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Numero di pubblicazioneDE102011114465 A1
Tipo di pubblicazioneRichiesta
Numero domandaDE201110114465
Data di pubblicazione5 apr 2012
Data di registrazione28 set 2011
Data di priorità30 set 2010
Numero di pubblicazione1110114465, 201110114465, DE 102011114465 A1, DE 102011114465A1, DE 2011/10114465 A1, DE-A1-102011114465, DE102011114465 A1, DE102011114465A1, DE1110114465, DE2011/10114465A1, DE201110114465
InventoriChristophe Augier, David Pinturaud
CandidatoSAINT-GOBAIN CENTRE DE RECHERCHES ET D'ETUDES EUROPéEN
Esporta citazioneBiBTeX, EndNote, RefMan
Link esterni: DPMA, Espacenet
Honeycomb structure useful for filtering exhaust gases in internal combustion engine or in heat exchangers, comprises several channels, which opens at inlet- and outlet surfaces, made of ceramic material comprising sintered grains
DE 102011114465 A1
Estratto
Honeycomb structure comprises several channels (18), which opens at inlet- (26e) and outlet surfaces (26s). The structure is made of a ceramic material comprising sintered grains. The honeycomb structure exhibits an open crack exhibiting a length of 3-30 mm and a maximum width, which is less than 3 times the maximum size of the sintered grains, and is formed as a microcrack. Independent claims are also included for: (1) a composite body comprising a composition of the above honeycomb structure; (2) a device, preferably a heat exchanger and a particle filter (1) exhibiting at least one above sintered honeycomb structure; and (3) producing the honeycomb structure, comprising extruding the ceramic material through a nozzle to form a honeycomb-preform, drying, debinding and sintering the preform, and clogging optionally the channels of the sintered honeycomb structure, before or after sintering, where at least one portion of the preform is exposed during the debinding to an environment suitable for generating the microcrack such that the sintered honeycomb structure is obtained after sintering.
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Rivendicazioni(14)  tradotto da: tedesco
  1. Wabenstruktur, die eine Vielzahl von Kanälen aufweist, welche auf Einlass- und Auslassflächen münden, wobei die Struktur aus einem keramischen Material besteht, welches aus gesinterten Körnern besteht, wobei die Wabenstruktur einen offenen Riss aufweist, welcher ein Länge L f zwischen 3 mm und 30 mm und eine maximale Breite I max aufweist, die unterhalb von 3 mal der maximalen Größe D 99,5 dieser Körner beträgt, ein sogenannter „Mikroriss”. A honeycomb structure having a plurality of channels which open on the inlet and outlet areas, the structure is composed of a ceramic material, which consists of sintered grains, wherein the honeycomb structure has an open crack, which is a length L f of between 3 mm and 30 mm and a maximum width of I max has, which is less than 3 times the maximum size of these grains 99.5 D, a so-called "micro-cracking".
  2. Wabenstruktur nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der das Verhältnis zwischen der maximalen Breite des Mikrorisses und der maximalen Größe der Körner, I max /D 99,5 kleiner als 2,0 ist. A honeycomb structure according to the preceding claim, wherein the ratio between the maximum width of the microcrack and the maximum size of the grains, I max / D is less than 2.0, 99.5.
  3. Wabenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Mikroriss eine Länge L f von größer als 5 mm aufweist. A honeycomb structure according to any preceding claim, wherein the micro-crack has a length L f of more than 5 mm.
  4. Wabenstruktur nach einem der vorhergehden Ansprüche, bei der der Mikroriss auf der äusseren Oberfläche der Wabenstruktur mündet, die sich zwischen den besagten Einlass- und Auslassflächen erstreckt. Vorhergehden honeycomb structure according to any one of claims, wherein the microcracks opening onto the outer surface of the honeycomb structure, which extends between said inlet and outlet areas.
  5. Wabenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen Bereich mit Mikrorissen aufweist, welcher durch die geschlossene Hüllkurve, die das kleinstmögliche Volumen darstellt, begrenzt ist und die Gesamtheit der Mikrorisse beinhaltet und durch die äussere Oberfläche der Wabenstruktur und durch zwei zur longitudinalen Richtung der Wabenstruktur rechtwinklige Ebenen begrenzt ist, wobei sich der mit Mikrorissen versehene Bereich auf weniger als 50% der Länge der Wabenstruktur erstreckt. A honeycomb structure according to any preceding claim, comprising a region of microcracks, which is bounded by the closed envelope, which is the smallest possible volume, and the entirety of the micro-cracks includes and perpendicular through the outer surface of the honeycomb structure and two to the longitudinal direction of the honeycomb structure levels is limited, wherein the extending portion is provided with micro-cracks is less than 50% of the length of the honeycomb structure.
  6. Wabenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aus einem Material besteht, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von größer als 2,5·10 –6 C –1 zwischen 20 und 1000°C aufweist. A honeycomb structure according to any one of the preceding claims, consisting of a material having a thermal expansion coefficient of greater than 2.5 x 10 -6 C -1 between 20 and 1000 ° C.
  7. Wabenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie keine Spuren von Russ aufweist. A honeycomb structure according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises no traces of carbon black.
  8. Wabenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie neu und unbenutzt ist. A honeycomb structure according to any one of the preceding claims, characterized in that it is new and unused.
  9. Zusammengesetzter Körper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher aus einer Zusammensetzung von Wabenstrukturen besteht, wobei mindestens eine dieser Wabenstrukturen mit einem der vorhergehenden Ansprüche konform ist. Composite body according to one of the preceding claims, which consists of a composition of honeycomb structures, wherein at least one of these honeycomb structures is compliant with one of the preceding claims.
  10. Zusammengesetzter Körper nach dem vorhergehenden Anspruch, in welchem die Wabenstruktur mit Anspruch 5 konform ist, wobei der besagte mit Mikrorissen versehene Bereich näher an der Auslassfläche als der Einlassfläche der besagten Wabenstruktur liegt. A composite body according to the preceding claim, in which the honeycomb structure is in conformity with claim 5, wherein said region is provided with micro-cracks is closer to the outlet face than the inlet area of ​​said honeycomb structure.
  11. Vorrichtung ausgewählt aus einem Wärmetauscher und einem Partikelfilter, welche mindestens eine gesinterte Wabenstruktur aufweist, die mit einem der Ansprüche 1 bis 8 konform ist. A device selected from a particle filter and a heat exchanger having at least a sintered honeycomb structure, which conforms to one of claims 1 through 8.
  12. Herstellungsverfahren einer Wabenstruktur, das die folgenden Schritte aufweist: a) Extrusion eines keramischen Materials durch eine Düse, derart, dass eine Waben-Vorform gebildet wird, b) Trockung, c) Entbinderung und Sinterung besagter Vorform, d) Optional vor oder nach der Sinterung Verstopfen der Kanäle der gesinterten Wabenstruktur, wobei mindestens ein Bereich der besagten Vorform während der Entbinderung einer Umgebung ausgesetzt wird, die geeignet ist, eine Mikrorissbildung zu generieren, derart, dass nach der Sinterung eine gesinterte Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erhalten wird. Production method of a honeycomb structure, comprising the steps of: a) extrusion of a ceramic material through a die, such that a honeycomb-form is formed b) drying c) debinding and sintering said preform, d) optionally before or after sintering clogging of the channels of the sintered honeycomb structure, wherein at least a portion of said preform is subjected during the debinding an environment which is adapted to generate a micro-cracking, such that after the sintering, a sintered honeycomb structure obtained according to any one of claims 1 through 8.
  13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, in welchem die besagte Umgebung: – eine Temperatur unterhalb von 700°C aufweist und/oder – gasförmig ist und eine Sauerstoffkonzentration oberhalb von 15 Volumenprozent und unterhalb von 25 Volumenprozent aufweist, und/oder – darin gehalten wird während einer Dauer von mehr als von 1 Stunde. Method according to the preceding claim, in which the said area: - a temperature below 700 ° C, and / or - is a gas and has an oxygen concentration greater than 15 volume percent and below 25 percent by volume, and / or - is held therein for a duration of more than 1 hour.
  14. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem während der Entbinderung die Vorform einer mittleren Luftstrommenge zwischen 5 und 20·10 –2 m 3 /s pro m 2 der Oberfläche besagter Vorform ausgesetzt ist. A method according to any one of the preceding claims, wherein the preform is an average amount of air flow of between 5 and 20.10 -2 m 3 / s per m 2 of the surface of said preform is subjected during the debinding.
Descrizione  tradotto da: tedesco
  • Technisches Gebiet Technical Field
  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft eine Wabenstruktur, insbesondere eine Wabenstruktur, die bestimmt ist für die Filtration von Auspuffgasen aus einem Verbrennungsmotor oder für einen Wärmetauscher. The invention relates to a honeycomb structure, particularly a honeycomb structure which is intended for the filtration of exhaust gases from an internal combustion engine, or a heat exchanger.
  • [0002] [0002]
    Sie besteht insbesondere aus einem monolithischen Körper, einem zusammengesetzten Körper bestehend aus einer Zusammensetzung einer Vielzahl von einzelnen Blöcken, welche mittels zwischen diesen einzelnen Blöcken eingefügten Verbindungen miteinander verbunden sind, und einem einzelnen Block, welcher für die Herstellung eines solchen zusammengesetzten Körpers bestimmt ist. It consists in particular of a monolithic body, a composite body composed of a composition of a plurality of individual blocks, which are interconnected by means inserted between these individual blocks compounds, and a single block which is composed intended for the manufacture of such a composite body.
  • [0003] [0003]
    Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur gemäß der Erfindung. Finally, the invention relates to a method for manufacturing a honeycomb structure according to the invention.
  • Stand der Technik Art
  • [0004] [0004]
    Bevor die Verbrennungsgase eines Automobils an die Umgebungsluft abgegeben werden, können sie mittels eines Filterkörpers wie diejenigen, die in den Before the flue gases of an automobile can be discharged to the ambient air, they can by means of a filter element such as those in the 1 1 , , 3 3 und and 4 4 gezeigt werden, gereinigt werden, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. shown to be cleaned, as known in the prior art.
  • [0005] [0005]
    FR 2 928 562 FR 2928562 , , FR 2 903 918 FR 2903918 beschreiben Beispiele derartiger Filterkörper. describe examples of such filter body. Sie beschreiben jedoch nicht die Operation der Entbinderung. It does not describe the operation of the debinding.
  • [0006] [0006]
    EP 1 698 388 EP 1698388 beschreibt eine Operation der Entbinderung, aber das Ziel der describes an operation of binder removal, but the goal of the EP 1 698 388 EP 1698388 ist es einen Filterkörper ohne Fehler und Deformationen zu erhalten, die im Stande sind insbesondere zu Rissen zu führen. it is to get a filter body without errors and deformations that are particularly able to cause cracks.
  • [0007] [0007]
    WO 2008/063738 WO 2008/063 738 beschreibt im Detail eine Installation, die für die Entbinderung einer Wabenvorform benutzt werden kann. describes in detail an installation that can be used for debinding a honeycomb preform. Während dieser Operation wird die Gasumgebung erneuert, um den Sauerstoffgehalt zu limitieren. During this operation, the gas environment is renewed to limit the oxygen content.
  • [0008] [0008]
    Wie die Pfeile in As the arrows in 4 4 anzeigen, tritt der Fluss F der Verbrennungsgase in den Filterkörper See, the flow F of the combustion gases occurs in the filter body 3 3 durch Eintrittsöffnungen von Eintrittkanälen ein, durchdringen die Filterwände der Kanäle, um die Austrittskanäle wieder zu erreichen, und entweicht nach aussen durch die Ausgangsöffnungen. by inlet openings of an inlet channels, penetrate the filter walls of the channels to reach the outlet channels again, and exits to the outside through the outlet openings.
  • [0009] [0009]
    Nach einer gewissen Gebrauchszeit führen die Teilchen, oder „der Russ”, die sich in den Kanälen ansammeln, zu einem Druckverlust und verschlechtern so die Motorleistung. After a period of use the particles or "soot" that accumulate in the channels leading to a loss of pressure and thus degrade engine performance. Aus disem Grund muss der Filterkörper regelmäßig regeneriert werden, z. B. alle 500 Km. From disem reason the filter body must be regenerated regularly, such as every 500 Km
  • [0010] [0010]
    Die Regeneration oder „Dekolmation” besteht darin, den Russ zu oxidieren. The regeneration or "unblocking" is to oxidize the carbon black. Um dies zu tun ist es notwendig, diesen bis auf eine Temperatur zu erhitzen, die ihre Entflammung erlaubt. To do this it is necessary, to heat up to a temperature allowing its ignition. Während der Regenerationsphasen differiert die Temperatur je nach den Zonen des Filterkörpers During the regeneration phases the temperature varies according to the zones of the filter body 3 3 und variiert nicht gleichmäßig. varied and not uniform. In der Tat transportieren die Auspuffgase stromabwärts die Wärmeenergie, die durch die Verbrennung des Russes freigesetzt wird. In fact, exhaust gas transport downstream the heat energy released by the combustion of the soot. Darüber hinaus setzt sich der Russ nicht gleichmäßig in die verschiedenen Kanäle, wobei sie sich z. B. vorzugsweise in der Zone des Filterkörpers anreichern, die in der Nähe seiner longitudinalen Achse ist. In addition, the soot is not uniform in the various channels, where, for example, preferably accumulate in the area of ​​the filter body, which is in the vicinity of its longitudinal axis. Die Verbrennungszonen sind daher nicht gleichmäßig im Filterkörper The combustion zones are therefore not uniform in the filter body 3 3 verteilt. distributed. Die Russverbrennung verursacht somit eine Temperaturerhöhung im Herzen des Filterkörpers, die höher ist, als diejenige in den peripheren Zonen. Thus, the soot combustion temperature causes an increase in the center of the filter body, which is higher than that in the peripheral zones. Schließlich werden die peripheren Zonen des Filterkörpers Finally, the peripheral zone of the filter body are 3 3 durch die Umgebungsluft durch die metallische Umhüllung the ambient air through the metallic enclosure 5 5 hindurch abgekühlt. cooled through.
  • [0011] [0011]
    Die Temperaturinhomoginität im Innern des Filterkörpers Temperaturinhomoginität the inside of the filter body 3 3 generiert lokale Spannungen mit großen Amplituden. generated local tensions with large amplitudes. Diese Spannungen können zu lokalen Brüchen oder Rissen führen, die direkt die Filtrationsleistung beeinflussen und stromabwärts des Filterkörpers (Nach-Filter) zu anormal erhöhten Emissionsniveaus führen. These stresses can lead to local fractures or cracks that directly affect the filtration performance and downstream of the filter body (post-filter) lead to abnormally elevated emission levels.
  • [0012] [0012]
    Der Filterkörper The filter body 3 3 muss also gewechselt werden. therefore needs to be changed.
  • Zusammenfassung der Erfindung Summary of the Invention
  • [0013] [0013]
    Es besteht ein permanenter Bedarf an einer Wabenstruktur, die einen exzellenten thermomechanischen Widerstand darstellt, insbesondere um für die Filtration von Auspuffgasen eines Verbrennungsmotors, insbesondere Dieselmotors, benutzt werden zu können. There is an ongoing need for a honeycomb structure, showing an excellent thermo-mechanical resistance, in particular to be used for the filtration of exhaust gases of an internal combustion engine, especially Diesel engine, to be able to use.
  • [0014] [0014]
    Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Bedarf zu befriedigen. An object of the present invention is to satisfy this need.
  • [0015] [0015]
    Die Erfindung schlägt eine Wabenstruktur vor, die bevorzugterweise durch ein keramisches Material gebildet ist, welches aus gesinterten Körner besteht, wobei diese Wabenstruktur einen offenen Riss mit einer Länge L f aufweist, die zwischen 3 mm und 30 mm liegt, und eine maximale Breite I max , die kleiner ist als die dreifache maximale Größe D 99,5 der Körner. The invention relates to a honeycomb structure on which is preferably formed by a ceramic material, which consists of sintered grains, wherein said honeycomb structure has an open crack with a length L f, which is between 3 mm and 30 mm, and a maximum width of I max which is less than three times the maximum size of the granules D 99.5.
  • [0016] [0016]
    Ein solcher Riss wird im folgenden „Mikroriss” genannt. Such a plan is hereinafter referred to as "micro-cracks". Die Anwesenheit von Rissen wird klassischerweise als schädlich angesehen. The presence of cracks is classically considered harmful. In der Tat führen die Risse, die während der Regenerationen auftreten, gewöhnlich zur Zerstörung der Wabenstruktur. In fact, the cracks that occur during regeneration of the lead, usually in the destruction of the honeycomb structure.
  • [0017] [0017]
    Im Gegensatz zu dieser Schädlichkeit haben die Erfinder entdeckt, dass überraschenderweise die Anwesenheit eines oder mehrerer Mikrorisse den thermomechanischen Widerstand der Wabenstruktur verbessern. In contrast to this, the harmful inventors have discovered that, surprisingly, the presence of one or more micro-cracks to improve the thermo-mechanical strength of the honeycomb structure. Ohne durch diese Theorie gebunden zu sein, sind sie der Meinung, dass die Mikrorisse es erlauben, die thermomechanischen Spannungen effektiver zu absorbieren, die zu Deformationen führen, welche während der Regenerationen aus Dilatationsphänomenen resultieren, und können somit dazu beisteuern, die Lebensdauer des Filters zu erhöhen. Without being bound by theory, they are of the opinion that the microcracks allow it to absorb the thermomechanical stresses more effectively, leading to deformities that result during the regeneration of Dilatationsphänomenen, and can thus contribute to the life of the filter increase.
