專利名稱：穩(wěn)定化的低微裂紋陶瓷蜂窩體及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多孔蜂窩體陶瓷及其制造方法，更具體地，涉及用于催化轉化器和微 粒過濾器(如用于發(fā)動機廢氣的后處理)的多孔堇青石蜂窩體陶瓷及其制備方法。
背景技術：
多孔陶瓷蜂窩體結構廣泛用作催化轉化器基材和/或柴油機微粒過濾器。最早 用于這些應用的堇青石陶瓷蜂窩體由反應燒結的堇青石基材構成，所述堇青石基材通過 將滑石、氧化鋁和高嶺土的混合物擠出制備，如US3，885，977中所述。發(fā)現(xiàn)這些陶瓷蜂窩 體具有適合這些應用的化學耐久性，惰性，難熔性和抗熱震性，并且一般能以合理成本制 造。為本文描述的目的，除非另外特別指出，否則只用術語“堇青石”表示正交晶系堇青 石(orthorhombic cordierite)(正交晶系Mg2Al4Si5O18及其固溶體)、印度石(六方晶系 Mg2Al4Si5O18及其固溶體)，以及它們的混合物。汽油和柴油發(fā)動機的廢氣后處理方面的最新趨勢對轉化器和DPF提出了更高的 要求。對轉化器，已轉向更高孔密度和更薄的壁(如，900/2)，這種轉向在滿足強度和耐腐 蝕性的要求方面將面臨許多挑戰(zhàn)。隨著對用于更快速點火以滿足排放標準的更低熱質(zhì)量 的更高孔隙率轉化器的關注，為降低背壓而要求低孔密度和薄壁(如，300/4或600/3構形 (CpsiAlt))的最新應用提出類似的挑戰(zhàn)。在本文中，cpsi表示每平方英寸的孔道數(shù)，te 的單位是10_3英寸(或密耳)。類似地，盡管在過去，45% -50%孔隙率的DPF已經(jīng)足以用于翻新改進應用，但是 如果要開發(fā)催化的DPF，可能需要更高的孔隙率。所有這些研究趨勢都提高了對蜂窩體強度的要求，但是，為保證堇青石陶瓷蜂窩 體中低CTE的需要一直要求必須存在微裂紋。微裂紋限制了陶瓷基質(zhì)本身所能達到的最大 強度。根據(jù)以上討論，很明顯，雖然微裂紋在過去是在反應燒結的堇青石陶瓷中實現(xiàn)低 CTE并結合高抗熱震性所必需的，但是，這些微結構特征也產(chǎn)生了限制這些材料用于某些應 用的問題。例如，微裂紋可能會造成強度降低的問題。因此，人們需要具有高強度的先進的 蜂窩體。概述本發(fā)明提供了一種高孔隙率堇青石蜂窩體(例如基材或微粒過濾器)，其包含極 少的微裂紋或不含微裂紋，即使在不存在微裂紋的情況下預期造成熱膨脹系數(shù)增大的時 候，仍能保持高抗熱震性。
本發(fā)明提供了一些蜂窩體，其具有提高的強度，使其成為制造以下裝置的極佳的 選擇，例如催化轉化器基材，柴油機氧化催化劑基材，NOx吸附器基材，熱氣體微粒過濾器 例如柴油機微粒過濾器(DPF)以及汽油發(fā)動機微粒過濾器(GPF)等。本發(fā)明特別可以用于 具有極薄的壁以及(如果需要的話)低孔密度(用來降低背壓和/或減小熱質(zhì)量，以便更 快地點火)的蜂窩體。所述改進的強度還可以制造具有較高孔隙率的陶瓷體，用于轉化器 基材、DPF和GPF，用來進一步減小熱質(zhì)量、減小壓降、或者儲存大量的催化劑(例如用于SCR 或4路催化的DPF)，同時保持足夠的強度。在一些實施方式中，所述多孔堇青石陶瓷蜂窩體具有高的抗熱震性，即使在長時 間受到高溫作用的情況下仍然幾乎沒有或完全沒有微裂紋。更具體來說，所述陶瓷蜂窩體 的孔隙率至少為40%;定義為(M0R25。c/E25。c) (CTE^mr1的熱震參數(shù)至少為450°C;在空氣 中，在1050°C下加熱100小時之前和之后，所述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種彈性模 量比E9(l(rc/E25。c<0. 99，微裂紋參數(shù)Nb3<0. 07，以上性質(zhì)均沿著蜂窩體的軸向測量。已經(jīng)發(fā) 現(xiàn)，當孔隙率彡40%的時候，有利于獲得較高的M0R25。c/E25。c比值，由此可以在無微裂紋的堇 青石陶瓷體中提供改進的抗熱震性。通過提供至少為450°C的(M0R25。c/E25。c) (CTE^oo^C)-1 可以確保蜂窩體具有良好的抗熱震性。各種實施方式可以提供的一些優(yōu)點包括，所述多孔蜂窩體在特定的孔隙率百分數(shù) 以及孔徑分布的情況下，提供高于微裂紋程度更高的堇青石陶瓷的強度。所述減少的微裂 紋可以消除對催化之前鈍化步驟的需求，特別是對于DPF，這是因為存在很少或完全沒有可 供外涂層/催化劑體系滲入的微裂紋。這使得催化劑體系和外涂工藝的設計自由性更高。 本發(fā)明的陶瓷體對于在經(jīng)受高溫作用下抗裂紋延伸的穩(wěn)定性獲得提高，減少了使用過程中 灰塵或煙炱在微裂紋中累積的風險，這樣可以提高CTE和提高彈性模量，從而在所述陶瓷 體用作柴油機微粒過濾器的時候降低抗熱震性。所述改進的抗微裂紋延伸的穩(wěn)定性還可以 使得多孔過濾器或基材在使用壽命過程中保持高強度。所述提高的強度以及改進的壽命穩(wěn) 定性使得能夠制造具有以下性質(zhì)的蜂窩體該蜂窩體包括非常薄的壁以及/或者低的孔密 度，以降低背壓和/或減小熱質(zhì)量，用于更快地點火或者減少貴金屬催化劑的用量。另外， 可以允許具有較高的孔隙率，以便進一步減小熱質(zhì)量，以及/或者獲得較高的孔隙率、用于 儲存大量催化劑(例如對于SCR)，同時保持高強度。所述提高的強度以及改進的壽命穩(wěn)定 性也允許GPF和DPF之類的熱氣體過濾器中具有較高的孔隙率，以及/或者具有較高的催 化劑加載，以及/或者減小的壁厚度，同時保持低的壓降和高的強度。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，提供了用來形成本文所述的多孔堇青石陶瓷蜂窩 體的方法。所述方法大體包括將無機原料、有機粘結劑和液體載劑混合起來，形成增塑的 批料，由所述增塑的批料形成生坯體，干燥所述生坯體，對所述生坯體進行燒制，提供所述 堇青石陶瓷結構。在以下詳細描述和任意權利要求中部分地提出了揭示內(nèi)容的另外一些實施方式， 它們部分源自詳細描述，或可以通過實施本發(fā)明來了解。以上的概述和以下的詳述僅僅是 示例說明性的，不會構成限制。附圖簡要說明附圖顯示了本發(fā)明的某些實施方式。

圖1示出本發(fā)明無微裂紋的堇青石蜂窩體陶瓷(實施例10.5)在加熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。 加熱和冷卻趨勢曲線接近重疊表示實際上不存在微裂紋。在室溫至900°C的溫度范圍，彈性 模量的減小基本呈線性，比例為E9tltrc/E25o= 0. 928。圖2示出有微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施例9. 4)在加熱至1，200°C (空 心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。通過具有中 心點的空心方塊的曲線表示對這些點的多項式擬合曲線。直線A-B代表在C點(空心三 角)對通過彈性模量冷卻曲線的多項式的正切，在該點曲線的斜率等于-7. 5χ1(Γ5(Ε° 25)， 而Ε° 25是正切線在室溫點的值。圖3顯示與圖1相同的無微裂紋的堇青石蜂窩體陶瓷(實施例10. 5)在樣品在空 氣中在1050°C加熱100小時之后，在加熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心 圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。加熱和冷卻趨勢曲線接近重疊表示實際上不 存在微裂紋。圖4示出低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施例9. 5)在加熱至1，200°C (空 心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。加熱曲線與 冷卻曲線的交叉，使得E25, f < E25, i，表示在冷卻過程中，在約低于200°C的溫度下有新的微 裂紋張開。圖5顯示圖4的低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施例9. 5)在樣品在空氣 中在1050°C加熱100小時之后，在加熱至1，200°C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓) 期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。與圖4中新鮮燒制(as-fired)的樣品相比，圖5 中加熱曲線和冷卻曲線之間較大的滯后現(xiàn)象表明在1050°C下加熱后，微裂紋增加。圖6示出包含玻璃形成添加劑的低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施例9. 7) 在加熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的 變化關系。加熱和冷卻趨勢曲線接近重疊表示幾乎不存在微裂紋。圖7顯示圖6的低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施例9. 7)在樣品在空氣 中在1050°C加熱100小時之后，在加熱至1，200°C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓) 期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。與圖6中新鮮燒制的樣品相比，圖7中加熱曲線 和冷卻曲線之間較大的滯后現(xiàn)象表明在1050°C下加熱后，微裂紋增加。圖8顯示本發(fā)明的樣品(實心圓)和比較樣品(空心圓)在空氣中、在1050°C保 持100小時之后，加熱過程中的彈性模量比Ε· /Ε25 與新鮮燒制的樣品的E9tltrc/E25o相比 較。微裂紋指數(shù)的優(yōu)選范圍用區(qū)域A-B-C，D-E-F, G-H-I和JKL表示。圖9繪制了本發(fā)明的樣品(實心圓)和比較樣品(空心圓)在空氣中、在1050°C 保持100小時之后，微裂紋參數(shù)Nb3與新鮮燒制的樣品的微裂紋參數(shù)相比較的圖。微裂紋 指數(shù)的優(yōu)選范圍用區(qū)域A-B-C，D-E-F, G-H-I, J-K-L和M-N-O表示。圖10繪制了本發(fā)明實施例在1050°C保持100小時之后的斷裂模量與加熱處理之 前的初始斷裂模量之比(MOR) h/ (MOR) i，與在1050。C保持100小時之后的彈性模量比E9tltrc /
E25o和初始彈性模量比E 900 0C /E25o的差值(E 900。C /^25。。)h~ (Egoor /E25J1的關系圖。圖11顯示本發(fā)明的實施例在1050°C保持100小時之后的斷裂模量與加熱處理之 前的初始斷裂模量之比(MOR)h/(MOR)i，與在1050°C保持100小時之后的微裂紋指數(shù)Nb3和 初始微裂紋指數(shù)之差(Nb3)h-(Nb3)i的變化關系圖。
