CN105579417A - 高孔隙率陶瓷的快速烧制方法 - Google Patents

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Abstract

一种蜂窝陶瓷体生坯的烧制方法，该方法包括将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约300℃的第一温度。然后以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将该蜂窝陶瓷体生坯从第一温度加热至高于或等于大约800℃的第二温度。该蜂窝陶瓷体生坯的直径可从大于或等于大约4.0英寸至小于或等于大约9.0英寸，且其可包含浓度大于或等于大约10重量％且小于或等于大约45重量％的碳基造孔剂。

Description

高孔隙率陶瓷的快速烧制方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§120要求于2013年7月26日提交的美国专利申请系列号13/951802的优先权，本文以该申请为基础且该申请的全部内容通过引用纳入本文。
背景
领域
本发明总体上涉及对陶瓷体生坯的烧制，更具体而言，涉及对堇青石陶瓷体生坯的烧制。
技术背景
陶瓷过滤器，特别是具有较大的正面面积的过滤器包含应当在烧制过程中被去除的有机原材料。这种有机材料可包含于，例如粘合剂(甲基纤维素、聚乙烯醇等)、润滑剂、分散剂、造孔剂(淀粉、石墨以及其它聚合物)中。这些材料可以在有氧气存在的条件下在高于这些材料的闪点的温度下烧除。这些材料中的一些也作为挥发性有机化合物(VOC)在窑和/或例如热氧化器等后处理装置中烧除。这些材料的分解和/或氧化通常会放热且经常会对材料的收缩或生长产生影响，这可能会产生应力并最终导致开裂。
大型或重型陶瓷体的常规烧制方法依靠具有缓慢的加热速率的烧制循环来进行，例如当加热至低于600℃时，加热速率为4℃/小时～8℃/小时。这些较低的加热速率允许原始的有机原材料被逐步且完全地去除，从而降低了陶瓷材料中的应力。然而，烧制循环因使用这些较低的加热速率而被延长，因为可能需要多达130个小时以将陶瓷体生坯加热至600℃，且结果是整个烧制循环可能需要140个小时～198个小时。
因此，存在对具有提高了的加热速率、特别是不超过600℃下的不会导致陶瓷体开裂的加热速率的烧制循环的需求。
发明概述
根据一种实施方式，描述了一种烧制蜂窝陶瓷体生坯的方法，该方法包括将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约300℃的第一温度。然后以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将该蜂窝陶瓷体生坯从第一温度加热至高于或等于大约800℃的第二温度。该蜂窝陶瓷体生坯的直径可大于或等于大约4.0英寸且小于或等于大约9.0英寸，且其可包含浓度大于或等于大约10重量％且小于或等于大约45重量％的碳基造孔剂。
在另一种实施方式中，描述了蜂窝陶瓷体生坯的第二种烧制方法。该方法包括以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将该蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至高于或等于大约800℃的第一温度。该蜂窝陶瓷体生坯的直径可大于或等于大约4.0英寸且小于或等于大约9.0英寸，且其包含浓度大于或等于大约10重量％且小于或等于大约45重量％的碳基造孔剂。
在每一种上述的实施方式中，可以控制窑内的氧气水平以改善烧制循环的运行。在一些实施方式中，窑内的氧气量可为环境水平或更高。在其它实施方式中，窑内的氧气量可低于环境水平。
在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言根据所作描述即容易理解，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式，且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图的简要说明
图1图示了四种根据本发明的实施方式的循环的加热速率。
发明详述
