耐缺陷的蜂窩體結構制造技術

在一種實施方式中，一種由陶瓷材料形成的蜂窩體結構或陶瓷蜂窩體結構包含至少一個限定蜂窩體結構的周界的外壁。多個一級區域間壁和二級區域間壁可沿著蜂窩體結構的軸向方向延伸并橫跨蜂窩體結構的寬度。一級區域間壁和二級區域間壁彼此相交以將蜂窩體結構的徑向截面劃分成多個區域。一級區域間壁和二級區域間壁具有最大厚度為T

Defect resistant honeycomb structure

In one embodiment, a honeycomb structure or a ceramic honeycomb structure formed of ceramic material comprising at least one outer wall defining a perimeter of the honeycomb structure. A number of regional level and the two level regional partition partition can be extended along the axial direction of honeycomb structure and honeycomb structure across the width. The level of regional partition and two regional partitions intersect each other to the radial section of honeycomb structure divided into a plurality of areas. The level of regional partition and two regional partition has a maximum thickness of T

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】耐缺陷的蜂窩體結構相關申請的交叉引用本申請依據35U.S.C.§119要求于2014年7月25日提交的美國臨時申請系列號62/029040的優先權，本文以該申請的內容為基礎并通過引用將其全文納入本文。背景
本說明書總體上涉及用于過濾和/或催化劑應用中的蜂窩體結構，更具體而言，涉及耐缺陷的用于過濾和/或催化劑應用中的蜂窩體結構。
技術介紹
蜂窩體結構，例如由陶瓷材料形成的蜂窩體結構被廣泛用作消費品和商業設備中的抗污染裝置中。例如，蜂窩體結構可作為催化轉化器基材和顆粒物過濾器被用于車輛的尾氣排放系統中。蜂窩體結構通常由限定出多個平行的氣體引導通道的薄且多孔的陶瓷壁基質(也被稱為“網格”)形成。蜂窩體結構的這些薄且多孔的壁使結構容易因使用過程中所經歷的機械沖擊和/或極端的溫度起伏而損壞和/或破裂。具體而言，蜂窩體結構的等靜壓強度主要受限于薄且多孔的壁中的幾何缺陷。例如，在蜂窩體結構的制造過程中，形成結構的網格基質通?？删哂幸环N或多種幾何異常，例如彎曲或網格缺失。蜂窩體結構中數以千計的網格中的一個幾何異常就會顯著降低該蜂窩體結構的等靜壓強度，有可能導致該結構在使用和/或加工過程中發生機械失效。通常采用檢驗系統來甄別制造過程中蜂窩體結構中所產生的幾何缺陷。具有超出規定閾值的幾何缺陷的蜂窩體結構會被廢棄。然而，這些缺陷的經常出現會導致顯著的生產損耗，并且會導致生產成本的上升。所以，需要替代性的方法以降低蜂窩體結構對缺陷的敏感程度，從而改善具有這些缺陷的蜂窩體結構的等靜壓強度。專利技術概述根據一種實施方式，一種由陶瓷材料形成的蜂窩體結構或陶瓷蜂窩體結構包含至少一個限定蜂窩體結構的周界的外壁。多個一級區域間壁可沿著蜂窩體結構的軸向方向延伸并橫跨蜂窩體結構的寬度。一級區域間壁可基本上彼此平行且各一級區域間壁的相反端沿著寬度方向與所述至少一個外壁相交。多個二級區域間壁可沿著軸向方向延伸并與一級區域間壁相交。一級區域間壁和二級區域間壁將蜂窩體結構的徑向截面劃分成多個區域。一級區域間壁和二級區域間壁具有最大厚度為TZmax的單壁厚度。相鄰區域可被單個一級區域間壁或單個二級區域間壁隔開。各區域可包含多個通道壁，所述通道壁相交而將所述區域細分成多個沿著蜂窩體結構的軸向方向延伸的貫通通道，各區域內的多個通道壁的厚度至少為tC；且TZmax＞2tC。在另一種實施方式中，一種由陶瓷材料形成的蜂窩體結構或陶瓷蜂窩體結構可包含至少一個限定蜂窩體結構的周界的外壁。多個一級區域間壁可沿著蜂窩體結構的軸向方向延伸并橫跨蜂窩體結構的寬度。一級區域間壁可基本上彼此平行且各一級區域間壁的相反端可沿著寬度方向與所述至少一個外壁相交。多個二級區域間壁可沿著軸向方向延伸并與一級區域間壁相交。一級區域間壁和二級區域間壁可將蜂窩體結構的徑向截面劃分成多個區域。一級區域間壁和二級區域間壁具有最大厚度為TZmax的單壁厚度。相鄰區域可被單個一級區域間壁或單個二級區域間壁隔開。