圖12顯示本發(fā)明實施例的斷裂模量除以CFA的比值(單位psi)與％孔隙率的變 化關系圖。圖13是多孔蜂窩體基材的等距視圖。圖14是多孔蜂窩體過濾器的等距視圖。發(fā)明詳述參見附圖詳細描述揭示內(nèi)容的各種實施方式。對各種實施方式的參考不限制本發(fā) 明的范圍，本發(fā)明范圍僅受所附權利要求書的范圍的限制。此外，在本說明書中列出的所有 實例都不意圖構成限制，而僅是列出要求權利的本發(fā)明的許多可能實施方式中的一些實施 方式。揭示了可用于所揭示的方法和組合物、可結合所揭示的方法和組合物使用、可用 于所揭示的組合物的制備或者是所揭示的方法和組合物的產(chǎn)物的材料、化合物、組合物以 及組分。在本文中揭示了這些和其它的材料，應當理解，揭示了這些材料的組合、子集、相互 關系、組，等等而未明確地揭示每個不同的單獨的和集合的組合的具體參考以及這些化合 物的排列組合時，在本文中具體設想和描述了它們中的每一個。因此，如果公開了一類取代 物A、B、和C且公開了一類取代物D、E、和F和組合的實施方式A-D的實例，則可單獨地和共 同地設想每一個。因此，在本實例中，具體設想了以下組合A-E，A-F，B-D，B-E，B-F，C_D，C-E 和C-F中的每一個，應認為以上這些都是從A，B和C ；D,E和F ；以及實例組合A-D的內(nèi)容揭 示的。同樣，也具體設想并揭示了上述的任何子集或組合。因此，例如，具體設想了 A-E，B-F 和C-E的亞組，并應認為它們是從A，B和C ；D，E和F ；以及實例組合A-D的內(nèi)容揭示的。這 種概念應用于本內(nèi)容的所有方面，包括但不限于組合物的任何組分以及所揭示組合物的制 備方法和使用方法中的各步驟。因此，如果存在可進行的多個附加步驟，應當理解可通過所 公開方法的任一特定實施方式或實施方式的組合來進行這些附加步驟中的每一個，而且可 具體設想每一個這樣的組合且應當認為它是公開的。具有高抗熱震性的多孔堇青石陶瓷蜂窩體結構可以用于污染控制裝置，例如催化 轉化器基材，SCR基材，以及某些熱氣體微粒過濾器，例如柴油機微粒過濾器(DPF)和汽油 發(fā)動機微粒過濾器(GPF)。在這些應用中，基材中的孔隙提供了一種將外涂層或催化劑“固 定”于通道壁表面上或通道壁之內(nèi)的方式，對于DPF和GPF，則是用來從廢氣過濾微粒。歷 史上，人們通過保持低的熱膨脹系數(shù)(CTE)實現(xiàn)了堇青石蜂窩體陶瓷的高抗熱震性，而所 述低的熱膨脹系數(shù)則是通過以下方式實現(xiàn)的使得堇青石晶體的微裂紋和織構取向，使得 其熱膨脹z軸(也稱為c軸)的負值在蜂窩體壁的平面內(nèi)取向。為了進一步努力保持低的 熱膨脹系數(shù)，之前的方法主要將注意力集中在使用鈉、鉀、鈣、鐵等元素含量很低的高純度 原料上，以盡可能減少次要相、特別是玻璃相的存在。近來汽油發(fā)動機廢氣后處理的趨勢例如為催化轉化器的性能提出了更高的要求。 具體來說，人們需要每單位體積具有更低質(zhì)量的轉化器，因為這樣的轉化器能夠更快地進 行加熱，更快地開始對廢氣進行催化轉化，由此使得驅動循環(huán)中排出的總體排放物更少?？?以通過以下特性的任意組合實現(xiàn)較低的質(zhì)量較低的孔道密度、較薄的壁或較高的孔隙率。 但是，所有這些方式都會降低蜂窩體基材的強度。因此，在低質(zhì)量堇青石蜂窩體中實現(xiàn)高強 度仍然存在挑戰(zhàn)，這是因為其中存在微裂紋，微裂紋是為了實現(xiàn)極低CTE必需的，這也會導 致陶瓷的強度減小。在DPF和GPF中，當對DPF或GPF進行催化的時候，經(jīng)常需要較高的孔隙率。類似地，這種較高的孔隙率也會降低蜂窩體的強度。GPF也需要高的孔隙率，例如用 來從不良燃燒的汽油直接注入發(fā)動機俘獲煙炱，降低過濾器的壓降，在操作中提供用于被 動再生的低質(zhì)量。由微裂紋的堇青石陶瓷組成的催化基材、DPF和GPF面對的第二個挑戰(zhàn)在于，非常 細小的催化劑外涂層顆粒會滲透入堇青石基質(zhì)內(nèi)的微裂紋中，或者使得來自外涂層和催化 劑體系的溶解的組分沉淀到微裂紋中。在DPF和GPF中，還有可能使得灰塵或煙炱顆粒進 入微裂紋。存在于微裂紋中的顆?？赡芨蓴_加熱期間微裂紋的閉合，主要是作為銷塞使裂 紋張開。這可能會導致熱膨脹系數(shù)(CTE)增大，還可能使得彈性模量(E)增大，這兩種因素 都會造成抗熱震性減小。盡管之前為了提高抗熱震性的努力主要集中于減小熱膨脹系數(shù)，但是也可以通過 增大強度(例如通過斷裂模量衡量)與楊氏彈性模量之比M0R/E來改進陶瓷材料的抗熱震 性。量值M0R/E也被稱為陶瓷的應變耐受度。在一些實施方式中，本發(fā)明提供了高孔隙率堇青石蜂窩體，例如基材或熱氣體微 粒過濾器，例如DPF或GPF，表現(xiàn)為包括極少的微裂紋或沒有微裂紋，即使在不存在微裂紋 的情況下發(fā)生熱膨脹系數(shù)增大的問題，其也可以保持高抗熱震性。該蜂窩體具有改進的強 度，還具有對外涂層和催化劑的存在敏感性較小的抗熱震性。在另外的實施方式中，所述堇 青石蜂窩體，例如基材、DPF或GPF等在長時間受到高溫或腐蝕性條件處理之后，仍然具有 極少的微裂紋或沒有微裂紋，并且保持較高的抗熱震性?！鞍ā薄ⅰ鞍被蝾愃菩g語表示包括但不限于。單數(shù)形式的“一個”，“一種”和“該”包括復數(shù)的指代物，除非文本中有另外的明確 表示。因此，例如，提到一種“組分”時，它包括具有兩種或更多種這類組分的實施方式，除 非文中另有明確說明?！叭芜x的”或“任選地”表示隨后描述的事件或情形會或不會發(fā)生，而且該描述包括 事件或情形發(fā)生的實例和事件或情形不發(fā)生的實例。例如，詞語“任選的組分”表示該組分 可以存在或者不存在，并且該描述包括本發(fā)明包括所述組分和排除所述組分的兩個方面。在本文中，范圍可以表示為從“約”一個具體值、到“約”另一個具體值、或從“約” 一個具體值到“約”另一個具體值。當表示這樣的一個范圍時，另一個實施方式包括從一個 具體值、到另一個具體值、或從一個具體值到另一個具體值。類似地，當使用前綴“約”表示 數(shù)值為近似值時，應理解，具體數(shù)值形成另一個方面。每個范圍的端值無論是與另一個端值 聯(lián)系起來還是獨立于另一個端值，都是有意義的。除非有具體的相反表示，否則，例如組分的“重量％ ”或“重量百分數(shù)”或“重量百 分比”表示以百分數(shù)表示的組分的重量相對于包含該組分的組合物的總重量的比值。在一些實施方式中，所述多孔陶瓷蜂窩體具有較高的孔隙率。例如，本發(fā)明的陶 瓷蜂窩體可以具有總孔隙率％ P ^ 40%，使得多孔體的總孔隙率(％ P)至少為45%，至少 為50%，甚至至少為55%。作為附加或者替代，本發(fā)明的陶瓷蜂窩體可以具有總孔隙率％ P ^ 46%, % P ^ 48%, % P ^ 52%, % P ^ 54%, % P 彡 56%，或者甚至％ P 彡 58%。 在一些實施方式中，本發(fā)明的陶瓷蜂窩體可以具有％ P彡60%，或者甚至％ P彡65%。在一些實施方式中，所述高的總孔隙率可以優(yōu)選由具有預定孔徑分布的互穿孔網(wǎng) 絡組成。例如，在一些實施方式中，所述孔隙的特征可以是具有較窄的孔徑分布。窄的孔徑分布可以提供低的煙炱加載壓降，當所述主體用作微粒過濾器的時候，可以獲得高過濾效 率。本發(fā)明的多孔體的孔隙的孔徑分布的相對窄度可以通過計算df或db來表征，其中df = (d50-d10)/d50, db = (d90-d10)/d50O這些等式中的參數(shù)d1Q，d50和d9Q在本文中通常定義為，按 照標準汞孔隙儀測定，材料孔體積的分別10%，50%和90%屬于更小孔徑的孔。因此，這些 測量中，d10 < d50 < d9Q。在一些實施方式中，df的值可以包括例如df彡0. 50，df彡0. 45， df ( 0. 40，df ( 0. 35，df ( 0. 30，甚至df彡0. 25。人們需要低的df值，因為傾向于在過濾 器的加載煙炱的早期得到低的壓降。如上所述，所述窄孔徑分布還可以用孔徑分布的總體寬度表征，用等式db = (d9Q-d1(1)/d5C1定義。為此，低的db值可以對應于較高的應變耐受度，高強度和高過濾效率。 例如，db 的值可以包括，db ( 1. 20，db ( 1. 10，db ( 1. 00，db ( 0. 90，db ( 0. 80，或者甚至 db ( 0. 70。優(yōu)選的中值孔徑值取決于蜂窩體陶瓷的應用。例如，當將陶瓷用作基材，其中催化 劑施加于蜂窩體通道壁上的時候，所述中值孔徑優(yōu)選至少為0. 5微米，特別優(yōu)選至少為1微 米，同時優(yōu)選不大于10微米，甚至更優(yōu)選不大于6微米。當蜂窩體用作汽油機微粒過濾器 的時候，優(yōu)選該中值孔徑至少為5微米，優(yōu)選至少為6微米，7微米，8微米，9微米，甚至10 微米，但是優(yōu)選不大于20微米，更優(yōu)選不大于16微米，14微米，甚至不大于12微米。當蜂 窩體用作柴油機微粒過濾器的時候，優(yōu)選中值孔徑至少為8微米，9微米，甚至10微米，但是 優(yōu)選不大于30微米，更優(yōu)選不大于25微米，22微米，甚至不大于20微米。在一些實施方式中，所述孔隙率可以進一步用孔的互連網(wǎng)絡的孔連接性因子 (PCF)表征，其中PCF= (%P)/[(d90-d10)/d50]o可能需要高的孔連接性因子，這是因為高 的孔連接性因子對應于較高的應變耐受度和抗熱震性。在示例性的實施方式中，PCF的值 可以包括PCF彡60，PCF彡70，PCF彡80，PCF彡85，甚至PCF彡90。所述的陶瓷制品在熱震條件下的耐久性還可以通過計算熱震參數(shù)(TSP)來表征。 更具體來說，TSP是當主體的最冷區(qū)域約為500°C時，該主體在不發(fā)生破裂的情況下所能耐 受的最大溫差的指標。因此，例如，如果計算的TSP約為558°C，則表示當主體內(nèi)一些位置的 最冷溫度為500°C的時候，另外一些位置的溫度絕不能超過1058°C。熱震參數(shù)是根據(jù)以下 等式計算的TSP = (MOR25r/E25r) (CTEswc)—1，式中厘(《2^是25°C的斷裂強度模量，E25r 是25°C的楊氏彈性模量，CTE5cich9c^是500°C至900°C的平均熱膨脹系數(shù)，在蜂窩體樣品加熱 過程中，沿著平行于通道長度的方向測量。當計算(M0R25O/E25O)的比值的時候，需要理解 測量MOR和彈性模量的試樣具有相同的孔道幾何結構。斷裂模量MOR是通過四點法在多孔棒上測得的，所述多孔棒是例如尺寸為大約 0.5X1.0X5.0英寸或大約0. 25X0.5X2. 75英寸的多孔棒，其長度平行于蜂窩體的通道。 MOR是蜂窩體的撓性強度的度量。需要具有高的MOR值，這是因為這會使得主體具有更高 的機械耐久性以及更高的熱耐久性和抗熱震性。高的MOR值還會得到較高的熱震參數(shù)， (MOR25r/E25r) (CTE5qch9qqo Γ1 和應變耐受度(M0R 25。C /E25。C / 0當在多孔體上進行測量時，MOR的值和與蜂窩體結構軸向橫切方向上的多孔體橫 截面的閉合鋒面(CFA)成正比。所述樣品的閉合鋒面定義為占由多孔陶瓷材料組成的總 橫截面積的分數(shù)，用關系式CFA = t(2L-t)/L2表示，其中t為蜂窩體壁的厚度，L是壁交叉 處的中心之間的距離，其中L=(孔道密度)_"2?？椎烂芏仁欠涓C體面上每單位面積上的孔道數(shù)量。根據(jù)一些實施方式，M0R/CFA(其中CFA是樣品的閉合鋒面)的值優(yōu)選至少為 12000 (l-p)3psi，更優(yōu)選至少為17000 (l-p)3psi，更優(yōu)選至少為23000 (l_p) 3psi，更優(yōu)選為 30000 (1-p) 3psi，其中ρ 孔隙率/100，分別如圖12的曲線A，B，C和D所示。所述彈性模量(楊氏模量)E是通過聲波共振技術，沿著0. 5 X 1. 0 X 5. 0英寸的蜂 窩體樣品的軸向或者沿著0. 25X5.0英寸的圓柱形棒的長度方向測量的。彈性模量是主體 剛性的度量。需要具有低的E值，這是因為這會使得主體具有更高的撓性以及更高的熱耐 久性和抗熱震性。低的E值還會得到較高的熱震參數(shù)，(MOR25r/E
