[發明專利]氣體過濾結構的選擇方法

有效

• 申請號: 200680045163.5
• 申請日: 2006-11-29
• 公開（公告）號: CN101322023A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: C·威斯;P·J·D·吉羅特
• 申請（專利權）人: 歐洲技術研究圣戈班中心
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉維升;段家榮

本發明涉及任選包括用于例如在柴油型內燃機廢氣管線中的催化 組分的過濾結構領域。

能夠處理通常來自柴油發動機的氣體并除去煙炱的過濾器，在現 有技術中是公知的。此種結構最經常地都具有蜂窩狀結構，該結構的 一個表面允許進入待處理的廢氣，而另一個面排出處理過的廢氣。該 結構在進入面和排出面之間包括一組彼此平行并被多孔的壁隔開的相 鄰管道或通道。這些管道在其一端或另一端被閉塞，以界定出沿著進 入面開口的入口室和沿著排出面開口的出口室。該通道還以使得廢氣 在穿過蜂窩狀體的過程中，被強制穿過進口通道的側壁以在出口通道 再匯合的順序被交替閉塞。如此就使顆粒或煙炱沉積并積累在過濾體 的多孔壁上。

當前，為了過濾氣體使用了多孔陶瓷過濾器，它們是用例如堇青 石、氧化鋁、多鋁紅柱石、氮化硅、硅/碳化硅混合物或碳化硅制造的。

眾所周知，在其使用的過程中，顆粒過濾器要相繼經過過濾期(聚 積煙炱)和再生期(除去煙炱)。在過濾期，發動機排放出的煙炱顆 粒被保留并沉積在過濾器內部。而在再生期，在過濾器內部煙炱顆粒 被燃燒，為的是恢復其過濾性能。因此，過濾器在發動機的廢氣管線 中的使用和壽命涉及到的一個重要的標準就是其熱機械強度。

另外，眾所周知的是在發動機廢氣管線中放入如上所述的顆粒過 濾器會導致能改變發動機廢氣管線性能的壓降。因此，該過濾器應該 被成形以避免這樣的改變。

決定如上所述任選催化的過濾結構的選擇的另一個標準是其煙炱 的沉積時間。此時間相當于當過濾器在第一次使用或在再生期之后期 間，為了達到其最大過濾效率時所必需的時間。假設此時間特別地取 決于足夠量的煙炱在過濾器的孔隙中沉積以堵塞煙炱細顆粒直接穿過 過濾器壁。不適當的沉積時間直接的后果之一就是，在新的或者再生 期之后的過濾器中出現持久而有害的黑煙，而且在廢氣管線的出口處 存在有煙炱的痕跡。很明顯，出于環境、外表(image)和使用舒適的 問題，汽車制造商希望在裝有這種過濾器的汽車上抑制或者至少減少 這種現象出現。

煙炱的沉積是眾所周知的不良現象，毫無疑問，由于在過濾器工 作的過程中，在過濾器上無法實時測量所沉積煙炱的質量。實際上唯 一可獲得的，是通過分析過濾器出口處廢氣中存在的顆粒率來間接測 量煙炱沉積時間。

本發明目的方法涉及由多孔陶瓷材料制成的顆粒過濾器領域，這 些陶瓷材料包括在例如堇青石、氧化鋁、多鋁紅柱石、氮化硅、硅/碳 化硅混合物，且優選碳化硅組成的組中。

本發明特別應用于此顆粒過濾器是碳化硅形成的過濾器，例如通 過燒結/重結晶方法得到的碳化硅(R-SiC)。這種催化過濾器的例子描 述在例如專利申請EP?816065、EP?1142619、EP?1455923和WO 2004/065088中，在其中更詳細地敘述了它們的結構或其合成方法。按 照本發明的結構可以是簡單的整體結構，或者優選是更復雜的組合結 構，最經常是通過被稱為接縫膠(joint)的粘固劑(ciment)將多個整 體單元(éléments?monolithiques)結合起來而得到的。

因此，本發明的目的是提供一種能選擇適合延長用作為顆粒過濾 器的蜂窩狀結構的方法，即能夠解決在前面曝露的所有問題。

更具體說，本發明涉及含有顆粒氣體的過濾結構的選擇方法，所 述結構包括由多孔陶瓷材料構成的，并且包括至少一個，優選包括多 個多孔壁的過濾部分，所述方法的特征在于，從壁表面的第一圖像 (première?image)開始，進行所述第一圖像的處理，該處理包括由結 構單元進行形貌腐蝕(érosion?morphologique)，使得得到具有所述壁 微結構規則性和均勻性的第二特征圖像。

按照一種有利的方式，根據由水銀孔隙計測量的孔的中值孔徑選 擇結構單元的尺寸，任選形態。孔的中值孔徑，在本說明書的意義上 應當理解為孔直徑，對于該孔直徑，有50體積％的孔小于和等于該孔 尺寸。

例如，該結構單元是根據其直徑與孔的中值孔徑之比為1.5-5，優 選為2.5-4.5的的方法選擇的盤狀物。

按照本發明的方法可包括例如以下的步驟：

-準備一部分壁，優選是拋光的，

-優選借助于掃描電子顯微鏡MEB，優選是背散射電子模式(BSE) 來獲得圖像，

-通過閾值化技術處理原始圖像以得到數字化圖像，