具有多区蜂窝结构的蜂窝体以及共挤出制造方法技术

具有蜂窝结构的蜂窝体具有第一组多个壁的靠内区和至少部分围绕靠内区的第二组多个壁的靠外区。蜂窝结构的Pi大于Po以及MPSi大于MPSo，其中，Pi是所述第一组多个壁的平均块体孔隙度，Po是所述第二组多个壁的平均块体孔隙度，MPSi是所述第一组多个壁中孔的中值孔径，以及MPSo是所述第二组多个壁中孔的中值孔径。还公开了各种蜂窝结构、蜂窝挤出设备和共挤出方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多区蜂窝结构的蜂窝体以及共挤出制造方法本申请根据35U.S.C.§119，要求2018年5月31日提交的美国临时申请系列第62/678,713号的优先权，其全文内容通过引用结合入本文。
本公开内容涉及包含多区蜂窝结构的蜂窝体以及蜂窝体的制造方法。
技术介绍
具有薄网厚度的陶瓷蜂窝体可以用于废气后处理系统。
技术实现思路
本公开内容的实施方式提供的蜂窝体包括蜂窝结构，所述蜂窝结构包括的壁在靠内区中的壁中的平均块体孔隙度和中值孔径大于至少部分围绕所述靠内区的靠外区中的壁中的情况。本公开内容的实施方式还提供了制造蜂窝体的共挤出方法，所述蜂窝体包括蜂窝结构，所述蜂窝结构的靠内区中的壁中的平均块体孔隙度和中值孔径相比于靠外区中的壁情况更大。另一个实施方式提供了包括蜂窝结构的蜂窝体。蜂窝体包括蜂窝结构，所述蜂窝结构包括靠内区，所述靠内区包括第一组多个壁；以及至少部分围绕所述靠内区的靠外区，所述靠外区包括第二组多个壁；Pi>Po；和MPSi>MPSo，以及其中，Pi是所述第一组多个壁的平均块体孔隙度，Po是所述第二组多个壁的平均块体孔隙度，MPSi是所述第一组多个壁中孔的中值孔径，以及MPSo是所述第二组多个壁中孔的中值孔径。另一个实施方式公开了包括蜂窝结构的蜂窝体，其还包括：包含第一组多个壁的靠内区；至少部分围绕所述靠内区的靠外区，所述靠外区包括第二组多个壁；40％≥Pi≥70％；0.95Pi≥Po；和0.90MPSi≥MPSo，以及其中，Pi是所述第一组多个壁的平均块体孔隙度，Po是所述第二组多个壁的平均块体孔隙度，MPSi是所述第一组多个壁中孔的中值孔径，以及MPSo是所述第二组多个壁中孔的中值孔径。另一个实施方式公开了制造包括蜂窝结构的蜂窝体的共挤出方法。包括蜂窝结构的蜂窝体的制造方法包括：提供具有第一成孔剂的第一批料混合物；提供具有第二成孔剂的第二批料混合物，所述第二成孔剂不同于所述第一成孔剂；将所述第一批料混合物挤出通过蜂窝挤出模头的第一模头区以形成湿蜂窝结构的靠内区；将所述第二批料混合物挤出通过蜂窝挤出模头的第二模头区以形成湿蜂窝结构的靠外区，所述第二模头区至少部分围绕所述第一模头区；从湿蜂窝结构形成生坯蜂窝结构；以及烧制生坯蜂窝结构以形成蜂窝结构，所述蜂窝结构包括具有第一组多个壁的靠内区和至少部分围绕靠内区的靠外区，所述靠外区具有第二组多个壁，其中：Pi>Po；和MPSi>MPSo，其中，Pi是所述第一组多个壁的平均块体孔隙度，Po是所述第二组多个壁的平均块体孔隙度，MPSi是所述第一组多个壁中孔的中值孔径，以及MPSo是所述第二组多个壁中孔的中值孔径。另一个实施方式公开了蜂窝挤出设备。蜂窝挤出设备包括：蜂窝挤出模头，其包括构造成形成蜂窝结构的壁的靠内区的第一模头区以及构造成形成蜂窝结构的壁的靠外区的第二模头区，所述第二模头区至少部分围绕所述第一模头区；构造成将第一批料混合物供给到所述第一模头区的第一挤出机；以及构造成将第二批料混合物供给到所述第二模头区的第二挤出机。可以通过如下方式制造包括蜂窝结构的蜂窝体：将形成陶瓷的批料混合物挤出通过挤出模头以产生蜂窝挤出物，对所述蜂窝挤出物进行切割、干燥和烧制以产生包含蜂窝结构的陶瓷蜂窝体，所述蜂窝结构包括以轴向方向延伸的交叉壁的矩阵，从而形成了限定了以轴向方向延伸的多个通道的多个孔道。本公开内容的其它特征将在以下描述中指出，它们通过该描述不难理解，或者可以通过实施本公开内容而了解。要理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述提供的都是示例性实施方式，并且旨在提供对于本公开内容的进一步解释。