含CaO和SrO添加物的组合物再加热至低于初始烧制温度但是高于烧制后 (post-fire)阈值温度的温度，产生较低的热膨胀系数（CTE)。表17中显示了观察到的热 膨胀系数降低。发明人发现烧制后阈值温度为约l〇〇〇°C并且该温度是时间依赖性的。表 17显示了在所示的热处理变化之后，相对于烧至相同最高温度和时间（1330°C下持续12小 时）但是直接以200°C/小时的恒定速度冷却至室温的相同组合物，实施例33、61和65从 室温（RT)到1000°C的CTE变化，其中RT为约23至25°C。
[0107] 进行了对所述复合钛酸铝-二钛酸镁和堇青石组合物的示例性实施方式的进一 步测试。通过探索时间和温度的范围进一步确定降低CTE的热处理的范围。图8显示了时 间-温度（t-T)图80的示例性实施方式的示意图，其中图示说明了最高（第一次保持）温 度82、低（第二次保持）温84和中间（第三次保持）温度86。最高（第一次保持）温度 82处的时间是第一保持时间h，低（第二次保持）温84处的时间是第二保持时间t2，且中 间（第三次保持）温度86处的时间是第三保持时间t3。按照图8所示的示例性实施方式， 最高温度82为1\，低温84为1~ 2，并且中间温度86为T3。T3超过阈值温度（未显示）并低 于?\。阈值温度（未显示）是低于?\并高于Τ2的温度。
[0108] 表18用低温和中间温度84和86以及时间⑴的范围显示了实施例33和61的 CTE数据。表19显示了实施例34、60、61、67和68在烧至1320°C持续16小时之后的性质 以及在再加热至1250°C/小时之后的CTE。表17、18和19的时间-温度数据显示，时间和 低温84都对最终CTE有影响。示例性实施方式的复合钛酸铝-二钛酸镁和堇青石材料组 合物应冷却至低于约400°C以得到烧制后热处理的显著影响。表17和表18的时间-温度 数据也显示在中间温度86下低至2小时的时间可从刚烧制的值显著降低CTE。
[0109] 例如，低温84的范围可以是25°C至500°C，低温84的时间t2的范围可以是1小 时至48小时，中间温度86的范围可以是850°C至1350°C，并且中间温度86的时间t3的范 围可以是1小时至24小时。最高温度可以是1250°C至1450°C，例如，1330°C至1380°C，并 且均热时间h的范围可以是2至24小时。
[0110] 表20包括实施例53、54、57和58的用X射线衍射（XRD)测定的以重量％表示的 分析的相和铁板钛矿组成。这些分析的样品都在1365 °C烧制。由XRD测定的铁板钛矿相的 晶格参数确定铁板钛矿组成。由对XRD图的Rietveld精修来确定相分布。
[0111] 对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离本发明的精神或范围的情况 下对本发明进行各种修改和变动。因此，本发明应涵盖对本发明的这些修改和变动，只要这 些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。
[0112] 表 9
【主权项】
1. 一种包含第一晶体相和第二晶体相的陶瓷制品，所述第一晶体相主要包含钛酸铝和 二钛酸镁的固溶体，所述第二晶体相包含堇青石，以氧化物为基准的重量％表示，所述陶瓷 制品的组成如下：4-10%MgO;40-55%Al203;25-44%Ti02;5-25%Si02和烧结助剂，所述 烧结助剂包含氧化钙和氧化锶中的至少一种。2. 如权利要求1所述的陶瓷制品，其特征在于，所述烧结助剂还包含氧化铈。3. 如权利要求1或2所述的陶瓷制品，其特征在于，所述烧结助剂还包括氧化钇和氧化 镧中的至少一种。4. 如权利要求1-3中任一项所述的陶瓷制品，其以氧化物为基准表示的组成如下：a(A l2Ti05)+b(MgTi205)+c(2MgO·2Α1203 ·58?02)+(1(3Α1203 *2Si02)+e(Mg0 ·Α1203)+f(2MgO*Ti02)+g(Ca0) +h(SrO)+i(X)+j(Fe203 .Ti02)+k(Ti02) +1 (A1203)，其中X是Ce02、Y203和La203中的至少一种，并 且a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k和 1 是各组分的重量分数，使得（a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k+1) =1· 00,并且其中 〇· 3 彡a彡 0· 75,0· 075 彡b彡 0· 3,0· 02 彡c彡 0· 5,0· 0 彡d彡 0· 4， 0· 0 彡e彡 0· 25,0· 0 彡f彡 0· 1，0· 0 彡g彡 0· 01，0· 0 彡h彡 0· 02,0· 0015 彡（g+h)， 0· 0 彡i彡 0· 05,0· 0 彡j彡 0· 05,0· 0 彡k彡 0· 2,并且 0· 0 彡 1 彡 0· 1。5. 如权利要求1-4中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，0. 0025 <g< 0. 0075。6. 如权利要求1-5中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，0. 005 <h< 0. 015。7. 如权利要求1-6中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，所述烧结助剂还包含氧化 铺。8. 如权利要求1-7中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，所述烧结助剂还包含氧化 钇和氧化镧中的至少一种。