  • Mikroriss Microcrack
  • [0018] [0018]
    Dieser Mikroriss kann ein oder mehrere der folgenden optionellen Merkmale aufweisen: This microcracking may have one or more of the following option nomic characteristics:
    • – Das Verhältnis zwischen der maximalen Breite des Mikrorisses und der Maximalgröße der Körner, I max /D 99,5 ist kleiner als 2,5, kleiner als 2,0, kleiner als 1,5, kleiner als 1,2, und/oder größer als 0,1, größer als 0,5, ja sogar größer als 0,8; auf wenigstens 90% seiner Länge weist der Mikroriss eine maximale Breite I max auf, die kleiner 90 micron, kleiner als 80 micron, kleiner als 60 micron, kleiner als 50 micron, kleiner als 40 micron, ja sogar kleiner als 30 micron ist und/oder eine minimale Breite I min aufweist, die größer als 3 micron, ja sogar größer als 5 micron ist; - The ratio between the maximum width of the microcrack and the maximum size of the grains, I max / D is 99.5 less than 2.5, less than 2.0, less than 1.5, less than 1.2, and / or greater than 0.1, greater than 0.5 and even greater than 0.8, at least 90% of its length, the maximum width of a micro-crack to I max, the less than 90 micron, less than 80 microns, less than 60 micron is smaller than 50 micron, less than 40 micron, or even smaller than 30 micron and / or I min having a minimum width which is greater than 3 microns, or even greater than 5 micron is;
    • – der Mikroriss weist eine maximale Tiefe p max auf, die bevorzugterweise kleiner als 100 micron, kleiner als 80 micron, kleiner als 60 micron, kleiner als 40 micron, kleiner als 30 micron ist und/oder größer als 10 micron, größer als 20 micron ist; - The microcracks has a maximum depth of p max, which preferably is less than 100 microns, less than 80 microns, less than 60 microns, less than 40 microns, less than 30 micron and / or greater than 10 micron, greater than 20 micron is;
    • – der Mikroriss weist eine Länge L f auf, die bevorzugterweise größer als 5 mm, bevorzugterweise größer als 7 mm und/oder bevorzugt kleiner als 40 mm, bevorzugt kleiner als 30 mm, bevorzugt kleiner als 25 mm ist; - The microcracks has a length L f, which preferably is greater than 5 mm, preferably greater than 7 mm, and / or preferably less than 40 mm, preferably less than 30 mm, preferably less than 25 mm;
    • – der Mikroriss weist eine Länge auf, die kleiner als 25%, kleiner als 20%, kleiner als 15%, kleiner als 12%, kleiner als 10%, kleiner als 8%, kleiner als 6%, kleiner als 4% und/oder größer als 1% der Länge der Wabenstruktur ist. - The microcracks has a length that is less than 25%, less than 20%, less than 15%, less than 12%, less than 10%, less than 8%, less than 6%, less than 4%, and / or greater than 1% of the length of the honeycomb structure.
    • – der Mikroriss erstreckt sich im Wesentlichen entlang der longitudinalen Richtung der Wabenstruktur. - The microcrack extends substantially along the longitudinal direction of the honeycomb structure. Insbesondere ist der Winkel zwischen einer senkrechten Ebene zur Hauptrichtung des Mikrorisses und einer Transversalebene (senkrechte Ebene zur longidutinalen Richtung) bevorzugterweise kleiner als 45°, kleiner als 30°, ja sogar kleiner als 20°. Especially the angle between a plane perpendicular to the main direction of the microcrack and a transverse plane (perpendicular to the plane longidutinalen direction) is preferably less than 45 °, smaller than 30 ° and even smaller than 20 °.
    • – Bevorzugterweise mündet der Mikroriss auf einer Oberfläche der Wabenstruktur, die an der Aussenseite der Wabenstruktur liegt. - Preferably, ends of the micro-cracks on a surface of the honeycomb structure, which is located on the outside of the honeycomb structure. Insbesondere ist der Mikroriss vorzugsweise auf einer Seitenfläche eines Einzelblocks angeordnet. In particular, the micro-crack is preferably arranged on a side surface of a single block.
  • Mit Mikrorissen versehener Bereich Provided with microcracks area
  • [0019] [0019]
    Vorzugsweise weist die Wabenstruktur eine Mehrzahl von Mikrorissen auf, wobei mehr als 50%, mehr als 70%, ja sogar mehr als 90% bzw. 95% oder sogar 100% der Mikrorisse gemäß der Erfindung ein oder mehrere der oben erwähnten optionalen Merkmale aufweisen. Preferably, the honeycomb structure has a plurality of micro-cracks, wherein more than 50%, more than 70%, even more than 90% or 95% or even 100% of the micro-cracks comprise according to the invention, one or more of the aforementioned optional features.
  • [0020] [0020]
    Die Mikrorisse können in der Wabenstruktur homogen verteilt sein oder zu Gruppen zusammengefasst. The micro-cracks can be homogeneously distributed in the honeycomb structure or grouped. Der Bereich des die Mikrorisse aufweisenden Blocks wird „Mikrorissbereich” genannt. The area of ​​the microcracks having block is called "micro-crack area". Der Mikrorissbereich wird begrenzt durch die geschlossene Einhüllende mit dem kleinstmöglichen Volumen, welches die Gesamtheit der Mikrorisse der Wabenstruktur beinhaltet und begrenzt durch die Seitenfläche der Wabenstruktur und durch die beiden Querebenen. Microcrack the range is limited by the closed envelope with the smallest possible volume, which includes and is defined by the side surface of the honeycomb structure and the two transverse planes, the totality of the micro-cracks in the honeycomb structure.
  • [0021] [0021]
    Bevorzugterweise ist die Konzentration an Mikrorissen, die auf der Seitenfläche der Wabenstruktur münden, größer als 0,001, bevorzugt größer als 0,01 und/oder kleiner als 0,1 Mikrorisse pro cm 2 der Seitenfläche, die den Mikrorissbereich begrenzt. Preferably, the concentration of micro-cracks open to the side surface of the honeycomb structure is greater than 0.001, preferably greater than 0.01 and / or less than 0.1 microcracks per cm 2 of the side surface defining the micro-crack region. Die Erfinder haben gleichfalls entdeckt, dass sich der Mikrorissbereich bevorzugterweise nicht über die gesamte Länge der Wabenstruktur erstreckt. The inventors have also discovered that the micro-crack region preferably does not extend over the entire length of the honeycomb structure. Bevorzugterweise erstreckt er sich über weniger als 50%, weniger als 40%, ja sogar weniger als 30% der Länge der Wabenstruktur. Preferably, it extends over less than 50%, less than 40%, or even less than 30% of the length of the honeycomb structure.
  • [0022] [0022]
    Die Position des Mikrorissbereichs modifiziert gleichfalls die erreichten Leistungen. The position of the microcrack area also modified the achieved performance. Bevorzugterweise erstreckt sich dieser Bereich gänzlich in dem Teil der Wabenstruktur, die sich von einer der Eintrittsflächen und Austrittsflächen auf 40%, 30%, sogar 20% der Länge L der Wabenstruktur erstreckt. Preferably, this region extends entirely in the portion of the honeycomb structure, the honeycomb structure extending from one of the entry surfaces and exit surfaces in 40%, 30%, or even 20% of the length L.
  • [0023] [0023]
    Eine Wabenstruktur gemäß der Erfindung kann mehr als 2, mehr als 3, mehr als 5, mehr als 10, mehr als 15, mehr als 20 Mikrorisse aufweisen. A honeycomb structure according to the invention may be more than 2, more than 3, more than 5, more than 10, having more than 15, more than 20 micro-cracks.
  • [0024] [0024]
    Vorzugsweise münden mehr als 50%, mehr als 70%, ja sogar mehr als 90% der Mikrorisse auf der Aussenseite der Wabenstruktur. Preferably, more than 50%, more than 70%, even more than 90% of micro-cracks on the outer side of the honeycomb structure open. Vorzugsweise münden mehr als 50%, mehr als 70%, ja sogar mehr als 90% der Mikrorisse insbesondere der querlaufenden Mikrorisse, ja sogar alle Mikrorisse, insbesondere die quer verlaufenden Mikrorisse auf der Seitenfläche (oder „äusseren”) der Wabenstruktur, wobei die Seitenfläche die Aussenseite der Wabenstruktur ist, die sich zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche erstreckt. Preferably open more than 50%, more than 70%, even more than 90% of the microcracks in particular transverse microcracks even all microcracks, particularly the transverse microcracks on the side surface (or "outer") of the honeycomb structure, the side surface the outside of the honeycomb structure, which extends between the entrance surface and the exit surface.
  • Wabenstruktur Honeycomb structure
  • [0025] [0025]
    Im Allgemeinen ist die Länge L einer Wabenstruktur gemäß der Erfindung kleiner als 50 cm, kleiner als 40 cm, kleiner als 30 cm, kleiner als 25 cm, ja sogar kleiner als 20 cm bzw. kleiner als 15 cm. In general, the length L of a honeycomb structure according to the invention is less than 50 cm, less than 40 cm, less than 30 cm, less than 25 cm and even less than 20 cm and smaller than 15 cm.
  • [0026] [0026]
    Eine Wabenstruktur gemäß der Erfindung kann aus einem Material bestehen, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten oberhalb von 1,0 × 10 –6 C –1 zwischen 20 und 1000°C aufweist. A honeycomb structure according to the invention may consist of a material having a thermal expansion coefficient greater than 1.0 x 10 -6 C -1 between 20 and 1000 ° C. Die Erfindung wird insbesondere für die Wabenstrukturen aus einem Material angewendet, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient größer als 2,5 × 10 –6 C –1 zwischen 20 und 1000°C ist. The invention is especially used for the honeycomb structures of a material whose thermal expansion coefficient is greater than 2.5 x 10 -6 C -1 between 20 and 1000 ° C. Sie kann insbesondere beinhalten bzw. sogar bestehen aus Siliciumcarbid SiC. They may include, or even consist of silicon carbide SiC.
  • [0027] [0027]
    Dieses Merkmal ist insbesondere nützlich in einem zusammengesetzten Filterkörper. This feature is particularly useful in a composite filter body. Während der Regeneration weisen die peripheren und zentralen Einzelblöcke in der Tat eine sehr unterschiedliche Deformation auf, die transversal sich erstreckende Spannungen (in den Querebenen) generiert und eventuell zu longitudinalen Rissen in den Verbindungen führt. During regeneration, have the peripheral and central action of the individual blocks in a very different deformation, which transversely extending voltages generated (in the transverse plane) and possibly leads to longitudinal cracks in the joints. Die Anwesenheit von Mikrorissen in den Einzelblöcken stellt sich besonders vorteilhaft in dieser Situation heraus. The presence of microcracks in the individual blocks, turns out especially advantageous in this situation.
  • [0028] [0028]
    Eine Wabenstruktur gemäß der Erfindung kann ein monolithischer Körper sein, ein zusammengesetzter Körper oder ein Einzelblock, der für die Fabrikation eines zusammengesetzten Körpers bestimmt ist. A honeycomb structure according to the invention may be a monolithic body, a composite body or a single block which is intended for the fabrication of a composite body. Sie kann eine Vorform oder eine gesinterte Struktur sein. It may be a preform, or a sintered structure. Sie kann filtrierend (wobei die Kanäle an einem ihrer Ende geschlossen sind) sein oder nicht. You can filtration (where the channels are closed at one end) or not.
  • [0029] [0029]
    Vorzugszweise ist eine Wabenstruktur gemäß der Erfindung neu, dh, dass sie niemals für die Filtration benutzt worden ist. Vorzugszweise a honeycomb structure according to the invention is new, meaning that it has never been used for the filtration. Sie ist somit ohne jede Spur von Russ. It is thus no trace of soot.
  • [0030] [0030]
    Vorzugszweise ist eine Wabenstruktur gemäß der Erfindung ein zusammengesetzter Körper, welcher aus einer Zusammensetzung von Einzelblöcken mit Zwischenverbindungen und zwar fortlaufend oder nicht, gebildet ist. Vorzugszweise is a honeycomb structure according to the invention, a composite body which is made of a composition of individual blocks and interconnections while continuously or not, is formed.
  • [0031] [0031]
    Die Erfindung betrifft einen zusammengesetzten Körper, wobei bemerkenswert ist, dass er aus mindestens einem Einzelblock gemäß der Erfindung besteht. The invention relates to a composite body which is remarkable in that it consists of at least a single block according to the invention. Vorzugsweise wenigstens 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, vorzugsweise alle Einzelblöcke des zusammengesetzten Körpers sind gemäß der Erfindung aufgebaut. Preferably at least 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, preferably all of the individual blocks of the composite body is constructed according to the invention.
  • [0032] [0032]
    Wenn der zusammengesetzte Körper zur Filtration von Teilchen bestimmt ist, insbesondere von Teilchen des Auspuffgases eines Verbrennungsmotors, besteht jeder Einzelblock aus einem Ensemble von einander benachbarten Kanälen, die sich zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche erstrecken und voneinander durch die Filterwände getrennt sind, wobei die Kanäle durch Stopfen verschlossen sind, die stromauf- und stromabwärts abwechselnd in der Nähe der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche angeordnet sind. If the composite body is designed for the filtration of particles, especially particles of the exhaust gas of an internal combustion engine, each individual block of an ensemble of adjacent channels, which extend between the entrance surface and the exit surface are separated by the filter walls, the channels are closed by plugs which are alternately arranged in the downstream vicinity of the entrance surface and the exit surface and upstream.
  • [0033] [0033]
    Bevorzugterweise ist jeder Einzelblock gemäß der Erfindung so angeordnet, dass sein Mikrorissbereich näher an der Austrittsfläche als an der Eintrittsfläche liegt, vorzugsweise so, dass der Bereich sich bis zu der Austrittsfläche hin erstreckt, vorzugsweise auf einer Länge, die kleiner als 30% der Länge des Einzelblocks ist. Preferably, each single-block according to the invention arranged so that its micro-crack region is closer to the exit surface to the entrance surface, preferably such that the region extends to the outlet surface, preferably with a length which is less than 30% of the length of the single block.
  • [0034] [0034]
    Die thermomechanischen Spannungen, insbesondere an den Verbindungen, sind bei aus Einzelblocks zusammengesetzten asymmetrischen Körpern besonders stark, dh, in solchen asymmetrischen Körpern, bei denen die Querschnitte der Eingangskanäle verschienden sind von denen der Ausgangskanäle. The thermo-mechanical stresses, in particular the compounds are particularly strong in a compound of individual block bodies, asymmetric, that is, in such an asymmetrical articles in which the cross sections are different sorts of the input channels of which the output channels. Die Anordnung des Mikrorissbereiches in der Nähe der Austrittsfläche ist besonders vorteilhaft bei dem Typ der Einzelblocks. The arrangement of the micro-crack region in the vicinity of the exit surface is particularly advantageous when the type of the single block. Die Erfinder denken, dass diese besondere Anordnung es erlaubt, die thermomechanischen Spannungen in der Nähe dieser Fläche zu vermindern. The inventors think that this particular arrangement allows to reduce the thermo-mechanical stresses in the vicinity of this surface.
  • [0035] [0035]
    Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung, die ausgewählt ist aus einem Wärmetauscher und einem Partikelfilter, wobei diese Vorrichtung insofern bemerkenswert ist, als sie mindestens aus einer gesinterten Wabenstruktur besteht gemäß der Erfindung. The invention also relates to a device which is selected from a heat exchanger and a particle filter, said device being remarkable in that it has at least as of a sintered honeycomb structure according to the invention. Diese Struktur ist bevorzugt neu, dh ohne Gebrauchsspuren und insbesondere ohne Russspuren. This new structure is preferred, ie without signs of wear, and especially without soot marks.
  • [0036] [0036]
    In einer Ausführungsform ist die Wabenstruktur niemals in einer Auspufflinie montiert. In one embodiment, the honeycomb structure is not installed in an exhaust line.
  • [0037] [0037]
    Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Auspufflinie eines Automobils, die mit einer gesinterten Wabenstruktur gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, insbesondere eine Auspufflinie eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs. The invention also relates to an exhaust line of an automobile, which is equipped with a sintered honeycomb structure according to the invention, in particular an exhaust line of a diesel engine of a motor vehicle.
  • [0038] [0038]
    Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Herstellungsverfahren für eine Wabenstruktur, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist: The invention also relates to a manufacturing method of a honeycomb structure, comprising the steps of:
    • a) Extrusion eines keramischen Materials durch eine Düse, um eine Vorform der Wabenstruktur zu formen, to form a) extrusion of a ceramic material through a die to form a preform of the honeycomb structure,
    • b) Trocknung, b) drying,
    • c) Entbinderung und Sinterung der Vorform, um eine gesinterte Wabenstruktur zu erhalten, c) debinding and sintering of the preform to obtain a sintered honeycomb structure,
    • d) optional vor oder nach der Sinterung, Verstopfung der Kanäle der gesinterten Wabenstruktur, d) optionally before or after sintering, blockage of the channels of the sintered honeycomb structure,
    • e) optional Zusammenstellung der gesinterten Wabenstruktur mit anderen gesinterten Wabenstrukturen, vorzugsweise gemäß der Erfindung, derart, dass ein zusammengesetzter Körper erhalten wird (insbesondere gemäß den Schritten A) bis E) oder A') bis E'). e) optional combination of the sintered honeycomb structure with another honeycomb structure sintered, preferably according to the invention, such that a composite body is obtained (in particular in accordance with steps A) to E) or A ') to E').