25。C ) (CTE500-900°C ) 。Ε25。。 是
對試樣進行加熱之前，試樣在室溫下或接近室溫的溫度下的彈性模量。E9tltrc是試樣的加熱 過程中，在900°C測得的試樣的彈性模量。熱膨脹系數(shù)CTE是使用膨脹測定法，沿著試樣的軸向測定的，所述試樣的軸向是 平行于蜂窩體通道長度的方向。如上所述，CTE5cich9kio的值是500-900°C的平均熱膨脹系數(shù)。 類似的，CTE25_8(1(rc的值是25-800°C的平均熱膨脹系數(shù)，CTE2cichicicicio的值是200-1000°C的平均 熱膨脹系數(shù)，這些值都是在對樣品進行加熱的過程中測定的。人們需要低的熱膨脹系數(shù)， 以便得到高的熱耐久性和抗熱震性。低的CTE值還會得到較高的熱震參數(shù)，(MOR25r/E25r)
(CTE500-900°C )。在本發(fā)明的一些實施方式中，優(yōu)選蜂窩體的熱震參數(shù)值TSP ^ 450 TSP彡500°C, TSP彡550°C，甚至TSP彡600°C。在其它的實施方式中，熱震參數(shù)值可以為 TSP彡700°C,TSP彡750°C,TSP彡800°C，甚至TSP彡850°C。對于本發(fā)明實施方式中的這 些示例性TSP值，可以計算陶瓷蜂窩體的熱震極限(TSL)。如上所述，通常將熱震極限考慮 為在主體表面溫度為500°C，但沒有發(fā)生裂紋損害時，主體中心可以加熱到的最高溫度。TSL 可按照TSL = TSP+500°C，在熱震參數(shù)(TSP)上加500°C來估算。在一些實施方式中，很大部分的高度互連的孔具有窄孔徑分布，會對所得的高應 變耐受度和高TSP值具有很重要的貢獻。這些低微裂紋的陶瓷中的高孔穴互連性帶來的 減小彈性模量值的效果大于MOR值。因此，應變耐受度(MOR25o/E25o )也記作(M0R/E)25O， TSP的值取決于該應變耐受度，該應變耐受度優(yōu)選會受到這些低微裂紋的陶瓷的孔隙率 以及孔徑分布的窄度的量影響。在一些實施方式中，提供較高的應變耐受度或者(MOR/ E)25。c比值，其中(M0R/E)25r^ 0. 12%, (M0R/E)25r^ 0. 13%, (M0R/E)25r^ 0. 14%, (MOR/ Ε)25 彡 0· 15%，(M0R/E)25r^ 0. 16%, (M0R/E)25r^ 0. 17%, (M0R/E)25r^ 0. 18%, (MOR/ Ε) 0. 19% 或者甚至(MOR/E) 25Γ ^ 0. 20%。本發(fā)明的陶瓷體中存在的殘余的玻璃相可以用來進一步減少微裂紋并提高陶瓷 體的應變耐受度(M0R/E)25O，從而提高其抗熱震性。這與之前的高度微裂紋的堇青石陶瓷 體研究中的理論是相反的，在所述之前的陶瓷體中，希望盡可能減少玻璃相的量。因此，在 本發(fā)明的實施方式中，所述多孔堇青石陶瓷蜂窩體可以包含殘留的玻璃相，所述殘留的玻 璃相由堇青石中可以找到的除了 Mg0，Al203和SiO2金屬氧化物以外的一種或多種金屬氧化 物組成。這些金屬氧化物優(yōu)選選自堿金屬氧化物、除了鎂以外的堿土金屬氧化物，包括氧 化釔和氧化鑭在內(nèi)的稀土金屬氧化物，以及包括鐵、鈦、錳和鋅的過渡金屬氧化物。在一些 實施方式中，所述多孔堇青石陶瓷蜂窩體共包含至少1. 0重量％的除了 MgO，Al2O3和SiO2 以外的金屬氧化物。在作為替代的或附加的實施方式中，除去MgO，Al2O3和SiO2以外的金 屬氧化物之和更優(yōu)選至少為1.5重量％，至少為2.0重量％，甚至至少為3.0重量％。
還考慮所述多孔陶瓷蜂窩體除了包含堇青石主相以外，還可以包含一種或多種次 要的陶瓷相，包括例如多鋁紅柱石、尖晶石、假藍寶石或剛玉相中的一種或多種。但是，在這 些實施方式中，可能需要所述次要陶瓷相的重量百分數(shù)小于10重量％，或者更優(yōu)選小于5 重量％，小于4重量％，小于3重量％，甚至小于2重量％，以上含量通過X射線衍射測得。 這些次要晶相較高的含量可以提高CTE，同時基本不會造成應變耐受度提高，從而降低蜂窩 體的整體抗熱震性。本發(fā)明的蜂窩體可以具有微結構，其中堇青石微晶優(yōu)選取向，使得負-CTE結晶學 ζ-軸平行于蜂窩體壁的平面。需要具有高度的此類取向，因為這樣可以減小蜂窩體在軸向 (壁平面內(nèi)，平行于通道的長度)和徑向(壁平面內(nèi)，垂直于通道的長度)的CTE。優(yōu)選的晶 體取向的程度是通過χ射線衍射法，在從燒制的主體上切割下的試樣上測定的。“XRD I-比 值”通過等式1定義。I-比值=I(110)/[I(110)+I(002)]等式 1其中1(110)和1(002)是使用銅K α輻射、基于XRD峰的六方晶胞指標化，來自 堇青石晶格中(110)和(002)平面的XRD衍射的峰高?！拜S向I-比值” Ia是通過X射線衍 射法在蜂窩體的軸向橫截面上測得的，所謂軸向橫截面表示垂直于通道長度的橫截面。“橫 向I-比值” It是在新鮮燒制的蜂窩體壁表面上測定的，測定時除去了垂直的壁。該軸向和 橫向I-比值提供了對蜂窩體制品中的堇青石晶體以負的熱膨脹ζ軸平行于蜂窩體壁的平 面的形式取向的程度的量化測定。需要具有高度的此類取向，因為這樣可以減小蜂窩體制 品在軸向(壁平面內(nèi)，平行于通道的長度)和徑向(壁平面內(nèi)，垂直于通道的長度)的CTE。 對于隨機取向的堇青石晶體，軸向和橫向I-比值都近似為0.655。如果軸向I-比值小于 0. 655且橫向I-比值大于0. 655，則表明堇青石晶體優(yōu)選以ζ軸平行于壁平面的形式取向。 如果“和Ia相差較大，則表示該優(yōu)選取向程度較高。這樣的取向降低了軸向和徑向上的 CTE，從而提高了制品的抗熱震性。接近隨機取向的例子是在蜂窩體結構的壁中的堇青石晶體顯示Δ I < 0. 05，其中 ΔΙ = It-Iao與之相對的是，本發(fā)明的低微裂紋的蜂窩體結構的壁中的堇青石微晶具有優(yōu) 選的取向，可以滿足ΔΙ>0.05。根據(jù)某些實施方式，所述陶瓷蜂窩體具有軸向XRD I-比 值Ia和橫向XRD I-比值It，使得差值ΔΙ = (It-Ia)大于0.05。在優(yōu)選的實施方式中，Δ I 的值至少為0. 08，0. 10，0. 12，0. 14，0. 16，0. 18，甚至至少為0. 20。更優(yōu)選軸向I-比值不大 于0. 60，更優(yōu)選不大于0. 58，0. 56，0. 54，0. 52，0. 50，甚至不大于0. 48。較低的軸向I-比值 表示負-CTE ζ軸在壁平面內(nèi)取向的堇青石晶體比例較大，因此使得蜂窩體在軸向和徑向上 都具有較低的CTE，由此增大了蜂窩體的抗熱震性。還優(yōu)選所述橫向I-比值不小于0. 70， 更優(yōu)選不小于0. 72，0. 74，0. 76，0. 78，甚至不小于0. 80。在某些實施方式中，所述堇青石晶 體可以具有輕微程度的“反向”取向，其中ζ軸與通道壁表面正交的晶體的分數(shù)略大于ζ軸 位于通道壁平面內(nèi)的晶體的分數(shù)。在此情況下，軸向I-比值可以大于0.66，0.68，甚至大 于0.70;橫向I-比值可以小于0.64，0.62，甚至小于0.60 ;ΔΙ = (It-Ia)的值小于零，可 以比-0. 02，-0. 04，-0. 06，-0. 08更負，甚至比-0. 10更負。盡管輕度的反向取向會使得軸 向CTE增大，但是在受到高溫作用之后抗微裂紋延伸的穩(wěn)定性的益處可以勝過這一不足。為了保持良好的抗熱震性，堇青石陶瓷蜂窩體在25-800°C溫度范圍的平均 熱膨脹系數(shù)(以下為CTE)應當相對較低。因此，在本發(fā)明的一些實施方式中，陶瓷體軸向(擠出方向，即沿著通道長度方向)上的CTE≤21. 0x10—7 °C。在一些實施 方式中，沿著軸向上 CTE ≤ 18. OxliT7/ "C，CTE ≤ 16. OxlO"7/ V，CTE ≤ 15. OxlO"7/ V， 或者甚至CTES 14.0X10_7°C。在低微裂紋蜂窩體的一些實施方式中，所述堇青石陶 瓷蜂窩體沿軸向上在該溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)可以為CTE≤12. 0xl0_7°C，或者甚 至CTE≤11.0xl(r7°C。在一些實施方式中，可以提供約10. 5xl0_7°c至18. 0xl0_7°c 的CTE，包括例如CTE約為10. 5x10—7 V至14. 0x10—7 "C。在其它的實施方式中， CTE ≤ 12. OxlO^V0C, CTE ≤ 14. Oxl(T7°C，或者甚至 CTE ≤ 16. 0xl(T7,C。微裂紋參數(shù)Nb3和E-比值E9tltre /E25o是對陶瓷體如堇青石陶瓷中微裂紋水平的測 量。為此，對低微裂紋的堇青石體，彈性模量隨溫度升高而逐漸減小。人們相信，這種彈性 模量的減小是因為晶體結構內(nèi)原子之間的距離隨溫度上升而增大所致，但是并不限于此理 論。多孔無微裂紋堇青石蜂窩體的彈性模量隨溫度升高而減小的例子示于圖1。圖1具體 示出實施例10. 5無微裂紋的堇青石蜂窩體陶瓷在加熱至1，200°C (空心圓)和再冷卻回到 室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。加熱和冷卻趨勢曲線接近重疊表 示實際上不存在微裂紋。發(fā)現(xiàn)從室溫至90(TC，或者甚至100(TC，彈性模量的減小基本為線 性的。約高于l，000°c時，彈性模量隨溫度上升而減小的速率較大。人們認為其原因是少量 殘留的玻璃相發(fā)生軟化，或者甚至部分熔化，玻璃相最初是在陶瓷燒結期間通過雜質(zhì)反應 或加入形成玻璃的金屬氧化物而形成的。驚奇的是，發(fā)現(xiàn)對無微裂紋的堇青石陶瓷，彈性模 量隨加熱的變化率δε° /δτ與無微裂紋體室溫時的彈性模量Ε° 25 成正比，并近似地用 等式2表不ΔΕ° /AT(psi/°C ) =-7· 5χ1(Γ5(Ε° 25。c)等式 2其中彈性模量項(Ε° )的上標“?！北硎咎沾稍跓o微裂紋態(tài)的彈性模量。對無微 裂紋的堇青石體，加熱至高溫如1200°C后進行冷卻期間彈性模量對溫度的依從性與最初加 熱期間的溫度依從性基本相同，因此，在任何指定溫度，冷卻期間的彈性模量值與其在加熱 期間該溫度下的彈性模量值幾乎相同。這也可以由圖1中對低微裂紋堇青石陶瓷所示說 明。基于公式2，可以計算無微裂紋的堇青石體在900°C的彈性模量與無微裂紋的堇青石體 在 25°C 的模量之比為 E° 9(1(rc/E° 25 = 1+875 (-7. 5xl(T5) = 0.934。高度微裂紋的堇青石陶瓷體的彈性模量的溫度依從性示于圖2。因此，圖2示出實 施例9. 4微裂紋的堇青石蜂窩體陶瓷在加熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實 心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。在高度微裂紋的陶瓷體中，彈性模量逐漸增加，然后，當溫度升至1，200°C，更急劇 增加。人們認為這種增加是因為微裂紋隨加熱再次閉合，最終退火(annealing)所致，使陶 瓷體在較高溫度逐漸減少張開的微裂紋。E因為微裂紋的減少而有較大的增加，增加的程度 大于彌補各堇青石微晶的E隨加熱而減小所需的程度，導致高溫時具有較高剛性的物體。 當陶瓷從1，200°C冷卻時，微裂紋沒有立刻再張開，因為微應力最初很小。結果，彈性模量隨 冷卻的趨勢最初是無微裂紋堇青石體的趨勢。開始時該增加是急劇的，因為任何液體或玻 璃相的粘度增加，可能伴隨分別因為結晶或失透使液體或玻璃的體積分數(shù)減小。圖2的實 施例中，在約1，000-800°C之間，E隨溫度下降更為平緩的增加可能歸因于堇青石晶體的彈 性模量隨冷卻的自然增加。在低于約800°C的溫度，彈性模量隨冷卻發(fā)生平緩的減小，然后 更快速的減小。這是因為微裂紋逐步再次張開，并降低陶瓷的剛性。在室溫下，彈性模量再次回到接近陶瓷進行至1200°C的熱周期之前的最初彈性模量值。堇青石陶瓷中微裂紋的程度可以反映在彈性模量的加熱和冷卻曲線的兩個特征 中。微裂紋程度的一個表現(xiàn)是彈性模量在從25°C至900°C加熱期間的增加程度，因為人們 認為彈性模量的增加是由微裂紋的再閉合造成的。例如，在圖1中，比值E9tltre/E25o約為 0. 928，表示發(fā)生極低程度的微裂紋。相反地，在圖2中，對加熱曲線，Ε· /Ε25 比值為1. 19。 該值遠高于完全不存在微裂紋情況下預期的值。因此，對于堇青石陶瓷，可以將E9tltrc/E25o 的值用作對室溫陶瓷體的微裂紋程度的定量的測量。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，E900r/E25.彡0.99，E90crc/E25。c 彡 0. 98，E90crc/ 0· Egoor/E25r^ 0. 96, Egoor/E25r^ 0. 95, Egoor/E25r^ 0. 94,甚至 E90crc/E25。c< 0. 93。
