佳的是，通過使用本發(fā)明的批料混合物和本發(fā)明的燒制歷程，可以使得陶瓷制品的燒制時間比在批料混合物中使用單獨(dú)組分成孔劑的情況短得多。見標(biāo)為65的比較例，其中單獨(dú)的成孔劑是聚乙烯珠粒，以及標(biāo)為75的實(shí)施例，其中單獨(dú)的成孔劑是30%的石墨。在各種情況下，比較例的燒制時間超過180小時。通過本發(fā)明，使得燒制時間小于180小時，更優(yōu)選小于160小時，更優(yōu)選小于120小時。在一些實(shí)施方式中，燒制時間小于100小時(見40c),甚至小于80小時(見楊-j)。在本發(fā)明另一個寬泛的方面中，將會參照圖8和圖9描述其它示例性的燒制循環(huán)。具體來說，將參照圖9更詳細(xì)地描述這些快速燒制循環(huán)。然而，應(yīng)當(dāng)意識到，該描述同樣可應(yīng)用于圖8的實(shí)施方式，所有這些實(shí)施方式均為可用于燒制陶瓷制品(例如鈦酸鋁陶瓷制品)的燒制循環(huán)。然而，應(yīng)當(dāng)理解該燒制循環(huán)可用來燒制其它陶瓷制品，例如含堇青石的陶瓷制品。因此，根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施方式的該燒制循環(huán)包括在第一加熱階段42中，將加熱爐的溫度以大于14'C/小時的第一平均溫度變化速率從室溫(RT)升高到500。C(用虛線42a表示)，以基本燒盡第一成孔劑，或至少將其轉(zhuǎn)化成炭。最佳的是，所述第一平均溫度變化速率為14-50。C/小時。根據(jù)某些實(shí)施方式，在大約300-50(TC范圍內(nèi)的溫度變化速率約大于10。C/小時，或者大于25。C/小時，甚至大于50。C/小時，在一些實(shí)施方式中約大于75。C/小時(見40h)。測量所述平均變化速率(ARR)，其定義如上文所述。接下來，加熱爐溫度優(yōu)選在第二加熱階段43內(nèi)，在第一保持溫度區(qū)域45內(nèi)，在下區(qū)溫度45L高于500。C、上區(qū)溫度45U低于900'C的保持溫度區(qū)域內(nèi)保持；更優(yōu)選該溫度范圍高于600。C且低于800。C。所述加熱爐在此第一保持溫度區(qū)域45內(nèi)的保持時間44小于40小時，甚至小于30小時，甚至小于20小時，以基本燒盡第二成孔劑。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述保持時間小于15小時，以燒盡第二成孔劑。一些小部分(例如<10%)的成孔劑物質(zhì)可以在高于900匸的溫度下除去。根據(jù)這些實(shí)施方式，所述保持時間為10-40小時；甚至低達(dá)10-30小時。在第二加熱階段43中，加熱爐溫度可以基本保持恒定，或者進(jìn)行控制，在所述區(qū)域內(nèi)以大于l(TC/小時、甚至例如大于15"C/小時的平均變化速率略微升高。在一些實(shí)施方式中，在600-800'C之間，所述變化速率大于或等于約20。C/小時。在第二加熱階段43完成時，對已經(jīng)基本燒盡成孔劑組合的生坯進(jìn)行第三加熱階段46。在此階段46內(nèi)，加熱爐溫度更快地升高(與第二階段43相比)，如上文定義的第二平均溫度變化速率(ARR)大于或等于約30。C/小時，甚至大于或等于約40。C/小時。根據(jù)示例性的實(shí)施方式，所述第二平均溫度變化速率大于或等于約40。C/小時，小于或等于約60。C/小時；甚至大于或等于約40。C/小時，且小于或等于約50。C/小時。第三加熱階段46(用虛線46a表示)的ARR從溫度超過上限45U的時間測量到加熱爐的溫度等于第四加熱階段50的下限52L的時間。在第四加熱階段50中，加熱爐的溫度優(yōu)選保持在溫度下限52L高于135(TC、溫度上限52U低于155(TC的第二保持溫度區(qū)域52之內(nèi)一段足夠的時間，以形成所需的陶瓷相，例如鈦酸鋁相。根據(jù)某些示例性的實(shí)施方式，加熱爐溫度保持在高于1400。C且低于1460。C。加熱爐溫度可優(yōu)選保持在上下限52L,52U之間至少10小時的保持時間51。為了確保合適的陶瓷相形成以及短的燒制周期，保持時間可為12-20小時。保持時間51由加熱爐溫度首先達(dá)到下限52L的時間測量到第四加熱階段50的末尾、加熱爐溫度再次達(dá)到該下限52L的時間。在此保持過程中，溫度也可升高、降低或保持基本恒定，只要在該保持溫度范圍內(nèi)保持成相所需的時間即可。這些循環(huán)還可用于燒制由僅含單種成孔劑的批料形成的生坯制品。在加熱階段過程中，在燒制循環(huán)的早期階段，輸入加熱爐的氧氣濃度優(yōu)選控制在較低的水平。