專利名稱：改進(jìn)的柴油機(jī)顆粒過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顆粒過濾器，如柴油機(jī)顆粒過濾器。
背景技術(shù)：
由于空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)變得更加嚴(yán)格，己有相當(dāng)?shù)呐性谧钚』?柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中排放的顆粒物質(zhì)。 一種潛在的解決方法是在柴油 機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣體系中插入顆粒捕集器。
如美國(guó)專利號(hào)4,276,071、 4,329,162和4,857,089，和5，098，455 所描述的蜂窩狀陶瓷壁流通過過濾器已成為優(yōu)選類型的顆粒捕集器。 這些蜂窩過濾器通過擠出糊劑制造，該糊劑由水、粘結(jié)劑和陶瓷粉末(例 如，粘土、滑石、莫來石、二氧化硅、碳化硅和氧化鋁)組成，其通過 例如，堇青石焙燒形成。通常，為柴油機(jī)顆粒過濾器選擇的材料已為 堇青石、碳化硅和莫來石。然而，這些中間的每種都有一個(gè)或多個(gè)問
在制造陶瓷蜂窩中，粘土、水可溶的粘結(jié)劑或其組合通常用于制 造足夠塑性的糊劑以形成擠出的可用蜂窩。在擠出糊劑后，對(duì)蜂窩干 燥、去粘結(jié)劑、和燒結(jié)以形成蜂窩。將蜂窩加熱至燒結(jié)或使得陶瓷顆 ?；蚓ЯＨ廴谠谝黄?。
盡管堇青石由于其低熱膨脹系數(shù)具有優(yōu)良的耐熱震性，但其由于 使用溫度低而受害，當(dāng)在柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中通過燃燒除去煤煙 時(shí)，該損害可能超負(fù)荷(exceeded)。此外，由于其為燒結(jié)工藝的結(jié)果， 堇青石具有曲折的多孔性(tortuous porosity),這導(dǎo)致壓降大(high pressure drop),和限制可以存在的負(fù)載。另一方面，碳化硅具有良好的強(qiáng)度和耐高溫性，但由于與堇青石 具有類似的多孔性，也由于壓降大受到損害。碳化硅也要求其具有良 好的高溫性能以在不存在粘土粘結(jié)劑的條件下制造，因?yàn)檫@樣制造成 為大部件是困難的，要求更小的擠出的部件，待將其分割然后組裝成 為更大的過濾器。最后，即使碳化硅當(dāng)溫度變化速率不是太大時(shí)由于 其良好的熱傳導(dǎo)性具有較好的耐熱震性，由于其更高的熱膨脹系數(shù)， 在快速溫度變化下仍然容易失敗。
盡管莫來石表現(xiàn)出良好的耐高溫性、壓降小(low pressure drops)、
高煤煙截留效率，其也具有高熱膨脹系數(shù)，在某些應(yīng)用中也可能是成 問題的。
因此，將需要提供一種制造壁流捕集器的方法，例如，避免現(xiàn)有 技術(shù)(如上述的那些之一)的一個(gè)或多個(gè)問題的方法。
發(fā)明概述
第一發(fā)明涉及改進(jìn)的顆粒過濾體系，該體系由其中具有過濾介質(zhì) 的外殼和用以使得待過濾的流體通過過濾介質(zhì)的入口和出口組成，其 中過濾介質(zhì)由多孔陶瓷組成，多孔陶瓷由熔融的片晶陶瓷晶粒組成。 本發(fā)明特別適用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流(例如，柴油機(jī))除去煤煙顆粒。
本發(fā)明的第二方面涉及一種方法，其特別適用于制造優(yōu)選的過濾 介質(zhì)，該過濾介質(zhì)由用于本發(fā)明的第一方面的熔融的六方鋇長(zhǎng)石晶粒 組成，該方法包括，
(a) 混合鋇長(zhǎng)石的前體以形成摻加物
(b) 在含有四氟化硅的氣氛下的加熱過程中加熱摻加物一段時(shí)間，
以形成含氟中間體