各區域可包含多個通道壁，所述通道壁相交而將所述區域細分成多個沿著蜂窩體結構的軸向方向延伸的貫通通道。各區域內的多個通道壁的厚度可小于TZmax且大于或等于tC。各區域內的多個通道壁在與一級區域間壁和二級區域間壁的相鄰處的厚度可厚于其在各區域的中心處的厚度，且TZmax＞2tC。在以下的詳細敘述中披露了本文所述的蜂窩體結構的附加特征和優點，其中的部分內容對于本領域的技術人員而言，可以通過所述內容或通過實施本文所描述的實施方式包括以下的詳細敘述、所附權利要求以及附圖而變得顯而易見。應理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述都描述了各種實施方式且都旨在提供用于理解所要求保護的主題的性質和特性的總體評述或框架。包括的附圖提供了對各種實施方式的進一步理解，附圖并入本說明書中并構成說明書的一部分。附圖例示了本文所描述的各種實施方式，且與描述一起用于解釋所要求保護的主題的原理和操作。附圖的簡要說明圖1示意性地圖示了根據本文所展示和描述的一種或多種實施方式的蜂窩體結構；圖2示意性地圖示了根據本文所展示和描述的一種或多種實施方式的蜂窩體結構的局部截面；圖3示意性地圖示了一種蜂窩體結構的區域的截面，其中，該區域內的通道壁的厚度向著該區域的中心遞減；圖4示意性地圖示了根據本文所展示和描述的一種或多種實施方式的具有六邊形貫通通道的蜂窩體結構的局部截面；圖5A～5C示意性地圖示了蜂窩體結構中可能發生的幾何異常；圖6用圖表圖示了兩種蜂窩體結構的等靜壓強度(歸一化為施加的拉伸應力的峰值的倒數)隨一級區域間壁和二級區域間壁的厚度而變化的情況；圖7用圖表圖示了經過加固的蜂窩體結構和未經加固的蜂窩體結構的等靜壓強度(歸一化為施加的拉伸應力的峰值的倒數)隨中間具有切口網格的相鄰通道壁的數量而變化的情況；以及圖8用圖表圖示了以下三種蜂窩體結構的歸一化的比強度(相對等靜壓強度/堆積密度)：(1)未經加固的蜂窩體結構；(2)經過加固的蜂窩體結構；和(3)具有與經過加固的蜂窩體結構等價的堆積密度的未經加固的蜂窩體結構。專利技術詳述下面詳細參考耐缺陷的蜂窩體結構的各種實施方式，這些實施方式的例子在附圖中示出。只要可能，在附圖中使用相同的附圖標記表示相同或相似的組件。圖1圖示了耐缺陷蜂窩體結構的一種實施方式，其在本文中以附圖標記100表示。該蜂窩體結構通?？砂辽僖粋€限定所述蜂窩體結構的周界的外壁；多個一級區域間壁可沿著蜂窩體結構的軸向方向延伸并橫跨蜂窩體結構的寬度。一級區域間壁可基本上彼此平行且各一級區域間壁的相反端可沿著寬度方向與所述至少一個外壁相交。多個一級區域間壁可沿著軸向方向延伸并與一級區域間壁相交。一級區域間壁和二級區域間壁可將蜂窩體結構的徑向截面劃分成多個區域。一級區域間壁和二級區域間壁具有最大厚度為TZmax的單壁厚度。相鄰區域可被單個一級區域間壁或單個二級區域間壁隔開。各區域可包含多個通道壁，所述通道壁相交而將所述區域細分成多個沿著蜂窩體結構的軸向方向延伸的貫通通道。各區域內的多個通道壁的厚度可至少為tC。TZmax可大于2tC。下面將特別參照附圖對耐缺陷蜂窩體結構的各種實施方式進行描述。如本文所用，術語“等靜壓強度(isostaticstrength)”是指一個蜂窩體結構所能夠承受而不發生失效的最大等靜壓(單位為MPa)。等靜壓強度通過施加均壓以在徑向方向上“擠壓”蜂窩體結構來確定。增加等靜壓直至發生失效以確定蜂窩體的等靜壓強度。現在參考圖1和2，圖1中示意性地圖示了一種蜂窩體結構100，圖2中示意性地圖示了蜂窩體結構100的徑向截面的一部分。蜂窩體結構100可用作過濾來自氣流(例如尾氣氣流)中的顆粒物質的過濾器和/或對氣流中可能夾帶的特定種類的污染物進行催化的催化基材。在本文所述的實施方式中，蜂窩體結構100可由陶瓷材料制成，例如堇青石、碳化硅、氧化鋁、鈦酸鋁或其它任何適合在升高了的溫度下使用的陶瓷材料?；蛘?，蜂窩體結構100可由具有催化性能的活性材料制成，例如沸石。蜂窩體結構100通常包含具有多個沿著軸向方向(即沿著圖1所示的坐標軸的+/-Z方向)在入口端102與出口端104之間延伸的貫通通道101或孔道的蜂窩主體。蜂窩體結構100還包含包圍多個通道101的外壁105(也稱為“表皮”)。該外壁105可在蜂窩體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種陶瓷蜂窩體結構，其包含：至少一個限定所述蜂窩體結構的周界的外壁；多個沿著所述蜂窩體結構的軸向方向延伸并橫跨所述蜂窩體結構的寬度的一級區域間壁，其中，所述一級區域間壁基本上彼此平行且各一級區域間壁的相反端沿著所述寬度方向與所述至少一個外壁相交；以及多個沿著軸向方向延伸并與所述一級區域間壁相交的二級區域間壁，所述一級區域間壁和所述二級區域間壁將所述蜂窩體結構的徑向截面劃分成多個區域，其中：所述一級區域間壁和所述二級區域間壁具有最大厚度為T