所述方法優(yōu)選包括以下步驟在小于80小時的時間內(nèi)將輸入加熱爐的氧氣濃度升高到大于15%。在一些實(shí)施方式中，在小于40小時的時間內(nèi)，將氧氣的輸入濃度控制在大于15%,甚至在小于30小時的時間內(nèi)控制在大于15%(見圖10)。所述氧氣可以在第一階段42保持在較低的水平，然后在第二階段43和第三階段46增大，在第四階段中保持恒定或減小。在第四加熱階段50完成之后，優(yōu)選在陶瓷制品中形成鈦酸鋁的主相，優(yōu)選在冷卻階段55降低加熱爐的溫度，以完成陶瓷制品的冷卻。如本文定義，冷卻在最后一次峰值溫度的保持過程之后進(jìn)行，以大于100。C/小時，大于120。C/小時，甚至大于140。C/小時的平均冷卻速率冷卻至低于1000。C。最佳的是，在下限52L和1000"C之間，冷卻速率為100-160。C/小時。平均冷卻速率如前文所述確定。在完成低于100(TC的加熱爐溫度之后，加熱爐溫度可以以與上文所述相同或較慢(如果需要，例如小于100。C/小時)的速率降低，直至達(dá)到室溫。實(shí)際上，所述冷卻速率是負(fù)值。然而，為了清楚，表示為正的冷卻速率而非負(fù)的加熱速率。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的關(guān)鍵方面，描述了許多使用本發(fā)明形成的陶瓷制品的例子。但是應(yīng)當(dāng)理解這些實(shí)施例僅僅用來說明，本發(fā)明范圍不限于此，可以在不背離本發(fā)明范圍的前提下對本發(fā)明進(jìn)行各種改良和變化。實(shí)施例l適合用來形成包含鈦酸鋁作為主要晶相的陶瓷制品的無機(jī)粉末批料混合物列于表II;為實(shí)施例A-H。通過將表II所列的指定無機(jī)混合物的無機(jī)組分組合并干混合起來，制備各實(shí)施例組合物A-H。向這些混合物中加入一定量的表I所示的成孔劑組合。然后，加入表II所列的有機(jī)粘合劑體系，該中間體混合物進(jìn)一步與作為溶劑的去離子水混合，形成增塑的陶瓷批料混合物。粘合劑體系組分和成孔劑組合在表I和表II中以重量百分?jǐn)?shù)的形式列出，以無機(jī)物總量為100%計。表II列出了實(shí)施例中使用的實(shí)際原料，各自使用的粘合劑體系，以及最終陶瓷制品中優(yōu)選的材料組合物的組分的氧化物重量。各種增塑的混合物通過擠出模頭、在適于形成具有30017英寸2(46.5孔/厘米2)和12密耳(0.305毫米)厚的孔壁的蜂窩體制品的條件下進(jìn)行擠出。由各批料混合物組合物成形的(擠出的)生坯陶瓷蜂窩體進(jìn)行充分干燥，以除去任何可能含有的水分或液相。然后對它們進(jìn)行燒制循環(huán)(見上文)，以除去有機(jī)粘合劑體系，成孔劑組合，然后對蜂窩體進(jìn)行燒結(jié)，形成陶瓷制品。具體來說，各種基材的生坯根據(jù)上述優(yōu)選的適于形成具有鈦酸鋁主要晶相的陶瓷體的燒制條件進(jìn)行燒制。下表I還報道了由本發(fā)明的批料混合物和生坯制得的陶瓷制品的選擇的性質(zhì)。制得的各陶瓷體的性質(zhì)包括通過四點(diǎn)負(fù)荷法測得的300/12陶瓷制品的斷裂模數(shù)(MOR)強(qiáng)度，單位為psi;在室溫至800'C下、用膨脹測量法測得的陶瓷制品的熱膨脹系數(shù)(CTE)(X10力。C);體積％開放孔隙率，單位為％;用汞孔隙率測定法測得的中值孔徑(MPS),單位為pm。表I-鈦酸鋁批料混合物實(shí)施例<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表II-實(shí)施例批料<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>上面的表I和表II說明了代表性的批料組分，有機(jī)粘合劑體系，成孔劑組合,以及根據(jù)本發(fā)明的方面制得的鈦酸鋁陶瓷批料混合物和陶瓷制品的一些實(shí)施例的各種物理性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的各陶瓷制品在燒制的時候，包含主要陶瓷相，優(yōu)選為鈦酸鋁相，更優(yōu)選包含至少50%的鈦酸鋁相；更優(yōu)選至少60%。上面各實(shí)施例包括優(yōu)選的均一材料組合物，以氧化物重量％表示，其含量為40-65%的八1203,25-40。/。的TiO2和3-12。/。的SiO2。更優(yōu)選該組合物包含45-55%的八1203,27-35。/。的Ti02，以及8-12。/。的Si02。另外，所述組合物優(yōu)選還包含2-10%的堿土金屬氧化物，例如SrO,CaO,BaO或其組合。