含镧的堇青石主体及其制造方法技术

提供了含镧的堇青石主体，该主体具有高强度、很少的微裂或者没有微裂，并且具有高耐热冲击性。甚至在经受高温之后，也能够获得有所改善的保持低微裂和高强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求2009年5月29日提交的美国临时申请第61/182,417号的优先权。
本专利技术一般涉及一种多孔陶瓷制品，更具体来说涉及一种堇青石陶瓷制品，例如用于通过微粒过滤器或者催化剂载体处理废气，本专利技术还涉及用来制造所述制品的方法。背景多孔陶瓷制品用于许多希望有化学惰性、机械强度和耐高温性能的应用。在一些应用中，陶瓷蜂窝体微粒过滤器和陶瓷蜂窝体催化剂载体或基材可以用于废气处理系统。
技术实现思路
本专利技术揭示了具有高强度、低微裂(微裂极少或者没有)以及高耐热冲击性的堇青石主体。在一些实施方式中，所述堇青石主体在受到高温处理或腐蚀性溶液作用之后保持低微裂和高强度。在一些实施方式中，所述堇青石制品具有高的孔隙率。本专利技术还揭示了用来制造所述主体的方法。在一个方面，本专利技术所揭示的多孔堇青石陶瓷主体包含至少0.1％的氧化镧并且具有高强度、高耐热冲击性，并且微裂极少或者没有微裂。在一些实施方式中，所述陶瓷主体即使在具有较高热膨胀系数，例如在25-800℃的范围内的CTE25-800大于14.0℃-1的条件下也具有高的耐热冲击性。在一些实施方式中，CTE25-800≥15.0，≥16.0，甚至≥18.0℃-1，而耐热冲击性仍然很高。在一些实施方式中，所述陶瓷主体的E800/E25≤1.00，≤0.95，甚至≤0.94。在一些实施方式中，所述陶瓷主体的E900/E25≤0.96，≤0.92，≤0.89，甚至≤0.85。在一些实施方式中，所述陶瓷主体的E1000/E25≤0.85，≤0.83，≤0.810，≤0.800，≤0.785，甚至≤0.77。较低的弹性模量比值表明微裂程度较低。在另一个方面，本专利技术揭示了一种多孔堇青石陶瓷主体，该堇青石陶瓷主体包含至少0.1％的氧化镧，具有低的铁含量，并且/或者包含CaO，即使在长时间受热后(例如950℃的环境)仍然保持所需的热物理性质，具有高强度、高耐热冲击性，并且即使在所述受热之后微裂也极少或者无微裂。我们发现，低Fe2O3含量或者CaO的存在，或者在一些实施方式中，优选低Fe2O3含量以及CaO的存在可以发生协同作用，即使在长时间受热之后也能够使性质的保持有所改善。本文所揭示的多孔堇青石陶瓷主体的各种实施方式能够特别有效地用作蜂窝体陶瓷制品，例如在热废气纯化和校正中作为催化剂载体或者微粒过滤器的基材或者过滤器(堵塞的基材)，或者作为用于固体、液体或气体分离的滤膜载体。在一组实施方式中，本专利技术揭示了一种陶瓷主体，其包含主要的堇青石陶瓷相以及至少约0.1重量％的包含在陶瓷的微结构中的氧化镧，所述制品具有以下特性：25℃(室温)下的四点梁断裂弯曲模量，MOR；在25℃通过声波共振技术测量的室温弹性模量E；以及在200-1000℃的热膨胀系数CTE200-1000，单位为℃-1；其中，所述陶瓷主体用无量纲的应变容限和耐热冲击性表征，所述应变容限定义为比例MOR/E，所述耐热冲击性定义为TSL200＝200℃+(MOR/E)/CTE200-1000，所述陶瓷主体在处于室温下，然后在温度为800-1100℃的环境中热处理至少25小时之后，其MOR/E＞0.12x10-2，且TSL200≥900℃。在一些实施方式中，所述热处理包括将陶瓷主体置于温度为950℃的环境中至少80小时，或者置于温度为1100℃的环境中至少80小时，或者置于温度为800-900℃的环境中至少20小时，并且置于900-1000℃的温度的环境中至少5小时，再置于1000-1100℃的温度的环境中至少2小时。例如，所述热处理可以包括将所述陶瓷主体置于温度约为950℃的环境中约82小时，或者置于约1100℃的环境中约82小时。在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的MOR/E≥0.16x10-2；在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的TSL200≥1000℃；在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的MOR/E≥0.16x10-2且TSL200≥1000℃。在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的MOR/E≥0.18x10-2；在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的TSL200≥1,100℃；在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的MOR/E≥0.18x10-2且TSL200≥1,100℃。在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的MOR/E≥0.20x10-2；在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的TSL200≥1,200℃；在一些实施方式中，在热处理之后，陶瓷主体的MOR/E≥0.20x10-2且TSL200≥1,200℃。在一些实施方式中，所述陶瓷主体的比例MORf/MORi≥0.60，其中MORf是热处理之后的MOR，MORi是热处理之前的室温下的MOR；在其它的实施方式中，MORf/MORi≥0.80；在其它的实施方式中，MORf/MORi≥0.90。在一些实施方式中，在处于室温之下、然后置于温度为1100℃的环境中至少80小时之后，所述陶瓷主体的MOR/E≥0.12x10-2且TSL200≥900℃。在一些实施方式中，所述陶瓷主体包含等于或小于1.0重量％的Fe2O3。在一些实施方式中，所述陶瓷主体包含等于或大于0.10重量％的CaO。在一些实施方式中，所述陶瓷主体包含等于或小于0.60重量％的Fe2O3以及等于或大于0.10重量％的CaO。在一些实施方式中，所述陶瓷主体包括具有多条通道的蜂窝体结构，所述结构包括具有开放正面区域和封闭正面区域(CFA)的端部，其中在首先处于室温然后进行热处理之后，MOR/CFA≥{8700-120(％孔隙率)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.29 US 61/182,4171.一种陶瓷主体，其包含主要的堇青石陶瓷相以及至少约0.1重量％的
包含在陶瓷的微结构中的氧化镧，所述制品具有以下特性：25℃(室温)下的
四点梁断裂弯曲模量，MOR；在25℃通过声波共振技术测量的室温弹性模
量E；以及在200-1000℃的热膨胀系数CTE200-1000，单位为℃-1；其中，所
述陶瓷主体用无量纲的应变容限和耐热冲击性表征，所述应变容限定义为
比例MOR/E，所述耐热冲击性定义为TSL200＝200℃+(MOR/E)/CTE200-1000，
所述陶瓷主体在先处于室温下，然后置于温度为800-1100℃的环境中热处
理至少25小时之后，MOR/E＞0.12x10-2，且TSL200≥900℃。
2.如权利要求1所述的陶瓷制品，其特征在于，所述热处理包括将陶
瓷主体置于温度为950℃的环境中至少80小时，或者置于温度为1100℃的
环境中至少80小时，或者置于温度为800-900℃的环境中至少20小时，并
置于在温度为900-1000℃的环境中至少5小时，再置于温度为1000-1100
℃的环境中至少2小时。
3.如权利要求1所述的陶瓷主体，其特征在于，在热处理之后，所述
陶瓷主体的MOR/E≥0.16x10-2或者TSL200≥1000℃。
4.如权利要求1所述的陶瓷主体，其特征在于，在热处理之后，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·默克尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：