  • [0039] [0039]
    Dieses Verfahren ist insofern bemerkenswert, dass zur Zeit der Entbinderung mindestens eine Region in einer Umgebung entwickelt wird, die geeignet ist, ein Mikroreissen zu generieren, genannt „Mikrorissumgebung” und zwar in der gesinterten Wabenvorform. This method is noteworthy that at the time of removal of the binder at least one region is developed in an environment that is suitable to generate a micro-tearing, called "micro-crack area" and that in the honeycomb sintered preform.
  • [0040] [0040]
    Der Mikrorisscharakter einer Umgebung ist charakterisiert durch die drei folgenden Punkte: The nature of a micro-crack area is characterized by the following three points:
    • – Umgebungstemperatur - Ambient temperature
    • – Konzentration des oxidierenden Gases in der Umgebung; - Concentration of the oxidizing gas into the environment;
    • – Dauer des in Kontakthaltens dieser Umgebung mit besagter Region. - Duration of keeping in contact with said region of this area.
  • [0041] [0041]
    Vorzugsweise ist die Temperatur unterhalb von 700°C und/oder oberhalb von 300°C, vorzugsweise oberhalb von 400°C. Preferably the temperature is below 700 ° C and / or above 300 ° C, preferably above 400 ° C.
  • [0042] [0042]
    Bevorzugt ist die Umgebung gasförmig und die Sauerstoffkonzentration der Umgebung ist größer als 15 Vol und bevorzugt kleiner als 25 Vol, wobei eine Konzentration von 21% passend ist. Preferably the environment is a gas and the oxygen concentration of the environment is larger than 15 and preferably less than 25 vol v, a concentration of 21% is appropriate. Luft kann benutz werden. Air can never use. Vorzugsweise wird der verbrauchte Sauerstoff erneuert, um eine solche Umgebung in Kontakt mit besagter Region zu halten, beispielsweise durch permanentes Einblasen oder nicht von mit Sauerstoff beladenem Gas. Preferably, the oxygen consumed is renewed to maintain such an environment in contact with said region, for example by injecting permanent or not loaded with oxygen gas.
  • [0043] [0043]
    Beispielsweise kann ein Gasdurchsatz insbesondere von Luft im Mittel zwischen 5 und 20 × 10 –2 m 3 /s pro m 2 der Oberfläche der Vorform der Wabenstruktur, die dieser Luft ausgesetzt ist (Oberfläche, die direkt diesem Luftfluss ausgesetzt ist, dh, durch welche der Fluss zum ersten Mal in Kontakt mit der Vorform kommt) angemessen sein. For example, a gas flow rate, in particular of air in the central 5 to 20 × 10 -2 m 3 / s per m 2 of surface of the preform of the honeycomb structure which is exposed to the air (surface that is directly exposed to said air flow, that is, by means of which the flux for the first time comes into contact with the preform) may be appropriate. Dieser Durchsatz hängt somit vom Massengehalt an organischen Verbindungen ab, um Zusätze in der Extrusionsmischung der Nabenvorformen zu zersetzen, insbesondere die Bindemittel, Plastifizierer und Schaumbildner organischer Natur. This current therefore depends on the mass content of organic compounds to decompose additives in the extrusion mixture, the hub preforms, in particular the binder, plasticizers, and foaming agent of an organic nature. Der im Durchschnitt aufgebrachte Luftdurchsatz, wie er eben angesprochen worden ist, ist insbesondere an einen Massengehalt an organischen Verbindungen oberhalb von 10% und unterhalb von 30% angepasst. The applied average air flow rate, as has just been mentioned, is particularly adapted to a mass content of organic compounds greater than 10% and below 30%.
  • [0044] [0044]
    Bevorzugt dauert die Operation der Entbinderung länger als 1 Stunde. Preferably, the debinding operation is longer than 1 hour.
  • [0045] [0045]
    Einfache Versuche dürften dem Fachmann erlauben, leicht akzeptable Triplets zu bestimmen. Simple tests would enable the expert to easily define acceptable triplets.
  • [0046] [0046]
    Vorzugsweise ist die Vorform der Wabe während der Entbinderung einer nicht einheitlichen Temperatur ausgesetzt. Preferably, the preform is subjected during the honeycomb non-uniform temperature of the binder removal. Vorzugsweise wird das Gas etwa entlang der Achse der Vorform indiziert. Preferably, the gas is indexed approximately along the axis of the preform. Vorzugsweise setzt man mindestens zwei Bereiche der Vorform Umgebungen aus, welche verschiedene potenzielle Oxidantien repräsentieren. Preference is given to at least two regions of the preform from environments representing various potential oxidants. Vorteilhafterweise ist es auch möglich, nur einen Teil der gesinterten Wabenstruktur mit Mikrorissen zu versehen, und insbesondere nur die Bereiche der Wabenstruktur mit Mikrorissen zu versehen, die in der gewünschten Anwendung die stärksten thermomechanischen Spannungen erleiden. Advantageously, it is also possible to provide only a part of the sintered honeycomb structure having micro-cracks and, in particular to provide only the portions of the honeycomb structure having micro-cracks, which undergo the greatest thermal stresses in the desired application.
  • [0047] [0047]
    Vorzugszweise weist die extrudierte keramische Masse mehr als 5%, vorteilhafterweise mehr als 7% ja sogar mehr als 10% organischen Materials auf, beispielsweise Methylzellulose und zwar in Massenprozenten. Vorzugszweise, the extruded ceramic material more than 5%, preferably more than 7% and even more than 10% of organic material, for example, methyl cellulose, and indeed in percentage by mass. Ein gesteigerter Gehalt an organischem Material, welches während der Entbinderung eliminiert wird, favorisiert vorteilhafterweise die Mikrorissbildung. An increased content of organic material which is eliminated during the binder removal, advantageously favors the formation of microcracks.
  • [0048] [0048]
    Die klassischerweise angewandten Umgebungen zur Entbinderung der Vorformen gemäß dem Stand der Technik erlauben es nicht eine Mikrorissbildung zu generieren. The conventionally used environments of the debinding pre-forming according to the prior art do not allow to generate a micro-cracking. Im Gegenteil, wie beispielsweise in der On the contrary, as for example, in WO 2008/063538 WO 2008/063 538 beschrieben, ist die Umgebung im allgemeinen so angepasst, dass jegliche Rissbildung ausgeschlossen ist. describes the environment in general adapted to any cracking is excluded.
  • [0049] [0049]
    Nach der Entbinderungsoperation kann die Temperatur der Wabenstruktur reduziert werden, eventuell bis auf die Umgebungstemperartur vor der Sinteroperation. After Entbinderungsoperation the temperature of the honeycomb structure may be reduced, possibly down to the Umgebungstemperartur before the sintering operation.
  • [0050] [0050]
    Vorzugsweise ist die Entbinderung eine von der Sinterung getrennte Operation. Preferably, the binder removal is separate from the sintering operation. Insbesondere ist die Temperatur der Entbinderung klassischerweise geringer als die Sintertemperatur. In particular, the temperature of the binder removal is conventionally lower than the sintering temperature.
  • [0051] [0051]
    Vorzugsweise weist die Entbinderungsoperation einen Schritt auf, in dem die Temperatur unterhalb von 700°C gehalten wird, vorzugsweise unterhalb von 500°C, vorzugsweise während einer Dauer von mehr als 30 Minuten, vorzugsweise mehr als 1 Stunde. Preferably, the Entbinderungsoperation a step in which the temperature is kept below 700 ° C, preferably below 500 ° C, preferably for a period of more than 30 minutes, preferably more than 1 hour.
  • [0052] [0052]
    Die Erfindung betrifft noch eine mit Mikrorissen versehene Vorform, die insbesondere nach einem Entbinderungsschriftt wie oben beschrieben erhalten wird. The invention still relates to a preform is provided with micro-cracks, which is obtained in particular according to one Entbinderungsschriftt as described above.
  • Definitionen Definitions
  • [0053] [0053]
    Ein Riss wird „offen” genannt, wenn er an der Aussenseite des Materials mündet (im Gegensatz zu einem geschlossenen Riss, der ausschließlich im Inneren des Materials verläuft). A crack is referred to as "open" if it flows on the outside of the material (as opposed to a closed crack which extends only in the interior of the material).
  • [0054] [0054]
    Ein Mikroriss wird als „querverlaufend” bezeichnet, wenn er eine Wand durchstößt. A microcrack is referred to as "transversely" when he pierces a wall.
  • [0055] [0055]
    Die Länge eines Mikrorisses wird auf der Oberfläche, auf der der Mikroriss mündet, dem Richtungsverlauf des Mikrorisses folgend gemessen (klassischerweise auf einem Foto dieser Oberfläche). The length of a microcrack is formed on the surface on which opens the micro-crack, following the direction of development of the micro-crack is measured (conventionally on a photo of the surface). Die Breite wird auf der Oberfläche gemessen, auf der der Mikroriss mündet, und zwar senkrecht zur Verlaufslinie. The width is measured at the surface on which the micro crack opens, perpendicular to the course line.
  • [0056] [0056]
    Die Hauptrichtung eines Mikrorisses ist die Richtung, die durch die Verbindungslinie seiner beiden Enden definiert ist. The main direction is the direction of a micro-crack which is defined by the line connecting its two ends.
  • [0057] [0057]
    Die „longitudinale” Richtung oder die Richtung der Länge „einer Wabenstruktur (CC oder DD in den The "longitudinal" direction, or the direction of the length "a honeycomb structure (in the CC or DD 1 1 bis to 3 3 ) ist durch die allgemeine Fließrichtung des Fluids durch diese Wabenstruktur definiert. ) Is defined by the general direction of fluid flow through this honeycomb structure. Klassischerweise erstrecken sich alle Kanäle einer Wabenstruktur parallel zur longitudinalen Richtung. Classically, all channels of a honeycomb structure extending parallel to the longitudinal direction. In einer zusammengesetzten Wabenstruktur sind die einzelnen Blocks allgemein so zusammengesetzt, dass die Verbindungsflächen, zwischen denen sich eine Verbindung erstreckt, wenigstens lokal in etwa parallel zur longitudinalen Richtung sein sollen und bevorzugterweise parallel zueinander. In a composite honeycomb structure, the individual blocks are generally assembled such that the connecting surfaces between which extends a link to be at least locally parallel to the longitudinal direction, and preferably in about parallel to each other.
  • [0058] [0058]
    Eine „longitudinale” Fläche ist eine Fläche, die parallel zur longitudinalen Richtung der Wabenstruktur verläuft. A "longitudinal" surface is a surface that is parallel to the longitudinal direction of the honeycomb structure.
  • [0059] [0059]
    Eine „transversale” Ebene ist eine Ebene, die senkrecht auf der longidutinalen Richtung steht. A "transverse" plane is a plane that is perpendicular to the direction longidutinalen. In einer Wabenstruktur, deren Kanäle alle zueinander parallel sind, ist eine transversale Ebene eine Ebene senkrecht zur Richtung dieser Kanäle. In a honeycomb structure, the channels of which are all parallel to each other, a transverse plane is a plane perpendicular to the direction of these channels.
  • [0060] [0060]
    In einem Partikelpulver nennt man die „Größe” eines Teilchens den Mittelwert zwischen seiner größten und seiner kleinsten Dimension. In a powder particle is called the "size" of a particle is the average between its largest and its smallest dimension. Die Prozentangaben oder „Zentillen” 10 (D 10 ), 50 (D 50 ), 90 (D 90 ) und 99,5 (D 99,5 ) einer Partikelmenge in einem Pulver sind die Größen dieser Partikel entsprechend den Volumenprozenten von 10%, 50%, 90% und 99,5% auf der kummulierten Verteilungskurve der Größen der Partikel, wobei die Größen nach ihrer zunehmenden Größe klassifiziert werden. The percentages or "Zentillen" 10 (D 10), 50 (D 50), 90 (D 90) and 99.5 (99.5 D) an amount of particles in a powder, the sizes of the particles according to the volume percentages of 10%, 50%, 90% and 99.5% on the cumulated distribution curve of the sizes of the particles, the sizes are classified according to their increasing size. Beispielsweise haben 10 Vol% von Teilchen eine Größe kleiner als D 10 und 90% der Teilchen im Volumen haben eine Größe größer oder gleich D 10 . For example, 10% by volume of particles of a size less than 10 D and 90% of the particles by volume have a size greater than or equal to D 10th
  • [0061] [0061]
    In einem gesinterten Material spricht man von der „Größe” eines Korns in einem Materialschnitt als dem Mittel zwischen seiner größten und seiner kleinsten Dimension. In a sintered material is referred to as the "size" of a grain in a material section than the middle between its largest and its smallest dimension. Die Größe wird klassischerweise mit einem Elektronenmikroskop gemessen. The size is conventionally measured by an electron microscope.
  • [0062] [0062]
    Für eine Gesamtheit von Körnern in einem gesinterten Material sind die Zentillen 10 (D 10 ), 50 (D 50 ), 90 (D 90 ) und 99,5 (D 99,5 ) die Größen dieser Körner in einer Schnittebene entsprechend den Prozenten von Kornzahlen von 10%, 50%, 90% und 99,5% über die kummulierte Größenverteilungskurve der Körner, wobei die Größen in aufsteigender Ordnung klassifiziert sind. For a total of the grains in a sintered material Zentillen 10 (D 10), 50 (D 50), 90 (D 90) and 99.5 (E 99.5), the sizes of these grains in a cutting plane corresponding to the percentage of particle numbers of 10%, 50%, 90% and 99.5% higher than the cumulated size distribution curve of the grains, the sizes are classified in ascending order. Beispielsweise haben 10% der Anzahl von Körnern eine Größe die kleiner ist als D 10 und 90% der Anzahl der Körner eine Größe die größer oder gleich D 10 . For example, 10% of the number of grains have a size that is less than 10 D and 90% by number of the grains have a size greater than or equal to D 10th Die Zentillen können mit Hilfe einer geeigneten Logik durch Bildanalyse eines metallographischen Schnitts des verwendeten Materials mit einem Elektronenmikroskop bestimmt werden. The Zentillen can be determined using a suitable image analysis logic of a metallographic section of the material used with an electron microscope. Bei einem in etwa homogenen gesinterten Material hängt die kummulierte Größenverteilungskurve der Körner nicht unbedingt von der betrachteten Schnittebene ab. When sintered in a homogeneous material as the cumulated size distribution curve of the granules is not necessarily dependent on the observed sectional plane.
  • [0063] [0063]
    Klassischerweise nennt man die Zentille „D 50 ” „die mittlere Größe” und die Zentille „D 99,5 ” die „maximale Größe”. Classically, called the Zentille "D 50" "the average size" and the Zentille "D 99.5", the "maximum size".
  • [0064] [0064]
    Die „Entbinderung” ist eine thermische Behandlung, die es erlaubt, die Bindemittel und die temporären Schaumbildner zu eliminieren. The "binder removal" is a thermal treatment, which makes it possible to eliminate the binder and the temporary foaming. Klassischerweise sind diese Bindemittel organische Bindemittel. Classically, these binders are organic binder. Die schaumbildenden Zuschläge sind insbesondere solche vom Zellulosetyp wie Polyethylen, Polystyren, Amidon und Graphit. The foam-forming supplements are especially those from the cellulose type, such as polyethylene, polystyrene, starch and graphite. Sie sind beispielsweise in den Anmeldungen They are, for example, in the applications JP 08-281036 JP 08-281036 oder or EP 1 541 538 EP 1541538 beschrieben. described. Klassischerweise wird eine Entbinderung bei einer Maximaltemperatur oberhalb von 300°C bewirkt, vorzugsweise oberhalb von 400°C und/oder unterhalb von 700°C ja sogar unterhalb von 500°C, vorzugsweise bei einer Dauer von mehr als 1 Stunde und weniger von 15 Stunden. Classically, a binder removal is effected at a maximum temperature above 300 ° C, preferably above 400 ° C and / or below 700 ° C and even below 500 ° C, preferably for a duration of more than 1 hour and less 15 hours . Ohne gegenteilige Angaben versteht man „bestehend aus einem” oder „darstellend einen” „bestehend aus mindestens einem” oder „darstellend mindestens einen”. Unless otherwise information can include "consisting of" or "representing a" "consisting of at least one" or "representing at least one".
  • Kurze Beschreibung der Figuren Brief Description of the Figures
  • [0065] [0065]
    Die folgende Beschreibung, die sich auf die angehängten Zeichnungen bezieht, erlaubt es, die Vorteile der Erfindung besser zu verstehen und zu beurteilen. The following description which refers to the accompanying drawings, makes it possible to better understand the advantages of the invention and assessed.
  • [0066] [0066]
    In diesen Zeichnungen: In these drawings:
  • [0067] [0067]
    zeigt die shows the 1 1 schematisch in Perpektive einen zusammgesetzten Filterkörper; schematically a zusammgesetzten filter body in perpective;
  • [0068] [0068]
    die the 2 2 schematisch in Perspektive einen Einzelblock des zusammengesetzten Filterkörpers wie er in diagrammatic perspective view of a single block of the composite filter body as in 1 1 dargestellt ist; is shown;
  • [0069] [0069]
    die the 3 3 schematisch in Perspektive einen monolithschen Filterkörper; schematically a monolith between filter body in perspective;
  • [0070] [0070]
    die the 4 4 schematisch einen longitudinalen Schnitt durch die Mitte folgend der Schnittebene P, wobei der zusammengesetzte Filterkörper, wie er in schematically shows a longitudinal section through the section plane following the center P, the composite filter body as in 1 1 dargestellt ist, nach der Einfügung in seine Hülse dargestellt ist; is shown after insertion is illustrated in its sleeve;
  • [0071] [0071]
    die the 5 5 bis to 8 8 Fotos von Mikrorissen; Photos of microcracks;
  • [0072] [0072]
    die the 9 9 eine Entbinderungsanlage, die es erlaubt, Mikrorisse in Einzelblocks zu erhalten und to obtain a debinding, which allows micro-cracks in single block and
  • [0073] [0073]
    die the 10 10 schematisch einen Mikroriss auf einem Einzelblock. schematically a microcrack on a single block.