在最優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述組合物包含SrO和CaO的組合。由所述實(shí)施例可以看出，所述組合物優(yōu)選包含少量的(優(yōu)選0.01-2%的)稀土元素氧化物，例如1^203?？扇芜x地使用￥203或鑭系元素的氧化物。上面列出的各個實(shí)施例還表現(xiàn)出大于40%、更優(yōu)選大于40%且小于65%的互連孔壁的孔隙率(使用孔隙計，通過汞侵入孔隙率法測量)。然而，許多實(shí)施方式的孔隙率大于45%且小于60%;甚至大于50%,甚至為50-60%,許多是50-55%。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，制得的鈦酸鋁陶瓷制品的中值孔徑優(yōu)選大于IO微米；甚至為10-25微米；甚至為12-20微米；在一些實(shí)施方式中為15-19微米。另外，根據(jù)本發(fā)明的鈦酸鋁陶瓷制品優(yōu)選在室溫至80(TC下測得的CTE小于15X10力。C;甚至小于10X10力。C;許多是小于5X10力。C。在一些實(shí)施方式中，在室溫至80(TC的CTE小于3X10力。C。這些CTE數(shù)值在2英寸X'/4英寸X英寸的多孔樣品上，沿軸向測得(沿2英寸的長度，即擠出方向測得)。使用根據(jù)本發(fā)明的批料混合物制得的鈦酸鋁陶瓷制品表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度，其MOR值優(yōu)選大于100psi,更優(yōu)選大于150psi,最優(yōu)選大于200psi。表I中所列的MOR值是在壁厚0.012英寸(0.305毫米)的300孔/英寸、46.5孔/厘米"的樣品上測得的，所述樣品的長度為5英寸(127毫米)，寬度為1英寸(25.4毫米)，高度為'/2英寸(12.7毫米)。根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，使用本發(fā)明的批料混合物制得的鈦酸鋁陶瓷制品優(yōu)選表現(xiàn)出以下材料性質(zhì)的組合孔隙率大于50%且小于60%;中值孔徑優(yōu)選大于10微米且小于15微米；在室溫至80(TC下測得的CTE小于10X10力。C,具有良好的強(qiáng)度，其MOR值優(yōu)選大于150psi。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鈦酸鋁陶瓷制品中該物理性質(zhì)的組合特別適合用于柴油機(jī)顆粒過濾器用途。應(yīng)當(dāng)理解，盡管已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的某些說明性的具體實(shí)施方式具體描述了本發(fā)明，但是應(yīng)了解本發(fā)明不限于此，可以在不背離本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定的寬闊的范圍的前提下進(jìn)行許多改良。權(quán)利要求1.一種形成鈦酸鋁陶瓷的批料混合物，其包含無機(jī)批料，其包括氧化鋁源，氧化鈦源和二氧化硅源；一種成孔劑組合，其包含第一成孔劑，以及組成不同于所述第一成孔劑的第二成孔劑；有機(jī)粘合劑；溶劑。2.如權(quán)利要求l所述的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，其特征在于，所述成孔劑組合包括選自碳、淀粉和聚合物的至少兩種。3.如權(quán)利要求l所述的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，其特征在于，所述第一成孔劑是聚合物，第二成孔劑是石墨。4.如權(quán)利要求3所述的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，其特征在于，所述聚合物的密度低于0.97克/立方厘米，更優(yōu)選低于0.93克/立方厘米。5.如權(quán)利要求l所述的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，其特征在于，所述第一和第二成孔劑選自石墨、活性炭，石油焦炭、炭黑、玉米淀粉，大麥淀粉，豆類淀粉，馬鈴薯淀粉，大米淀粉，木薯淀粉，豌豆淀粉，西谷椰子淀粉，小麥淀粉,美人蕉淀粉、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、ABS、丙烯酸類樹脂和聚酯。6.