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.25 US 62/029,0401.一種陶瓷蜂窩體結構，其包含：至少一個限定所述蜂窩體結構的周界的外壁；多個沿著所述蜂窩體結構的軸向方向延伸并橫跨所述蜂窩體結構的寬度的一級區域間壁，其中，所述一級區域間壁基本上彼此平行且各一級區域間壁的相反端沿著所述寬度方向與所述至少一個外壁相交；以及多個沿著軸向方向延伸并與所述一級區域間壁相交的二級區域間壁，所述一級區域間壁和所述二級區域間壁將所述蜂窩體結構的徑向截面劃分成多個區域，其中：所述一級區域間壁和所述二級區域間壁具有最大厚度為TZmax的單壁厚度；相鄰區域被單個一級區域間壁或單個二級區域間壁隔開；各區域包含多個通道壁，所述通道壁相交而將所述區域細分成多個沿著所述蜂窩體結構的軸向方向延伸的貫通通道，各區域內的所述多個通道壁具有的厚度至少為tC；且TZmax＞2tC。2.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，還包含不完整的貫通通道和完整的貫通通道，其中，所述蜂窩體結構的各個完整的貫通通道受至少一個厚度為tC的通道壁限制。3.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，TZmax≤10tC。4.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，所述多個一級區域間壁的厚度在tC至TZmax之間變化。5.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，所述多個二級區域間壁的厚度在tC至TZmax之間變化。6.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，相鄰的一級區域間壁被至少兩個貫通通道隔開。7.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，所述一級區域間壁、所述二級區域間壁、所述外壁和所述多個通道壁包含相同的材料。8.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，所述一級區域間壁、所述二級區域間壁和所述通道壁是整體式的。9.如權利要求1所述的蜂窩體結構，其特征在于，所述蜂窩體結構的孔道密度大于或等于約10...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·M·比爾，J·T·哈里斯，S·T·尼克森，K·H·韋帕科馬，
申請(專利權)人：康寧股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國,US