9. 如权利要求1-8中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，所述陶瓷制品的总孔隙 率％P大于40体积％。10. 如权利要求1-9中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，所述陶瓷制品在 25-1000°C范围内测得的热膨胀系数小于或等于14X1(T7/°C。11. 如权利要求1-10中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，相对于无机批料组合物 的总重量，以氧化物为基准的重量％计，所述烧结助剂的量的范围是0. 15至2重量％。12. 如权利要求1-11中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，以氧化物为基准的重 量％表示的组成如下：5%至 10%Mg0、40%至 50%Al203、30%至 35%Ti02、和 10%至 20% Si02〇13. 如权利要求1-12中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，所述陶瓷制品的中值孔 径d5。的范围是10μm至30μm。14. 如权利要求1-13中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，所述陶瓷制品的中值孔 径d5。的范围是15μm至25μm。15. -种柴油机颗粒过滤器，其包含如权利要求1-14中任一项所述的陶瓷制品，其特 征在于，所述柴油机颗粒过滤器包含蜂窝体结构，所述蜂窝体结构具有多个轴向延伸的端 部堵塞的进口室和出口室。16. -种陶瓷制品，其包括： 铁板钛矿相，其主要包含氧化铝、氧化镁和二氧化钛； 包含堇青石的第二相；和 烧结助剂，其包括氧化钙和氧化锶中的至少一种。17. 如权利要求16所述的陶瓷制品，其特征在于，所述陶瓷制品还包含镧系氧化物和 氧化钇中的至少一种。18. 如权利要求17所述的陶瓷制品，其特征在于，所述镧系氧化物包含氧化铈。19. 如权利要求16-18中任一项所述的陶瓷制品，其特征在于，所述烧结助剂包含氧化 铈，以及氧化钇和氧化镧中的至少一种。20. -种制造陶瓷制品的方法，所述方法包括： 提供包含氧化镁源、二氧化硅源、氧化铝源、二氧化钛源和至少一种烧结助剂的无机批 料组合物； 将所述无机批料组合物与一种或多种加工助剂混合到一起以形成增塑的陶瓷前体批 料组合物，所述加工助剂选自下组：增塑剂、润滑剂、粘合剂、成孔剂和溶剂； 将所述增塑的陶瓷前体批料组合物成形为生坯体；并且 在将所述生坯体有效地转化成陶瓷制品的条件下烧制所述生坯体，所述陶瓷制品包含 铁板钛矿相和第二相，所述铁板钛矿相主要包含氧化铝、氧化镁和二氧化钛，且所述第二相 包含堇青石， 其中所述烧结助剂包含氧化钙和氧化锶中的至少一种。21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述烧结助剂还包含镧系氧化物和氧化 钇中的至少一种。22. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述镧系氧化物包含氧化铈。23. 如权利要求20-22中任一项所述的方法，其特征在于，所述烧结助剂包含氧化铈， 以及氧化钇和氧化镧中的至少一种。24. 如权利要求20-23中任一项所述的方法，其特征在于，相对于所述无机批料组合物 的总重量，以氧化物为基准的重量％计，所述至少一种烧结助剂的量的范围是0. 15至2重 量％。25. 如权利要求20-24中任一项所述的方法，其特征在于，通过挤出使所述增塑的陶瓷 前体批料组合物成形。26. 如权利要求20-25中任一项所述的方法，其特征在于，将所述生坯体有效地转化成 陶瓷制品的烧制条件包括在1250Γ至1450Γ范围的第一保持温度加热所述生坯体，并且 将所述第一保持温度保持第一保持时间，所述第一保持时间足够将所述生坯体转化成陶瓷 制品。27. 如权利要求20-26中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一保持温度的范围是 1330°C至1380°C，并且所述第一保持时间的范围是2至24小时。28. 如权利要求20-27中任一项所述的方法，其特征在于，所述烧制条件还包括： 将烧制的陶瓷体冷却至第二保持温度并保持第二保持时间，所述第二保持温度低于所 述第一保持温度； 将所述陶瓷体加热至第三保持温度并保持第三保持时间，所述第三保持温度高于阈值 温度并低于所述第一保持温度，其中所述第三保持温度高于所述第二保持温度；并且 将所述陶瓷体冷却至室温（RT)。29. 如权利要求20-28中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二保持温度的范围是
【专利摘要】公开了包含复合堇青石铝镁酞酸盐陶瓷组合物的陶瓷体和用于制造这种陶瓷体的方法。
【IPC分类】C04B35/478, B01D46/24, C04B35/465, C04B35/195, C04B38/00
【公开号】CN105283429
【申请号】CN201380071634
【发明人】A·M·迪文斯-道彻尔, P·D·特珀谢, E·M·维连诺
【申请人】康宁股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2013年11月25日
【公告号】EP2925702A1, US9079799, US20140150389, WO2014085320A1