如權(quán)利要求l所述的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，其特征在于，所述第一成孔劑包括淀粉，第二成孔劑包括石墨。7.如權(quán)利要求6所述的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，其特征在于，所述淀粉包括玉米淀粉，大麥淀粉，豆類淀粉，馬鈴薯淀粉，大米淀粉，木薯淀粉，豌豆淀粉，西谷椰子淀粉，小麥淀粉和美人蕉淀粉。8.如權(quán)利要求l所述的鈦酸鋁陶瓷批料混合物，其特征在于，所述第一成孔劑是馬鈴薯淀粉，第二成孔劑是石墨。9.如權(quán)利要求l所述的陶瓷批料混合物，其特征在于，以所述無機(jī)批料為基準(zhǔn)計，所述第一成孔劑占5-25重量％,所述第二成孔劑占5-25重量％。10.如權(quán)利要求l所述的陶瓷批料混合物，其特征在于，所述第一成孔劑由淀粉組成，以無機(jī)批料為基準(zhǔn)計，所述第一成孔劑占5-15重量％,所述第二成孔劑由碳組成，以所述無機(jī)批料為基準(zhǔn)計，所述第二成孔劑占5-15重量％。11.一種形成鈦酸鋁陶瓷的生坯，其包含以下組分的均一混合物無機(jī)批料，其包含氧化鋁源，氧化鈦源和二氧化硅源；成孔劑組合，其包含第一成孔劑，以及具有不同組成的第二成孔劑；有機(jī)粘合劑，所述生坯包含多個互連的孔壁，其形成穿過所述生坯的多條孔通道。12.—種制造包含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，該方法包括以下步驟將無機(jī)批料與成孔劑組合混合，形成批料組合物，所述成孔劑組合包括第一成孔劑和具有不同組成的第二成孔劑；向所述批料組合物加入有機(jī)粘合劑和溶劑，進(jìn)一步混合，形成增塑的混合物；由所述增塑的混合物形成生坯；對所述生坯進(jìn)行燒制，制得鈦酸鋁主相。13.如權(quán)利要求12所述的制造包含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，其特征在于，所述混合步驟還包括混合二氧化硅源、氧化鋁源和氧化鈦源。14.如權(quán)利要求12所述的制造包含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，其特征在于，所述燒制步驟制得孔隙率大于40%的陶瓷制品。15.如權(quán)利要求12所述的制造包含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，其特征在于，所述混合步驟包括混合所述第一成孔劑和第二成孔劑，所述成孔劑選自碳、聚合物和淀粉。16.如權(quán)利要求12所述的制造包含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，其特征在于，所述燒制步驟制得了具有以下材料組成的陶瓷制品以氧化物重量％表示，包括40-65重量％的八1203,25-40重量％的1^02,以及3-12重量。/。的Si02。17.如權(quán)利要求12所述的制造包含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，其特征在于，所述燒制步驟還包括以下步驟在第一階段中，以大于14"C/小時且小于5(TC/小時的第一平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度，以燒盡所述第一成孔劑，在第二階段中，將加熱爐溫度在下限高于50CTC、上限低于900。C的第一保持區(qū)域內(nèi)保持小于120小時的時間，以燒盡第二成孔劑，在第三階段中，以大于3(TC/小時且小于8(TC/小時的第二平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度，在第四階段中，將加熱爐的溫度在下限高于135(TC、上限低于155(TC的第二保持區(qū)域內(nèi)保持至少4小時。18.如權(quán)利要求12所述的制造含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，其特征在于，所述燒制步驟還包括以下步驟以大于10(TC/小時的平均冷卻速率，從所述下限冷卻到至少1000。C。19.如權(quán)利要求12所述的制造含鈦酸鋁的陶瓷制品的方法，其特征在于，所述燒制步驟制得的陶瓷制品的孔隙率大于50%且小于60%;中值孔徑優(yōu)選大于10微米且小于15微米；在室溫至800。C測得的CTE小于10X10力。C,MOR值大于150psi。20.