為此，應當注意對于由100%的堇青石組成的陶瓷，如果陶瓷體是完全不含微裂紋的，則該 陶瓷體可達到的最小的Ε· /Ε25 的值約為0. 93。當堇青石陶瓷體中還包含玻璃相的時候， E9cicrc/E25o的值甚至可以小于0. 93，這是因為玻璃在高溫下的軟化造成E9ticrc減小。微裂紋程度的另一個標志是彈性模量的加熱曲線和冷卻曲線之間的間隔。對這種 滯后現(xiàn)象定量的方法是基于在樣品仍處于無微裂紋狀態(tài)時的溫度范圍的冷卻曲線的正切 的釋義。圖2中，正切示為線段Α-Β，正切點標為點“C”。因此，正切線的斜率等于無微裂紋 堇青石體的彈性模量對溫度的依從性，如受等式2的限制。而且，該正切線外延返回至室溫 (點Α)的值約等價于樣品的室溫彈性模量(如果該樣品室溫下沒有發(fā)生微裂紋)，并等于 該樣品的Ε° 25 。因此，由以下一般表達等式3得出正切線的等式Ε° 正切=(Ε° 25 ) {1-7. 5χ10_5(Τ-25)}等式 3其中E° (單位為psi)表示沿著正切線，無微裂紋的陶瓷體在各個溫度下的彈
性模量。我們設計了一種分析方法，由加熱至大約1200°C之后的冷卻過程中實驗測得的彈 性模量來確定E° 25VO根據(jù)這種方法，將在約1，000-500°C冷卻期間測得的彈性模量測量 值擬合成二階多項式，作為隨溫度CC )變化的函數(shù)。該等式為以下形式E = c+b ⑴ +a (Τ2)等式 4對于擬合成等式4的實驗測量的彈性模量值的溫度范圍的上限，如果確定了 E 隨溫度變化的趨勢在約1000°c或低于約1000°C時顯示很高的曲率，原因是例如玻璃相的 持續(xù)明顯軟化或形成少量的液體，則所述上限可被進一步限制在低于1000°c的溫度。同 樣，對擬合成等式4的實驗測量的彈性模量值的溫度范圍的下限，如果確定了 E隨溫度變 化的趨勢在約500°C或高于約500°C時顯示很高的曲率，原因是例如微裂紋的顯著再次張 開，則所述下限進一步被限制在高于500°C的溫度。采用最小二乘回歸(least-squares regression)分析方法，得出等式4中的回歸系數(shù)“a”、“b”和“C”的值。在圖2中，用 500-1000°C的實曲線表示對空心方塊的多項式擬合。通過以下方式獲得Ε° 25 的值解出在由等式3得出的正切線與等式4得出的由 冷卻期間的彈性模量數(shù)據(jù)擬合的多項式曲線相交點的彈性模量和溫度。在該相交點的彈性 模量和溫度的值分別表示為Ei和1\。在圖2的實施例中，Ei和Ti的值對應于該三角形，即 點C。因為該相交點是正切線和多項式曲線共用的，遵守下式Ei = (Ε° 25 ) {1-7. 5χ1(Γ5(Τ「25)} = c+bO^+aCTi2)等式 5此外，在相切點，多項式曲線的斜率必須等于正切線的斜率。因此，遵守下式
(Ε° 25 ) (-7. 5xl(T5) = b+2a(Ti)等式 6等式5和等式6提供兩個將兩個未知量E° 25。。和1\互相關聯(lián)的等式。為解出 E 0 25 和Ti,首先將等式6重排，得出(Ε° 25 )=出+2&(1\)}/(-7· 5χ10_5)等式 7然后將等式？ 7代入等式5，得到以下表達式{{b+2a (Ti)} / (_7· 5xl(T5)} {1-7. 5xl(T5 (Τ-25)} = c+b (Ti) +a (Ti2)等式 8將等式8重排，得出下式0 = {c+b (Ti) +a (Ti2)} - {{b+2a (Ti)} / (_7· 5xl(T5)} {1-7. 5χ1(Γ5 (Τ「25)}等式 9集合等式9中各項，得出以下關系式0 = {c- {b/ (-7. 5xl(T5)} {1+7. 5xl(T5 (25)}}+(Ti) (b)-(Ti) {2a/(-7. 5xl(T5)} {1+7. 5xl(T5 (25)} - (Ti) {{b/(_7· 5xl(T5)} {-7. 5xl0_5}}+ (Ti2) {a- {2a/ (_7. 5xl(T5)} (_7. 5xl(T5)}等式 10進一步簡化等式10，得到下式0 = {c-{b/(-7. 5xl0"5)} {1 + 7. 5xl0"5 (25) } } + (Ti) {-2a/(-7. 5x10"5)} {1+7. 5xlO-s(25)} + (Ti2) (-a)等式 11等式11可以重新表示為0 = C+B (Ti) +A (Ti2)等式 12式中C = {c-{b/(-7. 5xl(T5)} {1+7. 5χ1(Γ5(25)}}，B = {_2a/(_7· 5xl(T5)} {1+7. 5xl0_s(25)}，且A = -a。然后，通過解出該二次方程式，得出Ti的值Ti = {-B+{B2-4(A) (C)}°-5}/2A等式 13Ti = {-B-{B2-4(A) (C)}°-5}/2A等式 14等式13和等式14提供兩個可能的Ti值，其中只有一個具有物理實際值，即在 25-1，200°C范圍內(nèi)的值。然后，將按照這種方式計算的Ti的物理實際值代入等式7，由等式 7計算E° 25。C I旦0解出Ε° 25 值后，假設無微裂紋的樣品在25°C的彈性模量Ε° 25 與微裂紋樣品在 25°C實際測得的彈性模量值E25o的比值與最初樣品在加熱之前的微裂紋程度成正比。艮口， 室溫微裂紋程度較大會降低E25o值，因此提高Ε° 25Γ /Ε25 的值。對彈性模量與微裂紋之間的關系的建模提供了 E ° 25 /E25 比值與Nb3數(shù) 量之間的關系式，其中N是單位體積陶瓷中的微裂紋數(shù)量，b是微裂紋的直徑(參見 P. P. H. Hasselman和J. P. Singh的〃微裂紋的脆性陶瓷抗熱應力性分析(Analysis of the Thermal Stress Resistance of Microcracked Brittle Ceramics), " Am. Ceram. Soc. Bull.，58 (9) 856-60 (1979).)具體地，該關系式可表示為以下等式Nb3 = (9/16) {(Ε° 25 /Ε25 )-1}等式 15雖然根據(jù)許多簡化假設，但是Nb3數(shù)量(本文中稱作“微裂紋參數(shù)”提供對陶瓷體 中微裂紋程度定量的另一種有用的方式。對無微裂紋體，Nb3值為0.00。在圖2的實例中， Nb3值為0.39。因此在一些實施方式中，優(yōu)選Nb3的值<0.07。在一些實施方式，所述陶瓷 蜂窩體的微裂紋參數(shù) Nb3 ( 0. 06，Nb3 ≤ 0. 05，Nb3 ≤0. 04，Nb3 ≤ 0. 03，Nb3 ≤ 0. 02，或者甚 至 Nb3 ≤ 0. Ol0
除了在所述新鮮燒制的狀態(tài)下表現(xiàn)出上述性質(zhì)以外，在一些實施方式中，在最終 使用過程中長時間接觸的條件下，所述微裂紋程度保持穩(wěn)定。為此，在一些實施方式中，在 空氣中、在大約1050°C的溫度下加熱至少100小時之后，用E9ticrc/E25?；蛭⒘鸭y參數(shù)Nb3表 征的微裂紋程度仍然很低。例如，在本發(fā)明的一些實施方式中，在空氣中、在至少約1050°C 的溫度下加熱100小時之后，仍然可以具有以下性質(zhì)Ε· /Ε25。( 0. 99,E 900。C/E25。C< 0· 98, Egoo°c /Ε25Γ ^ 0· 97，E90crc /E25。c ^ 0· 96，E90crc /E25。c ^ 0· 95，E90crc /E25。c ^ 0. 94，甚至 E90crc / Ε25 <0.93。作為補充或者替代，在本發(fā)明的實施方式中，在空氣中、在大約1050°C的溫 度下加熱至少100小時之后，仍然可以具有以下微裂紋參數(shù)Nb3 ( 0. 07，Nb3 ( 0. 06， Nb3 彡 0. 05，Nb3 彡 0. 04，Nb3 彡 0. 03，Nb3 彡 0. 02，或者甚至 Nb3 彡 0. 01。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當陶瓷在1050°C下加熱100小時之后，用斷裂模量測量的強度會減小。 因此，在優(yōu)選的實施方式中，在1050°C下加熱100小時之后的室溫下的MOR與在1050°C下 加熱100小時之前的初始室溫MOR的比值，(MOR)h/(MOR)i，可以至少為0. 50，或者至少為 0. 60，0. 70，0. 80，0. 90，或者甚至至少為 0. 95。還發(fā)現(xiàn)強度的減小與Ε· /Ε25 的增大或者Nb3的增大成正比。如圖10所示，優(yōu)選 在1050°C下加熱100小時之后的E9tltrc/E25o值減去加熱處理前的E9tltrc/E25o值所得的結果，
^Egoo0C /^25V ) h~ (E900oC /^25V