  • [0074] [0074]
    Auf diesen nicht einschränkenden Figuren werden die verschiedenen Elemente nicht notwendigerweise mit dem gleichen Maßstab dargestellt. In these non-limiting figures, the various elements are not necessarily drawn to the same scale.
  • [0075] [0075]
    Insbesondere aus Gründen der Klarheit ist der Mikroriss In particular, for reasons of clarity, the micro-crack 120 120 in der in the 10 10 nicht maßstabsgetreu dargestellt. not shown to scale.
  • [0076] [0076]
    Identische Bezugszeichen werden auf den verschiedenen Figuren zur Bezeichnung identischer oder ähnlicher Elemente verwendet. Identical reference numerals are used on the different figures to designate identical or similar elements.
  • [0077] [0077]
    Um die Klarheit der Figuren zu verbessern, ist die Zahl der dargestellten Kanäle sehr viel kleiner als die der Einzelblocks oder der klassischen kommerziellen Filterkörper. In order to improve the clarity of the figures, the number of channels shown is much smaller than that of the single or block the classical commercial filter bodies.
  • Detaillierte Beschreibung Detailed Description
  • Wabenstruktur Honeycomb structure
  • [0078] [0078]
    Ein Partikelfilter A particulate filter 1 1 besteht klassischerweise aus mindestens einem Filterkörper conventionally consists of at least one filter body 3 3 , welcher im allgemeinen zylindrisch mit der longitudinalen Achse CC ausgebildet ist, mit einer Länge L, die typischerweise zwischen 10 und 50 cm liegt, und der in eine metallische Einhüllung oder Hülse , Which is generally cylindrical with the longitudinal axis C-C, with a length L, which is typically between 10 and 50 cm, and the metal in a wrapper or sleeve 5 5 eingeführt ist, auch „eindosen” genannt ( is introduced, called "canning" ( 4 4 ). ).
  • [0079] [0079]
    Der Filterkörper The filter body 3 3 kann ein monolithischer Körper sein, dh aus einem einzigen Stück, ohne Verbindung, wie in der may be a monolithic body, ie in a single piece without compound as described in 3 3 dargestellt. shown.
  • [0080] [0080]
    Um seinen thermomechanischen Widerstand zu verbessern, im besonderen während der Regenerationsphasen, ist es daher vorteilhaft, dass er aus einer Zusammenstellung einer Mehrzahl von Einzelblocks In order to improve its thermo-mechanical resistance, in particular, during the regeneration phase, it is therefore advantageous in that it consists of an assembly of a plurality of individual block 11 11 mittels Verbindungen by compounds 12 12 besteht. there.
  • [0081] [0081]
    Der Filterkörper ist somit ein „zusammengesetzter Körper” wie in den The filter body is thus a "composite body" as in the 1 1 und and 4 4 dargestellt. shown.
  • [0082] [0082]
    Ein Einzelblock A single block 11 11 ( ( 2 2 ) hat klassischerweise die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds, mit der Achse DD mit einer Länge „L”, einer Breite „I” und einer Höhe „h” wie in ) Is conventionally in the form of a rectangular parallelepiped, with the axis DD having a length "L", a width "I" and a height "h" as shown in 2 2 dargestellt. shown. Die Breite „I” und die Höhe „h” einer Seitenoberfläche The width of "I" and the height "h" of a side surface 14a 14a –d eines solchen Einzelblocks finden sich typischerweise zwischen 30 mm und 100 mm. -D of such individual blocks are typically found between 30 mm and 100 mm. Die Gesamtheit der Seitenflächen The entirety of the side surfaces 14a 14a –d des Einzelblocks bilden seine „Seitenoberfläche”. D-block of the single form his "side surface".
  • [0083] [0083]
    Ein monolithischer Körper und ein Einzelblock A monolithic body, and a single block 11 11 sind Beispiele von Wabenstrukturen, wobei eine Konfiguration „Wabe” mit der Anwesenheit einer Gesamtheit von Kanälen are examples of honeycomb structures, wherein a configuration of "honeycomb" with the presence of a set of channels, 18 18 oder „Leitungen” korrespondiert, die benachbart zueinander angeordnet sind, in der Weise, dass sie im Schnitt ein regelmäßiges Motiv bilden, beispielsweise in Form eines Schachbretts. or "lines" correspond which are adjacent to each other in such a way that they form a regular location in the section, for example in the form of a chessboard.
  • [0084] [0084]
    Man nennt „äußere Wand” die periphere Wand einer Wabenstruktur, die die Seitenoberfläche definiert. Is called "outer wall", the peripheral wall of a honeycomb structure, which defines the side surface.
  • [0085] [0085]
    Die Wabenstruktur kann aus einem porösem Material sein, welches mehr als 30%, sogar mehr als 40% und/oder weniger als 65%, insbesondere weniger als 50% offener Porosität aufweist. The honeycomb structure may be of a porous material having more than 30%, even more than 40% and / or less than 65%, in particular less than 50% open porosity.
  • [0086] [0086]
    In einer Ausführungsform ist die Wabenstruktur aus einem Material, welches bei einer Temperatur, die zwischen 20°C und 600°C liegt, eine thermische Leitfähigkeit unterhalb von 60 W/m°C, insbesondere unterhalb von 40 W/m°C, und/oder oberhalb von 1 W/m°C, insbesondere oberhalb von 10 W/m°C aufweist. In one embodiment, the honeycomb structure is made of a material which at a temperature of between 20 ° C and 600 ° C, a thermal conductivity below 60 W / m ° C, in particular below 40 W / m ° C, and / or having greater than 1 W / m ° C, in particular above 10 W / m ° C.
  • [0087] [0087]
    Die Wabenstruktur kann aus einem Material bestehen, das einen Ausdehnungskoeffizienten oberhalb von 2,5·10 –6 °C –1 zwischen 20 und 1000°C aufweist, für den die Erfindung besonders brauchbar ist. The honeycomb structure can consist of a material having an expansion coefficient greater than 2.5 x 10 -6 ° C -1 between 20 and 1000 ° C, for which the invention is particularly useful.
  • [0088] [0088]
    Vorzugsweise ist die Wabenstruktur aus einem gesinterten Material und ebenfalls bevorzugt, beinhaltet es mehr als 50%, mehr als 80%, sogar mehr als 95% oder sogar mehr als 98% bzw. 100% einer SiC-Masse, die bevorzugterweise rekristallisiert ist. Preferably, the honeycomb structure from a sintered material, and also preferably, it contains more than 50%, more than 80%, even more than 95% or even more than 98% or 100% of an SiC material which is preferably recrystallized.
  • [0089] [0089]
    Das Siliciumcarbid (SiC) kann gesintert sein und/oder durch Silicium gebunden sein. The silicon carbide (SiC) can be sintered and / or bonded by silicon.
  • [0090] [0090]
    Die Wabenstruktur kann gleicherweise aus einem Material bestehen, welche wenigstens 50% Aluminiumtitanat und/oder Mullit und/oder Cordierit (Mg 2 Al 4 Si 2 O 18 ) und/oder aus Siliciumnitrat und/oder gesinterten Metallen. The honeycomb structure may likewise consist of a material which is at least 50% of aluminum titanate and / or mullite and / or cordierite (Mg 2 Al 4 Si 2 O 18) and / or silicon nitrate and / or sintered metals.
  • [0091] [0091]
    In einem zusammengesetzten Körper können alle Einzelblocks aus identischem Material bestehen. In a composite body all the individual blocks can consist of identical material.
  • Kanäle Channels
  • [0092] [0092]
    Vor allem bei einer Anwendung zur Filtration sind die Kanäle Especially in an application for filtering the channels 18 18 , die jeweils durch eine Seitenwand , Each formed by a side wall 22 22 begrenzt sind, im allgemeinen geradlinig und verlaufen parallel einer zum anderen entlang der Länge L. Die Dicke der Seitenwände (oder „Filtrierwände”) können insbesondere zwischen 180 und 500 micron sein. are limited, generally rectilinear and extend in parallel one to another along the length L. The thickness of the side walls (or "filtering walls") may be particularly 180-500 micron.
  • [0093] [0093]
    Der Querschnitt der Kanäle, der bevorzugt entlang der Länge konstant ist, kann insbesondere zwischen 0,4 und 9 mm 2 betragen. The cross section of the channels is preferably constant along the length can be in particular between 0.4 and 9 mm 2nd
  • [0094] [0094]
    Jeder Kanal mündet nach aussen über eine stromaufwärts liegenden Öffnung Each channel opens to the outside via an upstream opening 24e 24e auf einer Eintrittsfläche on an input surface 26e 26e und durch eine stromabwärts liegende Öffnung and a downstream opening 24s 24s auf einer Austrittsfläche on an exit surface 26s 26s . .
  • [0095] [0095]
    In einer Filtrieranwendung ist die Anzahl der Kanäle der Wabenstruktur typischerweise zwischen 7,75 und 62 pro cm 2 der Eintrittsfläche, bevorzugterweise zwischen 150 bis 400 cpsi. In a filtration application, the number of channels of the honeycomb structure, typically from 7.75 to 62 per cm 2 of the entry surface, preferably between 150 to 400 cpsi.
  • [0096] [0096]
    Klassischerweise extrudiert man eine keramische Masse durch eine geeignete Düse, um eine Wabenstruktur herzustellen. Conventionally, a ceramic mass is extruded through a suitable die to produce a honeycomb structure. Die Extrusionsdüse ist so ausgebildet, dass die Vorform die Form eines Zylinders mit einem kreisförmigen oder elipsiodalen Querschnitt aufweist, um einen monolithischen Körper herzustellen, oder aus einem Zylinder mit polygonalem Querschnitt, beispielsweise quadratisch, hexagonal oder rechteckig, um einen Einzelblock herzustellen. The extrusion die is formed so that the preform has the shape of a cylinder with a circular or elipsiodalen cross-section to form a monolithic body, or a cylinder having a polygonal cross section, for example square, hexagonal or rectangular, to form a single block.
  • Verschlusskappen Caps
  • [0097] [0097]
    Die Kanäle einer Wabenstruktur, die zur Fabrikation eines Filterskörpers bestimmt ist, werden schließlich auf der Eintrittsfläche The channels of a honeycomb structure, intended for the fabrication of a filter body, on the entrance surface are finally 26e 26e oder auf der Austrittsfläche or on the exit surface 26s 26s durch stromaufwärts liegende Stopfen by upstream plug 30s 30s und stromabwärts liegende Stopfen and downstream plugs 30e 30e verschlossen, wie es bereits bekannt ist, um Kanäle zu bilden, genannt „Austrittskanäle” closed, as it is already known to form channels called "discharge passages" 18s 18s und „Eintrittskanäle” and "entry ports" 18e 18e (siehe (See 4 4 ). ). Auf diese Weise erhält man eine „filtrierende” Wabenstruktur. In this way, a "filtering" honeycomb structure.
  • [0098] [0098]
    Weiterhin bevorzugt erstrecken sich die stromaufwärts und stromabwärts liegenden Stopfen jeweils entlang der Eintrittsfläche und entlang der Austrittsfläche. Further, preferably, the upstream and downstream plugs along each of the entrance surface and the exit surface extending along.
  • [0099] [0099]
    Somit definieren die Eintritts- und Austrittskanäle Eintritts- und Austrittskammern Thus, defining the inlet and outlet channels inlet and outlet chambers 34e 34e und and 34s 34s , welche jeweils durch eine Seitenwand , Each formed by a side wall 22 22 , einen Verschlussstopfen und eine nach aussen mündende Öffnung begrenzt sind. , A plug and an opening which opens to the outside are limited. Zwei benachbarte Eintritts- und Austrittskanäle sind fließmäßig durch ihre gemeinsame Seitenwand verbunden. Two adjacent inlet and outlet flow channels are connected by their common side wall.
  • [0100] [0100]
    In einer Ausführungsform sind die Eintrittskanäle In one embodiment, the inlet channels 18e 18e und die Austrittskanäle and outlet channels 18s 18s einander benachbart und die einen im Verhältnis zu den anderen so angeordnet, dass die Gesamtheit des durch einen Eingangskanal filtrierten Gases in die benachbarten Ausgangskanäle des Eintrittskanals gelangt. adjacent to each other and disposed in relation one to the other so that the whole of the gas filtered through any input channel passes into output channels adjacent to the inlet channel. Somit existieren keine Zonen eines oder mehrerer Eintrittskanäle, die in einen anderen Eintrittskanal münden, also Zonen, die nicht für die Filtration geeignet sind. Thus, there are no zones of one or more inlet channels, which open into another inlet channel, so areas that are not suitable for filtration. Die Filteroberfläche (dh die benutzte Oberfläche der Wände der Eintrittskanäle), die für ein bestimmtes Volumen der Wabenstruktur verfügbar ist, ist hierdurch optimiert. The filter surface (ie the surface of the walls of the entry used channels) that is available for a given volume of the honeycomb structure is thereby optimized.
  • [0101] [0101]
    Vorzugszweise sind die Gesamtheiten der Eintritts- und der Austrittskanäle so ineinander verschachtelt, dass im Querschnitt ein Schachbrettmuster gebildet wird, wo besagte Eintrittskanäle mit besagten Austrittskanälen einander abwechseln. Vorzugszweise the populations of the inlet and the outlet channels are interleaved so that a checkerboard pattern is formed in cross-section, in which said inlet channels to said outlet channels alternate.
  • [0102] [0102]
    Die Eintrittskanäle haben bevorzugterweise einen Querschnitt, der größer als der der Austrittskanäle ist, um das für das Speichern von Rückständen verfügbare Volumen zu vergrößern. The inlet ducts preferably have a cross section which is larger than that of the outlet channels in order to increase the volume available for the storage of residues. Vorteilhafterweise sind die Reinigungsfrequenz des Filters und der Druckverlust reduziert. Advantageously, the cleaning frequency of the filter and the pressure loss is reduced. Zu diesem Zweck sind die Kanalwände „deformiert”, um das Gesamtvolumen der Eintrittskanäle auf Kosten desjenigen der Austrittskanäle zu vergrößern. To this end, the channel walls "deformed" to zoom to the total volume of that of the inlet channels at the expense of the outlet channels. Beispielsweise können die Wände konkav zur Seite eines Eintrittskanals und konvex zur Seite eines Austrittskanals sein, die einander benachbart sind. For example, the walls may be concave to the convex side of an inlet channel and to the side of an outlet channel that are adjacent to each other.
  • [0103] [0103]
    Die Zwischenwände, die zwei Linien oder zwei Kolonnen von Kanälen voneinander trennen, können insbesondere einen Querschnitt in Wellenform aufweisen („wavy” im englischen), wobei die Zwischenwand sich in etwa mit einer halben Wellenlänge über die Breite eines Kanals erstreckt. The intermediate walls separating two lines or two columns of channels from one another, in particular a cross-section can in wave shape ("wavy" in English), the intermediate wall extends approximately one-half wavelength of the width of a channel. Man nennt „Wellenlänge” die Distanz, die zwei Punkte auf dieser Welle voneinander trennt, die auf der gleichen Höhe angeordnet sind mit gleicher Steigungsrichtung. Called "wavelength" the distance that separates two points on said shaft from one another, which are arranged at the same level with the same pitch direction. Im Fall einer periodischen Welle nennt man „Länge” der Welle „Periode”. In the case of a periodic wave is called "length" of the wave "period". Vorzugsweise ist die Welle periodisch, die Amplitude der Wellen kann jedoch konstant oder auch variabel sein. Preferably, the shaft is periodic, but the amplitude of the wave can be constant or variable. Vorzugszweise ist diese Amplitude konstant. Vorzugszweise this amplitude is constant. Weiterhin vorzugsweise stellt die Welle eine Sinuskurve dar, deren Halbperiode gleich ist dem Schritt „p” des Kanalnetzes, oder eine Folge von aneinander gereihter Kreisbögen, wobei jeder Bogen eine Länge aufweist, die gleich dem Schritt „p” ist. Further preferably, the shaft is a sine wave whose period is equal to half step "p" of the sewer system, or a series of circular arcs arranged in a row, wherein each sheet has a length equal to the step "p".
  • [0104] [0104]
    Schließlich weisen bevorzugt alle die Zwischenwände, die sich zwischen zwei Linien und/oder zwischen zwei Kolonnen von Kanälen erstrecken, im Querschnitt eine Welle von identischer Form auf. Finally, preferably, all of the partitions which extend between two lines and / or between the two columns of channels, the cross-section of a wave of an identical shape.
