CN112654480B - 陶瓷蜂窝结构和蜂窝成型模具 - Google Patents
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Abstract
一种陶瓷蜂窝结构，陶瓷蜂窝结构包括：大量流动路径，通过截面被布置成分格图案的单元壁而纵向地形成所述流动路径，并且外周边壁围绕所述流动路径而形成；扇形凸出部，在垂直于所述纵向方向的截面中，所述扇形凸出部以扇形形状从所述单元壁相交处的单元壁相交部朝向所述流动路径突出；在所有单元壁相交部处所述扇形凸出部的圆部分的所述外接圆具有恒定半径；以及当所述外接圆的中心点与所述单元壁相交部的中心点之间的距离被定义为中心点距离S时，所述陶瓷蜂窝结构的所述外周边部分中的中心点距离So与所述中心部分中的中心点距离Sc满足Sc＜So。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷蜂窝结构和蜂窝成型模具。
背景技术
在内置发动机的排气清洁设备中陶瓷蜂窝结构被用于催化剂载体和过滤器。如图15所示，陶瓷蜂窝结构60包括外周边壁61、和通过外周边壁61内侧的多孔单元壁62隔开的大量流动路径63。可以通过由已知的模具挤出成型具有塑性的可模制的陶瓷材料以形成一体地具有外周边部分和单元壁的蜂窝生坯，切割、干燥和烧结蜂窝生坯，通过机加工移除外周边部分，然后用涂覆材料涂覆暴露的外周边表面以形成外周边壁，来获得这样的陶瓷蜂窝结构。
特别是用于大型车辆和专用车辆的柴油发动机的催化剂载体和过滤器，使用例如，外径为190mm或更大且长度为200mm或更大的大陶瓷蜂窝结构和具有0.15mm或更小的薄单元壁的陶瓷蜂窝结构。因为这样的大陶瓷蜂窝结构和薄壁陶瓷蜂窝结构经受由于使用期间的机械振动和冲击引起的大载荷，所以要求改善它们的机械强度。
JP 2016-172223 A公开了一种包括蜂窝结构主体的蜂窝结构，蜂窝结构主体具有将多个单元隔开的单元壁和单元壁的相交部分，以上单元当中的特定单元中的每个单元具有在垂直于单元的纵向方向的截面中具有多个凸形或凹形弯曲拐角的多边形形状，至少一个拐角被凹形弯曲，并且凹形弯曲拐角占蜂窝结构主体中的所有单元拐角的1.5％或更多。JP 2016-172223 A描述了这样的结构使得蜂窝结构抗开裂，即使在燃烧煤烟的操作中，并且抑制了裂纹的蔓延(如果产生了的话)，同时抑制压力损失的增加。
然而，当JP 2016-172223 A中描述的结构被用于外径为190mm或更大且长度为200mm或更大的大陶瓷蜂窝结构、和具有0.15mm或更小的薄壁的陶瓷蜂窝结构时，特别是在陶瓷蜂窝结构的外周边部分中不能获得足够的强度，并且因此还期望改善强度。
JP 09-299731 A公开了包括蜂窝柱的排气过滤器，蜂窝柱包括由四边形单元组成的陶瓷格壁，靠近陶瓷壁相交部的陶瓷壁比其它部分中的陶瓷壁更厚，并且陶瓷壁在相交部处具有大致圆形截面。JP 09-299731 A还公开了用于使靠近相交部处的陶瓷壁比其它部分中的陶瓷壁更厚的方法之一是通过钻孔在挤出成型模具的狭缝相交部处形成孔。JP 09-299731 A描述了这样的结构可以防止在排气过滤器的生产期间由于热应力而导致靠近相交部处的陶瓷壁开裂。