—種對生坯進(jìn)行燒制的方法，該方法包括以下步驟提供生坯，該生坯包含無機(jī)批料和成孔劑組合，所述成孔劑組合包含第一成孔劑和組成不同于所述第一成孔劑的第二成孔劑，在第一加熱階段中，以大于14'C/小時且小于5(TC/小時的第一平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度，以燒盡所述第一成孔劑，在第二加熱階段中，將加熱爐溫度在下限高于50(TC、上限低于90(TC的第一保持溫度區(qū)域內(nèi)保持小于120小時的時間，以燒盡第二成孔劑，在第三階段中，以大于3(TC/小時且小于8(TC/小時的第二平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度，在第四加熱階段中，將加熱爐的溫度在下限高于135(TC、上限低于155(TC，二保持溫度區(qū)域內(nèi)保持至少4小時，所述形成的陶瓷制品具有鈦酸鋁主相。21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該方法還包括以大于10(TC/小時的平均冷卻速率從所述下限冷卻至低于1000。C的步驟。22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述在第二加熱階段保持加熱爐溫度的步驟持續(xù)小于IOO小時的時間。23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述在第二加熱階段保持加熱爐溫度的步驟持續(xù)小于80小時的時間。24.—種對生坯進(jìn)行燒制的方法，該方法包括以下步驟提供包含形成鈦酸鋁的無機(jī)批料和成孔劑的生坯，在加熱爐內(nèi)加熱至峰值溫度，以形成鈦酸鋁主相，該峰值溫度位于上限低于155(TC、下限高于135(TC的保持溫度范圍內(nèi)，以大于100"C/小時的平均冷卻速率從所述下限快速冷卻至低于1000。C，使得鈦酸鋁主相的分解最小化。25.如權(quán)利要求24所述的燒制生坯的方法，該方法還包括以下步驟以成孔劑組合的形式提供成孔劑，所述成孔劑組合包含第一成孔劑以及組成不同于所述第一成孔劑的第二成孔劑。26.如權(quán)利要求24所述的燒制生坯的方法，其特征在于，所述加熱步驟包括在第一加熱階段中，以大于14"/小時且小于5(TC/小時的第一平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度，以燒盡所述第一成孔劑。27.如權(quán)利要求26所述的燒制生坯的方法，其特征在于，所述加熱步驟還包括在第二加熱階段中，將加熱爐溫度在下限高于60(TC、上限低于90(TC的第一保持溫度區(qū)域內(nèi)保持小于120小時的時間，以燒盡所述第二成孔劑。28.如權(quán)利要求27所述的燒制生坯的方法，其特征在于，所述加熱步驟還包括在第三階段中，以大于3(TC/小時且小于8(TC/小時的第二平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度。29.—種燒制生坯的方法，該方法包括以下步驟提供生坯，該生坯包含無機(jī)批料和至少一種成孔劑，在第一加熱階段中，以大于14'C/小時且小于5(TC/小時的第一平均溫度變化速率在室溫至50(TC之間加熱小于40小時的時間，在第一階段之后，在第二加熱階段中，將加熱爐溫度在下限高于50(TC、上限低于90(TC的第一保持溫度區(qū)域內(nèi)保持小于40小時的時間，在第二階段后，在第三加熱階段中，以約大于3(TC/小時的第二平均溫度變化速率升高加熱爐的溫度，在第四加熱階段中，將加熱爐的溫度在下限高于135(TC、上限低于155(TC的第二保持溫度區(qū)域內(nèi)保持足夠的時間，使所述生坯轉(zhuǎn)化為陶瓷。30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，該方法還包括成孔劑組合，該組合包含第一成孔劑以及組成不同于第一成孔劑的第二成孔劑。31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，該方法還包括以大于100。C/小時的平均冷卻速率從所述下限冷卻至低于100CTC的步驟。32.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一加熱階段中的加熱步驟在室溫和500°C之間進(jìn)行小于30小時的時間。33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述第一加熱階段中的加熱步驟在室溫和500'C之間進(jìn)行小于20小時的時間。34.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，在所述第一加熱階段中約300-50(TC的溫度范圍內(nèi)，加熱速率約大于10。