  • [0105] [0105]
    Der „Asymmetrie-Grad” einer „wavy”-Struktur bezeichnet das Verhältnis von der Amplitude „h w ” und der Halblänge besagter Welle, dh, im Falle einer periodischen Welle das Verhältnis zwischen der Amplitude „h w ” und der Halbperiode. The "unbalance degree" of a "wavy" structure is the ratio of the amplitude 'h w "and the length of said half-shaft, that is, in the case of a periodic wave relationship between the amplitude of the" h w "and the half-period. Vorzugsweise ist der Asymmetrie-Grad kleiner als 40%, bevorzugt kleiner als 30%, bevorzugt kleiner als 20% und in einer besonders bevorzugten Form kleiner oder gleich 10% und/oder größer als 2%, bevorzugt größer als 5%. Preferably, the degree of asymmetry is less than 40%, preferably less than 30%, preferably less than 20% and in a particularly preferred form, less than or equal to 10% and / or greater than 2%, preferably greater than 5%. Vorteilhafterweise ist der Druckverlust, der durch die Ansammlung von Russ durch den Block induziert wird, stark reduziert, und die Regenerationsfrequenz des Filterkörpers ist somit beschränkt. Advantageously, the pressure loss induced by the accumulation of soot through the block is greatly reduced and the frequency of regeneration of the filter body is thus limited.
  • [0106] [0106]
    Mit dieser asymmetrischen Kanalkonfiguration ist das totale Volumen der Eingangskanäle größer als das der Ausgangskanäle und die Gesamtoberfläche der Öffnungen der Eingangskanäle auf der Eintrittsfläche, dh die Summe der Flächen dieser Öffnungen, ist größer als die der Öffnungen der Ausgangskanäle auf der Austrittsfläche. This asymmetric channel configuration, the total volume of the input channels is greater than that of the output channels and the total surface of the openings of the input channels on the entrance surface, that is the sum of the areas of these holes is greater than that of the openings of the output channels on the output face. Für eine optimale Wirkung ist das Verhältnis r des Totalvolumens Ve der Eingangskanäle zum Totalvolumen Vs der Ausgangskanäle oder das Verhältnis r' der Gesamtinnenfläche der Eingangskanäle zur Gesamtinnenfläche der Ausgangskanäle vorzugsweise größer als 1,03, größer als 1,10, größer als 1,15 und/oder kleiner als 3, kleiner als 2,5 bevorzugt kleiner als 2. For optimum effect, the ratio r of the total volume Ve of the input channels to the total volume Vs of the output channels, or the ratio r 'of the total inner surface of the input channels to the overall inner surface of the output channels is preferably greater than 1.03, greater than 1.10, greater than 1.15 and / or preferably less than 3, less than 2.5 less than 2
  • [0107] [0107]
    Nach dem Verschließen werden die Wabenstrukturen gesintert. After sealing the honeycomb structures are sintered.
  • [0108] [0108]
    Der Sinterung kann ein Entbinderungsschritt vorgeschaltet sein. The sintering may be preceded by a debinding. Üblicherweise werden die Wabenstrukturen in einen Ofen gegeben und einer thermischen Entbinderungsbehandlung bei einer Temperatur unterworfen, die allgemein zwischen 300 und 700°C liegt. Typically, the honeycomb structures are placed in an oven and subjected to a thermal debinding at a temperature which is generally between 300 and 700 ° C.
  • [0109] [0109]
    Nach der Entbinderung können die Wabenstrukturen auf eine Temperatur oberhalb von 1600°C, sogar oberhalb von 1800°C, bevorzugt zwischen 1900°C und 2400°C, bevorzugt zwischen 2000°C und 2300°C ja sogar oberhalb von 2100°C gebracht werden, bevorzugt während einer typischen Dauer zwischen 2 und 10 Stunden, bevorzugt zwischen 4 und 6 Stunden, um gesintert zu werden. After binder removal, the honeycomb structures can to a temperature above 1600 ° C, even above 1800 ° C, preferably, are preferred so accommodated between 1900 ° C and 2400 ° C of between 2000 ° C and 2300 ° C, even above 2100 ° C. , preferably during a typical duration of 2-10 hours, preferably 4-6 hours to be sintered.
  • [0110] [0110]
    Um einen zusammengesetzten Körper herzustellen, setzt man die Einzelblocks wie im Beispiel unten beschrieben zusammen. To produce a composite body, is given to the individual blocks as described in the example below together.
  • [0111] [0111]
    Allgemein wird die Seitenfläche Generally, the side surface 38 38 des monolithischen Filterkörpers oder des zusammengesetzten Filterkörpers mit einer Umfangsbeschichtung Remove the monolithic body or of the composite filter body having a peripheral coating 36 36 abgedeckt, auch „äussere Beschichtung” oder „coating” genannt, mit einem Beschichtungszement, welcher thermisch isolierend ist und für die Auspuffgase undurchlässig, wie beispielsweise in de met, as "outer coating" or called "coating" with a coating of cement, which is thermally insulating and impermeable to the exhaust gases, for example, in de EP 1 142 619 EP 1142619 oder or EP 1 632 657 EP 1632657 beschrieben. described. Diese Umfangsbeschichtung kann mittels eines Zements hergestellt werden, der identisch ist demjenigen, der für die Verbindungen benützt wird. This circumferential coating can be prepared using a cement that is identical to that which is used for the compounds.
  • [0112] [0112]
    Die Dichtheit des Beschichtungszements ermöglicht die Herbeiführung von querverlaufenden Mikrorissen in der Dicke der Aussenwand des Filterkörpers ohne nachteiligen Effekt auf die Filterwirksamkeit (indem man diesen Zement derart aufbringt, dass die Öffnungen dieser Mikrorisse abgedeckt sind). The tightness of the coating cement allows achieving of transverse microfissures in the thickness of the outer wall of the filter body without any adverse effect on the filter efficiency (by applying this cement such that the openings of the micro-cracks are covered).
  • [0113] [0113]
    Der Filterkörper The filter body 3 3 , zusammengesetzt oder monolithisch, kann auch in eine Hülse , Composite or monolithic, a sleeve can also be in 5 5 eingesetzt werden, wobei eine Umfangsverbindung are used, wherein a perimeter bond 40 40 , welche für die Auspuffgase undurchlässig ist, zwischen der Seitenfläche Which is impermeable to the exhaust gases between the side surface 38 38 des Filterkörpers und der Hülse the filter body and the sleeve 5 5 angeordnet ist. is arranged.
  • [0114] [0114]
    Beispiele von Filterkörpern sind insbesondere in den Patentanmeldungen Examples of the filter bodies are in particular described in patent applications EP 816 065 EP 816 065 , , EP 1 142 619 EP 1142619 , , EP 1 455 923 EP 1455923 oder or WO 2004/065088 WO 2004/065 088 beschrieben, auf denen man bezüglich ihrer Struktur oder ihrer Herstellung nähere Angaben erhalten kann. describes where you can obtain more detailed information regarding their structure or their manufacture.
  • Zusammengesetzter Körper Composite body
  • [0115] [0115]
    Ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Körpers beinhaltet klassischerweise folgende Verfahrensschritte: A method for producing a composite body containing classically the following steps:
    • A) Herstellung einer Vielzahl von gesinterten Einzelblöcken A) preparing a plurality of individual sintered blocks 11 11 ; ;
    • B) Präparation eines Montagezements für die Zusammensetzung; B) Preparation of an assembly for the cement composition;
    • C) Zusammenkleben der Einzelblocks mittels des frischen Montagezements; C) bonding the single block by means of the fresh cement assembly;
    • D) Härtung des frischen Montagezements derart, das Verbindungen D) hardening of the fresh cement assembly such that connections 12 12 zwischen den Verbindungsflächen gebildet werden; are formed between the joining surfaces;
    • E) Optional eine thermische Behandlung. E) optionally, a thermal treatment.
  • [0116] [0116]
    Im Schritt A können die Einzelblöcke wie oben beschrieben hergestellt werden. In step A, the individual blocks can be prepared as described above.
  • [0117] [0117]
    Im Schritt B wird der frische Montagezement im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften für die Verbindungen zubereitet. In step B of the fresh cement prepared assembly in view of the desired properties of the compounds.
  • [0118] [0118]
    Die beiden Flächen der Verbindung, zwischen denen sich eine Verbindung erstreckt, können im allgemeinen von ebener Form sein. The two surfaces of the connection, between which extends a compound may be of generally planar shape.
  • [0119] [0119]
    Der Montagezement, der die Verbindungen bildet, besteht im allgemeinen aus Siliciumdioxid und/oder aus Siliciumcarbid oder Aluminiumnitrat. The assembly of cement forming compounds, generally consists of silica and / or silicon carbide or aluminum nitrate. Vorzugszweise ist der Montagezement im wesentlichen für die zu filternden Auspuffgase undurchlässig. Vorzugszweise assembly mainly for the cement to be filtered exhaust gases is impermeable. Der Montagezement kann bei einer Temperartur zwischen 20°C und 600°C eine thermische Leitfähigkeit von oberhalb von 0,1 W/mK aufweisen, und vorzugsweise kleiner als 5 W/mK, sogar kleiner als 1 W/mK, um die thermomechanischen Spannungen zu begrenzen. The assembly can in a cement Temperartur between 20 ° C and 600 ° C having a thermal conductivity greater than 0.1 W / mK, and preferably less than 5 W / mK, even less than 1 W / mK, the thermomechanical stresses to . limit Typischerweise ist die mittlere Dicke einer Verbindung 12 zwischen 0,3 und 4 mm. Typically, the average thickness of a connection 12 from 0.3 to 4 mm.
  • [0120] [0120]
    Die totale Porosität des Montagezements der Verbindungen kann oberhalb von 5% und kleiner von 90% sein, vorzugsweise oberhalb von 30% und/oder unterhalb von 85%. The total porosity of the cement assembly of the compounds may be above 5% and be less than 90%, preferably above 30% and / or less than 85%. Der Montagezement kann vorteilhafterweise mehr als 0,05% und weniger als 5% eines hitzebeständigen Kunststoffs aufweisen in Prozenten im Verhältnis zur Masse des trockenen mineralischen Materials. Cement assembly can advantageously more than 0.05% and less than 5% of a heat-resistant plastic having a percentage in relation to the dry mass of the mineral material.
  • [0121] [0121]
    Der Montagezement kann aus einem mineralischen Pulver erhalten werden, welches in Massenprozent im Verhältnis zur mineralischen Masse weniger als 5% von Teilchen aufweist, dessen mittlere Größe zwischen 0,1 und 10 micron, vorzugsweise zwischen 0,3 und 5 micron ist. The assembly of cement may be obtained from a mineral powder containing less than 5% of particles having a percentage by mass relative to the mineral material, the mean size of between 0.1 and 10 micron, preferably is between 0.3 and 5 micron. Vorzugsweise stellen das Siliciumcarbid (SiC), das Aluminat (Al 2 O 3 ) das Zirkon (ZrO 2 ), das Titanoxyd (TiO 2 ), das Magnesiumoxyd, das Silicat (SiO 2 ) und die Mischungen aus diesen Oxyden, wie das Titanat von Aluminium, das Mullit oder das Zirkon insgesamt mehr als 85% der Masse des trockenen Mineralmaterials des Montagezements dar. Der Montagezement kann einen Gehalt an Kalk (CaO) unterhalb von 0,5% in Masseprozent im Verhältnis zum trockenen Mineralmaterial aufweisen. Preferably, the filters of silicon carbide (SiC), the aluminate (Al 2 O 3), the zirconium (ZrO 2), and the titanium oxide (TiO 2), the magnesium oxide, the silica (SiO 2) and mixtures of these oxides as the titanate of aluminum, zirconium, the mullite or the total of more than 85% of the dry mass of the mineral material of the cement dar. The mounting assembly may have a cement content of lime (CaO) less than 0.5% in mass percentage in relation to the dry mineral material have. Der Montagezement kann ein Komposit-Material sein, welches Körner aus einem anorganischen Material aufweist, die durch eine geopolymere Matrix verbunden sind. The assembly may be a cement composite material which comprises grains of an inorganic material, which are connected by a geopolymeric matrix.
  • [0122] [0122]
    Der Montagezement kann mehr als 30%, mehr als 50%, mehr als 60%, sogar mehr als 75% Siliciumcarbid enthalten, und zwar in Masseprozent bezogen auf das trockene Mineralmaterial, insbesondere um eine erhöhte thermische Leitfähigkeit zu erhalten. The assembly of cement may be more than 30%, more than 50%, more than 60%, even more than 75% silicon carbide containing, in percent by weight based on the dry mineral material, in particular to obtain an increased thermal conductivity. Vorzugsweise ist das Siliciumcarbid in Form von Teilchen vorhanden, deren mittlere Größe unterhalb von 200 micron liegt. Preferably, the silicon carbide is present in the form of particles whose average size is less than 200 micron.
  • [0123] [0123]
    Das Siliciumcarbid weist somit einen Ausdehnungskoeffizienten auf, der relativ erhöht ist. The silicon carbide thus has a coefficient of expansion which is relatively increased. Der Gehalt an Siliciumcarbid muss daher begrenzt sein, um einen thermomechanischen Widerstand sicherzustellen, der an die Anwendung auf Partikelfilter angepasst ist. The silicon carbide content should therefore be limited to ensure a thermo-mechanical resistance, which is adapted to the application to a particulate filter. Ein Gehalt an Silicumcarbid zwischen 30 und 90%, vorzugsweise zwischen 55 und 75% ist besonders geeignet. A content of silicon carbide between 30 and 90%, preferably between 55 and 75% is particularly suitable.
  • [0124] [0124]
    Der Montagezement weist vorzugsweise weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 1% mineralischer Fasern auf, insbesondere keramische in Massenprozent auf der Basis des trockenen Mineralmaterials. The assembly preferably comprises cement less than 10%, preferably less than 5%, preferably less than 1% of mineral fibers, in particular ceramic, in percent by mass on the basis of the dry mineral material.
  • [0125] [0125]
    Vorzugszweise weist der Montagezement keine solche Fasern auf. Vorzugszweise assembly has no such fibers to cement.
  • [0126] [0126]
    Vorzugsweise weist der Montagezement eine anorganische und/oder organische Verbindung auf. Preferably, the mounting comprises an inorganic cement, and / or organic compound.
  • [0127] [0127]
    Klassischerweise ist der Montagezement für das filtrierte Gas undurchlässig. Traditionally, the mounting cement for the filtered gas is opaque. Die Dichtheit des Montagezements bietet somit vorteilhafterweise die Möglichkeit, in der Dicke der äusseren Wand eines Einzelblocks die Erzeugung von quer verlaufenden Mikrorissen ahne nennenswerte Wirkung auf die Filtrationswirkung vorzusehen (indem man diesen Zement so anordnet, dass er die Öffnungen der Mikrorisse abdeckt). The tightness of the assembly cement thus advantageously provides the option in the thickness of the outer wall of a single block, generation of transverse microfissures teeth significant effect on the filtration efficiency to provide (by arranging these cement, that it covers the openings of the micro-cracks).
  • [0128] [0128]
    In Schritt C werden zwei benachbarte Einzelblocks aneinander geklebt, indem man sie einander gegenüberstellt, vorzugsweise parallel zueinander und zwar jeweils mit den Seitenflächen In step C, two adjacent individual blocks are bonded together by placing them facing each other, preferably parallel to each other each at the side surfaces 14a 14a - 14d 14d , wonach frischer Montagezement zwischen diesen sich einander gegenüberstehenden Seitenwänden aufgetragen wird (genannt Verbindungsflächen). Whereby fresh cement assembly between these opposing side walls is applied (hereinafter referred to joint surfaces).
  • [0129] [0129]
    In Schritt D wird, nachdem er zwischen die Verbindungsflächen der Einzelblocks angeordnet worden ist, der frische Montagezement getrocknet, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 100°C und 200°C, vorzugsweise in Luft oder einer Atmosphäre mit geregelter Feuchte, vorzugsweise derart, dass die Restfeuchte zwischen 0 und 20% liegen. In step D, after having been arranged between the connecting surfaces of the individual blocks of the fresh assembly cement dried, preferably at a temperature between 100 ° C and 200 ° C, preferably in air or an atmosphere of controlled humidity, preferably such that the residual moisture are between 0 and 20%. Vorzugsweise liegt die Dauer der Trockung zwischen einigen Sekunden und 10 Stunden, insbesondere als Funktion des Verbindungsformats und des zusammengesetzten keramischen Körpers. Preferably, the duration of drying between a few seconds and 10 hours, in particular is as a function of the size and connection of the composite ceramic body.
  • [0130] [0130]
    Die Einzelblocks werden vorzugsweise in Position gehalten, um eine Expansion des frischen Montagezements währen der Aushärtung zu vermeiden, beispielsweise durch Festklemmen mit Hilfe von Abstandshaltern, wie es beispielsweise in der The individual blocks are preferably held in position by an expansion assembly of the fresh cement curing are to be avoided, for example, by clamping with the aid of spacers, such as described in EP 1 435 348 EP 1435348 beschrieben wird, und Umbinden der so festgeklemmten Einzelblocks. is described, and tying the so-clamped single block.
  • [0131] [0131]
    In Schritt E kann eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur, die ausreichend ist, um eventuelle Partikel und/oder organische Fasern zu eliminieren, bewirkt werden, um sie zu eleminieren und so die Markroporosität (geschlossene Porosität) zu schaffen, was vorteilhaft ist, um die thermische Leitfähigkeit zu reduzieren. In Step E, a heat treatment at a temperature which is sufficient to eliminate any particles and / or organic fibers can be effected, in order to eliminate them, and so the Markroporosität to provide (closed porosity), which is advantageous to the thermal to reduce conductivity.