附图说明附图用来帮助进一步理解本公开内容，其结合在说明书中，构成该说明书的一部分，附图显示了本公开内容的示例性实施方式，与说明书一起用来解释本公开内容的原理。图1示意性显示根据本文公开的实施方式的挤出机以及正由此挤出的具有蜂窝结构的挤出物的前端。图2示意性显示根据本文公开的实施方式的包括蜂窝结构的蜂窝体的透视图。图3示意性显示根据本文公开的实施方式的包括蜂窝结构的蜂窝体的端面的平面图，所述蜂窝结构包含具有不同孔隙度和不同孔径的壁的两个或更多个区。图4A示意性显示根据本文公开的实施方式的蜂窝结构的一部分壁的横截面特写图，其包括较高孔隙度和较高中值孔径。图4B示意性显示根据本文公开的实施方式的蜂窝结构的一部分壁的横截面特写图，其包括较低孔隙度和较低中值孔径。图5A显示根据本文公开的实施方式的图示性代表，其显示了蜂窝结构的靠内区和靠外区中的孔隙度并且包含第一(陡峭)过渡区。图5B显示根据本文公开的实施方式的图示性代表，其显示了蜂窝结构的靠内区和靠外区中的孔隙度并且包含第二(渐变)过渡区。图5C显示根据本文公开的实施方式的图示性代表，其显示了蜂窝结构的靠内区和靠外区中的中值孔径并且包含第一(陡峭)过渡区。图5D显示根据本文公开的实施方式的图示性代表，其显示了蜂窝结构的靠内区和靠外区中的中值孔径并且包含第二(渐变)过渡区。图6示意性显示根据本文公开的实施方式的蜂窝结构的正面平面图，其包括具有不同孔隙度和不同中值孔径的壁的三个区。图7示意性显示根据本文公开的实施方式的挤出机设备的横截面侧视图，其构造成经由不同批料混合物挤出包括蜂窝结构的蜂窝体，所述蜂窝结构包括两个区域或者区。图8A示意性显示根据本文公开的实施方式的挤出模头的正视图，其构造成挤出包括蜂窝结构的蜂窝体。图8B示意性显示根据本文公开的实施方式的沿图8A的截面线8B-8B截取的图8A的挤出模头的部分横截面图。图9显示根据本文公开的实施方式的蜂窝结构的制造方法。具体实施方式支撑在蜂窝体(基材)的高表面积蜂窝结构上的催化剂材料可以被用于处理来自内燃机的废气，并且在柴油发动机和一些汽油发动机的情况下，可以使用经过催化处理或者未经催化处理的过滤器来去除颗粒。这些应用中的过滤器和催化剂基材优选在一定范围的pO2条件下是难熔的、耐热冲击的、稳定的，与催化剂体系不具有反应性，并且提供了对废气流的低阻抗。多孔陶瓷流通式蜂窝基材和壁流式蜂窝过滤器可以用于这些应用。由包括蜂窝结构的蜂窝体形成此类基材和过滤器，所述蜂窝结构包括互联壁的矩阵。可以由含有无机和有机材料的批料混合物形成包括蜂窝结构的蜂窝体。例如，合适的批料混合物可以包括：陶瓷颗粒或者陶瓷前体颗粒(或者它们两者)，有机粘结剂，液体载剂(例如，去离子水)，以及任选的流变改性剂、成孔剂和/或其他添加剂。当烧制时，批料混合物转变为或者烧结成多孔陶瓷材料，例如，适用于废气处理目的的多孔陶瓷。多孔陶瓷材料可以是堇青石、钛酸铝、氧化铝、多铝红柱石、碳化硅和氮化硅等，及其组合。可以通过挤出工艺形成蜂窝结构，其中，将批料混合物挤出成包含蜂窝结构的蜂窝体，然后对其进行加热从而使得蜂窝体干燥和烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含蜂窝结构的蜂窝体，其包括：/n包括第一组多个壁的靠内区；和/n至少部分围绕所述靠内区的靠外区，所述靠外区包括第二组多个壁；/nPi>Po；和/nMPSi>MPSo，以及/n其中，Pi是所述第一组多个壁的平均块体孔隙度，Po是所述第二组多个壁的平均块体孔隙度，MPSi是所述第一组多个壁中孔的中值孔径，以及MPSo是所述第二组多个壁中孔的中值孔径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180531 US 62/678,7131.一种包含蜂窝结构的蜂窝体，其包括：
包括第一组多个壁的靠内区；和
至少部分围绕所述靠内区的靠外区，所述靠外区包括第二组多个壁；
Pi>Po；和
MPSi>MPSo，以及
其中，Pi是所述第一组多个壁的平均块体孔隙度，Po是所述第二组多个壁的平均块体孔隙度，MPSi是所述第一组多个壁中孔的中值孔径，以及MPSo是所述第二组多个壁中孔的中值孔径。