，可能不大于0.06，0.04，或者甚至0.02。另外，如圖11所示， 在1050°C下加熱100小時之后的Nb3值減去加熱處理之前的Nb3值的結果，(Nb3)h-(Nbs) 可能不大于0. 04,0. 02，或者甚至0. 01。類似地，在一些實施方式中，在經(jīng)歷較嚴酷的酸性條件之后，用比值E9tltrc /E25.或 微裂紋參數(shù)Nb3表征的微裂紋程度保持穩(wěn)定。可以通過以下方式模擬所述嚴酷的酸性條 件在室溫下將所述蜂窩體浸沒在PH值約為3. 0的硝酸中約1小時，然后干燥并在550°C 下煅燒4小時。對此，在進行上述酸處理之后，一些實施方式仍然具有以下性質(zhì)E9tltrc/ E25。^ 0· 99' Egoor /E25r^ 0. 98，E90crc/E25。c< 0. 97，E90crc/E25。c< 0. 96，E90crc/E25。c< 0. 95， E9OcrcK 0.94，或者甚至E9tltre/Ε25 彡0.93。作為補充或者替代，本發(fā)明的實施方式 在酸性處理之后也可以具有以下的微裂紋參數(shù)Nb3 ^ 0. 07，Nb3 ^ 0. 06，Nb3 ^ 0. 05， Nb3 彡 0. 04，Nb3 彡 0. 03，Nb3 彡 0. 02，或者甚至 Nb3 彡 0. 01。在一個優(yōu)選的實施方式中，所述多孔陶瓷蜂窩體包含主要的堇青石陶瓷相，孔隙 率至少為50%，熱震參數(shù)(MOR25o/E25o ) (CTE5qchxiqo Γ1至少為550°C，更優(yōu)選至少為650°C。 另外，在1050°C的溫度下加熱100小時之后，所述陶瓷蜂窩體可以具有以下性質(zhì)中的至少 一種1)微裂紋參數(shù)Nb3不大于0.03，或2)加熱過程中的彈性模量比E9tltrc/E25o不大于 0.96。另外，所述蜂窩體可以包括ΔΙ彡0. 10。根據(jù)另外的實施方式，在1050°C加熱100小時之后，所述蜂窩體可以具有以下性 質(zhì)中的至少一種彈性模量比EttS 0. 96，微裂紋參數(shù)Nb3 ( 0. 03 ；或者甚至以下性質(zhì)中的 至少一種彈性模量比Ett< 0. 94，微裂紋參數(shù)Nb3 ^ 0. 015。另外，在1050°C的溫度下加熱100小時之后，所述陶瓷體可以具有以下性質(zhì)中的 至少一種加熱之后彈性模量比Ett的變化[(Ett)h-(Ett)i] ^ 0.06，加熱后微裂紋參數(shù)Nb3 的變化[(Nb3)h-(Nb3)i]彡0.04，保留的強度的分數(shù)[(MOR)1Z(MOR)i]彡0.50，其中“h”表 示在1050°C加熱100小時之后的性質(zhì)，“i”表示熱處理之前的初始性質(zhì)。在其它的實施方 式中，在1050°C的溫度下加熱100小時之后，所述蜂窩體可以具有以下性質(zhì)中的至少一種加熱之后的彈性模量比Ett變化[(Ett)h-(Ett)i] ≤0.04，加熱之后的微裂紋參數(shù)Nb3變化 [(Nb3)h-(Nbs) J ≤ 0. 02，或者保留的強度的分數(shù)[(MOR)h/ (MOR) J≥0. 70 ；或者甚至具有以 下性質(zhì)加熱之后的彈性模量比E比變化[(Ett)h-(Ett)i]≤0.02，加熱之后的微裂紋參數(shù) Nb3 變化[(Nb3)h-(Nb3)i]≤ 0.01，或者保留的強度的分數(shù)[(MOR)1Z(MOR)i]≤ 0.90。所述多孔堇青石陶瓷蜂窩體包括多條在第一端和第二端之間延伸的孔道，如圖13 和44所示。所示陶瓷蜂窩體具有的蜂窩體結構適合用于例如流通催化劑基材或者壁流式 廢氣微粒過濾器，如柴油機微粒過濾器和汽油發(fā)動機微粒過濾器。根據(jù)本發(fā)明實施方式的 典型多孔陶瓷蜂窩體流通基材制品10示于圖13，該制品包括許多大致平行的孔道11，所述 孔道由交叉的孔壁14(或者稱為“網(wǎng)狀結構”)形成并至少部分由其限定，并從第一端12延 伸至第二端13?？椎?1未堵塞，從第一端12向下直接流過該孔道11至第二端13。較好 地，蜂窩體制品10還包括在該蜂窩體結構周圍形成的擠出的光滑表層15，但是，該表層是 任選的，可以在之后的處理中形成作為后施加的表層。在一些實施方式中，用于基材的每個 孔道壁14的壁厚度可以為例如約0. 002-0. 010英寸(約51-254微米)。孔道密度例如約 為300-900個孔/英寸2 (cpsi)。在優(yōu)選的實施方式中，多孔蜂窩體結構由許多平行孔道11 組成，形成蜂窩體結構，所述孔道11的截面為大致的正方形?；蛘撸涓C體結構中也可以使 用其他的截面構形，包括矩形，圓形，橢圓形，三角形，八邊形，六邊形，或它們的組合?！胺涓C 體”表示由孔道壁形成的縱向延伸的孔道的連接結構，其中包括大體重復的圖案。圖14顯示根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的示例性的蜂窩體壁流式過濾器100。其大體 結構包括主體101，該主體101由從第一端102向第二端104延伸的交叉的多孔陶瓷壁106 組成。將一部分孔道指定為進口孔道108，將其他一些孔道指定為出口孔道110。在過濾器 100中，一些選定的孔道中包含堵塞物112。一般而言，將堵塞物設置在孔道的端部，并以特 定的圖案排列，如所示的跳棋盤模式。進口孔道108可以在出口端104堵塞，出口孔道110 可以在進口端102堵塞?？梢允褂闷渌氯麍D案，為增加強度，可以堵塞最外周邊的所有孔 道(如圖所示)?；蛘撸承┛椎揽梢圆辉诙瞬慷氯?。在一些實施方式中，一些孔道可以是 流通孔道，一些孔道可以堵塞，以提供所謂的部分過濾的設計。在一些實施方式中，用于過 濾器的每個孔道壁14的壁厚度可以為例如約0. 003-0. 030英寸(約76-762微米)。孔道 密度例如約為100-400個孔/英寸2 (cpsi)。所謂堇青石陶瓷體或蜂窩體表示主要由Mg2Al4Si5O1Ji成的堇青石組合物。但是， 所述堇青石體也可以在通道位點或者堇青石晶格的其它晶格位點包含其它的分子或元素。在一些實施方式中，本發(fā)明還提供了一種用來制備上述多孔堇青石陶瓷蜂窩體結 構的方法，通過將無機粉末批料混合物與有機粘結劑和液體載劑混合起來，提供增塑的形 成陶瓷的前體批料組合物。增塑的批料可以進一步包括一種或多種任選的組分，包括成孔 劑、增塑劑和潤滑劑。然后，將增塑的批料通過如擠出成形，形成生坯蜂窩體。然后，干燥這 些生坯蜂窩體，如通過微波、RF或空氣干燥，在足夠的溫度下在窯爐中燒制足夠的時間，將 無機原料源燒結或反應-燒結成整體的堇青石陶瓷蜂窩體。燒結的陶瓷蜂窩體具有較低的 微裂紋程度和較高的抗熱震性，如上文所述。所述無機粉末批料可以包含形成堇青石的原料組分的混合物，該混合物可以在能 夠有效提供主要燒結相堇青石組合物的條件下加熱。所述形成堇青石的原料批料組分可 以包括例如鎂源；鋁源；以及硅源。例如，可以選擇無機陶瓷粉末批料組合物，以提供一種堇青石組合物，該組合物主要由以下組分組成約49-53重量％的SiO2，約33-38重量％的 Al2O3和約12-16重量％的MgO。形成堇青石材料的各種原料的中值粒徑優(yōu)選小于30 μ m, 更優(yōu)選小于25 μ m。“鎂源”是任意的含鎂化合物，例如滑石，綠泥石，鎂橄欖石，頑輝石，陽起石，蛇紋 巖，尖晶石，假藍寶石或氧化鎂形成源等，以及其煅燒產(chǎn)品。氧化鎂形成源是能夠在加熱的 情況下轉化為氧化鎂MgO的任意鎂源，例如氧化鎂，氫氧化鎂，碳酸鎂等。當鎂源包括滑石的時候，優(yōu)選滑石具有扁平顆粒形態(tài)，使得滑石的XRD滑石形態(tài) 指數(shù)為0.6-1.0。具有極為扁平形態(tài)的滑石具有高形態(tài)指數(shù)。所述滑石的形態(tài)指數(shù)更優(yōu)選 至少為0. 85，具有扁平顆粒形狀的滑石能夠促進堇青石晶體以負膨脹ζ軸處于壁平面內(nèi) 的形式生長，從而降低蜂窩體制品軸向和徑向方向上的CTE。XRD滑石形態(tài)指數(shù)的數(shù)值為 0. 0-1. 0，該數(shù)值與滑石顆粒的長寬比即扁平特性成正比。所述滑石的形態(tài)指數(shù)可以如美國 專利第5，258，150號所述，通過以下方式測量將滑石粉末填裝在X射線衍射樣品固定架 中，使得滑石盡可能地在樣品固定架的平面內(nèi)取向，然后通過χ射線衍射法(XRD)測量形態(tài) 指數(shù)?；腦RD形態(tài)指數(shù)M通過以下關系式定義M = I (004)/[I (004)+1(020)]等式 16式中I (004)和I (020)是通過Cu K α輻射測得的(004)和(020)反射的χ射線 強度。當滑石以煅燒滑石的形式提供的時候，形態(tài)指數(shù)應表示煅燒之前的滑石粉末的形態(tài) 指數(shù)。根據(jù)一些實施方式，優(yōu)選滑石和煅燒滑石源的重均中值粒徑約小于25微米，約小 于15微米，或者甚至約小于10微米。所有原料的粒度是通過激光衍射技術測量的，例如使 用Microtrac 粒度分析儀測量。“鋁”源是任何包含鋁的化合物，例如氧化鋁形成源，高嶺土，葉蠟石，藍晶石，富鋁 紅柱石，硅線石，紅柱石，鋁酸鎂尖晶石，假藍寶石，綠泥石等，以及它們的煅燒產(chǎn)物。氧化鋁 形成源是能夠在加熱的情況下轉化為氧化鋁Al2O3的化合物，例如剛玉；過渡型氧化鋁，例 如Υ-、Θ-、Χ-和P-氧化鋁；氫氧化鋁，也稱為三水合鋁或者水鋁礦；或者羥基氧化鋁，例 如勃姆石或水鋁石；等等。如果存在氧化鋁形成源的話，優(yōu)選氧化鋁形成源的中值粒徑小于 15微米，更優(yōu)選小于10微米。在另外的實施方式中，氧化鋁形成源的中值粒度優(yōu)選小于8 微米，包括例如中值粒度小于7微米，小于6微米，小于5微米，小于4微米，小于3微米，小 于2微米，或者甚至小于1微米。但是，除非需要使用具有細粒徑(例如約小于1微米)的 氧化鋁形成源以使得燒制的陶瓷具有細孔徑，或者在除去有機粘結劑之后為陶瓷體提供強 度，否則，優(yōu)選氧化鋁形成源的中值粒徑至少為3微米，或者甚至至少為5微米，這是因為較 粗的氧化鋁形成源更容易實現(xiàn)較低的微裂紋程度。如果需要，鋁源還可以包括可分散的氧化鋁形成源。可分散的氧化鋁形成源可以 是在混和和成形過程中至少能顯著分散在溶劑或液體介質(zhì)中和可用來提供在溶劑或液體 介質(zhì)中的膠態(tài)懸浮液的氧化鋁形成源。在一個實施方式中，可分散的氧化鋁形成源可以是 相對高表面積的氧化鋁形成源，其比表面積至少為20米2/克。或者，可分散的氧化鋁形成 源的比表面積至少為50米2/克。在一個示例性實施方式中，適合用于本發(fā)明方法的可分散 的氧化鋁形成源包括α-羥基氧化鋁(aluminum oxide hydroxide) (A100H ·χΗ20)，通常稱 作勃姆石，假勃姆石和一水合鋁。在示例性實施方式中，可分散的氧化鋁形成源包括所謂的過渡或活化的氧化鋁(即，氧化氫氧化鋁(aluminum oxyhydroxide)和χ-、η-、ρ-、ι Κ-、Y-、δ-和θ-氧化鋁)，它們可以包含各種含量的通過化學方式結合的水或者羥基 官能團。優(yōu)選高度可分散的高表面積氧化鋁形成源的含量不大于無機批料混合物的10重 量％，更優(yōu)選不大于8重量％，或者甚至6重量％?！肮柙础笔侨我獍璧幕衔铮ɡ绺邘X土，富鋁紅柱石，藍晶石，硅線石，紅 柱石，葉蠟石，滑石，綠泥石，假藍寶石，鎂橄欖石，頑輝石，假藍寶石，沸石，硅藻土，或者氧 化硅形成源，及其煅燒產(chǎn)物。在一些實施方式中，所述硅源的中值粒徑優(yōu)選小于15微米，或 者甚至更優(yōu)選小于10微米。示例性的高嶺土包括例如非層狀高齡生粘土，其粒徑約為2-11 微米，例如約為6-11微米，或約為2-5微米。氧化硅形成源是任意的能夠在加熱的情況下形成氧化硅SiO2的化合物。例如，氧 化硅形成源可以是石英、方石英，鱗石英，硅藻土氧化硅，燧石，熔凝氧化硅，膠體或其它無 定形氧化硅等。在一些實施方式中，所述氧化硅形成源是晶體氧化硅，例如石英或方石英。 在另外的實施方式中，所述氧化硅形成源是非晶體氧化硅，例如熔凝氧化硅或溶膠-凝膠 氧化硅，硅酮樹脂，沸石，硅藻土氧化硅，以及類似的材料。在其他的實施方式中，氧化硅形 成源可包括加熱時能形成游離氧化硅的化合物，例如，硅酸或硅有機金屬化合物。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物包含至少一 種硅酸鋁源，例如富鋁紅柱石，藍晶石，煅燒的藍晶石，硅線石，煅燒的硅線石，紅柱石或煅 燒的紅柱石。所述無機粉末批料混合物還包含至少一種鎂源，以及任選的一種或多種另外 的硅源和/或鋁源。所述硅酸鋁源可以是例如天然生成的礦物來源或者可以是通過熔凝 或者由溶液化學沉淀制得的材料。所述硅酸鋁的中值粒徑優(yōu)選不大于25μπι，更優(yōu)選小于 20 μ m，小于15 μ m，甚至小于10 μ m。所述硅酸鋁的中值粒徑還優(yōu)選至少為1 μ m，3 μ m，甚 至至少為5μπι。所述硅酸鋁源的含量優(yōu)選占無機粉末批料混合物總重量的至少5%，至少 10%，至少20%，甚至至少30%。所述鎂源優(yōu)選包括滑石、煅燒的滑石、綠泥石或氧化鎂形 成源。所述任選的硅源優(yōu)選是氧化硅形成源，高嶺土或者煅燒的高嶺土。在本發(fā)明另外的實施方式中，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物包括高嶺 土，可以是生高嶺土或煅燒的高嶺土，還包含選自鋁酸鎂尖晶石和氧化鎂形成源的至少一 種鎂源。