  • [0132] [0132]
    Die Wärmebehandlung wird vorteilhafterweise unter einer oxidierenden Atmosphäre realisiert, vorzugsweise bei Atmosphärendruck, bei einer Temperatur zwischen 300°C bis 1200°C. The heat treatment is advantageously implemented in an oxidizing atmosphere, preferably at atmospheric pressure, at a temperature between 300 ° C to 1200 ° C. Die Wärmebehandlung führt zu der Polymerisation des eventuell vorhandenen wärmehärtbaren Kunststoffs zur Aushärtung der eventuell vorhandenen anorganischen Verbindung, zur Elimination der eventuell vorhandenen organischen Komponenten, sogar zu einer mehr oder weniger vollständigen Sinterung des Montagezements, wenn die Temperatur über 700°C hinausgeht. The heat treatment leads to the polymerization of any known thermosetting plastics material to cure the possibly existing inorganic compound for the elimination of any existing organic components, even in a more or less complete sintering of the assembly cement if the temperature goes above 700 ° C. Diese Wärmebehandlung geht im allgemeinen mit einer Verbesserung des mechanischen Widerstandes einher. This heat treatment is accompanied by an improvement of the mechanical resistance in general.
  • [0133] [0133]
    Seine Dauer liegt vorzugsweise ungefähr zwischen 1 und 20 Stunden vom Aufheizen bis Abkühlen und ist variabel als Funktion der Materialien aber auch der Größe und der Form der Verbindungen. Its length is preferably about 1 to 20 hours from heating to cooling, and is variable as a function of the materials but also the size and shape of the compounds.
  • [0134] [0134]
    Die Wärmebehandlung kann gleichermaßen auch in situ bewirkt werden. The heat treatment can be similarly effected in situ. Insbesondere in dem Fall, dass zusammengesetzte Filterkörper zur Filterung in Automobilen bestimmt sind, können die Filterkörper in das Automobil eingebaut werden, vor der Elimination organischer Komponenten des Montagezements, wobei die Regenerationstemperatur ausreichend ist, um sie zu eliminieren. In particular, in the case that composite filter body is intended to restrict in automobiles, the filter body can be installed in the automobile, in the elimination of organic components of the cement assembly, wherein the regeneration temperature is sufficient to eliminate them. Beispielsweise ist die Verbrennungstemperatur der Zellulosefasern ungefähr 200°C, während die Regenerationstemperatur typischerweise ungefähr 500°C beträgt, sogar noch höher. For example, the combustion temperature of cellulose fibers is about 200 ° C, while the regeneration temperature is typically about 500 ° C, even higher.
  • [0135] [0135]
    Der so aufgebaute zusammengesetzte Körper kann danach benutzt werden, um eine Form zu erhalten, die an die Hülse The assembled body thus constructed can be used thereafter to obtain a shape of the sleeve 5 5 angepasst ist, beispielsweise um einen zylindrischen Körper mit kreisförmigen Querschnitt herzustellen. is adapted to prepare, for example, a cylindrical body with circular cross section.
  • [0136] [0136]
    Alternativ zum gerade beschriebenen Verfahren kann ein Verfahren gemäß der Erfindung auch folgende Schritte aufweisen: Alternatively to the procedure just described, a method according to the invention also comprise the steps of:
    • A') Herstellung einer Vielzahl von Einzelblocks A ') producing a plurality of individual block 11 11 , die nicht gesintert sind; Which are not sintered;
    • B') Zubereitung eines frischen Montagezements; B '), prepare a fresh installation cement;
    • C') Verkleben der Einzelblöcke mittels des frischen Montagezements; C ') by means of gluing of the individual blocks of the fresh cement assembly;
    • D') Aushärtung des frischen Montagezements, um Verbindungen D ') curing the assembly fresh cement compounds 12 12 zwischen den Verbindungsflächen zu bilden; to form between the joint surfaces;
    • E') Wärmebehandlung durch Sintern, derart, dass die Einzelblocks und der Montagezement gesintert werden und die Einzelblocks mit Mikrorissen versehen werden. E ') by sintering heat treatment, such that the single mounting block and the cement are sintered and the individual block are provided with micro-cracks.
  • Verfahren zur Herstellung von Mikrorissen A method for the production of micro-cracks
  • [0137] [0137]
    Eine Wabenstruktur gemäß der Erfindung kann unter Anwendung aller aktuellen Verfahren hergestellt werden, vorausgesetzt, dass dieser Prozess geeignet ist, zur Erzeugung von Mikrorissen zu führen, insbesondere, in dem man den Entbinderungs-Schritt anpasst. A honeycomb structure according to the invention can be prepared using any current methods, provided that the process is likely to lead to the generation of microcracks, and in particular in which one adjusts the debinding step.
  • [0138] [0138]
    Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Herstellungsprozess zur Herstellung einer Wabenstruktur, welcher die Schritte a) bis d) aufweist, wie sie oben beschrieben sind. The invention relates in particular to a manufacturing process for manufacturing a honeycomb structure, to which d) the steps a), as described above.
  • [0139] [0139]
    Vorzugsweise kann in Schritt b) die Trocknung durch eine Wärmebehandlung erfolgen und/oder unter Verwendung von Mikrowellen, und zwar während einer Zeit und einer Temperatur, die ausreichen, um den Gehalt an nicht chemisch gebundenem Wasser auf unter 1% in der Masse zu bringen. Preferably, in step b) is carried out, the drying by heat treatment and / or use of microwaves, and indeed for a time and a temperature sufficient to bring the content of non-chemically bound water to less than 1% in the composition. Wohlverstanden können auch andere äquivalente und bekannte Mittel berücksichtigt werden ohne den Kern der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Mind you, other equivalent means known and can be considered the core of the present invention without leave.
  • [0140] [0140]
    In Schritt c) wird die Elimination der Bindung (oder Entbinderung) vorzugsweise unter einer oxidierenden Atmosphäre, insbesondere unter Luft bewirkt, und zwar bei einer Temperatur vorzugsweise unterhalb von 700°C, um einen ausreichenden mechanischen Gehalt sicherzustellen vor der Sinterung und eine unkrontollierte Oxidation auszuschließen, insbesondere des eventuell vorhandenen Siliciumcarbids. In step c) the elimination of the binding (or binder removal) is preferably effected under an oxidizing atmosphere, in particular air, at a temperature preferably below 700 ° C to ensure a sufficient mechanical strength before sintering and to exclude oxidising unkrontollierte , in particular the possibly existing silicon carbide. Eine Entbinderung kann unter einer weniger oxidierenden Atmosphäre als Luft bewirkt werden, um einer zu wesentlichen Oxidation des eventuell vorhanden Siliciumcarbids vorzubeugen, dann ist der Entbinderungs-Schritt jedoch länger. A binder removal may be effected under an atmosphere less oxidizing than air, in order to prevent substantial oxidation of the silicon carbide may be present, however, then the debinding step is longer.
  • [0141] [0141]
    Methoden und Vorrichtungen zur Entbinderung sind beispielsweise in Methods and devices for removal of the binder, for example, in EP 1 541 538 EP 1541538 , , EP 1 902 766 EP 1902766 , , US 2007 054229 U.S. 2007 054229 und and WO2008/063538 WO2008/063538 beschrieben. described.
  • [0142] [0142]
    Das Sintern wird bei einer Temperatur oberhalb von 1600°C realisiert sogar oberhalb von 1800°C, bevorzugt oberhalb von 2000°C, noch bevorzugter oberhalb von 2100°C. The sintering is carried out at a temperature above 1600 ° C, even above 1800 ° C, preferably above 2000 ° C, more preferably above 2100 ° C. Vorzugsweise ist diese Temperatur unterhalb von 2400°C. Preferably, this temperature is below 2400 ° C. Vorzugsweise wird das Sintern unter einer nichtoxidierenden Atmosphäre, beispielsweise in einer Argonatmosphäre durchgeführt. Preferably the sintering is conducted under a non-oxidizing atmosphere, for example in an argon atmosphere.
  • [0143] [0143]
    Gemäß diesem Verfahren sind die in Schritt c) angegebenen Bedingungen so angepasst, dass die gesinterte Wabenstruktur mit Mikrorissen versehen wird. According to this process the conditions in step c) is adjusted so that the sintered honeycomb structure is provided with micro-cracks. Insbesondere können Mikrorisse im Laufe eines Entbinderungsschritts auftreten, welcher unter Luft in den oben angegebenen Bedingungen bewirkt wird. In particular, micro-cracks may occur in the course of debinding which is effected in air under the conditions described above.
  • [0144] [0144]
    Um die Umgebung, in der Mikrorisse entstehen sollen, beherrschen zu können, ist es möglich, eine Injektionsvorrichtung für oxidierendes Gas, insbesondere Luft vorzusehen, welche calibrierte Mündungen aufweist, die so orientiert sind, dass das oxidierende Gas in Kontakt mit der Region, in der die Mikrorisse entstehen sollen, erneuert wird. To the environment, micro-cracks are created in the master, it is possible to provide an injection device for oxidizing gas, in particular air, having which calibrierte openings which are oriented so that the oxidizing gas is in contact with the region in the microcracks are formed, is renewed.
  • [0145] [0145]
    Es ist auch möglich, lokal einen Bereich einer Wabenstruktur, insbesondere die Eintrittsfläche oder die Austrittsfläche lokal einem variablen Strom von oxidierendem Gas und/oder einem oxidierenden Gas auszusetzen, welches eine Sauerstoffkonzentration aufweist, die mehr oder weniger erhöht ist. It is also possible to locally expose a local area of ​​a honeycomb structure, in particular the entry surface or the exit surface of a variable current of oxidizing gas and / or an oxidizing gas having an oxygen concentration that is more or less increased. Die Entbinderung provoziert eine Reaktion, die um so mehr exothermisch ist, als die Konzentration von Sauerstoff im oxidierenden Gas und der Strom des oxidierenden Gases erhöht sind. The debinding provoking a reaction which is exothermic the more so as the concentration of oxygen in the oxidizing gas and the flow of oxidizing gas is increased. Je größer nun diese Freisetzung von Wärme ist, desto mehr Auftreten von Mikrorissen ist möglich. The larger then this release of heat, the more the occurrence of microcracks is possible.
  • [0146] [0146]
    Vorzugsweise ist die Injektionsvorrichtung so gewählt, dass in der Wabenstruktur Mikrorisse lokal erzeugt werden, insbesondere um ausschließlich Mikrorisse auf der äusseren Wand der Wabenstruktur zu erzeugen. Preferably, the injection device is such that the honeycomb structure in micro-cracks are generated locally, in particular solely to produce microcracks on the outer wall of the honeycomb structure.
  • [0147] [0147]
    Insbesondere kann es von Vorteil sein, das oxidierende Gas durch die Kanäle der Wabenstruktur einzublasen. In particular, it may be advantageous to inject the oxidizing gas through the channels of the honeycomb structure.
  • [0148] [0148]
    Um den mit Mikrorissen versehenen Bereich besser einzugrenzen, wird die Vorform vorteilhafterweise in einer „Gazette” plaziert. To better isolate the area provided with micro-cracks, the preform is advantageously placed in a "Gazette".
  • [0149] [0149]
    Wie in As shown in 9 9 dargestellt, ist eine „Gazette” shown, a "Gazette" 100 100 eine Platte, im allgemeinen aus Metall. a plate, generally made of metal. Diese Platte weist einen Boden This plate has a bottom 102 102 auf, auf dem die Wabenstrukturen plaziert sind, beispielsweise gesinterte Einzelblocks , on which the honeycomb structure is placed, for example, sintered individual blocks 11 11 , welche Filterblocks bilden, mit den Dimensionen 25,4 × 3,6 × 3,6 cm 3 , Seitenwände Which form filter block, with dimensions of 25.4 × 3.6 × 3.6 cm 3, side walls 104 104 und and 106 106 und durch die Seitenwände and the sidewalls 104 104 und and 106 106 verbunden eine Vorderwand connected to a front wall 108 108 und eine Rückwand and a rear wall 110 110 . . Die „Gazetten” werden übereinander aufgestapelt, derart, dass während der Entbinderung die Einzelblocks The "gazettes" are stacked one above the other such that the individual blocks during the debinding 11 11 zwischen dem Boden between the bottom 102 102 der „Gazette” the "Gazette" 100 100 , auf der sie positioniert sind, und dem Boden Where they are positioned, and the base 103 103 der darüber befindlichen „Gazette” located above the "Gazette" 100' 100 ' eingeschlossen sind, gestrichelt dargestellt und aufgesetzt auf der Gazette are included, and shown in dashed lines placed on the Gazette 100 100 . . Die Länge L 100 und die Breite I 100 können beispielsweise zwischen 20 und 40 cm liegen, beispielsweise 30 cm und die Höhe h 100 beispielsweise ungefähr 5 cm. The length L and width I 100 100, for example, be between 20 and 40 cm, for example 30 cm and the height h 100 for example, about 5 cm.
  • [0150] [0150]
    In der bevorzugten Ausführungsform sind die Einzelblocks In the preferred embodiment, the individual block 11 11 ungefähr parallel zueinander angeordnet, in etwa entlang der Richtung der Länge L 100 , in einem Abstand δ voneinander von beispielsweise von ungefähr 1 cm. disposed approximately parallel to each other, approximately along the direction δ in the length L of 100, at a distance from each other, for example, of about 1 cm. Weiterhin vorteilhaft ist die in Stromrichtung vorne liegende Wand Also advantageous is the wall in the flow direction located at the front 108 108 mit Injektionsöffnungen with injection ports 112 112 versehen, die beispielsweise einen Durchmesser zwischen 1 und 5 mm, beispielsweise ungefähr 2 mm aufweisen. provided, for example, have a diameter between 1 and 5 mm, for example about 2 mm. Vorzugsweise ist jeder Einzelblock Preferably, each single-block 11 11 vor einer Injektionsöffnung prior to an injection opening 112 112 angeordnet, vorzugszweise so, dass eine Achse DD mit der der entsprechenden Injektionsöffnung arranged vorzugszweise so that an axis DD with the corresponding injection port 112 112 korrespondiert. corresponds. Vorzugsweise weist die in Stromrichtung vorne liegende Fläche Preferably, the surface in the flow direction located at the front 108 108 eine Injektionsöffnung auf, die nicht der Einströmfläche oder der Ausströmfläche eines Einzelblocks an injection port, which is not the inflow or outflow of a single block 11 11 gegenüberliegt. opposite.
  • [0151] [0151]
    Weiterhin bevorzugt ist, dass ein Einzelblock Furthermore, it is preferred that a single block 11 11 mit seiner Eintrittsfläche with its entry face 26e 26e einer Injektionsöffnung injection opening 112 112 gegenüber liegt. opposite. Im Fall, wo die Struktur asymmetrisch ist, ist die Gesamtmasse der Stopfen auf der Eintrittsfläche In the case where the structure is asymmetric, the total mass of the plugs on the input surface 26e 26e größer als die Gesamtmasse der Stopfen auf der Austrittsfläche greater than the total mass of the stopper on the outlet face 26s 26s . .
  • [0152] [0152]
    Die in Stromrichtung hintere Wand weist eine Austrittsöffnung The rear wall in the flow direction has an outlet opening 114 114 auf, die sich in etwa über die gesamte Höhe und die gesamte Breite der Rückwand , which is approximately over the entire height and the entire width of the rear wall 110 110 erstreckt, beispielsweise rechtwinklig, beispielsweise über eine Fläche von ungefähr 100 bis 150 cm 2 . extending, for example at right angles, for example an area of about 100 to 150 cm 2.
  • [0153] [0153]
    Der Gazettenstapel wird in einen Ofen eingefahren, der auf der Entbinderungstemperatur gehalten wird, beispielsweise bei 450°C. The Gazette stack is inserted into a furnace which is maintained at the binder removal, for example at 450 ° C.
  • [0154] [0154]
    Ein oxidierendes Gas G, beispielsweise Luft, vorzugszweise auf Entbinderungstemperatur, wird dann durch die Injektionsöffnungen An oxidizing gas G, such as air, to vorzugszweise debindering, then through the injection ports 112 112 beispielsweise mittels einer Sprüh- oder Ventilationsvorrichtung eingeblasen. injected, for example, spraying or by means of a ventilation device. Das oxidierende Gas G ist somit in Richtung auf die Einströmfläche The oxidizing gas G is thus in the direction of the inflow 26e 26e eines Einzelblocks a single block 11 11 gerichtet, durchläuft das Äussere des Einzelblocks etwa parallel zu den Seitenflächen des Einzelblocks directed, the exterior of the individual blocks through approximately parallel to the side faces of the individual blocks 11 11 folgend seiner Achse DD und strömt durch die Austrittsöffnung Following its axis DD and flows through the outlet opening 114 114 aus. from. Die Einzelblocks werden in dieser Mikroriss erzeugenden Umgebung für mehr als 1 Stunde gehalten, beispielsweise für 2 Stunden. The individual blocks are held in this micro-environment for generating plan more than 1 hour, for example, for 2 hours.
  • [0155] [0155]
    Die Temperatur, die Zirkulation des oxidierenden Gases und die Orientierung der Einzelblocks führen zu einer Mikrorissbildung der Einzelblocks, insbesondere wenn die Einzelblocks asymmetrisch sind. The temperature, the circulation of the oxidizing gas and the orientation of the individual blocks of a micro-crack formation leading to the single block, particularly when the single block are asymmetrical.