(c) 在基本不含氟的氣氛中加熱含氟中間體以形成過濾介質(zhì)，該過 濾介質(zhì)由熔融的六方鋇長(zhǎng)石晶粒組成。令人驚訝地，通過該本發(fā)明的 第二方面所述的方法制造的鋇長(zhǎng)石可制備不對(duì)稱晶粒狀鋇長(zhǎng)石陶瓷， 其在約300。C不表現(xiàn)出不連續(xù)的體積變化，這是由于低溫相變，與鋇長(zhǎng) 石的低溫穩(wěn)定單斜晶相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷胤€(wěn)定的六方相有關(guān)。
本發(fā)明的第三方面涉及改進(jìn)的鋇長(zhǎng)石陶瓷，其由熔融的鋇長(zhǎng)石陶瓷晶粒組成，其中鋇長(zhǎng)石陶瓷具有在IO(TC至100(TC之間連續(xù)的熱膨
脹系數(shù)。連續(xù)的意味著沒有由鋇長(zhǎng)石晶粒相變引起的突然的體積變化。 據(jù)信，該連續(xù)的膨脹可能是由于鋇長(zhǎng)石晶粒具有迄今為止未知的缺陷
結(jié)構(gòu)而妨礙了通常在30(TC左右發(fā)生的相變。


圖1.為本發(fā)明的鋇長(zhǎng)石過濾介質(zhì)的掃描電子顯微鏡圖。 發(fā)明詳述
對(duì)于本發(fā)明的第一方面，過濾體系可具有任意適合的入口、外殼、 和出口，如本領(lǐng)域公知的那些，如美國(guó)專利申請(qǐng)2004/0116276、 2004/0001782和美國(guó)專利號(hào)4,828,807、 4,902,487和英國(guó)專利號(hào) 1,014,498中描述的用于柴油機(jī)排氣過濾的那些。
過濾體系的過濾介質(zhì)由熔融的片晶晶粒的多孔陶瓷組成。多孔陶 瓷的陶瓷晶粒相互熔融以形成過濾介質(zhì)。"熔融的"意味著晶粒通過陶 瓷粘結(jié)(例如通過燒結(jié))粘結(jié)在一起(bonded together)。例如，晶粒 之間的晶粒邊界由陶瓷(如玻璃)組成。
過濾介質(zhì)是多孔的(亦即，多孔陶瓷)。由于片晶陶瓷晶粒的獨(dú)特 結(jié)構(gòu)，多孔過濾介質(zhì)可具有適用于催化的柴油機(jī)煤煙過濾的強(qiáng)度，而 同時(shí)具有以體積計(jì)至少約40%的孔隙率。優(yōu)選地，以過濾介質(zhì)的體積 計(jì)，孔隙率為至少約50%，更優(yōu)選至少約60%，最優(yōu)選至少約65%， 至通常最大為約85%。
也優(yōu)選孔隙率基本全為開孔孔隙率(open porosity)。開孔孔隙率 為液體或氣體可進(jìn)入(亦即，可被液體或氣體滲透)的孔隙率。也就 是說，開孔孔隙率未被封閉或捕集。優(yōu)選地，該開孔孔隙率在載體中 連續(xù)地互相連接，其通常發(fā)生在片晶晶粒無規(guī)取向時(shí)。在本文中"基 本全為"意味著催化劑載體在催化劑載體孔隙率總量中含有最多約5% 的閉孔孔隙率。優(yōu)選地，閉孔孔隙率的量最多約為痕量。優(yōu)選地，大 部分閉孔孔隙率由單個(gè)晶粒內(nèi)部的孔組成(亦即，不為由多于一個(gè)晶粒 的表面界定的孔)。開孔和閉孔孔隙率可通過合適的方法測(cè)量，如本領(lǐng) 域公知的那些。
7對(duì)涉及熱循環(huán)如柴油機(jī)排氣過濾的應(yīng)用，多孔陶瓷在使用的溫度
(如0-100(TC)下所需地具有最多為8 ppm廠C的低體積熱膨脹系數(shù) (ppn^份數(shù)/百萬)。優(yōu)選最大體積熱膨脹系數(shù)為最多6ppmrC，更優(yōu)選 為最多4 ppm/r和最優(yōu)選為最多3 ppm廠C 。
類似地，體積熱膨脹系數(shù)在應(yīng)用的使用溫度下優(yōu)選為連續(xù)的。例 證地，從100°C-1000°C，柴油機(jī)顆粒過濾所需地具有連續(xù)的體積熱膨 脹系數(shù)。重申的是，連續(xù)的意味著膨脹系數(shù)不經(jīng)歷例如由結(jié)晶結(jié)構(gòu)變 化引起的階躍變化(不連續(xù))。
