陶瓷蜂窝结构体及其制造方法_4

文档序号:9290695阅读:来源:国知局
由陶瓷蜂窝过滤器切割而得到的试验片 (1 OmmX 10mmX 10mm)收纳于Micromeritics公司制Auto pore III的测定设备内,使孔道 内减压后,导入水银并进行加压,求出加压时的压力、与压入试验片内所存在的微孔中的水 银的体积之间的关系。根据上述压力与体积之间的关系,求出微孔直径与累积微孔容积之 间的关系(累积微孔容积分布曲线)。将导入水银的压力设为0. 5psi (0. 35X 10 3kg/mm2), 由压力计算微孔直径时的常数使用接触角=130°和表面张力= 484dyne/cm的值。
[0108] 根据利用水银压入法求得的累积微孔容积分布曲线、即微孔直径与累积微孔容积 之间的关系,求出气孔率、微孔直径以及其分布。气孔率是根据总微孔容积的测定值,将堇 青石的真比重设为2. 52g/cm3,通过计算而求出的。微孔的中值微孔直径、以及规定的微孔 直径分布(微孔直径20 μ m以下的累积微孔容积、微孔直径大于20 μ m且50 μ m以下的累 积微孔容积、和微孔直径大于50 μ m的累积微孔容积)根据累积微孔容积分布曲线而求出。
[0109] 在隔壁表面开口的微孔直径及其分布通过在800 μ mX 800 μ m的视野中,根据拍 摄隔壁的表面而得的电子显微镜照片,利用图像解析装置(例如,Media Cybernetics公司 制Image-Pro Plus ver. 6. 3)进行解析而求得。算出在隔壁表面开口的微孔的开口面积率、 在隔壁表面开口的微孔的中值开口直径、以等效圆直径表示在隔壁表面开口的微孔时的中 值开口直径、开口直径30 μπι以下的累积开口面积、以及开口直径100 μπι以上的累积开口 面积。
[0110] 通气度设为使用 Perm Automated Porometer (注册商标)6. 0 版(Porous Materials公司),边使空气流量从30cc/sec增加至400cc/sec边进行测定而得的通气度 的最大值。
[0111] A轴压缩强度按照社团法人汽车技术会规定的标准M505-87 "汽车废气净化用陶 瓷整体载体的试验方法"进行测定。
[0112] 20~800°C间的热膨胀系数(CTE)使用由蜂窝过滤器切割而成的另外的试验片进 行测定。
[0113] (3)过滤器性能的评价
[0114] 使实施例1~16和比较例1~10中得到的陶瓷蜂窝结构体中的剩余的各1个如 下操作而负载催化剂,对所得的过滤器的压力损失和催化剂效果进行了评价。
[0115] (a)催化剂的负载
[0116] 将含有活性氧化铝、作为贵金属的铂(Pt)和作为助催化剂的铈(Ce)的氧化物 (CeO2)的催化剂浆料利用吸引法导入陶瓷蜂窝结构体的隔壁表面和隔壁内部的微孔而形 成涂布层,进行加热干燥,制作出负载有催化剂的陶瓷蜂窝结构体。
[0117] (b)压力损失
[0118] 向固定于压力损失试验架的陶瓷蜂窝结构体以IONmVmin的流量送入空气,求出 此时的流入侧与流出侧之间的压差作为初期压力损失。其结果是将压力损失相对于比较例 1的压力损失为
[0119] 0.9倍以上的情形设为(X)
[0120] 大于0. 7倍且0. 9倍以下的情形设为(Λ )、
[0121] 大于0. 5倍且0. 7倍以下的情形设为(〇)、及
[0122] 0· 5倍以下的情形设为(◎),
[0123] 由此来评价压力损失。将结果示于表4。
[0124] (c)催化剂效果
[0125] 向负载有催化剂的陶瓷蜂窝结构体导入废气温度为300°C、且包含400ppm的NOx 的废气,添加于废气中的NOx量为等量的柴油燃料(HC),测定负载有催化剂的陶瓷蜂窝结 构体出口处的废气中的NOx量,测定催化剂所带来的净化效果。其结果是将NOx净化率相 对于比较例1的NOx净化率为
[0126] 0.9倍以上的情形设为(X)
[0127] 大于0. 7倍且0. 9倍以下的情形设为(Λ )、
[0128] 大于0. 5倍且0. 7倍以下的情形设为(〇)、及
[0129] 0· 5倍以下的情形设为(◎),
[0130] 由此来评价催化剂所带来的净化效果。将结果示于表4。
[0131] 表 1
[0132]





[0145] 根据表4可知,本发明的实施例1~16的陶瓷蜂窝结构体可维持强度,并且在负 载催化剂后的陶瓷蜂窝结构体中,催化剂所带来的有害物质的除去能力高,且压力损失小。 另一方面,对于比较例1~10的陶瓷蜂窝结构体而言,在强度、负载催化剂后的陶瓷蜂窝结 构体中催化剂所带来有害物质的除去能力、压力损失方面存在问题。
【主权项】