當鎂源是鋁酸鎂尖晶石的時候，所述鋁酸鎂尖晶石的中值粒徑優(yōu)選小于25 μ m，更 優(yōu)選小于15 μ m,甚至小于10 μ m,但是優(yōu)選大于1 μ m,更優(yōu)選大于3 μ m。所述鋁酸鎂尖晶石 的含量優(yōu)選占所述形成堇青石的無機粉末批料混合物的至少5%，更優(yōu)選至少10%，20%， 或者甚至30%。當所述鎂源是氧化鎂形成源的時候，所述氧化鎂形成源的中值粒度優(yōu)選小 于10 μ m，更優(yōu)選小于5 μ m，3 μ m，或者甚至小于1 μ m。所述氧化鎂形成源的含量優(yōu)選占形 成堇青石的無機粉末批料混合物的至少5 %，至少8 %，至少10 %，至少12 %，或者甚至至少 14%。所述形成堇青石的無機粉末批料混合物還包含另外的硅源，所述硅源優(yōu)選選自滑石、 綠泥石或氧化硅形成源及其煅燒的產(chǎn)物。另外，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物可 以任選地包含其它氧化鋁源，例如氧化鋁形成源。根據(jù)這些實施方式，所述生(未煅燒的) 高嶺土的含量優(yōu)選小于20%，以便在燒制制品的過程中避免產(chǎn)生裂紋。在一個優(yōu)選的示例性實施方式中，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物包含 滑石，其中值粒徑為3-25微米，XRD滑石形態(tài)指數(shù)大于0. 80 ；至少10%的鋁酸鎂尖晶石，其 中值粒徑為3-15微米；5-20%的高嶺土，其中值粒徑至少為5微米；氧化鋁形成源，其中值粒徑為3-10微米；以及氧化硅形成源，其中值粒徑為4-10微米。在另一個優(yōu)選的示例性實施方式中，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物包 含滑石，其中值粒徑為3-25微米，XRD滑石形態(tài)指數(shù)大于0. 80 ；至少10%的硅酸鋁相，其 中值粒徑為4-15微米；氧化鋁形成源，其中值粒徑為3-10微米；以及氧化硅形成源，其中 值粒徑為4-10微米。在另一個優(yōu)選的示例性實施方式中，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物包 含滑石，其中值粒徑為3-25微米，XRD滑石形態(tài)指數(shù)大于0. 80 ；至少5%的氧化鎂形成源， 其中值粒徑小于3微米；5-20%的高嶺土，其中值粒徑至少為5微米；氧化鋁形成源，其中 值粒徑為0. 5-10微米；以及氧化硅形成源，其中值粒徑為4-10微米。所述增塑的批料組合物可以任選地包含除了 MgO，Al2O3和SiO2以外的金屬氧化物 源，其在燒結過程中配分到液相中，使得冷卻之后存在玻璃相。如前文所述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)玻璃 相的存在能夠進一步減小堇青石陶瓷蜂窩體的微裂紋指數(shù)，還能提供較窄的孔徑分布。優(yōu) 選形成玻璃的金屬氧化物源的中值粒徑不大于10微米，優(yōu)選小于5微米，或甚至更優(yōu)選小 于2微米。當形成玻璃的金屬氧化物是稀土金屬氧化物的時候，優(yōu)選加入含氧化釔或氧化 鑭的來源，優(yōu)選使得燒制的主體中包含0. 5-2. 0%的氧化釔或者1. 0-3. 0%的氧化鑭。對本體原料混合物中氧化鎂、氧化鋁和氧化硅組分的比例進行選擇，從而只形成 化學計量的堇青石，或者可以進行選擇，以能夠形成某些尖晶石、假藍寶石、多鋁紅柱石、鎂 橄欖石、頑輝石或者玻璃相。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，所述增塑的批料組合物可以包含至少10重量％的成孔劑， 優(yōu)選至少20%，至少40%，或者甚至至少50%的成孔劑。所述成孔劑的重量百分數(shù)作為追 加入氧化物形成原料的量計算。因此，例如向100重量份的氧化物形成原料中加入50重量 份的成孔劑，則可得到50%的成孔劑加入量。所述成孔劑可以包括例如石墨、淀粉、堅果殼、 合成有機顆?；蛘呱踔疗浣M合。淀粉可以包括例如西谷椰子淀粉，綠豆淀粉，美人蕉淀粉， 玉米淀粉，大米淀粉或土豆淀粉。根據(jù)陶瓷蜂窩體的應用對成孔劑的中值粒徑進行選擇，優(yōu) 選為1-60微米。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述成孔劑的重均中值粒徑優(yōu)選約小于20 微米，約小于15微米，或者甚至約小于10微米。為了提供本發(fā)明的增塑的批料組合物，所述包含上述粉末狀陶瓷材料、形成玻璃 的金屬氧化物源、以及任意成孔劑的無機粉末批料組合物，可以與以下組分混合液體載 劑、有機粘結劑、以及一種或多種任選的成形助劑或加工助劑。示例的加工助劑或添加劑可 包括潤滑劑、表面活性劑、增塑劑和燒結助劑。示例的潤滑劑可包括烴油、妥爾油或者硬脂 酸鈉。所述有機粘結劑可包括水溶性纖維素醚粘結劑，例如甲基纖維素，羥丙基甲基纖 維素，甲基纖維素衍生物，或者它們的組合。特別優(yōu)選的例子包括甲基纖維素和羥丙基甲基 纖維素。較好地，組合物中存在的有機粘結劑作為追加物加入，其量為無機粉末批料組合物 的0. 1-8重量％，更優(yōu)選其量為無機粉末批料組合物的3-6重量％。在上述批料組合物中 加入有機粘結劑能進一步促進組合物的內(nèi)聚力和塑性。改進的內(nèi)聚力和塑性可以例如改進 將混合物成形為蜂窩體的能力。優(yōu)選的用來為本發(fā)明的組合物提供可流動的或者糊狀的稠度的液體載劑是水，但 是也可采用其他對合適的臨時性有機粘結劑表現(xiàn)出溶劑作用的液體載劑。所述液體載劑組分的含量可以變化，從而為陶瓷批料混合物提供最優(yōu)化的加工性質(zhì)以及與該混合物中其它 組分的相容性。優(yōu)選的，液體載劑以追加形式加入，其量為無機粉末批料組合物的15-70重 量％，更優(yōu)選為無機粉末批料組合物的20-40重量％。盡可能減少所述組合物中的液體組 分量能進一步降低干燥過程中不希望的干燥收縮和裂紋形成。例如圖13所示的蜂窩體基材可以通過適合用來形成蜂窩體的任何常規(guī)方法，由 增塑的批料形成。例如，在一個實施方式中，采用任何已知的陶瓷成形的常規(guī)方法，對增塑 的批料組合物進行成形，制成生坯體，所述常規(guī)方法包括例如擠出，注塑，粉漿澆鑄，離心 澆鑄，加壓澆鑄，干壓制等。在一個實施方式中，擠出可以使用液壓油缸擠出壓機，或兩段排 氣單鉆擠出機，或在出料端連接模頭組件的雙螺桿混合機進行。后一情況中，可以根據(jù)材料 和其他工藝條件選擇適當?shù)穆輻U元件，以形成足夠的壓力，迫使批料物質(zhì)通過模頭。然后對得到的蜂窩體進行干燥，隨后在能有效將成形的生坯組合物轉化為主要燒 結相陶瓷組合物的條件下燒制。有效干燥成形的生坯體的條件可包括能夠除去生坯組合 物中至少基本所有液體載劑的條件。在本文中，所述“至少基本所有”表示干燥之前至少約 95 %、至少約98 %、至少約99 %、或者甚至至少約99. 9 %的液體載劑都被除去。適合用來除 去液體載劑的示例性而非限制性的干燥條件包括在以下溫度條件下對生坯蜂窩體基材進 行加熱溫度為至少約50°C，至少約60°C，至少約70°C，至少約80°C，至少約90°C，至少約 IOO0C，至少約110°C，至少約120°C，至少約130°C，至少約140°C，或者甚至至少約150°C，加 熱持續(xù)時間足以至少基本除去生坯組合物中的液體載劑。在一個實施方式中，所述能夠有 效地至少基本除去液體載劑的條件包括在至少約60°C的溫度加熱成形的生坯體。另外，加 熱可以通過任意常規(guī)已知的方法進行，例如熱空氣干燥，RF、微波干燥，或其組合。再來看圖14，在對生坯體進行燒制之前或之后，可以使用糊料在入口端102對形 成的整體型蜂窩體100的一部分孔道110進行堵塞，所述糊料的組成與主體101的組成相 同或者類似。優(yōu)選只在孔道的端部進行堵塞，形成深度約為5-20毫米的堵塞物112，但是可 以改變堵塞深度。位于出口端104處但并不與在進口端102處堵塞的孔道對應的一部分孔 道也可以類似的圖案堵塞。因此，每個孔道優(yōu)選僅在一端堵塞。所以，優(yōu)選的排列方式是如 圖14所示，在指定表面以跳棋盤模式每隔一個孔道進行堵塞。另外，所述進口孔道和出口 孔道可以具有任意所需的形狀。但是，在圖14所示的示例性實施方式中，所述孔道的截面 形狀通常是正方形的。然后可以在一定的條件下對形成的蜂窩體進行燒制，所述燒制條件能夠有效地將 無機粉末批料組合物轉化為主要燒結相堇青石組合物。示例性的燒制條件可以包括在約 1360-1440°C的最高燒制溫度下對蜂窩體生坯體加熱4-40小時，形成包含至少80%的堇青 石的蜂窩體。從室溫至在最高溫度下保持結束的總時間優(yōu)選至少為25小時。在800-1300°C 的平均加熱速率可以不大于75°C /h, 50°C /h,甚至20°C /h。當無機混合物包含高嶺土或煅 燒的高嶺土以及氧化鎂形成源的時候，700-100(TC的加熱速率可以不大于50°C /h，30°C / h，甚至不大于20°C /h。
實施例為了進一步說明本發(fā)明的原理，提供了以下實施例，使得本領域普通技術人員完 全理解本發(fā)明所述的堇青石蜂窩體及其方法的制造和評價。已經(jīng)盡力保證數(shù)字(如，量、溫度等)的精確度；但是，可能出現(xiàn)某些誤差和偏差。除非另外指出，否則，份數(shù)是重量份數(shù)， 溫度按。C表示或是環(huán)境溫度，壓力為大氣壓或接近大氣壓。表1列出了用來制備本發(fā)明實施例的原料的中值粒徑。表中還顯示了 XRD滑石形 態(tài)指數(shù)，以及形成堇青石的原料中MgO，Al2O3，SiO2, FeO2, TiO2, Na2O, K2O和CaO的已知的常 規(guī)的重量百分數(shù)?！癓0I”是原料加熱至大約1000°C的時候，近似的燃燒損失(失重％)。表 2-8列出了比較例和本發(fā)明實施例的原料的組合。表9-15列出了本發(fā)明實施例和比較例的 燒制條件以及物理性質(zhì)。在制備實施例的時候，在不銹鋼研磨機中，將無機原料和成孔劑與6%的甲基纖維 素粘結劑和的硬脂酸鈉潤滑劑或6%的甲基纖維素粘結劑，4.6%的Durasyn 162以及 0. 6%的妥爾油混和，向粉末混合物中加入水，形成增塑的批料。稱重約1500克(約3. 3磅) 的批料在沖擊型擠出機上擠出形成直徑1英寸的蜂窩體，所述蜂窩體包含約200個孔/英 寸2，包括約0. 016英寸厚的壁，還有直徑0. 3英寸的棒。稱重約30磅的批料在雙螺桿型擠 出機上擠出，形成直徑2英寸的制品，該制品包括約300個孔/英寸2，壁厚度0. 014英寸， 或者包括約600個孔/英寸2，壁厚度0. 003-0. 004英寸，或者包括約400個孔/英寸2，壁 厚度0. 004-0. 010英寸。制備了一個比較例，其包括100磅批料，在沖擊型擠出機上進行擠 出，直徑為5. 66英寸，孔幾何結構為約275個孔/英寸2，壁厚度0. 008英寸。將1英寸直 徑的制品切割成長8英寸，包在鋁箔內(nèi)，在大約90°C的對流烘箱內(nèi)干燥。將棒切割成30英 寸的小段，以類似的方式在石英管內(nèi)干燥。還將直徑2英寸和5. 66英寸的制品切割成長8 英寸，在微波加熱的烘箱內(nèi)部分干燥，然后在對流烘箱內(nèi)，在大約90°C的溫度下充分干燥。 然后擠出的制品在電爐內(nèi)燒制。表中提供了會對燒制的堇青石陶瓷的物理性質(zhì)造成影響的 燒制循環(huán)的具體方面。除了表中所列以外的溫度范圍內(nèi)的加熱速率足以防止制品開裂。從 室溫至700°C的時間約為74-76小時。所有的性質(zhì)都在燒制的蜂窩體試樣上測得，但是對3. 3磅擠出的彈性模量測量除 外，后者是在5英寸長的棒上測得的。在表中，25-800°C，200-1000°C，以及500-900°C的 平均熱膨脹系數(shù)，單位為10_7°C，使用膨脹測定法，在平行于蜂窩體制品的通道長度(“軸 向”)的樣品上測定。％孔隙率是通過水銀孔隙率法，在制品的壁中測得的孔隙率的體積百 分數(shù)?？左w積(單位為毫升/克)也通過水銀孔隙率法測定。術語d1(l，d25，d5(l，d75和d9Q分 別表示占總孔容10 %，25 %，50 %，75 %和90 %的孔的孔徑(單位為微米，10_6米)小于該 尺寸，也用水銀孔隙率法測得。因此，例如d9(l是90% (體積比)的孔的孔徑都小于該值的 孔徑(相當于水銀累積滲入體積等于總水銀滲入體積的10%時的孔徑)。因此例如滿足d1(l