  • [0156] [0156]
    Tpischerweise erscheinen mit einer Luftstrommenge durch die Injektionsöffnung Tpischerweise appear with an air flow rate through the injection port 112 112 , die der Eintrittsfläche That the entry face 26e 26e eines Einzelblocks gegenüberliegt mit zwischen 5 und 20·10 –2 m 3 /s pro m 2 der Oberfläche besagter Eintrittsfläche a single facing block with between 5 and 20.10 -2 m 3 / s per m 2 of the surface of said entry face 26e 26e (die Oberfläche, die direkt der durch die Injektionsöffnung (The surface directly formed by the injection port 112 112 eintretenden Luft ausgesetzt ist), auf der seitlichen Fläche des Einzelblocks is exposed to incoming air), on the lateral surface of the single block 11 11 Mikrorisse, insbesondere in der Nähe seiner Austrittsfläche Microcracks, particularly in the vicinity of its exit surface 26s 26s . . Im allgemeinen sind die mit der oben beschriebenen Vorrichtung erhaltenen Mikrorisse nicht verzweigt. In general, the micro-cracks obtained with the apparatus described above are not branched.
  • [0157] [0157]
    Wie in As shown in 10 10 dargestellt kann sich ein Mikroriss illustrated, a microcrack 120 120 insbesondere auf der oberen Seitenflächen in particular the upper side surfaces 14c 14c des Einzelblocks the single block 11 11 erstrecken, welche der Seitenfläche extending that of the side surface 14b 14b gegenüber liegt, mit welcher der Einzelblock opposite with which the single-block 11 11 auf dem Boden on the bottom 102 102 der Gazette the Gazette 100 100 aufliegt. rests. Der Mikroriss The microcrack 120 120 kann sich insbesondere von der Austrittsfläche can in particular from the exit surface 26s 26s ausgehend erstrecken. starting extend. Die Hauptrichtung D 120 , die die beiden Enden The main direction D 120, the two ends 122 122 und and 124 124 des Mikrorisses the microcrack 120 120 miteinander verbindet, ist im wesentlichen longitudinal, wobei der Winkel α zwischen einer Querebene P 11 und einer Ebene P 120 , die senkrecht ist zur Hauptrichtung D 120 vorzugsweise kleiner als 45° kleiner als 30°, ja sogar kleiner als 20° ist. to each other, is substantially longitudinally, wherein the angle α is 120 °, preferably less than 45 less than 30 ° and even smaller than 20 ° from a transverse plane P 11, and P a plane 120 which is perpendicular to the main direction D.
  • [0158] [0158]
    Die Länge des Mkrorisses The length of the Mkrorisses 120 120 gemessen entlang seiner Richtungslinie measured along the direction of line 126 126 liegt typischerweise zwischen 3 und 30 mm. typically is between 3 and 30 mm.
  • [0159] [0159]
    Die maximale Breite I max des Mikrorisses I max the maximum width of the microcrack 120 120 ist kleiner als 3 mal die maximale Größe der Körner, die den Einzelblock is smaller than 3 times the maximum size of the grains, the individual block the 11 11 aufbauen. build.
  • [0160] [0160]
    Die während der Entbinderung erzeugten Mikrorisse erhalten sich bei dem Backvorgang, ohne überhaupt den Bruchmodul oder den Elastizitätsmodul der gesinterten Wabenstruktur zu beeinflussen. The micro cracks generated during the debinding obtained at the baking process, without affecting the modulus of rupture, or even the modulus of elasticity of the sintered honeycomb structure.
  • [0161] [0161]
    In Schritt C) können der Entbinderungs- und der Sintervorgang getrennt voneinander oder simultan geschehen. In step C), the debinding and sintering process can be done separately or simultaneously. Vorzugsweise sind die Schritte voneinander getrennt, wobei die Entbinderung vorzugsweise unter Luft und die Sinterung unter einer kontrollierten Argonatmosphäre ausgeführt werden. Preferably, the steps are separated from each other, wherein the binder removal is preferably carried out in air and the sintering under a controlled argon atmosphere.
  • [0162] [0162]
    Die Entbinderung und das Sintern können in einem gleichen Ofen stattfinden, wobei die Ofentemperatur nach der Entbinderung nicht auf die Umgebungstemperatur abgesenkt wird. The binder removal and sintering can take place in one same oven, wherein the oven temperature after the binder removal is not reduced to the ambient temperature.
  • [0163] [0163]
    Gemäß der Erfindung zeigen die According to the invention, showing the 5 5 bis to 8 8 den Typ der erhaltenen Mikrorisse (Zwischenkorn). the type of the resulting micro-cracks (interstitial). Die Dicke des dargestellten Mikrorisses ist in der Ordnung der mittleren Größe D 50 der Körner, die den Einhheitsblock bilden. The thickness of the micro-crack is illustrated in the order of the average size D 50 of the grains constituting the Einhheitsblock.
  • [0164] [0164]
    Die erhaltenen Mikrorisse sind feiner als die Risse, die durch die harten Regenerationen erhalten werden, die typischerweise eine Breite von 1 mm aufweisen. The resultant microcracks finer than the cracks which are obtained by the hard regenerations which typically have a width of 1 mm. Darüber hinaus können diese bei der Regeneration auftretenden Risse einen Einzelblock umgeben, wodurch seine Filtrationskapazität reduziert wird, aber auch seine Integrität bedroht wird. In addition, these cracks can occur in the regeneration surround a single block, thereby reducing its filtration capacity, but also its integrity is threatened. Der Mikroriss kann durchgängig sein, insbesondere wenn er in der Dicke der äusseren Wand der Wabenstruktur vorhanden vorhanden ist. The microcrack can be continuous, particularly if it is present there in the thickness of the outer wall of the honeycomb structure. Er kann aber auch nicht durchgängig sein, dh lediglich mit einer einzigen Öffnung münden. But he can not be carried through to, ie only open with a single opening. Anders gesagt durchdringt er nicht die Wand der Wabenstruktur, auf welcher er mündet. In other words, it does not penetrate the wall of the honeycomb structure on which it opens. Vorteilhafterweise verschlechtert ein solcher Mikroriss nicht die Filtrationswirkung, auch dann nicht, wenn er auf einer Wand vorhanden ist, die sich im inneren der Wabenstruktur erstreckt, als „interne Wand” bezeichnet, oder auf der Aussenwand eines monolithischen Filterkörpers, der keine periphere Verkleidung aufweist. Advantageously deteriorated such microcracks not the filtration effect, even not if it is present on a wall which extends in the interior of the honeycomb structure as an "internal wall" means, or on the outer wall of a monolithic filter body, which has no peripheral panel.
  • [0165] [0165]
    Die maximale Tiefe p max des Mikrorisses kann insbesondere größer als 0,8, größer als 0,9 mal der Dicke der externen Wand der Wabenstruktur sein, ja sogar genauso groß wie diese Dicke (durchgängiger Mikroriss). The maximum depth of the microcrack p max may in particular be greater than 0.8, greater than 0.9 times the thickness of the external wall of the honeycomb structure, and even as great as said thickness (continuous microcrack).
  • [0166] [0166]
    Die maximale Tiefe p max des Mikrorisses kann insbesondere kleiner als 0,7, kleiner als 0,6, ja sogar kleiner als 0,5 mal der Dicke der Wand der Wabenstruktur, auf der er angeordnet ist, sein, insbesondere wenn diese Wand eine innere Wand ist. P max, the maximum depth of the micro-crack is in particular less than 0.7, less than 0.6 and even less than 0.5 times the wall thickness of the honeycomb structure on which it is arranged to be, in particular, if this wall has an inner wall. Vorteilhafterweise bleibt die Filterwirkung somit sehr befriedigend. Advantageously, the filter effect is thus very satisfactory.
  • [0167] [0167]
    Mikrorisse können speziell in der Nähe der Eingangs- oder der Ausgangsfläche erzeugt werden, vorzugsweise in der Nähe der Ausgangsfläche, und zwar durch lokale Modifikation des Luftstroms. Microcracks can be generated especially in the vicinity of the input or the output surface, preferably in the vicinity of the output face, by local modification of the air flow. Je mehr der Strom des oxidierenden Gases, welches während der Entbinderung lokal eingebracht wird, wichtig ist, desto mehr erzeugt die exothermische Reaktion der Entbinderung Mikrorisse generienende lokale Spannungen. Is, the more the flow of the oxidizing gas, which is introduced during the debinding locally important, the more the binder removal exothermic reaction produces microcracks forming local stresses generated criteria.
  • [0168] [0168]
    Um einen zusammengesetzten Körper gemäß der Erfindung herzustellen, wird mindestens einer der Einzelblocks in Schritt A) hergestellt, und zwar den Schritten a) bis d) (siehe oben) folgend. To produce a composite body according to the invention, at least one of the individual blocks in step A) is prepared, namely, the steps a) to the following d) (see above).
  • Beispiele Examples
  • [0169] [0169]
    Alle Einzelblocks der Beispiele werden nach folgender Methode hergestellt: All individual blocks of the examples are prepared by the following method:
    In einem Rührgefäß mischt man Siliciumcarbidpulver, einen Schaumbildner vom Typ Polyethylen und eine organische Verbindung vom Typ Methylzellulose. Mixing silicon carbide powder in a stirred vessel, a foaming of the type polyethylene, and an organic compound such as methyl cellulose.
  • [0170] [0170]
    Präziser mischt man in einem ersten Zeitraum 70 Gewichtsprozent eines SiC-Pulvers, dessen Körner einen mittleren Durchmesser D 50 von 10 Micron aufweisen, mit einem zweiten SiC-Pulver-30-Gewichtsprozent- dessen Körner einen mittleren Durchmesser D 50 von 0,5 Micron aufweisen. Are mixed in a specific first time period of a 70 percent by weight SiC powder, whose grains have a mean diameter D 50 of 10 micron, having a second SiC powder 30 percent by weight of the grains, a mean diameter D 50 of 0.5 micron . Zu dieser Mischung wird ein Schaumbildner vom Typ Polyethylen zugegeben in einer Proportion, die gleich ist 4,5-Gewichtsprozent des Totalgewichts der Körner von SiC und ein Additiv in Form des Zellulosetyps in einer Proportion, die gleich ist 10-Gewichtsprozent des Totalgewichts der SiC-Körner. To this mixture, a foaming agent of the type of polyethylene is added in a proportion equal to 4.5 weight percent of the total weight of the grains of SiC, and an additive in the form of the cellulosic type in a proportion equal to 10 weight percent of the total weight of SiC grains.
  • [0171] [0171]
    Man fügt Wasser hinzu, und rührt bis eine homogene Paste erhalten wird und deren Plastizität die Extrusion durch eine Düse erlaubt. It adds water and stirred until a homogeneous paste is obtained and its plasticity allows the extrusion through a die. Diese Paste wird nun durch eine Düse extrudiert, die an die Herstellung einer Wabenstruktur-Vorform angepasst ist, die die dimensionellen Merkmale der Tabelle 1 aufweist. This paste is then extruded through a nozzle which is adapted to the preform producing a honeycomb structure having the dimensional characteristics of the Table 1.
  • [0172] [0172]
    Man trocknet danach die Vorformen durch Mikrowelle unter Luft während einer Zeit, die ausreicht, den nicht chemisch gebundenen Wasseranteil auf mindestens ein Massenprozent zu bringen. Thereafter drying the preforms by microwave in air for a time sufficient to bring the water content is not chemically bonded to at least one mass.
  • [0173] [0173]
    Man verstopft anschließend alternativ die Kanäle auf der Eingangsfläche und auf der Ausgangsfläche der Vorformen gemäß bekannter Techniken, beispielsweise wie in der Anmeldung Alternatively, then plugging the channels on the input surface and the output surface of the preforms in accordance with known techniques, for example as described in application WO2004/065088 WO2004/065088 beschrieben. described.
  • [0174] [0174]
    Die Vorformen werden anschließend bei 500°C während einer Stunde unter Luft entbindert und dann nach einem Zyklus gebacken, der einen Temperaturanstieg von 20°C/h bis auf eine Temperatur in der Größenordnung von 2200°C aufweist, wonach diese Temperatur für 2 Stunden beibehalten wird. The preforms are then subjected to binder removal at 500 ° C for one hour in air, and then baked for a cycle including a rise in temperature of 20 ° C / h up to a temperature of the order of 2200 ° C after which this temperature for 2 hours, maintained will.
  • [0175] [0175]
    Man erhält so eine Serie von Einzelblocks aus Siliciumcarbid, die im wesentlichen identisch sind, dessen Merkmale in der Tabelle 1 aufgelistet sind: This yields a series of single block of silicon carbide that are substantially identical, the characteristics of which are listed in Table 1:
    Querschnitt der Kanäle Cross-section of the channels quadratisch square
    Dichte der Kanäle Density of the channels
    (Kanäle pro Quadratzoll) (Channels per square inch) 180 cpsi 180 cpsi
    Wanddicke Wall thickness 350 Micron 350 Micron
    Länge Length 25,4 cm 25.4 cm
    Breite Width 3,6 cm 3.6 cm
    Offene Porosität Open porosity
    (gemessen durch Porometrie (Measured by Porometry
    auf Quecksilber) of mercury) ungefähr 47% about 47%
    mittlerer Durchmesser der Poren average diameter of pores
    (gemessen durch Porometrie auf (As measured by porometry on
    Quecksilber) Mercury) ungefähr 15 Micron approximately 15 microns
    Tabelle 1 Table 1
  • [0176] [0176]
    Die Einzelblocks gemäß der Erfindung wiesen jeder einen durchgängigen Mikroriss auf einer ihrer Seitenflächen auf. The single block according to the invention had each a continuous micro crack on on one of its side faces. Die Länge dieses Mikrorisses war ungefähr 1 cm und seine maximale Breite I max war ungefähr 1 mal die maximale Größe D 99,5 der Körner. The length of the micro-crack was about 1 cm and its maximum width I max was approximately 1 times the maximum size D of 99.5 grains.
  • [0177] [0177]
    Gemäß der Lehre der Patentanmeldung According to the teaching of the patent application EP 816 065 EP 816 065 werden anschließend 16 Einzelblocks durch Kleben miteinander zusammengesetzt. 16 individual blocks are then assembled together by gluing. Für den zusammengesetzten Körper For the composite body 1 1 gemäß der Erfindung waren 14 von 16 Einzelblocks mit der Erfindung konform. according to the invention were compliant 14 of 16 sheets with the invention. Die Einzelblocks wurden in „Gazetten” einer Entbinderung unterworfen, wobei die Gazetten Injektionsöffnungen aufweisen, wie oben beschrieben, die Menge an Luft in Richtung der Eintrittsflächen der Einzelblocks war dabei in der Größenordnung von 8·10 –2 m 3 /s pro m 2 der Oberfläche besagter Eintrittsflächen (jede Eintrittsfläche ist einer Injektionsöffnung direkt gegenüber plaziert). The individual blocks have been subjected to "gazettes" a debinding, wherein the newspapers have injection ports, as described above, the amount of air in the direction of the entry faces of the single block was present in the range of 8:10 -2 m 3 / s per m 2 surface of said entry area (each input face is an injection port placed opposite).
  • [0178] [0178]
    Für den Vergleichs-zusammengesetzten Körper C1 war keiner der 16 Einzelblocks mit der Erfindung konform. For the comparison composite body C1 none of the 16 sheets with the invention was compliant. Einzelblocks wurden in „Gazetten”, welche wie oben beschrieben, die Injektionsöffnungen aufweisen, einer Entbinderung unterzogen, wobei die Menge an Luft in Richtung der Eingangsfläche der Einzelblocks in der Größenordnung von 2·10 –2 m 3 /s pro m 2 der Oberfläche besagter Eintrittsfläche ist. Single blocks were in "gazettes," which as described above, having the injection ports, subjected to binder removal, the amount of air in the direction of the input face of the individual blocks in the order of 2:10 -2 m 3 / s per m 2 of the surface of said entrance surface.
  • [0179] [0179]
    Für das Verkleben der Einzelblocks bereitet man einen Montagezement zu, in dem man folgende Anteile miteinander mischt. For the bonding of the individual blocks is prepared to mount a cement in the following proportions are mixed together.
    • – 66-Gewichtsprozent eines Sic-Pulvers deren Korngröße zwischen 10 und 200 micron liegt, - 66 percent by weight of an SiC powder with a grain size between 10 and 200 microns is located,
    • – 3-Gewichtsprozent eines reaktiven Aluminatpulvers, welches durch die Gesellschaft Almatis gehandelt wird mit einer mittleren Größe von ungefähr 3 micron, - 3 weight percent of a reactive Aluminatpulvers, which is traded by the company Almatis with an average size of about 3 microns,
    • – 24% Hohlkugeln, welche durch Enviro-spheres unter dem Namen „e-spheres” gehandelt wird, die eine chemische Zusammensetzung darstellt, welche 60% SiO 2 und 40% Al 2 O 3 enthält und eine mittlere Größe in der Größenordnung von 100 micron aufweist, - 24% of hollow microspheres, which is acted upon by Enviro-spheres as the "e-spheres", which is a dry composition containing 60% SiO 2 and 40% Al 2 O 3 and an average size in the order of 100 micron which
    • – 6% Siliciumrauch vom Type Elkem 971, - 6% silicon smoke from Elkem Type 971,
    • – 0,8-Gewichtsprozent einer temporären und plastifizierenden Verbindung vom Typ Zellulose, - 0.8 percent by weight and a plasticizing temporary connection type cellulose,
    • – 0,2-Gewichtsprozent eines Entflockungsmittels vom Typ TPPNa (Natriumtripolyphosphat). - 0.2 percent by weight of a deflocculant type TPPNa (sodium tripolyphosphate).