下面将详细参考用于烧制蜂窝陶瓷体生坯的烧制循环的实施方式。根据一些实施方式，一种烧制蜂窝陶瓷体生坯的方法包括按照四个阶段在窑内对蜂窝陶瓷体生坯进行加热。在一些实施方式中，第一阶段包括以一种或多种加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约300℃的第一温度。在第二阶段中，以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从第一温度加热至第二温度。在第三阶段中，以第三加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从第二温度加热至第三温度。在第四阶段中，可将蜂窝陶瓷体生坯加热至最高均热温度并保温一段时间，这段时间的保温足以去除蜂窝陶瓷体生坯上的残留碳。第一、第二和第三阶段中的加热速率可以相同或不同。在一些实施方式中，可以在第一阶段中使用超过一种加热速率。在一些实施方式中，第一和第二阶段中的加热速率可根据被加热的陶瓷体的尺寸和窑内的氧气量变化。下面将特别参照附图对用于烧制蜂窝陶瓷体生坯的烧制循环的各种实施方式进行描述。
在一些实施方式中，陶瓷体的堇青石可以是堇青石类的相，其近似具有化学计量式Mg2Al4Si5O18。在某些实施方式中，堇青石的热膨胀系数(25℃～800℃)可小于大约15×10-7/℃。在某些实施方式中，陶瓷体可具有40％～70％的孔隙率。然而应当理解的是，本文所述的方法的实施方式可用于烧制任何堇青石材料。
在一些实施方式中，堇青石组合物可具有大约10％～大约55％或甚至为大约15％～大约50％的挤出助剂、粘合剂和造孔剂作为追加组分。不对所形成的陶瓷体的孔隙率作特别限定。在一些实施方式中，所形成的陶瓷体的孔隙率可为大约40％～大约70％，或甚至为大约55％～大约65％。在一些实施方式中，所形成的陶瓷体的孔隙率可为大约63％。
该组合物中可包含一种或多种碳基造孔剂。在一些实施方式中，造孔剂可选自淀粉、石墨、经过加工的聚合物材料或它们的混合物。在一些实施方式中，包含于组合物中的造孔剂追加组分的总量可大于或等于组合物的大约10重量％且小于或等于组合物的大约45重量％。在一些实施方式中，造孔剂的总量可大于或等于组合物的大约20重量％且小于或等于组合物的大约35重量％。在包含淀粉和石墨的实施方式中，组合物中淀粉的量可大于或等于组合物的大约10重量％且小于或等于组合物的大约30重量％，而所包含的石墨的量可大于或等于组合物的0重量％且小于或等于组合物的大约20重量％。然而应当理解的是，根据实施方式，可以使用石墨和淀粉的任意组合。
相对于非有机固体的作为追加组分的造孔剂的重量百分数是按照下式计算得到的：
如下面将要阐述的，蜂窝陶瓷体的所需尺寸可能会对三个阶段中的每一个阶段的加热速率产生影响。在一些实施方式中，可对更大的蜂窝陶瓷体生坯使用更低的加热速率，而对更小的蜂窝陶瓷体生坯使用更高的加热速率。在一些实施方式中，可以在第一阶段中使用多种加热速率以防止蜂窝陶瓷体生坯在处理的第一阶段开裂。在一些实施方式中，蜂窝陶瓷体的直径可大于或等于大约4.0英寸且小于或等于大约9.0英寸，或甚至大于或等于大约5.0英寸且小于或等于大约7.0英寸。在一些实施方式中，经过烧制的蜂窝陶瓷体可具有大约4.5英寸的直径和大约5.0英寸的长度，或甚至具有大约4.5英寸的直径和大约7.0英寸的长度。在其它实施方式中，经过烧制的蜂窝陶瓷体可具有大约5.5英寸的直径和大约7.0英寸的长度，或甚至具有大约6.4英寸的直径和大约7.0英寸的长度。在另一种实施方式中，经过烧制的蜂窝陶瓷体可具有大约8.0英寸的直径和大约7.0英寸的长度。
第一阶段
在一些实施方式中，烧制方法的第一阶段可包括将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约300℃的第一温度。应当理解的是，如本文中所用，室温并不受到特别地限定且可包括陶瓷体和/或加热装置在烧制方法的第一阶段开始前的任何环境温度。
根据一些实施方式，第一阶段可包括一种加热速率，而在其它实施方式中，第一阶段可包括多种加热速率。至少一种用于第一阶段中的加热速率可以足够高以避免蜂窝陶瓷体的开裂。在一些实施方式中，至少一种用于第一阶段中的加热速率可大于或等于大约90℃/小时。例如，在一些实施方式中，用于第一阶段中的加热速率可大于或等于大约100℃/小时，或甚至大于或等于125℃/小时。在一些实施方式中，用于第一阶段中的加热速率可小于或等于大约150℃/小时，或甚至小于或等于125℃/小时。在一些实施方式中，用于第一阶段中的加热速率可为大约90℃/小时、大约125℃/小时或大约150℃/小时。