片晶晶粒意為具有最大(例如，長(zhǎng)度)尺寸、在最大尺寸大小的至少 0.7倍以內(nèi)的最大尺寸(例如，寬度)、和最多為最大尺寸的0.2倍的最 小(例如，厚度)尺寸正交的尺寸的晶粒。例證地，六方片晶(具有薄的 厚度的對(duì)稱六方面)晶粒具有在六方面從點(diǎn)到點(diǎn)的最大(長(zhǎng)度)尺寸D， 在面上與長(zhǎng)度尺寸正交的寬度尺寸(寬度)0.866D，和厚度(與長(zhǎng)度和寬 度正交的尺寸，最多為最大尺寸(長(zhǎng)度)的約0.2倍)。優(yōu)選厚度為長(zhǎng)度 的最多約0.15倍，最優(yōu)選為長(zhǎng)度的最多約0.1倍。片晶晶粒的面(位 于長(zhǎng)度和寬度的平面的面積)可具有任意不規(guī)則或規(guī)則、對(duì)稱或不對(duì) 稱的形狀，以使得其為上述的片晶晶粒。優(yōu)選地，面的形狀本質(zhì)上為 六方。
片晶陶瓷晶粒長(zhǎng)度尺寸通常為至少約1微米至最多約2毫米。優(yōu) 選長(zhǎng)度為至少約10微米，更優(yōu)選至少約20微米，最優(yōu)選至少約100 微米，至優(yōu)選最多約1.5毫米，更優(yōu)選最多約lmm，最優(yōu)選最多約500 微米。
陶瓷晶?？蔀槿我庥杏玫奶沾山M合物。通常，陶瓷晶粒為氧化物。 優(yōu)選地，陶瓷為硅鋁酸鹽。特別優(yōu)選的硅鋁酸鹽是鋇長(zhǎng)石，其為具有 通式BaO A1203 2SiO 2的含有鋇的硅鋁酸鹽。需要理解多孔陶瓷可 由具有不同化學(xué)組成和結(jié)晶相的陶瓷晶粒組成。例如，多孔陶瓷可具 有鋇長(zhǎng)石晶粒和其他晶粒如鋁酸鹽。最優(yōu)選地，陶瓷晶粒基本為鋇長(zhǎng) 石晶粒?；疽鉃?，至少約50體積％的陶瓷晶粒由鋇長(zhǎng)石組合物組成。 優(yōu)選過濾介質(zhì)中鋇長(zhǎng)石晶粒的量為以體積計(jì)至少約75%，更優(yōu)選至少 約90%，最優(yōu)選至少約95%。在最優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，基本所有 晶粒為鋇長(zhǎng)石晶粒。晶粒的類型可通過任意合適的方法測(cè)定，如電子衍射、X-射線衍射和能量色散譜儀。
過濾介質(zhì)可具有催化劑以減少氣體污染物，或幫助截留的顆粒燃 燒以再生過濾介質(zhì)，這在柴油機(jī)排氣中常見。催化劑可為任意用于顆 粒應(yīng)用的，例如，本領(lǐng)域公知的用于內(nèi)燃排氣催化的那些?？赡苡杏?的催化的例子如下述段落所述。
第一例示的催化劑是直接地結(jié)合-金屬(bound-metal)催化劑，如 貴金屬、堿金屬、及其組合。貴金屬催化劑的例子包括鉑、銠、鈀、 釕、錸、銀及其合金。堿金屬催化劑的例子包括銅、鉻、鐵、鈷、鎳、 鋅、鎂、釩、鈦、鈧及其組合。金屬催化劑，優(yōu)選地以金屬的形式， 但也可以無機(jī)化合物的形式存在，如氧化物、氮化物和碳化物，或作 為多孔催化劑載體的陶瓷晶粒內(nèi)的缺陷結(jié)構(gòu)。金屬可以任意適合的方 法應(yīng)用，如本領(lǐng)域公知的那些。例如，金屬催化劑可通過化學(xué)氣相沉 積應(yīng)用。
第二例示的催化劑為并入前述催化劑蜂窩陶瓷晶粒的晶格結(jié)構(gòu)的 一種催化劑。例如，元素可為Ce、 Zr、 La、 Mg、 Ca、前述段落所述的 金屬元素或其組合?？蓪⑦@些元素以任意合適的方式(如本領(lǐng)域公知 的那些)并入。
第三例示的催化劑為在其上沉積有金屬的陶瓷顆粒的組合。這些 通常被稱為修補(bǔ)基面涂層(wash-coat)。通常，修補(bǔ)基面涂層由微米-尺寸的陶瓷顆粒，如其上沉積有金屬的沸石、硅鋁酸鹽、二氧化硅、 二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋇、碳酸鋇和氧化鋁顆粒構(gòu)成。對(duì)于直接沉 積的金屬，金屬可為任意前述的。特別優(yōu)選的修補(bǔ)基面涂層催化劑涂 層是由其上具有貴金屬的氧化鋁顆粒組成的一種。需要理解修補(bǔ)基面 涂層可由多于一種的金屬氧化物組成，如含有鋯、鋇、鑭、鎂和鈰中 的至少一種的氧化物的氧化鋁。
