基底和制造基底的方法_2

文档序号:9847787阅读:来源:国知局
后可以从模具20中除去。
[0048] 通过第二溶剂40和悬浮液10之间的接触所形成的微通道处于悬浮液10的暴露表 面处。该微通道将穿入生坯体15来接近生坯体15的相反侧。
[0049]如图1D中箭头55所示,该方法可以包含从生坯体15的与模具20接触的一个或多个 侧面中除去生坯体15的至少一部分的表面层。
[0050] 当模具20是例如托盘时,生坯体15呈薄片的形式,在其中该薄片的第一主表面与 第二溶剂40接触,而该薄片的第二主表面不接触。该方法可以包含除去所述生坯体15的至 少一部分第二主表面层。这样的方法将产生在两个主表面上具有通向微通道的开口的基底 薄片。
[0051] 本发明人还已经发现由这种方法所形成的微通道可以呈锥形,以在较大的深度处 具有较大的宽度。因此,可以通过在该生坯体15的第一表面处除去具有较小开口的表面层 来获得较大的开口。
[0052] 所以,如图ID中的箭头65所示,该方法还可以有利地包含从生坯体15的暴露于第 二溶剂40的一个或多个侧面除去生坯体15的至少一部分的表面层。
[0053] 当模具20是例如托盘时,生坯体15呈薄片的形式,在其中该薄片的第一主表面与 第二溶剂40接触,而该薄片的第二主表面不接触。该方法可以另外包含除去所述生坯体15 的至少一部分第一主表面层。
[0054] 所形成的生坯体15然后可以烧结来形成最终的基底体100。
[0055] 至少一部分该基底体100然后可以用催化活性涂层进行涂覆。
[0056] 进行除去至少一部分的表面层的步骤的可能方式可以包括:通过施加热来除去至 少一部分表面层;用刀片来除去至少一部分表面层;用研磨料来除去至少一部分表面层;砂 磨生坯体的至少一部分表面;将该生坯体的表面与溶剂、水、溶剂混合物、酸性溶液或者碱 性溶液接触。
[0057] 优选,除去至少一部分表面层可以包括:热溶该生坯体的至少一部分表面。该热溶 的表面部分将容易地从该生坯体脱离。
[0058] 可选择地或者另外地,在烧结后除去至少一部分表面层是可能的。例如通过施用 研磨料;砂磨烧结体的至少一部分表面;或者将烧结体的表面与酸性溶液或碱性溶液接触。 [0059]有利地,模具20可以成形,以使得通过上述方法形成的基底体100在它的至少一部 分表面上提供有下面的一种或多种:凸起,表面纹理,棱线,和用于改变流体在表面上的流 动的其他结构。
[0060] 如图4所示,使用上述方法所制造的基底100的表面101包含多个微通道开口 210 (它们在表面上可以是基本均匀的),其作为微通道200延伸到深度d,其可以稍小于基底100 的厚度。由于第一溶剂离开悬浮液10的方向,开口210形成在基底100的暴露侧中。
[0061] 微通道200的开口 210的直径优选是5μπι至200μπι。当微通道200终止于基底100内 时,固体基底100的皮层可以设置在基底100的一部分外表面102上。优选,微通道200可以延 伸达到基底100的厚度t的95%。
[0062] 催化活性涂层可以沉积到基底100的表面101,102上。有利地,微通道200为所述涂 层提供了更大的表面积,以与在基底1〇〇表面上流过的流体接触。
[0063] 图2A显示了催化转化器的一个简化的例子。在这个例子中,两个基底体100设置在 外壳110内。该基底体100是以薄片形式提供的,其在该催化转化器的下游端处的厚度大于 在该催化转化器的上游端(废气的流动由箭头99表示的)。因此,基底薄片100是锥形的(这 在图2A中是以放大方式显示)。这种结构可以通过适当地成形上述模制步骤中所用的模具 20来容易地制造。
[0064]图2B显示了催化转化器的另一简化的例子。在这个例子中,多个薄片形式的基底 体100设置在外壳110中。该多个基底体是通过间隔件120隔开。例如一个间隔件120可以设 置在基底薄片100的每个拐角处。
[0065]优选,该间隔件将通过薄片厚度的1至3倍距离来分隔该薄片。优选,所述薄片是通 过两倍的薄片厚度被隔开的。
[0066]图2C显示了类似于图2B的例子的催化转化器的另一简化的例子。在这个例子中, 间隔件120与基底薄片100-体形成。这种结构可以通过适当地成形在上述模制步骤中所用 的模具20来容易地制造。
[0067]具有有利的表面特征例如图3A至3G所示那些的基底可以通过适当地成形模具20 来制造。虽然图3显示了恒定厚度的平坦薄片形式的基底,但是所示的表面特征可以通过适 当地成形模具而提供在基底体任何形状的表面上。