如上所述，根据一些实施方式，可以在第一阶段中使用超过一种加热速率。在第一阶段中使用超过一种加热速率可允许对第一加热阶段中的ΔT进行更好的控制。因此，特别是对于较大的蜂窝陶瓷体而言，在第一阶段中使用多种加热速率可减少陶瓷体中裂纹的数量。根据这样一种实施方式，可将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约150℃～大约205℃的温度。在一些实施方式中，可将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约200℃的温度。在一些实施方式中，可以大于或等于大约60℃/小时且小于或等于大约80℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约150℃～大约205℃的温度。在一些实施方式中，可以大约70℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约150℃～大约205℃的温度。
然后，可将蜂窝陶瓷体生坯从大约150℃～大约205℃的温度加热至大约215℃～大约250℃的温度。在一些实施方式中，可将蜂窝陶瓷体生坯从大约150℃～大约205℃的温度加热至大约235℃的温度。然后，可以小于或等于大约20℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从大约150℃～大约205℃的温度加热至大约215℃～大约250℃的温度。在一些实施方式中，将蜂窝陶瓷体生坯从大约150℃～大约205℃的温度加热至大约215℃～大约250℃的温度的加热速率可小于或等于大约15℃/小时，或甚至小于或等于大约10℃/小时。在一种实施方式中，可以小于大约8℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从大约150℃～大约205℃的温度加热至所述大约215℃～大约250℃的温度。
根据一些实施方式，可以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从大约215℃～大约250℃的温度加热至大约300℃的第一温度。在一些实施方式中，可以大于或等于大约90℃/小时且小于或等于大约150℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从大约215℃～大约250℃的温度加热至大约300℃的第一温度。根据一种实施方式，可以大约125℃/小时的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从大约215℃～大约250℃的温度加热至大约300℃的第一温度。
如提交于2013年3月8日的名为“陶瓷的快速烧制方法”的美国临时专利申请系列号61/775027中所描述的那样，第一阶段中的加热速率可取决于被烧制的蜂窝陶瓷体的尺寸，该申请通过引用纳入本文。例如，小尺寸的蜂窝陶瓷体可在高加热速率下加热，而更大的蜂窝陶瓷体可在更低的加热速率下加热。根据一些实施方式，使用相对较高的第一阶段加热速率可促进不产生裂纹的烧制。相比于已知的烧制方法，第一阶段中的加热速率可以很高，例如上述的加热速率。这些更高的加热速率不同于常规理解，在常规理解中，预计这种高加热速率会由于增大了热梯度而导致开裂。不受任何理论的约束，可以在不发生开裂的条件下达到这种高热梯度，因为高加热速率与低氧气供给(通过较低的O2含量或缩短反应时间)的结合可抑制可能导致收缩的粘合剂的反应和造孔剂的反应。因此，可通过较低的差异性收缩来将高热梯度的影响降至最低。另外，高加热速率也会提高整个生坯中的反应的均匀性。在更低的加热速率下，生坯会在其表层部分表现出高氧气反应途径，而在其核心部分表现出低氧气反应途径。这也会导致在第一阶段中在生坯中产生较低的差异性收缩。即使在第一阶段中避免了开裂，这也不会消除其在后续阶段中容易开裂的特性。后续阶段可需要通过更加常规的方法来管理，例如不同的加热速率和O2水平的控制。另外，也可以考虑通过被烧制的蜂窝陶瓷体的尺寸来帮助控制开裂以及帮助改变加热速率。
