[發明專利]一種蜂窩陶瓷增強結構

在審

• 申請號: 201711447683.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108590822A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 繆衛國;宋錫濱;崔明山;張兵;吳書全
• 申請（專利權）人: 山東國瓷功能材料股份有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明涉及蜂窩陶瓷直通載體技術領域，公開了一種蜂窩陶瓷增強結構，其特征在于，包括：進口蜂窩陶瓷面和出口蜂窩陶瓷面，進口蜂窩陶瓷面和出口蜂窩陶瓷面均設有與外側壁夾角為20°?70°的第一區域格子，第一區域格子設有倒角，進口蜂窩陶瓷面和出口蜂窩陶瓷面還設有與外側壁夾角為0°?20°和70°?90°的第二區域格子，第一區域格子的孔壁比第二區域格子的孔壁厚1％?80％。本發明在斜角區域進行增強，增加壁厚和增設倒角，既能保證增強效果，又能保證良好的抗熱震性能和較小的背壓。

技術領域

本發明涉及蜂窩陶瓷直通載體技術領域，特別是涉及一種蜂窩陶瓷增強結構。

背景技術

為滿足越來越嚴格的尾氣排放法規需求，蜂窩陶瓷直通載體的產品逐漸向薄壁及高氣孔率發展。其中，薄壁化可帶來許多性能上的好處，如降低壓降，減少冷啟動時間等。通用直通載體的壁厚，已從20 多年前的6mil(1mil＝25.4微米)，降低到4mil或3mil，乃至2mil。由于壁厚的降低，蜂窩陶瓷的強度受到了很大的影響。由于強度的降低，在產品生產，催化劑涂覆，以及封裝過程中，會造成缺陷，嚴重的會造成開裂，從而造成產品損耗。這些缺陷，主要產生于靠近皮膚的區域，因此，增強這些區域是解決問題的關鍵。

為解決這一潛在的問題，我們有必要對蜂窩陶瓷直通載體的結構進行加固，以適應于薄壁高氣孔率的應用。從理論上，蜂窩陶瓷的結構強度因子(MIF)由以下的公式(1)決定：

MIF＝t²/L(L-t) (1)

其中，t是孔壁的厚度，L是孔的間隔。

為使得強度增加及應力減少，通常在孔的角處加入倒角，若倒角的半徑為R,則公式(1)演變成(2)

MIF＝t²/L(L-t-2R) (2)

若蜂窩陶瓷直通載體強度不夠，在材料封裝時易造成開裂問題。根據實驗結果，在皮膚附近的壁增厚及加入倒角結構，可有效地提高直通載體的力學強度。但是，增強結構的主要難題是平衡增強效果與其它性能。若增強過多，則抗熱震性能降低及背壓增大。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種蜂窩陶瓷增強結構，解決現有技術中蜂窩陶瓷直通載體因強度不夠所導致的開裂問題以及增強過多所導致的抗熱震性能降低及背壓增大的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種蜂窩陶瓷增強結構，其特征在于，包括：進口蜂窩陶瓷面和出口蜂窩陶瓷面，所述進口蜂窩陶瓷面和所述出口蜂窩陶瓷面均設有與外側壁夾角為20°-70°的第一區域格子，所述第一區域格子設有倒角，所述進口蜂窩陶瓷面和所述出口蜂窩陶瓷面還設有與外側壁夾角為0°-20°和70°-90°的第二區域格子，所述第一區域格子的孔壁比所述第二區域格子的孔壁厚 1％-80％。

其中，所述第一區域格子的范圍為從最外側的孔至靠近外側的第十個孔。

其中，所述第一區域格子的范圍為從最外側的孔至靠近外側的第六個孔。

其中，所述第一區域格子的孔壁比所述第二區域格子的孔壁厚 5-50％。

其中，沿中心至外側的順序，每個所述第一區域格子的孔壁比前一孔的孔壁增厚1％-80％。

其中，沿中心至外側的順序，每個所述第一區域格子的孔壁比前一孔的孔壁增厚5-50％。

其中，最內側的所述第一區域格子的倒角為半徑0.01mm-0.1mm。

其中，沿中心至外側的順序，每個所述第一區域格子的倒角半徑比前一孔的倒角半徑增加0.01mm-0.1mm，且最外側的所述第一區域格子的倒角半徑不大于0.3mm。