第四例示的催化劑為鈣鈦礦-型催化劑，包括金屬氧化物組合物， 如Golden在美國(guó)專利號(hào)5,939,354中描述的那些。
第五例示的催化劑為通過在30(TC至300(TC煅燒形成和沉積在催 化劑載體上的一種，包括下述的組合物(a)含有至少一種金屬鹽的水性 鹽溶液和(b)兩親的含有環(huán)氧乙烷的共聚物，其中共聚物的平均分子量 大于400，環(huán)氧乙烷含量為5至90%, HLB在-15至15之間，如
9Gruenbauei'等人在PCT專利申請(qǐng)?zhí)朩O99/18809中所述。此外，催化 劑也可為如美國(guó)專利號(hào)5,698,483禾P PCT專利申請(qǐng)?zhí)朩O99/03627所
述的一種。
重申的是，本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方式
是，當(dāng)多孔陶瓷是鋇長(zhǎng)石 時(shí)，其中鋇長(zhǎng)石陶瓷具有在IO(TC至100(TC之間連續(xù)的體積熱膨脹系
數(shù)。已發(fā)現(xiàn)該鋇長(zhǎng)石可通過包括下述的方法制造鋇長(zhǎng)石得到，
(a) 混合鋇長(zhǎng)石前體以形成摻加物，
(b) 在含有四氟化硅的氣氛下的加熱過程中加熱摻加物一段時(shí)間， 以形成含氟中間體，和
(c) 然后在基本不含氟的氣氛中加熱含氟中間體以形成六方鋇長(zhǎng)石 陶瓷。
前體可為用以制造鋇長(zhǎng)石的合適比例的金屬或金屬化合物的任意 組合，如氧化物、碳酸鹽、乙酸鹽、氟化物、和硅酸鹽(silcate)。優(yōu) 選前體為金屬氧化物、碳酸鹽或其組合。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中， 前體為碳酸鋇、二氧化硅和氧化鋁。
混合可為任意合適的用以形成摻加物的方法，如本領(lǐng)域公知的那些。
如果需要，可使用例如公知的方法和添加劑通過任意合適的方法 將摻加物成型為多孔形狀。例子包括注塑、擠出、等靜壓成型(isostatic pressing)、注^突成型、輯壓(roll compaction)禾口帶禱(tape casting)。 這些中的每一個(gè)均在Introduction to the Principles of Ceramic Processing. J. Reed, 20和21章，Wiley Interscience, 1988中有更詳細(xì)的描述。
可將摻加物加熱至某一溫度一段足以將摻加物中的前體化合物轉(zhuǎn) 化為含氟中間體的時(shí)間(中間體加熱)然后冷卻和隨后加熱(最終加熱)以 形成六方鋇長(zhǎng)石陶瓷。優(yōu)選地，中間體加熱隨后最終加熱，而不在同 一加熱爐中冷卻。加熱過程也可在中間體和最終加熱之間循環(huán)。通常， 中間體相為氧化鋁、鋇長(zhǎng)石和多種Ba-Al-F相，其在隨后加熱時(shí)通常轉(zhuǎn) 化為更多鋇長(zhǎng)石、BaAl2OjB BaAli20i9和余量的氧化鋁。也可能，取
決于起始組合物和工藝條件，單斜晶鋇長(zhǎng)石存在的量為最多10體積％， 但單斜晶鋇長(zhǎng)石的存在不優(yōu)選。
通常，中間體加熱至50(TC到110(TC的溫度。優(yōu)選中間體加熱溫度為至少550。C，更優(yōu)選至少65(TC，最優(yōu)選至少725。C，至優(yōu)選最多 HOO。C，更優(yōu)選最多1000°C，最優(yōu)選最多950°C。在溫度下的時(shí)間可 為任意足以形成中間體的時(shí)間量。通常，在溫度下的時(shí)間為2分鐘至4 天。更優(yōu)選，在溫度下的時(shí)間為至少5、 10、 20; 30、 45分鐘和60分 鐘。更優(yōu)選，在溫度下的時(shí)間為最多約2天、l天、12小時(shí)、6小時(shí)、 4小時(shí)和3小時(shí)、
