[發明專利]在蜂窩整體材料中的氣體成孔劑

無效

• 申請號: 200980133225.1
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN102131749A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: K·R·布倫達吉;R·L·布什;R·A·羅斯;Y·唐
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B38/10;B28B3/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

與相關申請交叉引用

本申請要求在2008年8月28日提交的美國申請系列號12/199829的優先權。

背景技術

本發明一般涉及多孔陶瓷制品及其制造方法，具體涉及一種使用可壓縮的氣體作為成孔劑來制造多孔陶瓷制品的方法。

通過利用有機的成孔劑在陶瓷基體中造孔已經數十年了。一般的有機成孔劑，如石墨、淀粉、米和軟木具有400-900℃的大幅度放熱曲線。這種放熱曲線導致在煅燒過程中的裂縫問題和非常平緩的緩變率。用有機的成孔劑一般地制出具有50％-60％孔隙率的陶瓷襯底。隨著市場的推動持續需要低成本和高孔隙率的陶瓷襯底。為了用常規的有機成孔劑獲得高的孔隙率，必須增加大量的材料。有時為了獲得65％的孔隙率需要大于50％的有機的成孔劑。另外，對于高的孔隙率要求，這些大量的有機的成孔劑負載不能產生相應結果的孔隙率。

人們還試用了不太常規的成孔劑，如過氧化氫。過氧化氫是液體，在濕法配料工藝中加入，保持在成型和干燥步驟中，其中它的濃度、與其它的材料的相互作用和干燥條件導致它會分解成O₂或NO₂氣體以在濕生坯中形成氣孔。

因此，提供一種成孔劑，使陶瓷襯底不使用顆粒成孔劑而具有更一致的和更大的孔隙率，是合乎需要的。如果成孔劑不與其它影響流變學、批料流動性和擠出質量的批料相互作用，或者通常地不導致如不均勻的干燥、比較久的干燥時間、和/或裂縫的干燥困難，或者不使可以控制產生符合要求的氣孔尺寸并且不需要“燒盡”周期的放熱曲線需要更平緩的緩變率和更久時間的燒成工藝變復雜，是同樣合乎需要的。如果成孔劑產生具有比用常規的顆粒成孔劑得到的更大的孔隙率的多孔陶瓷制品，這也是有利的。

概要

在本發明的一方面，提供一種用于產生多孔陶瓷制品的方法，包括步驟：提供用于形成多孔陶瓷制品的前體批料；在前體批料中注入氣體并且混合氣體和前體批料；對前體批料和氣體的混合物加壓，其中壓力足以使氣體液化；保持壓力使前體批料成型成生坯；從生坯上除去壓力并燒制生坯以生產多孔陶瓷制品。

在本發明的另一方面，提供一種用于產生多孔陶瓷制品的方法，包括步驟：提供無機陶瓷形成成分、有機粘結劑和溶劑，混合無機陶瓷形成成分、有機粘結劑和溶劑以形成前體批料；從前體批料中排出空氣，在前體批料中注射二氧化碳氣并且混合氣體和前體批料；對前體批料和二氧化碳混合物加壓，其中壓力至少約1650psi，保持壓力使前體批料成型成生坯，從生坯上除去壓力并燒制生坯以生產多孔陶瓷制品。

在本發明的更進一方面，提供一種由包括無機的陶瓷形成成分和二氧化碳的陶瓷前體批料制成的多孔陶瓷制品，其中二氧化碳是通過對陶瓷前體批料施加至少1650psi的壓力液化的。

本發明附加的特點和優點將在隨后的詳細說明中闡述，部分地說明對本領域技術人員顯而易見，或者通過實施描述于此的本發明來認識，包括隨后的詳細說明和權利要求。

可以理解上文一般說明及其下詳細說明二者都介紹了本發明的實施方式，目的是按照要求提供用于理解本發明實質和特性的綜述或者框架，用來說明各種實施方式和解釋本發明的原理與操作。

詳細說明

廣泛地，本發明提供一改進的方法用于制造多孔陶瓷制品，該多孔陶瓷制品例如可以用在陶瓷過濾器應用中的。本方法用于生產多孔陶瓷制品，可包括步驟：提供一種陶瓷前體批料用于形成多孔陶瓷制品，其中陶瓷前體批料可以包括無機的陶瓷形成成分、有機粘結劑和溶劑。此方法可以同時包括在陶瓷前體批料中注入氣體并一起混合氣體與前體批料。然后壓力可施加于陶瓷前體批料和氣體混合物上。壓力必須足以液化氣體。根據非限定性的例子，二氧化碳在至少1650psi的壓力下液化。然后，在保持壓力下，陶瓷前體批料和氣體混合物可成型成生坯。生坯成型完成后，撤去壓力，液化的氣體變成氣態，在生坯中形成氣孔。最終干燥和燒成生坯以生產多孔陶瓷制品。