应当理解的是，蜂窝陶瓷体的表面与蜂窝陶瓷体的核心之间的较大的温差(ΔT)会增加应力，从而增加蜂窝陶瓷体开裂的可能性。蜂窝陶瓷体中的高应力可在ΔT值最大的炉温下产生。然而，蜂窝陶瓷体在用于烧制蜂窝陶瓷体的方法的第一阶段中的应力不会很大，因此，可以在烧制方法的第一阶段中使用高加热速率和热梯度而不会引入大量的会最终使蜂窝陶瓷体开裂的应力。
在一些实施方式中，用于直径小于或等于大约5.6英寸的陶瓷体的第一阶段中的最大加热速率可小于或等于大约150℃/小时。在一些实施方式中，用于直径小于或等于大约8.0英寸的陶瓷体的第一阶段中的最大加热速率可小于或等于大约125℃/小时。
如上所述，第一阶段中的加热速率可取决于被烧制的蜂窝陶瓷体的尺寸。根据一些实施方式，使用相对较高的第一阶段加热速率可促进不产生裂纹的烧制。相比于已知的烧制方法，第一阶段中的加热速率可以很高，例如上述的加热速率。这些更高的加热速率不同于常规理解，在常规理解中，预计这种高加热速率会由于增大了热梯度而导致开裂。不受任何理论的约束，可以在不发生开裂的条件下达到这种由更高加热速率导致的高热梯度，因为高加热速率与低氧气供给(通过较低的O2含量或缩短反应时间)的结合可抑制可能导致收缩的粘合剂和造孔剂的反应。因此，可通过较低的差异性收缩来将高热梯度的影响降至最低。另外，高加热速率也会提高整个生坯体中的反应的均匀性。在更低的加热速率下，生坯会在其表层部分表现出高氧气反应途径，而在其核心部分表现出低氧气反应途径。这也会导致在第一阶段中在生坯体中产生较低的差异性收缩。即使在第一阶段中避免了开裂，这也不会消除其在后续阶段中容易开裂的特性。后续阶段可需要通过更加常规的方法来管理，例如不同的加热速率和O2水平的控制。另外，也可以考虑通过被烧制的蜂窝陶瓷体的尺寸来帮助控制开裂以及帮助改变加热速率。
可以压低第一阶段中的加热装置内的气氛的氧气水平。理论上，在第一阶段中使用高加热速率可允许在本文所述的烧制方法的第一阶段中比在蜂窝陶瓷体的常规烧制方法中存在更多的氧气。根据一些实施方式，在第一阶段中对蜂窝陶瓷体生坯的快速加热不会使得氧气与蜂窝陶瓷体生坯中残留的元素在蜂窝陶瓷体生坯达到第二或第三阶段的温度前发生反应。在一些实施方式中，第一阶段中的加热装置内的气氛中的氧气量可为大约5体积％～大约8体积％。在另外一些实施方式中，第一阶段中的窑内气氛中的氧气量可为大约6％、或甚至为大约7％。第一阶段中的窑内气氛中的氧气量通常低于蜂窝陶瓷体的常规烧制方法中所使用的氧气量。
可以利用任意合适的方法来控制窑内气氛中的氧气水平。在一些实施方式中，可以通过将氧气注入窑内来改变窑内气氛中的氧气水平。在其它施方式中，可以通过使用不同类型的耐火架来改变窑内气氛中的氧气水平。例如，在一些实施方式中，耐火架可包含碳化硅。在其它实施方式中，耐火架可包含与被烧制的蜂窝陶瓷体生坯相同的材料。耐火架的几何构型还可对窑内气氛中的氧气水平产生帮助。例如，在一些实施方式中，耐火架可为具有任意合适厚度的固体板。在其它实施方式中，耐火架可为其中具有孔的板；这些孔可以任意合适的数量或几何构型存在。在其它实施方式中，耐火架可为环形。应当理解的是，可以在不偏离本发明的范围的情况下使用其它耐火架组成和几何构型。
第二阶段
在一些实施方式中，本烧制方法的第二阶段可包括将蜂窝陶瓷体生坯从在第一阶段中达到的最高温度加热至高于或等于大约800℃的第二温度。在一些实施方式中，本方法的第二阶段可包括将蜂窝陶瓷体生坯从在第一阶段中达到的最高温度加热至低于或等于大约1000℃的第二温度。在另外一些实施方式中，本烧制方法的第二阶段可包括将蜂窝陶瓷体生坯从在第一阶段中达到的最高温度加热至大约900℃。
第一阶段中的加热速率可取决于被烧制的蜂窝陶瓷体的尺寸。如上所述，更大的蜂窝陶瓷体尺寸可能具有更大的ΔT，而更小的蜂窝陶瓷体可能在相同的加热速率下具有更小的ΔT。虽然蜂窝陶瓷体在第二阶段中的应力和ΔT可能高于第一阶段，但是第二阶段中的应力和ΔT不会很大，因此，仍然可以在根据一些实施方式的烧制方法的第二阶段中使用相对较高的加热速率，特别是当被烧制的蜂窝陶瓷体具有更小的尺寸时。在一些实施方式中，第二阶段中的加热速率可大于或等于大约90℃/小时。在一些实施方式中，第二阶段中的加热速率可小于或等于大约150℃/小时，或甚至小于或等于125℃/小时。在其它实施方式中，第二阶段中的加热速率可为大约90℃/小时、或甚至为大约125℃/小时。在一些实施方式中，第二阶段中的加热速率可为大约150℃/小时。