2.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，25％≥Pi≥70％。


3.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，40％≥Pi≥70％。


4.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，0.95Pi≥Po。


5.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，0.70Pi≥Po。


6.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，0.95Pi≥Po≥0.60Pi。


7.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，2μm≥MPSi≥25μm。


8.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，0.70MPSi≥MPSo。


9.如权利要求1所述的蜂窝体，其中，0.90MPSi≥MPSo。


10.如权利要求1所述的蜂窝体，其还包括布置在所述第一组多个壁、所述第二组多个壁中的至少一个上或者两个上的催化材料。


11.如权利要求1所述的蜂窝体，其还包括布置在所述第一组多个壁、所述第二组多个壁中的至少一个中或者两个中的孔中的催化材料。


12.如权利要求1所述的蜂窝体，其还包括靠内区与靠外区之间的过渡区，其中，过渡区中的壁的平均块体孔隙度在所述过渡区内变化。


13.如权利要求12所述的蜂窝体，其中，过渡区中的壁的平均块体孔隙度呈指数变化。


14.如权利要求1所述的蜂窝体，其还包括靠内区与靠外区之间的中间区，其中，Pi>Pint>Po，其中，Pint是中间区中的壁的平均块体孔隙度。


15.如权利要求1所述的蜂窝体，其还包括靠内区与靠外区之间的中间区，其中，MPSi>MPSint>MPSo，以及其中，MPSint是中间区中的壁中的孔的中值孔径。


16.一种包含蜂窝结构的蜂窝体，其包括：
包括第一组多个壁的靠内区；
至少部分围绕所述靠内区的靠外区，所述靠外区包括第二组多个壁；
40％≥Pi≥70％；
0.95Pi≥Po；和
0...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·比尔，D·J·汤普森，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US