[0068]图3A显示了基底体100的一个例子,其具有在其主表面上形成的多个间隔件120。
[0069] 有利地,在上述烧结步骤之前,通过将第一基底体100放置成与第二基底体100接 触,可以将具有多个间隔件120的第一基底体100结合到第二基底体100。烧结的活性可以将 两个第一和第二体1〇〇结合在一起来形成更大的基底。
[0070] 任选地,在烧结之前,另外的粘结剂可以提供在两个基底体100之间,来帮助将其 彼此粘结。该粘结剂可以是少量的悬浮液10。
[0071] 除了成形该模具20来提供结构特征以帮助由一个或多个基底100构建催化转化器 之外,模具20可以成形来提供结构特征,其可以改变流体(例如废气)在基底100的表面上的 流动。但是应当注意的是,流动的主要方向将不被所述流动改变特征改变,其仅仅会影响局 部的流动。
[0072]图3B显示了基底体100的一个例子,其具有在其主表面上形成的多个棱线130。
[0073] 棱线130可以构造成,使得沿着主表面的流动变成湍流。
[0074] 如图3C所示,棱线130可以以不同的高度hi,h2,h3,沿着基底100的长度形成。
[0075]如图3D的平面图所示,多个凸起140可以设置在基底100的表面上。凸起140可以部 分地重新定向流体沿着基底100表面的至少一部分流动(如图中的虚线箭头所示)。
[0076]凸起140的横截面可以是大致三角形(平行于基底表面的横截面)。
[0077]如图3E的平面图所示,可以提供一个或多个棱线150。与棱线130相反,棱线130优 选不与主流方向平行(并且最优选地大致垂直于主流方向),棱线150可以大致在主流方向 上延伸(由图中的虚线箭头表示)。
[0078]任选地,棱线150不是直线。例如图3E中所示的棱线150是波状。类似的,棱线130可 以是波状。
[0079] 如图3F的平面图所示,一个或多个棱线150可以是不连续的。例如,棱线150可以具 有间隙,通过其可以重新定向一部分流体流动。类似地,棱线130可以是不连续的。
[0080] 如图3G的平面图所示,一个或多个棱线150可以具有凸起,用于在流动中产生漩 涡。类似地,棱线130可以具有凸起。
[0081] -般来说,基底100可以在它的一部分表面上包含表面纹理或者流动改变结构。该 表面纹理或者流动改变结构的特征可以沿着所述表面改变。
[0082]如果需要结构特征120,130处于基底体100的任一侧上,则可以形成两个互补基底 100,使得每个具有至少一个平坦表面和形成于另一表面上的结构特征120,130。这两个平 坦表面在烧结步骤之前可以结合。
[0083]虽然上面的描述聚焦于使用模具来将悬浮液10成形来形成生坯体,但是可以将该 悬浮液挤出来形成长基材体。优选的是,挤出该悬浮液来形成非管状的长基材体。
[0084]该长基材体可以具有任何截面形状。例如该基材体可以是圆柱棒。催化转化器可 以包含多个这样的棒。
[0085] 制造基材的此种方法包括:
[0086] 提供悬浮液,其含有在第一溶剂中的微粒形式的基材材料和聚合物(该悬浮液可 以包含催化活性材料);挤出该悬浮液;将该挤出的悬浮液与第二溶剂接触来从该悬浮液中 除去至少部分该第一溶剂,由此由所述基材材料和所述聚合物形成具有微通道的生坯体; 除去所述生坯体的至少一部分表面层;和烧结该生坯体。
[0087] 因为该挤出的悬浮液由于不受模具的阻碍而可以与第二溶剂在其整个表面上接 触,所以在其表面上将形成开口。但是,在一些情况中仍然有益的是除去一部分表面层,从 而增大微通道的开口面积。这可以使用本文所述的任何方法来进行。
[0088] 制造催化转化器的另一方法是使用上述方法来制造催化转化器基材,然后破碎烧 结体(例如通过压碎或者机加工)来形成多个基材粒料。
[0089] 归因于基材100有益的高几何表面积,其可以至少部分涂覆有催化活性涂层(或者 形成有催化活性材料),并且用于催化转化器中。
[0090] 这样的催化转化器可以用于固定应用或者车辆中。具体而言,这样的催化转化器 可以用于汽车中。
[0091]下面是上述方法的步骤的简要实例。
[0092]显示了基材制备中涉及的阶段的流程图示出于图5中。用于三个实施例的参数(A ~U)在下面给出。
[0093]在加入无机材料(A)之前,将分散剂(D)溶解在溶剂(C)中。这形成了分散体。在一 种实施方案中,无机材料处于粉末的形式,并且颗粒分布是1:2
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1