在一些实施方式中，用于直径小于或等于大约5.6英寸的陶瓷体的第二阶段中的最大加热速率可小于或等于大约150℃/小时。在一些实施方式中，用于直径小于或等于大约8.0英寸的陶瓷体的第二阶段中的最大加热速率可小于或等于大约125℃/小时。
第二阶段中的加热速率可与第一阶段中的最大加热速率相同。因此，不对第二加热阶段中的窑内气氛中的氧气量作特别限定，且可以将该氧气量设定为环境条件。在一些实施方式中，第二阶段中的加热装置内的气氛中的氧气量可为大约4体积％～大约15体积％、或甚至为大约7体积％～13体积％。在一些实施方式中，第二阶段中的加热装置内的气氛中的氧气量可以为加热装置的最大设定值，该最大设定值可低于环境条件。
在一些实施方式中，第二阶段中的加热速率可与第一阶段中所使用的最大加热速率相同。因此，在第一阶段中使用单一加热速率的实施方式中，第二阶段中的加热速率可与第一阶段中的加热速率相同。在这些实施方式中，可以将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至高于或等于800℃的第一温度。在一些实施方式中，可以将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至低于或等于大约1000℃、或甚至低于或等于大约900℃的第一温度。在一些实施方式中，可以大于或等于90℃的加热速率将蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至高于或等于大约800℃的第一温度。在一些实施方式中，加热速率可小于或等于大约150℃/小时，或甚至小于或等于125℃/小时。在这些实施方式中，第二阶段中的氧气量可为大约4体积％～大约15体积％、或甚至为大约7体积％～13体积％。在一些实施方式中，第二阶段中的加热装置内的气氛中的氧气量可以为最大设定值。
第三阶段
在一些实施方式中，本烧制方法的第三阶段可包括将蜂窝陶瓷体生坯从在第二阶段中达到的最高温度加热至第三温度。第三温度可高于或等于1050℃，或甚至高于或等于大约1100℃。在一些实施方式中，第三温度可为大约1200℃。
最高ΔT以及蜂窝陶瓷体中的最大应力可在第三阶段的温度范围内出现。因此，在一些实施方式中，第三阶段中的加热速率可明显低于第一和第二阶段的加热速率以降低ΔT的变化速率，从而降低可导致蜂窝陶瓷体开裂的应力。
第三阶段的加热速率可足以去除在将蜂窝陶瓷体生坯加热至第二温度之后残留于其中的碳材料。在一些实施方式中，第三阶段中的加热速率可小于第一和第二阶段中采用的加热速率。在一些实施方式中，第三阶段中的加热速率可小于或等于大约70℃/小时、或甚至小于或等于大约50℃/小时。在一些实施方式中，第三阶段中的加热速率可大于或等于60℃/小时。在一些实施方式中，第三阶段中的加热速率可小于或等于大约25℃/小时、或甚至小于或等于大约20℃/小时。在一些实施方式中，第三阶段中的加热速率可小于或等于大约15℃/小时，包括保温过程。在一些第二阶段的加热速率为大约150℃/小时的实施方式中，第三阶段中的加热速率可从大于或等于大约50℃/小时至小于或等于大约70℃/小时、或甚至从大约或等于大约60℃/小时至小于或等于大约66℃/小时。在一些第二阶段的加热速率小于或等于大约125℃/小时的实施方式中，第三阶段中的加热速率可小于或等于大约50℃/小时、或甚至小于或等于大约20℃/小时，包括保温过程。
蜂窝陶瓷体的尺寸未必会对第三阶段中的加热速率产生影响，因此可以在第三阶段中以相同的加热速率对所有尺寸的蜂窝陶瓷体进行加热。然而，用于更大的蜂窝陶瓷体的第三阶段中的加热速率可以低于用于更小的蜂窝陶瓷体的第三阶段中的加热速率，以降低ΔT的变化速率，如上所述，更大的蜂窝陶瓷体可采用更高的ΔT的变化速率。例如，用于直径小于或等于大约5.6英寸的陶瓷体的第三阶段中的最大加热速率可小于或等于大约70℃/小时。在一些实施方式中，用于直径小于或等于大约8.0英寸的陶瓷体的第三阶段中的最大加热速率可小于或等于大约20℃/小时。
第三阶段中的加热速率可处于一个较低的水平(例如低于或等于第一阶段中的加热速率)，以致与第二阶段相同的是，不对第三阶段中的窑内气氛中的氧气水平作特别限定，且该氧气水平可为环境水平。因此，在一些实施方式中，第三阶段中的窑内气氛中的氧气量可为大约5体积％～大约15体积％、或甚至为大约8％～13％。
第四阶段