〈^50〈 d9oo熱震參數(shù)TSP由(M0R25O/E25O) (CTE500^900r)-1計算，如前文所定義。還計算了另一 個熱震參數(shù)TSP*，其定義為(MOR25o /E25v ) (CTE200_1000r) 1，還計算了熱震極限TSL*，其定義為 TSP*+200°C。TSL*的值可以用來預測當部件中各處最冷的區(qū)域約為200°C的情況下，陶瓷蜂 窩體制品能夠耐受的最高溫度。燒制后的樣品中殘余的富鋁紅柱石、尖晶石+假藍寶石、以及α-氧化鋁的重量百 分數(shù)是通過X射線衍射法測定的。之所以將尖晶石和假藍寶石的含量合在一起是因為難以 根據(jù)所用的XRD技術將此兩相區(qū)分開。軸向XRD I-比值和橫向XRD I-比值如等式1定義，使用銅Ka輻射，通過χ射線衍射法測定。對于隨機取向的堇青石晶體，軸向和橫向I-比值都近似等于0.655。如果橫 向I-比值大于0. 655且軸向I-比值小于0. 655，則表明堇青石晶體優(yōu)選以ζ軸平行于壁平 面的形式取向。所有的斷裂模量(MOR)或撓曲強度的數(shù)值都是使用四點法，在平行于蜂窩體軸向 的方向上，在多孔棒(約0.5英寸Χ0. 25英寸Χ2.75英寸長)上測得的。彈性模量值是 通過聲波共振技術，在多孔棒(1英寸Χ0. 5英寸X 5英寸長)上，沿著平行于軸向的方向 測量的，或者對于3. 3磅擠出的情況，是在非多孔的棒上測量的。孔的幾何結構記作“N/w”， 其中“N”是孔道密度，即每平方英寸內(nèi)的孔道的數(shù)量，“W”是通道壁厚度，單位為10-3英寸。 CFA是如前文所定義的蜂窩體的閉合鋒面。對于一些實施例，新鮮燒制的棒或蜂窩體試樣在空氣中，以100°C /小時的速率 加熱至1050°C，在1050°C保持100小時，然后冷卻至室溫。同樣，對于一些實施例，在室溫 下，將新鮮燒制的棒或蜂窩體試樣浸沒在PH值約為3. 0的硝酸中1小時，吹去過量的液體， 對該試樣進行干燥，然后在550°C煅燒4小時。然后在這些處理過的樣品上測量從室溫至 12000C的彈性模量。還測量了選定的組合物在1050°C加熱100小時之后的斷裂模量和CTE。表9中的比較例證明根據(jù)現(xiàn)有技術制備的堇青石體或者在新鮮燒制的制品中不 會表現(xiàn)出低的微裂紋，或者可以在新鮮燒制的制品中表現(xiàn)出低的微裂紋，但是在空氣中、在 1050°C下加熱100小時之后無法保持低的微裂紋。實施例9. 1-9. 4顯示使用滑石+氧化 鋁+石英士高嶺土、通過常規(guī)方法制造的常規(guī)的多孔堇青石體，其中陶瓷具有高微裂紋程 度，表現(xiàn)為E9tltrc/E25o比值顯著大于1. 00，并且微裂紋參數(shù)大于0. 20。比較例9. 5-9. 7的 新鮮燒制的制品具有高孔隙率、高CTE和低微裂紋，表現(xiàn)為E9tltrc/Ε25 <0. 96且微裂紋參數(shù) < 0. 05。實施例9. 6和9. 7還包括加入形成玻璃的金屬氧化物。但是，這些比較例在1050°C 下加熱100小時之后會發(fā)生不希望出現(xiàn)的微裂紋增加，表現(xiàn)為E9tltrc/E25o增大至> 0. 99，并 且微裂紋參數(shù)Nb3增大至> 0. 07。具體來說，圖4示出低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施例9. 5)在加熱至 1，200°C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。 加熱曲線與冷卻曲線的交叉，使得E25, f < E25, 表示在冷卻過程中，在約低于200°C的溫度 下有新的微裂紋張開。類似地，圖5顯示圖4的低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施 例9. 5)在樣品在空氣中在1050°C加熱100小時之后，在加熱至1，200°C (空心圓)和再冷 卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化關系。與圖4中新鮮燒制的樣品 相比，圖5中加熱曲線和冷卻曲線之間較大的滯后現(xiàn)象表明在1050°C下加熱后，微裂紋增 加。另外，圖6示出包含玻璃形成添加劑的低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施 例9. 7)在加熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度 性能的變化關系。加熱和冷卻趨勢曲線接近重疊表示幾乎不存在微裂紋。圖7顯示圖6的 低微裂紋的比較堇青石蜂窩體陶瓷(實施例9. 7)在樣品在空氣中在1050°C加熱100小時 之后，在加熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性 能的變化關系。與圖6中新鮮燒制的樣品相比，圖7中加熱曲線和冷卻曲線之間較大的滯 后現(xiàn)象表明在1050°C下加熱后，微裂紋增加。表10和表11中的發(fā)明實施例舉例說明本發(fā)明的方法，從而使用富鋁紅柱石原料減少新鮮燒制的陶瓷體內(nèi)的微裂紋的量，使得E9tltre/E25o不大于0. 99且微裂紋參數(shù)不大于 0.07。另外，實施例10. 1-10. 6顯示了本發(fā)明的陶瓷體，其中在空氣中、在1050°C溫度下加 熱100小時之前和之后，E9cicrc/E25o的比值不大于0. 99，或者微裂紋參數(shù)不大于0. 07。另外， 實施例10. 5舉例說明了本發(fā)明的一種陶瓷體，其中在1050°C加熱100小時之后，其強度保 持(MOR)1Z(MOR)i為0. 92(92% )。實施例10. 1顯示了在硝酸中處理之后，極佳的抗微裂紋 形成的穩(wěn)定性。實施例10. 5，11. 7和11. 9進一步顯示了一種陶瓷體，其中計算的熱震參數(shù) 至少為450°C。另外，圖1還示出無微裂紋的本發(fā)明堇青石蜂窩體陶瓷(實施例10. 5)在加 熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的變化 關系。加熱和冷卻趨勢曲線接近重疊表示實際上不存在微裂紋。類似地，圖3顯示相同的無 微裂紋的堇青石蜂窩體陶瓷(實施例10. 5)在樣品在空氣中在1050°C加熱100小時之后， 在加熱至1，2000C (空心圓)和再冷卻回到室溫(實心圓)期間的彈性模量與溫度性能的 變化關系。加熱和冷卻趨勢曲線接近重疊表示穩(wěn)定性和連續(xù)的實際上不存在微裂紋。表12中的發(fā)明實施例舉例說明本發(fā)明的方法，從而使用藍晶石原料減少新鮮燒 制的陶瓷體內(nèi)的微裂紋的量，使得E9tltre/E25o不大于0. 99或微裂紋參數(shù)不大于0. 07。另 外，實施例12. 2、12. 3和12. 6顯示了本發(fā)明的陶瓷體，其中在空氣中、在1050°C溫度下加 熱100小時之前和之后，E9cicrc/E25o的比值不大于0. 99，且微裂紋參數(shù)不大于0. 07。實施例 12. 3顯示在1050°C加熱100小時之后，強度保持(MOR)h/(MOR) 士為0. 82(82% )。實施例 12. 2和12. 3進一步顯示大于450°C的熱震參數(shù)。表13和表14中的發(fā)明實施例舉例說明本發(fā)明的方法，其中使用尖晶石原料與高 嶺土的組合減少新鮮燒制的陶瓷體內(nèi)的微裂紋的量，使得E9tltrc/E25o不大于0. 99或微裂紋 參數(shù)不大于0.07。另外，實施例13. 1-13.7,14. 1、14. 2和14. 6顯示了本發(fā)明的陶瓷體，其 中在空氣中、在1050°C溫度下加熱100小時之前和之后，E9tltrc/E25o的比值不大于0. 99，且 微裂紋參數(shù)不大于0. 07。實施例14. 6顯示在1050°C加熱100小時之后，強度保持(MOR)h/ (MOR)i為0. 96(96% )。實施例14. 1-14. 6進一步舉例說明一些陶瓷體，其中計算的熱震參 數(shù)至少為450°C。表15中的發(fā)明實施例舉例說明本發(fā)明的方法，其中使用氧化鎂形成原料與高嶺 土的組合減少新鮮燒制的陶瓷體內(nèi)的微裂紋的量，使得E9tltre/E25o不大于0. 99或微裂紋 參數(shù)不大于0.07。另外，實施例15. 2，15. 6和15. 8顯示本發(fā)明的陶瓷體，其中在1050°C 燒制100小時之后，E900r /盧比值不大于0. 99，微裂紋參數(shù)不大于0. 07，強度保持為 0. 71-1. 0 (71% -100% )。實施例 15. 1，15. 2，15. 5，15. 6 和 15. 8 進一步舉例說明一些蜂窩 體，其中計算的熱震參數(shù)至少為450°C。這些實施例所用的原料列于下表1。如果沒有說明，則氧化物的含量為百分數(shù)。表1-示例性的原料
權利要求
1.一種多孔陶瓷蜂窩體，其包含 主堇青石陶瓷相；總孔隙率％ P至少為40% ；以及熱震參數(shù)(TSP)至少為 450°C，其中 TSP 為(M0R25。c/E25。c) (CTE5。。_9。。。c rSMOI^c^ 25°C 的斷裂強度模量，氏5。。是25°C的楊氏彈性模量，0^5(1(1_9(^是500-900°C的高溫熱膨脹系數(shù)， 所有這些性質(zhì)都沿著蜂窩體的軸向測得；在1050°C下加熱100小時之后，所述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種 彈性模量比Ett彡0. 99，以及 微裂紋參數(shù)Nb3<0. 07，其中E比=E9Q(rc/E25。c，其中E9Q(rc是在加熱過程中，在900°C測得的彈性模量。
2.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，所述總孔隙率％P至少為50%。
3.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，所述總孔隙率％P至少為55%。
4.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，所述總孔隙率％P至少為60%。
5.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，所述熱震參數(shù)至少為550°C。
6.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，所述熱震參數(shù)至少為650°C。