1. 一种陶瓷蜂窝结构体,其特征在于, 其为具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体, 对于所述隔壁, (a) 气孔率为50~80%, (b) 利用水银压入法测定的中值微孔直径为25~50 ym, (c) (i)利用水银压入法测定的微孔直径20 ym以下的累积微孔容积为总微孔容积的 25%以下, (ii) 利用水银压入法的测定的微孔直径大于20 y m且50 y m以下的累积微孔容积为总 微孔容积的50%以上,以及 (iii) 利用水银压入法测定的微孔直径大于50 ym的累积微孔容积为总微孔容积的 12%以上。2. 根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构体,其特征在于, 在所述隔壁表面开口的微孔的开口面积率、即隔壁表面的每单位面积中开口的微孔的 总开口面积为30%以上。3. 根据权利要求1或2所述的陶瓷蜂窝结构体,其特征在于, 以等效圆直径表示在所述隔壁表面开口的微孔时,中值开口直径为60 ym以上。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的陶瓷蜂窝结构体,其特征在于, 以等效圆直径表示在所述隔壁表面开口的微孔时,开口直径30 ym以下的累积开口面 积为总开口面积的20%以下。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的陶瓷蜂窝结构体,其特征在于, 以等效圆直径表示在所述隔壁表面开口的微孔时,开口直径100 y m以上的累积开口 面积为总开口面积的30~70%。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的陶瓷蜂窝结构体,其特征在于, 所述隔壁的通气度为IOX 10 12~30X10 12m2。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的陶瓷蜂窝结构体,其特征在于, 所述陶瓷蜂窝结构体的A轴压缩强度为1.0 MPa以上。8. -种陶瓷蜂窝结构体的制造方法,其特征在于, 包括:将包含堇青石化原料和造孔材料的原料粉末混炼而得到坯土的工序;将所述坯 土挤出成形而得到蜂窝状的成形体的工序;以及对所述成形体进行干燥和烧成而得到陶瓷 蜂窝结构体的工序, (a) 所述堇青石化原料包含具有10~60 ym的中值粒径的二氧化娃10~25质量%, (b) 对于所述造孔材料, (i) 具有大于70 ym且200 ym以下的中值粒径, (ii) 在表示粒径与累积体积的关系的曲线中,与总体积的90%相当的累积体积下 的粒径D90为90~250 ym,以及与总体积的10%相当的累积体积下的粒径DlO为15~ 160 u m, (iii) 粒度分布偏差SD为0? 3以下, (c) 所述造孔材料的含量相对于堇青石化原料为1~20质量%, 其中,累积体积是累积特定粒径以下的粒子体积而得的值。
【专利摘要】一种陶瓷蜂窝结构体,其特征在于,其为具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体,对于所述隔壁而言,(a)气孔率为50~80%,(b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25~50μm,(c)(i)利用水银压入法测定的微孔直径20μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的25%以下,(ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20μm且50μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的50%以上,以及(iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50μm的累积微孔容积为总微孔容积的12%以上。
【IPC分类】B01D53/94, B01J23/56, F01N3/28, B01J35/04
【公开号】CN105008050
【申请号】CN201480009653
【发明人】冈崎俊二
【申请人】日立金属株式会社
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年3月31日
【公告号】EP2937143A1, WO2014163036A1
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