在一些实施方式中，烧制方法的第四阶段可包括将蜂窝陶瓷体从第三阶段中的最高温度加热至最高均热温度。最高均热温度可高于大约1200℃或甚至高于大约1300℃。在一些实施方式中，最高均热温度可高于大约1400℃。可以将蜂窝陶瓷体在最高均热温度下保温预定长度的时间。不对在最高均热温度下的保温时间作特别限定，其可以是用于形成合适性质的所需时长。将蜂窝陶瓷体加热至最高均热温度后，将其在环境条件下冷却至室温。该冷却可以通过将蜂窝陶瓷体从加热装置中移出来进行，或通过允许环境空气吹入和/或吹过窑来进行。
为了描述和限定本文所述的实施方式，需要注意的是，术语“基本上”和“大约”在本文中用来表示可由任何定量比较、数值、测量或其它表示方法造成的内在不确定性程度。术语“基本上”和“大约”在本文中还用来表示数量的表达值与所述的参比值的偏离程度，这种偏离不会导致所讨论的主题的基本功能发生改变。
如本文所用，当针对以英寸表示的测量结果时，术语“大约”可包括所述测量结果的±0.25英寸。
本文中所述的温度和加热速率指的是加热装置内大气温度。如本文所用，当针对温度时，术语“大约”可包括所述温度的±10℃。
如本文所用，当针对加热速率时，术语“大约”可包括所述加热速率的±10％。
实施例
通过以下的实施例对实施方式做进一步阐述。
实施例1～6
在以下的实施例中，以表1中所示的加热速率在窑内对具有表1中所示直径的圆柱形蜂窝陶瓷体进行加热。另外，所使用的造孔剂的量和各阶段中所使用的氧气的量列于表1。实施例1～6中的每一个都是堇青石组合物。
表1
在不产生大量裂纹的条件下，以快速烧制速率对每一个按照上述表1中所示的参数形成的蜂窝陶瓷体进行烧制。表1中所示的烧制循环图示于图1中，其中：循环1表示实施例1；循环2表示实施例2和3；循环3表示实施例4和5；而循环4表示实施例6。
对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，且这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (20)

1.一种蜂窝陶瓷体生坯的烧制方法，所述方法包括：
将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约300℃的第一温度；以及
以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第一温度加热至高于或等于大约800℃的第二温度，
其中，所述蜂窝陶瓷体生坯的直径大于或等于大约4.0英寸且小于或等于大约9.0英寸，且
其中，所述蜂窝陶瓷体生坯包含碳基造孔剂，所述碳基造孔剂的浓度大于或等于大约10重量％且小于或等于大约45重量％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至所述第一温度包括：
将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约215℃～大约250℃的温度；以及
以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从大约215℃～大约250℃的温度加热至所述第一温度。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约215℃～大约250℃的温度包括：
以大于或等于大约60℃/小时且小于或等于大约80℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至大约150℃～大约205℃的温度；以及
以小于或等于大约20℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从大约150℃～大约205℃的温度加热至大约215℃～大约250℃的温度。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至所述第一温度包括以大于或等于大约90℃/小时的加热速率进行加热。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至所述第一温度包括以大于或等于大约90℃/小时且小于或等于大约150℃/小时的加热速率进行加热。
6.如权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第一温度加热至所述第二温度包括以小于或等于大约150℃/小时的加热速率进行加热。