中間體加熱過程中的氣體壓力可為任意合適的，但，通常由于實(shí) 踐原因小于10個(gè)大氣壓，優(yōu)選小于2個(gè)大氣壓至通常為至少約50托， 優(yōu)選至少約100托，更優(yōu)選至少約200托和最優(yōu)選至少約400托。
可在中間體加熱過程中通過使氣體流入加熱爐提供四氟化硅，或 可以以與美國(guó)專利號(hào)4,910,172所述近似的方式，從含有氟的前體化合 物(如A1F3)分解隨后與含Si的前體化合物(例如Si02)反應(yīng)產(chǎn)生。優(yōu) 選地，以分離的氣體提供四氟化硅。四氟化硅可單獨(dú)提供或與不影響 中間體形成的其他氣體組合提供。合適的其他氣體包括稀有氣體、氧 氣和氮?dú)狻?yōu)選四氟化硅作為流動(dòng)氣體提供，與氣體的靜態(tài)增壓相反。
在中間體加熱過程中，氣氛可為惰性以起始(例如氮?dú)?或真空 直至至少500°C (此時(shí)優(yōu)選引入含氟氣體)。在加熱至中間體溫度的過 程中，可除去有機(jī)化合物和水(其可能已用于成型摻加物)。這些也可 在獨(dú)立的加熱歩驟中除去，該步驟為本領(lǐng)域常見的，描述于Introduction to the Principles of Ceramic Processing, J. Reed, Wiley Interscience, 1988 中。
最終加熱溫度可為任意合適的溫度，取決于，例如，變量如使用 的前體和中間體加熱條件。通常，最終加熱溫度為至少IOO(TC至最多 1700°C。優(yōu)選最終溫度為至少1050°C，更優(yōu)選至少1075。C和最優(yōu)選至 少110(TC至優(yōu)選最多1600°C，更優(yōu)選最多1550°C，和最優(yōu)選最多1500 °C。
氣氛不含氟至在最終加熱過程中除去氟以形成鋇長(zhǎng)石陶瓷所必須 的程度。亦即，不含氟不意味著絕對(duì)沒有氟存在，因?yàn)橛捎诤虚g 體形成鋇長(zhǎng)石陶瓷，自然有某些氟存在，但提供的氣氛不特意含有氟。 不限制至絕對(duì)量，通常提供的氣體中氟的量為最多約1000 ppm。更優(yōu) 選氣體中氟的量為最多約500 ppm， 250 ppm， 100 ppm， 50 ppm， 25
lippm， 10ppm和最優(yōu)選不可測(cè)得的氟量(亦即，對(duì)所有實(shí)踐目的為0)。 氣氛可為真空、干或濕空氣、氮?dú)饣蚨栊詺怏w如稀有氣體。優(yōu)選氣氛 為環(huán)境或濕空氣。也優(yōu)選氣氛為流動(dòng)氣體或從真空循環(huán)然后用氣體回 填的一種。
在最終加熱溫度下的時(shí)間可為任意如對(duì)中間體加熱所述。 還可用于本發(fā)明的過濾體系的過濾介質(zhì)的鋇長(zhǎng)石多孔陶瓷，也可
用于其他使用多孔陶瓷的應(yīng)用，如用于浸潤(rùn)金屬或塑料以制造復(fù)合材
料的基體，液體過濾、絕緣等等。
實(shí)施例 實(shí)施例1
將60重量份的kappa氧化鋁6-15微米粉末(Selecto Scientific, Georgia)與40重量份的碳酸鋇(99.8。/Q，1微米粉末(Alpha Aesar, Ward Hill, MA ))混合，壓制成丸粒并在600/500托SiF4壓力下在石英反應(yīng) 器中加熱約4小時(shí)。在SiF4下加熱之后存在的(中間體)相為鋇長(zhǎng)石、氧 化鋁和Ba-Al-F相。然后將樣品在空氣中在140(TC熱處理2小時(shí)。以 重量計(jì)，所得組合物由65.8%六方鋇長(zhǎng)石、3.4%A1203、 4.9%BaAl204 和25.9。/oBaAluO,9構(gòu)成。未檢測(cè)到單斜晶鋇長(zhǎng)石。微結(jié)構(gòu)幾乎全部為 盤-狀，這暗示著兩個(gè)主相-鋇長(zhǎng)石和鋇鋁酸鹽均為片晶形式。這些片晶 通常直徑為30-50微米，厚度為1-5微米。最終六方鋇長(zhǎng)石陶瓷由熔融 的片晶晶粒組成，如圖l所示，其為約60%多孔的，平均孔尺寸為約 10微米。