C/小時。35.如權(quán)利要求34所述的方法小時。36.如權(quán)利要求34所述的方法小時。37.如權(quán)利要求34所述的方法小時。38.如權(quán)利要求29所述的方法，溫度變化速率大于10。C/小時。39.如權(quán)利要求29所述的方法，熱爐溫度的步驟持續(xù)小于30小時的時間。40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述第二加熱階段中保持加熱爐溫度的步驟持續(xù)小于20小時的時間。41.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述第二加熱階段中保持加熱爐溫度的步驟持續(xù)小于20小時的時間，所述第一溫度保持區(qū)域的下限高于600°C，上限低于800。C。42.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述第三加熱階段的第二平均溫度變化速率約大于40。C/小時，且約小于60。C/小時。43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述第三加熱階段的第二平均溫度變化速率約大于40。C/小時，且約小于50。C/小時。44.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述第四加熱階段中保持加熱爐溫度的步驟持續(xù)至少10小時。45.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，在所述第四加熱階段中，將加熱爐溫度保持在下限高于1420'C、上限低于146(TC的第二保持溫度區(qū)域內(nèi)的步驟持續(xù)至少15小時。46.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一平均溫度變化速率大于第一保持溫度區(qū)域內(nèi)的第二加熱階段的平均加熱速率。47.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述第三加熱階段中的第二平均溫度變化速率大于所述第二加熱階段中的平均加熱速率。6，其特征在于，所述加熱速率約大于25。C/，其特征在于，所述加熱速率約大于50。C/，其特征在于，所述加熱速率約大于75。C/其特征在于，所述第二加熱階段中的平均其特征在于，所述第二加熱階段中保持加48.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述保持步驟包括將加熱爐溫度在高于1350(TC、低于155(TC的第二保持溫度區(qū)域內(nèi)保持至少10小時。49.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述形成的陶瓷制品具有鈦酸鋁主相。50.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，該方法還包括在小于80小時的時間內(nèi)，將輸入加熱爐的氧氣濃度增大到大于15%的步驟。51.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，該方法還包括在小于40小時的時間內(nèi)，將輸入加熱爐的氧氣濃度增大到大于15%的步驟。52.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，該方法還包括在小于30小時的時間內(nèi)，將輸入加熱爐的氧氣濃度增大到大于15%的步驟。全文摘要一種包含以下組分的形成陶瓷的批料混合物無機(jī)批料，例如氧化鋁源，氧化鈦源和二氧化硅源；成孔劑組合，其包括具有不同組成的第一成孔劑和第二成孔劑；有機(jī)粘合劑；以及溶劑。還揭示了一種制備陶瓷制品的方法，該方法包括將所述無機(jī)批料與所述包含不同組成的第一和第二成孔劑的成孔劑組合相混合，加入有機(jī)粘合劑和溶劑，形成生坯；對所述生坯進(jìn)行燒制。揭示了包含具有不同組成的第一和第二成孔劑的組合的生坯，還揭示了用來進(jìn)行燒制以制備鈦酸鋁之類的陶瓷制品的方法。文檔編號C04B35/478GK101213156SQ200680024249公開日2008年7月2日申請日期2006年5月31日優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日發(fā)明者C·J·沃倫,D·L·坦南特,J·王,M·D·布拉迪,P·D·特珀謝,P·J·舒斯塔克,S·B·奧古米,T·J·德納卡申請人:康寧股份有限公司