  • [0180] [0180]
    Man gibt eine Menge Wasser hinzu, welche ungefähr 15-Gewichtsprozent dieser Mischung ausmacht, um einen frischen Montagezement mit adequater Viskosität zu erhalten. Are added, an amount of water which accounts for approximately 15 weight percent of said mixture to obtain a fresh cement assembly with adequate viscosity.
  • [0181] [0181]
    In allen Beispielen ist der frische Montagezement ohne Druck und gleichmäßig zwischen die Einzelblocks appliziert worden, derart, dass Verbindungen mit einer mittleren Dicke von ungefähr 1 mm erhalten werden, wobei der gesamte Raum zwischen den Verbindungsflächen ausgefüllt wird. In all examples, the fresh cement assembly is without pressure, and was uniformly applied between the individual blocks, such that compounds having an average thickness of about 1 mm are obtained, wherein the entire space between the joint surfaces is filled.
  • [0182] [0182]
    Die Zusammensetzungen der Einzelblöcke werden anschließend unter Luft bei 100°C während 1 Stunde getrocknet, dann bei 1000°C unter Luft während 1 Stunde gebacken, derart, dass filtrierende zusammengesetzte Körper erhalten werden. The compositions of the individual blocks are then dried in air at 100 ° C for 1 hour, and then baked at 1000 ° C under air over 1 hour, so that filtered composite body can be obtained. Die filtrierenden zusammengesetzten Körper werden dann benutzt, um zusammengesetzte Körper mit kreisförmigen Querschnitt zu erhalten, mit einem Volumen in der Größenordnung von 4,1 l (5,66'' × 10''). The filtered composite bodies are then used to get the composite body having a circular cross-section, with a volume in the order of 4.1 l (5.66'' x 10''). Die zusammengesetzten Körper werden anschließend folgenden Tests unterworfen: The composite body subjected to the following tests:
  • Kontrolle des thermomechanischen Widerstands Control of thermo-mechanical resistance
  • [0183] [0183]
    Die so erhaltenen zusammengesetzten Körper werden in einer Auspufflinie eines 2,0 l Dieselmotor mit direkter Einspritzung eingebaut, wobei der Motor mit voller Leistung (4000 Umdrehungen pro Minute) während 30 Minuten läuft, danach werden sie demontiert und gewogen, um ihre Ausgangsmasse zu bestimmen. The thus obtained composite bodies are installed in an exhaust line of a 2.0-liter diesel engine with direct injection, wherein the engine at full power (4000 rpm) for 30 minutes run, then they are removed and weighed to determine its initial weight.
  • [0184] [0184]
    Die zusammengesetzten Körper werden anschließend erneut auf einer Motorbank montiert, in einem Bereich von 3000 Umdrehungen pro Minute und einem Drehmoment von 50 N·m während einer geeigneten Dauer, um eine Russmenge von 8 g/l (im Volumen des zusammengesetzten Körpers) zu erhalten. The composite body is then re-mounted on an engine bench in a range of 3000 rpm and a torque of 50 N · m for an appropriate duration to obtain a soot amount of 8 g / l (in the volume of the composite body). Die so beladenen zusammengesetzten Körper werden erneut auf der Auspufflinie montiert, um einer starken Regeneration unterworfen zu werden: Nach einer Stabilisierung des Motorlaufs bei 1700 Umdrehungen pro Minute für ein Drehmoment von 95 N·m während 2 Minunten wird eine Nachinjektion realisiert mit 70° Phase für eine Nachinjektionsmenge von 18 mm 3 /Hub. The so loaded composite bodies are again mounted on the exhaust line to be subjected to a strong regeneration: After stabilization the engine is running at 1700 revolutions per minute for a torque of 95 N · m for 2 Minunten a subsequent injection realized with 70 ° phase a Nachinjektionsmenge of 18 mm 3 / stroke. Wenn einmal die Verbrennung des Russes begonnen hat, dh wenn der Belastungsverlust während mindestens 4 Sekunden verringert wird, wird die Motorleistung auf 1050 Umdrehungen pro/Minute für ein Drehmoment von 40 N·m während 5 Minuten abgesenkt, um die Russverbrennung zu beschleunigen. If once started, the combustion of the soot, that is, the load loss is reduced for at least four seconds, the power at 1050 rpm / min is reduced to a torque of 40 N · m for 5 minutes, in order to accelerate the soot combustion.
  • [0185] [0185]
    Die zusammengesetzten Körper werden anschließend bei einer Motorleistung von 4000 Umdrehungen pro Minute während 30 Minuten unterworden, um verbleibenden Russ zu eliminieren. The composite body are then been in a motor power of 4000 rpm for 30 min to eliminate remaining soot.
  • [0186] [0186]
    Die regenerierten zusammengesetzten Körper werden untersucht nach der Zerlegung, um die eventuelle Präsenz von mit bloßem Auge erkennbaren Rissen ans Licht zu bringen. The regenerated composite body to be examined after the cutting in order to bring the presence of any cracks visible with the naked eye to light. Der thermomechanische Widerstand wird anhand der Zahl der Risse geschätzt, wobei eine geringe Anzahl an Rissen einen thermomechanischen Widerstand angibt, der für einen Gebrauch als Filterkörper akzeptabel ist. The thermo-mechanical resistance is estimated from the number of the cracks, wherein a small number of cracks indicating a thermo-mechanical resistance, which is acceptable for use as a filter body.
  • [0187] [0187]
    Die folgenden Noten können vergeben werden: The following marks will be awarded:
    +++ + + + :Vorhandensein sehr zahlreicher Risse : Presence of very numerous cracks
    ++ + + :Vorhandensein vieler Risse : Presence of many cracks
    + + :Vorhandensein einiger Risse : Presence of some cracks
    - :keine oder sehr wenige Risse None or very few cracks
  • [0188] [0188]
    Bei einer unter den extremen Bedingungen realisierten Regeneration ist das Vorhandensein von einigen Rissen (Note „+”) akzeptabel. In a realized under the extreme conditions regeneration, the presence of some cracks (note "+") is acceptable. Die Noten „++” und „+++” sprechen für einen schlechten thermomechanischen Widerstand. The notes "+ +" and "+ + +" speak for a bad thermo-mechanical resistance.
  • Indiz der Filtereffizienz Indication of filter efficiency
  • [0189] [0189]
    Das Indiz der Filtereffizienz ist definiert als Differenz zwischen der Russpartikelmenge am Eingang des zusammengesetzten Körpers und der Menge der Russpartikel am Ausgang dieses Körpers bezogen auf die Russpartikelmenge am Eingang besagten zusammengesetzten Körpers. The indication of efficiency of the filter is defined as the difference between the amount of soot particles at the inlet of the composite body and the amount of soot particles at the outlet of said body based on the amount of soot particles at the input of said composite body.
  • [0190] [0190]
    Das Indiz der Filtereffizienz wird gemessen mit Hilfe von Rauchmessern, die am Eingang und am Ausgang des zusammengesetzten Körpers angeordnet sind, wobei letzterer in die Auspufflinie eines Motors eingesetzt ist, wobei der Motor unter voller Leistung bei 4000 Umdrehungen pro Minute während 30 Minuten läuft. The indication of the filtration efficiency is measured with the aid of flue diameters are arranged at the input and at the output of the composite body, the latter is inserted in the exhaust line of an engine, wherein the engine is under full load running at 4000 revolutions per minute for 30 minutes.
  • Messungen der Young-Module des Montagezements und der filtrierenden Einzelblöcke: Measurements of the Young's moduli of the cement and the mounting filtering individual blocks:
  • [0191] [0191]
    Der dynamische Young-Modul wird gemäß der Norm ASTM C1259-01 gemessen und zwar mit einem handelsüblichen Apparat namens Grindosonic MK5 von der Gesellschaft JW Lemmens. The dynamic Young's modulus is measured in accordance with ASTM C1259-01 and that with a commercial apparatus called Grindosonic MK5 by the Company JW Lemmens.
  • [0192] [0192]
    Man misst bei Umgebunstemperartur die natürliche Vibrationsfrequnez eines Prüfkörpers in der „dynamischen” Mode. It attaches Umgebunstemperartur the natural Vibrationsfrequnez a specimen in the "dynamic" mode. Zu diesem Zweck ist der Prüfkörper auf zwei aus Gummi bestehenden Trägern positioniert, derart, dass er nicht mit der Vibrationsmode des Prüfkörpers wechselwirkt. To this end the specimen is placed on two supports consisting of rubber, such that it does not interfere with the vibration mode of the test specimen. Die Träger sind symmetrisch zur Mitte der Längsachse des Prüfkörpers plaziert, wobei die Distanz zwischen den Trägern 100 mm ist. The beams are placed symmetrically to the center of the longitudinal axis of the test piece, the distance between the carriers is 100 mm. Der Prüfkörper wird danach mit einem mechanischen Stoß in der Mitte seiner oberen Fläche (entgegengesetzt zur unteren auf den Trägern stehenden Fläche) erregt, beispielsweise mittels eines Stabes, eines Bleistiftes oder eines mit der Apparatur gelieferten Hammers, wobei die Erregungsenergie schwach ist. The specimen is then a mechanical impact in the center of its upper surface (opposite to the bottom surface standing on the supports) is energized, for example by means of a rod, a pencil or a hammer provided with the apparatus, wherein the excitation power is low. Diese Erregung bewirkt eine Vibration im inneren des Materials des Prüfkörpers. This excitation results in a vibration of the material in the inner of the test body. Ein piezoelektrischer Detektor, der in Kontakt mit dem Prüfkörper angeordnet ist, registriert dann diese Vibration und wandelt sie in ein elektrisches Signal um, aufgrund dessen die natürliche Vibrationsfrequenz f (oder „Flexionsresonanzfrequenz”) bestimmt wird. A piezoelectric detector, which is disposed in contact with the test sample, then registers this vibration and converts it into an electrical signal, which causes the natural vibration frequency f is determined (or "Flexionsresonanzfrequenz").
  • [0193] [0193]
    Man berechnet den dynamischen Young-Modul E (in Gpa) in Funktion von der Masse m (in g) des Prüfkörpers und der Frequenz (in Hz) nach der folgenden Formel: It calculates the dynamic Young's modulus E (in GPa) as a function of the mass m (g) of the sample and the frequency (in Hz) of the following formula: E = 9,1584·10 –9 × m × f 2 E = 9.1584 × 10 -9 m × f × 2
  • [0194] [0194]
    Der dynamische Young-Modul wird an den filtrierenden Einzelblocks mit den Dimensionen 36 × 36 × 254 mm 3 gemessen. The dynamic Young's modulus is measured on the filtered sheets with the dimensions 36 × 36 × 254 mm 3rd
  • [0195] [0195]
    Der dynamische Young-Modul wird gleichermaßen bei einem Prüfkörper von 22 × 22 × 143 mm 3 beim Montagezement gemessen, welcher durch Gießen zubereitet wird und der selben thermischen Behandlung unterworfen wird wie diejenige beim Montagezement, wenn er in einem zusammengesetzten Körper benutzt wird. The dynamic Young's modulus is 143 mm 3 is measured both in a test piece of 22 × 22 × the mounting cement which is prepared by casting and the same thermal treatment is subjected as that in the assembly of cement when it is used in a composite body. Der Prüfkörper wird anschließen bei 110°C getrocknet, bevor er auf die Umgebungstemperatur herabgekühlt wird. The sample is dried at 110 ° C to connect before it is cooled down to the ambient temperature. Ergebnisse: Results:
    C1 C1 1 1
    E (GPa) der Einzelblocks E (GPa) of the individual blocks 60 60 60 60
    E (GPa) des Montagezements E (GPa) of the mounting cement 6 6 6 6
    Anzahl der Mikrorisse pro Einheitsblock gemäß der Erfindung Number of microcracks per unit block according to the invention 0 0 1 1
    Anzahl der Mikrorisse des zusammengesetzten Körpers Number of microcracks of the composite body 0 0 14 14
    Thermomechanischer Widerstand des zusammengesetzten Körpers Thermo Mechanical resistance of the composite body, + + -
    Anzahl der Risse nach der Regeneration am zusammengesetzten Körper Number of cracks after regeneration on composite body 22 22 2 2
    Filtrationeffizienz Filtration Efficiency > 85% > 85% > 85% > 85%
    Tabelle 2 Table 2
    • C1: Vergleichsbeispiel C1: Comparison Example
    • Beispiel 1: Beispiel gemäß der Erfindung Example 1: Example according to the invention
  • [0196] [0196]
    Eine Erhöhung der Mikrorissanzahl verbessert eindeutig das thermomechanische Verhalten. An increase in the number of microcracks clearly improves the thermo-mechanical behavior. Diese Verbesserung führt indessen nicht zu einer merklichen Reduktion der Filtrationseffizienz. This improvement, however, does not lead to a significant reduction in filtration efficiency.
  • [0197] [0197]
    Komplementäre Messungen haben bestätigt, dass die Anwesenheit von Mikrorissen nicht wesentlich die Porosität und den mittleren Porendurchmesser des Materials modifizieren, aus dem die Einzelblocks bestehen. Complementary Measurements have confirmed that the presence of microcracks and do not substantially modify the porosity of the average pore diameter of the material constituting the single block.
  • [0198] [0198]
    Die vorstehende Beschreibung erlaubt einige mögliche Realisationsmöglichkeiten der Erfindung zu illustrieren. The above description allows some possible implementation options to illustrate the invention. Es ist jedoch klar, dass diese Beschreibung nicht begrenzend ist und dass der Fachmann von sich aus andere Varianten der Erfindung realisieren kann ohne den Kern derselben zu verlassen. However, it is understood that this description is not limitative and that the skilled person can achieve on its other variants of the invention without departing from the core thereof.
  • [0199] [0199]
    Insbesondere könnte eine Wabenstruktur gemäß der Erfindung in anderen Anwendungen als der Filtration verwendet werden, und insbesondere als Katalysator. Specifically, a honeycomb structure according to the invention could be used in applications other than filtration, and in particular as catalyst.
  • [0200] [0200]
    In einer Ausführungsform ist ein Teil der Wabenstruktur mit einem katalytischen Mantel umgeben, auch „wash coat”, z. B. so angepasst für die Behandlung von umweltverschmutzenden Gasen vom Typ CO, HC oder NOx. In one embodiment, a part of the honeycomb structure is surrounded with a catalytic coat, also called "wash coat", for example, adapted for the treatment of polluting gases, of the type CO, HC and NOx. Beispielsweise kann die katalytische Ummantelung für eine optimale Leistung nur auf den Oberflächen angeordnet werden, die einen Teil der Kanäle begrenzen, beispielsweise nur auf den Oberflächen, die die Eintrittskanäle des Filterkörpers begrenzen. For example, the catalytic coating can be disposed for optimum performance only on the surfaces, which define a part of the channels, for example only on the surfaces, which limit the inlet channels of the filter body.
  • [0201] [0201]
    Insbesondere können für eine Anwendung als Katalysator die Kanäle nicht verstopft sein. In particular, for use as a catalyst is not clogged channels.
  • [0202] [0202]
    Im übrigen stellen die Beispiele zylindrische Einzelblocks auf quadratischer Basis dar, genannt „parallelepipedisch”. Moreover, the examples are cylindrical single block on a square base represents, called "parallelepiped". Die Erfindung ist allerdings auf derartige Blocks nicht beschränkt. The invention is however not limited to such block.
  • [0203] [0203]
    Schließlich in anderen Ausführungsformen sind die Eingangskanäle und die benachbarten Ausgangskanäle nicht so zueinander angeordnet, dass die Gesamtheit des durch einen beliebigen Eintrittskanal gefilterten Gases in zu diesem Eintrittskanal benachbarte Austrittskanäle strömt. Finally, in other embodiments, the input channels and the output channels are not adjacent to each other so that the whole of the inlet channel by an arbitrary filtered gas flows in this inlet duct adjacent exit channels.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • [0204] [0204]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is automatically generated and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA shall not be liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Patent literature cited
  • [0205] [0205]
    • FR 2928562 [0005] FR 2928562 [0005]
    • FR 2903918 [0005] FR 2903918 [0005]
    • EP 1698388 [0006, 0006] EP 1698388 [0006, 0006]
    • WO 2008/063738 [0007] WO 2008/063 738 [0007]
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    • EP 1632657 [0111] EP 1632657 [0111]
    • EP 816065 [0114, 0177] EP 816065 [0114, 0177]
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    • EP 1902766 [0141] EP 1902766 [0141]
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  • [0206] [0206]
    • Norm ASTM C1259-01 [0191] ASTM C1259-01 [0191]
Citazioni di brevetti
Brevetto citato Data di registrazione Data di pubblicazione Candidato Titolo
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EP1455923A118 dic 200215 set 2004Saint-Gobain Centre de Recherches et d'Etudes EuropéenFiltering body comprising a plurality of filtering units, in particular designed for a particulate filter
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Citazioni diverse da brevetti
Riferimento
1Norm ASTM C1259-01
Classificazioni
Classificazione internazionaleC04B33/30, C04B38/00, F01N3/022
Classificazione cooperativaC04B35/638, C04B2235/96, C04B2237/365, C04B2111/00793, C04B2235/656, C04B37/005, C04B2235/9607, C04B2237/083, C04B2235/3826, C04B2235/5436, B01D2279/30, C04B35/565, C04B2235/5445, B01D46/2418, C04B38/0009, C04B2237/09, B01D46/0001, C04B2235/6587, C04B2237/095
Classificazione EuropeaB01D46/00B, C04B37/00D2, C04B35/638, C04B35/565, C04B38/00B4, B01D46/24F8