實(shí)施例2
將Kappa A1203、碳酸鋇、二氧化硅99.5%、 2微米粉末(Alpha Aeser) 混合在一起形成混合物。在該混合物中，Al/Si的比例為3:1。碳酸鋇 的量為總混合物的30重量％。將混合物壓制成丸粒并在500/600托SiF4 壓力下反應(yīng)約4小時(shí)，然后在空氣中在140(TC熱處理2小時(shí)。以重量 計(jì)，熔融的片晶陶瓷(63%孔隙率)具有約70%的六方鋇長(zhǎng)石和30%未反 應(yīng)的a氧化鋁。主體(body)在30(TC表現(xiàn)出缺乏連續(xù)性的熱膨脹。熱 膨脹系數(shù)為4.2 (在200°C)、4.5 (在500。C)和5.5 (在1000。C) X l(T6ppm/°C。
實(shí)施例3
將Kappa A1203、碳酸鋇和二氧化硅混合在一起形成混合物。在該 混合物中，Al/Si的比例為3:l。碳酸鋇的量為總混合物的40重量％。 混合如實(shí)施例2中所述進(jìn)行。完畢之后，孔隙率為約60-62%,強(qiáng)度為 約17 MPa(4-點(diǎn)彎曲測(cè)試ASTM C1421-99)和模量為約23 GPa (ASTM C1259-94)。以重量計(jì)，主體由27%A1203、 69%六方鋇長(zhǎng)石和3%的 BaAl,20i9構(gòu)成。
進(jìn)行熱循環(huán)以測(cè)定該樣品的抗熱震性。使得該實(shí)施例的組合物的 4-點(diǎn)彎曲樣品條經(jīng)受10次加熱和冷卻循環(huán)，該循環(huán)從20(TC至50(TC并 再次返回，加熱和冷卻速率為1(TC/分鐘。在10個(gè)循環(huán)之后打斷這些 樣品條顯示，與未經(jīng)受加熱和冷卻循環(huán)的樣品條相比，無模量的統(tǒng)計(jì) 學(xué)上顯著的強(qiáng)度減小或變化。
下述權(quán)利要求，即使它們不是明確的互相從屬，任一項(xiàng)權(quán)利要求 與任一項(xiàng)或更多權(quán)利要求所述的具體實(shí)施方案的任意組合是本發(fā)明所 預(yù)期的。
權(quán)利要求
1、一種改進(jìn)的顆粒過濾體系，該體系由其中具有過濾介質(zhì)的外殼和用以使得待過濾的流體通過過濾介質(zhì)的入口和出口組成，其中過濾介質(zhì)由多孔陶瓷組成，多孔陶瓷由熔融的片晶陶瓷晶粒組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾體系，其中多孔陶瓷具有最多8 ppm/x:的最大體積熱膨脹系數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾體系，其中多孔陶瓷具有最多6 ppm/ 'C的最大熱膨脹系數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾體系，其中多孔陶瓷具有最多4 ppm/ "C的最大熱膨脹系數(shù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾體系，其中多孔陶瓷具有最多3 ppm/ 。C的熱膨脹系數(shù)。
6、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的過濾體系，其中多孔陶瓷由鋇 長(zhǎng)石晶粒組成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的過濾體系，其中鋇長(zhǎng)石晶粒在IO(TC至 100(TC之間表現(xiàn)出連續(xù)的體積膨脹系數(shù)。
8、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的過濾體系，其中在柴油機(jī)發(fā)動(dòng) 機(jī)排氣中并入過濾體系。