7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二温度为大约900℃，且以大于或等于大约90℃/小时且小于或等于大约125℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第一温度加热至所述第二温度。
8.如权利要求1～7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述第二温度低于或等于大约1000℃，且
所述方法还包括以足以去除将所述蜂窝陶瓷体生坯加热至所述第二温度之后残留于其中的含碳材料的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第二温度加热至高于或等于大约1050℃的第三温度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第三温度加热至最高均热温度；
将所述蜂窝陶瓷体生坯保温于所述最高均热温度；以及
将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述最高均热温度冷却至室温以形成堇青石陶瓷体。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，以小于或等于大约20℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第二温度加热至所述第三温度。
11.如权利要求8～10中任一项所述的方法，其特征在于，以大于或等于大于60℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第二温度加热至所述第三温度。
12.如权利要求1～11中任一项所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至所述第一温度的过程中，气氛中的氧含量为大约5％～大约8％。
13.如权利要求1～12中任一项所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第一温度加热至所述第二温度的过程中，气氛中的氧含量为大约7％～大约13％。
14.一种蜂窝陶瓷体生坯的烧制方法，所述方法包括：
以大于或等于大约90℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至高于或等于大约800℃的第一温度，
其中，所述蜂窝陶瓷体生坯的直径大于或等于大约4.0英寸且小于或等于大约9.0英寸，且
其中，所述蜂窝陶瓷体生坯包含碳基造孔剂，所述碳基造孔剂的浓度大于或等于大约10重量％且小于或等于大约45重量％。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述加热速率小于或等于大约150℃/小时。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述第一温度为大约900℃，且以大于或等于大约90℃/小时且小于或等于大约125℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至所述第一温度。
17.如权利要求14～16中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一温度低于或等于大约1000℃的温度。
18.如权利要求14～17中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以大于或等于大约60℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从所述第一温度加热至高于或等于大约1050℃的温度。
19.如权利要求14～18中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以小于或等于大约15℃/小时的加热速率将所述蜂窝陶瓷体生坯从第一温度加热至高于或等于大约1050℃的温度。
20.如权利要求14～19中任一项所述的方法，其特征在于，将所述蜂窝陶瓷体生坯从室温加热至所述第一温度的过程中，气氛中的氧含量为大约5％～大约13％。
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