7.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，在1050°C加熱100小時之后，所 述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種彈性模量比Ett彡0. 96，以及 微裂紋參數(shù)Nb3<0. 03。
8.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，在1050°C加熱100小時之后，所 述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種彈性模量比Ett彡0. 94，以及 微裂紋參數(shù)Nb3< 0.015。
9.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，在1050°C加熱100小時之后，所 述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種加熱之后彈性模量比Ett的變化[(Ett)h-(Ett)i]≤0. 06， 加熱之后微裂紋參數(shù)Nb3的變化[(Nb3)h-(Nb3)i] ^0. 04,保持的強度的分數(shù)[(MORV^ORh]≤0.50，其中“h”表示在1050°C加熱100小時之 后的性質(zhì)，“i”表示熱處理之前的初始值。
10.如權利要求9所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，在1050°C加熱100小時之后， 所述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種加熱之后彈性模量比Ett的變化[(Ett)h-(Ett)i]≤0. 04， 加熱之后微裂紋參數(shù)Nb3的變化[(Nb3)h-(Nb3)i] ^0. 02, 保留的強度的分數(shù)[(MORV^ORh]≤0.70。
11.如權利要求9所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，在1050°C加熱100小時之后， 所述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種加熱之后彈性模量比Ett的變化[(Ett)h-(Ett)i]≤0. 02， 加熱之后微裂紋參數(shù)Nb3的變化[(Nb3)h-(Nb3)i]≤0.01， 保留的強度的分數(shù)[(MORV^ORh]彡0.90。
12.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，所述主堇青石陶瓷相包含堇青 石晶體，該堇青石晶體具有基本優(yōu)選的晶體取向，所述晶體取向的大于0. 10，其中AI = (IT)-(IA)。
13.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括 CTE25書c 彡 18. 0X1(T7,C。
14.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括 CTE25書c 彡 16. 0X1(T7,C。
15.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括 CTE25_800r^ 14.0X10_7°C。
16.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括1.4，其中db= (d90_d10)/d50。
17.如權利要求16所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括db( 1. 0。
18.如權利要求16所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括db( 0. 8。
19.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括df( 0. 45，其中df = (d50_d10)/d50。
20.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括df( 0. 35。
21.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括df( 0. 30。
22.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括PCF^ 50，其中PCF 是孔連接性因子，PCF= (%P)/dbo
23.如權利要求22所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括PCF> 70。
24.如權利要求22所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括PCF^ 85。
25.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括次要的玻璃相，所述 玻璃相包含氧化釔。
26.如權利要求1所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括至少為0.14xl0_2的 應變耐受度，其中應變耐受度=(MOR25V /e25v )。
27.如權利要求26所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括至少0.16xl0_2的應 變耐受度。
28.如權利要求26所述的多孔陶瓷蜂窩體，其特征在于，其還包括至少0.18xl0_2的應 變耐受度。
29.一種多孔陶瓷蜂窩體，其包含主堇青石陶瓷相，孔隙率％ P≥50% ；以及熱震參數(shù) TSP ≥ 550°C，其中 TSP 為(M0R25。c/E25。c) (CTE500_900C)-1，M0R25。c是 25°C 的斷裂 強度模量，E25。c是25°C的楊氏彈性模量，CTE5(1(1_9(1(rc是500-900°C的高溫熱膨脹系數(shù)；在1050°C下加熱100小時之后，所述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種彈性模量比Ett≤0. 96，和微裂紋參數(shù)Nb3 ≤ 0. 03 ；其中Ett= E9(Krc/E25。c，其中E9(Krc是在加熱過程中，在900°C測得的彈性模量。
30.一種多孔陶瓷蜂窩體，其包含主堇青石陶瓷相； 孔隙率％ P≥55% ；以及熱震參數(shù)(TSP)至少為 650°C，其中 TSP 為(M0R25。c/E25。c) (CTE500900。cMOIR25°C 的斷裂強度模量，CET25。c是25°C的楊氏彈性模量,CTE500900。 是500-900°C的高溫熱膨脹系數(shù)； 在1050°C下加熱100小時之后，所述蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種 彈性模量比E北≤ 0. 94，和 微裂紋參數(shù)Nb3≤ 0.015其中Ett= E9(Krc/E25。c，其中E9(Krc是在加熱過程中，在900°C測得的彈性模量。
31. 一種制備多孔陶瓷蜂窩體的方法，所述方法包括以下步驟提供增塑的形成陶瓷的前體批料組合物，該組合物包含形成堇青石的無機粉末批料混 合物，其包含鎂源；鋁源；以及硅源；所述鎂源、鋁源和硅源各自的重均中值粒徑d5(l< 30微 米；粘結劑； 液體載劑；由所述增塑的形成陶瓷的前體批料組合物形成蜂窩體生坯體；和 在一定的條件下對所述蜂窩體生坯體進行燒制，所述條件能有效形成具有以下特性的 多孔陶瓷蜂窩體 主堇青石陶瓷相； 總孔隙率％ P彡40% ；以及熱震參數(shù) TSP 彡 450°C，其中 TSP 為(M0R25。c/E25。c) (CTE5 。c)_1，1 25。。是 25°C的斷裂 強度模量，E25。c是25°C的楊氏彈性模量，CTE5(1(1_9(1(rc是500-900°C的高溫熱膨脹系數(shù)；在1050°C下加熱100小時之后，所述形成的陶瓷蜂窩體具有以下性質(zhì)中的至少一種 彈性模量比Ett< 0. 99，和 微裂紋參數(shù)Nb3<0. 07，其中Ett= E9(Krc/E25。c，其中E9(Krc是在加熱過程中，在900°C測得的彈性模量。
32.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物 包含中值粒徑d5(l小于25微米的鎂源和硅酸鋁源。
33.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物 包含高嶺土，鋁酸鎂尖晶石，其中值粒徑d5(l小于20微米；除了高嶺土以外的至少一種硅源，以及除了尖晶石以外的一種鎂源。
34.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物 包含高嶺土，氧化鎂形成源，其中值粒徑d5(l小于5微米； 除了高嶺土以外的至少一種硅源。
35.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述增塑的形成陶瓷的前體批料組合物 還包含至少一種成孔劑。
36.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述增塑的形成陶瓷的前體批料組合物 還包含至少一種形成玻璃的金屬氧化物源。
37.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物 包含滑石，其中值粒徑d5(l為3-25微米，XRD形態(tài)指數(shù)大于0. 80 ； ^ 10%的鋁酸鎂尖晶石，其中值粒徑d5(l為3-15微米； 5-20%的高嶺土，其中值粒徑d5(l至少為5微米； 氧化鋁形成源，其中值粒徑d5(l為3-10微米；以及 除了高嶺土以外的氧化硅形成源，其中值粒徑d5(l為4-10微米。
38.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物 包含滑石，其中值粒徑d5(l為3-25微米，XRD形態(tài)指數(shù)大于0. 80 ； ^ 10%的硅酸鋁，其中值粒徑d5(1為4-15微米； 氧化鋁形成源，其中值粒徑d5(l為3-10微米；以及 氧化硅形成源，其粒徑d5(l為4-10微米。
39.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述形成堇青石的無機粉末批料混合物 包含滑石，其中值粒徑d5(l為3-25微米，XRD形態(tài)指數(shù)大于0. 80 ； ^ 5%的氧化鎂形成源，其中值粒徑d5(l小于3微米； 5-20%的高嶺土，其中值粒徑d5(l至少為5微米； 鋁源，其中值粒徑d5(l為0. 5-10微米；以及 除了高嶺土以外的硅源，其粒徑d5(l為4-10微米。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種高孔隙率堇青石蜂窩體基材，其具有窄孔徑分布、極少的微裂紋或不含微裂紋、以及高抗熱震性。本發(fā)明的多孔陶瓷蜂窩體基材通常包含本文所述的主要的堇青石陶瓷相。本發(fā)明還揭示了所述堇青石基材的制備和使用方法。
文檔編號C04B35/195GK102007088SQ200980114733
公開日2011年4月6日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權日2008年2月29日
發(fā)明者G·A·默克爾 申請人:康寧股份有限公司