9、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的過濾體系，其中熔融的陶瓷片 晶晶粒至少50體積％為鋇長(zhǎng)石晶粒。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的過濾體系，其中鋇長(zhǎng)石晶粒包括至少 75體積％的熔融的陶瓷片晶晶粒。
11、 根據(jù)權(quán)利要求io所述的過濾體系，其中鋇長(zhǎng)石片晶晶粒具有六方結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的過濾體系，其中鋇長(zhǎng)石片晶晶粒具有 連續(xù)的熱膨脹系數(shù)。
13、 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的過濾體系，其中熔融的陶瓷片晶晶粒由六方鋇長(zhǎng)石晶粒組成，該六方鋇長(zhǎng)石晶粒通過包括下述的 方法形成，o)混合鋇長(zhǎng)石的前體以形成摻加物，(b)在含有四氟化硅的氣氛下加熱摻加物以形成含氟中間體，和 Cc)隨后在不含氟的氣氛中加熱含氟中間體以形成六方鋇長(zhǎng)石陶瓷。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的過濾體系，其中四氟化硅作為獨(dú)立氣 體提供。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的過濾體系，其中四氟化硅由前體化合 物分解提供。
16、 一種多孔鋇長(zhǎng)石陶瓷，其由熔融的六方鋇長(zhǎng)石陶瓷晶粒組成， 其中鋇長(zhǎng)石陶瓷具有在IO(TC至100(TC之間連續(xù)的熱膨脹系數(shù)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的多孔鋇長(zhǎng)石陶瓷，其中鋇長(zhǎng)石陶瓷具 有至少約30%的孔隙率。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的多孔鋇長(zhǎng)石陶瓷，其中鋇長(zhǎng)石陶瓷具 有至少約50%的孔隙率。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的多孔鋇長(zhǎng)石陶瓷，其中孔隙率為至少 60%。
20、根據(jù)權(quán)利要求16-19任一項(xiàng)所述的多孔鋇長(zhǎng)石，通過包括下述的方法制造，(a) 混合鋇長(zhǎng)石的前體以形成摻加物，(b) 在含有四氟化硅的氣氛下加熱摻加物以形成含氟中間體，和(c) 隨后在不含氟的氣氛中加熱含氟中間體以形成六方鋇長(zhǎng)石陶
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的顆粒過濾體系，其具有用于待過濾的流體的入口，該入口連接至含有過濾介質(zhì)的外殼使得流體通過過濾介質(zhì)，以及用于經(jīng)過濾的流體流出的出口。過濾體系的改進(jìn)在于過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)由熔融的片晶晶粒的多孔陶瓷組成。在特定的具體實(shí)施方式
中，多孔陶瓷為鋇長(zhǎng)石多孔陶瓷，其中鋇長(zhǎng)石晶粒具有六方形態(tài)并從100℃至1000℃表現(xiàn)出連續(xù)的體積熱膨脹系數(shù)。
文檔編號(hào)C04B35/195GK101489950SQ200780026918
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者A·J·普齊科, N·M·申克爾, R·A·紐曼 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司