然而，当JP 09-299731 A中描述的结构被用于外径为190mm或更大且长度为200mm或更大的大陶瓷蜂窝结构、和具有0.15mm或更小的薄壁的陶瓷蜂窝结构时，特别是对于在处理时对外周边壁的震动来说，陶瓷蜂窝结构的强度可能不够，因此还期望强度的改善。
JP 2014-46601 A公开了包括多个流动路径的陶瓷蜂窝结构，流动路径由多孔陶瓷单元壁隔开，每个流动路径被设置有拐角R，在垂直于流动路径方向的陶瓷蜂窝结构的截面中拐角R具有范围为0.01-0.8mm的曲率半径，并且在包括包含中心的第一区、位于第一区外侧的第二区、和包含位于第二区外侧的外周边部分的第三区在内的三个区中拐角R随着朝向外周边部分远离中心轴而具有更大的平均曲率半径。JP 2014-46601 A描述了，通过使用具有与第一区至第三区中的拐角R对应的拐角R的模具挤出成型来进行这个陶瓷蜂窝结构的生产，通过调整成使挤出成型阻力随着从中心部分朝向外周边部分远离而变小，来抑制挤出速率的不均匀性，从而导致挤出成型中较少的变形，并且提供具有较高机械强度的陶瓷蜂窝结构，因为拐角R在外周边部分中具有更大的曲率半径。
然而，当JP 2014-46601 A中描述的模具被用于外径为190mm或更大且长度为200mm或更大的挤出成型的大陶瓷蜂窝结构、和具有0.15mm或更小的薄壁的陶瓷蜂窝结构时，得到的陶瓷蜂窝结构的机械强度可能不够，因此还期望改善强度。
发明目的
因此，本发明的目的是提供一种陶瓷蜂窝结构和一种用于生产这样的陶瓷蜂窝结构的蜂窝成型模具，例如，即使陶瓷蜂窝结构外径长达190mm或更大且长度长达200mm或更大，和/或具有0.15mm或更小的薄单元壁，陶瓷蜂窝结构也具有足够机械强度。
发明内容
鉴于以上目的进行了深入研究，结果，发明人关注到具有由单元壁隔开的大量流动路径的陶瓷蜂窝结构中的单元壁相交部的形状，从而发现了一种结构，该结构在陶瓷蜂窝结构的外周边部分中为陶瓷蜂窝结构提供了改善的强度。基于这样的发现完成了本发明。
因而，本发明的陶瓷蜂窝结构具有：大量流动路径，通过截面被布置成分格图案的单元壁而纵向地形成所述流动路径；外周边壁，被形成为围绕所述流动路径；
至少一个扇形凸出部，在垂直于所述纵向方向的截面中，所述至少一个扇形凸出部以扇形形状从所述单元壁相交处的单元壁相交部朝向所述流动路径突出；
在所有单元壁相交部处所述扇形凸出部的圆部分的所述外接圆具有恒定半径；以及
当外接圆的中心点与单元壁相交部的中心点之间的距离被定义为中心点距离S时，所述陶瓷蜂窝结构的外周边部分中的中心点距离So与所述陶瓷蜂窝结构的中心部分中的中心点距离Sc满足Sc＜So。
在所述陶瓷蜂窝结构的所述外周边部分中，所述外接圆的中心点优选地相对于所述单元壁相交部的中心点被定位在所述陶瓷蜂窝结构的所述外周边壁那侧。
所述陶瓷蜂窝结构的所述中心部分中的中心点距离Sc优选地为20μm或更少，并且所述外周边部分中的中心点距离So与所述中心部分中的中心点距离Sc之间的差为5-150μm。
在所述陶瓷蜂窝结构的中心部分和外周边部分之间的中间部分中的所述单元壁相交部的中心点距离Sh优选地满足Sc＜Sh＜So。
所述外接圆的半径优选地为所述陶瓷蜂窝结构的所述单元壁的厚度的0.75-1.25倍。
本发明的蜂窝成型模具包括：用于供应可模制材料的供应孔、和用于将所述可模制材料模制成蜂窝形状的格状狭缝，所述格状狭缝形成在与形成有所述供应孔的表面侧相反的表面侧上且与所述供应孔连通；
当沿挤出方向观察时，在所述格状狭缝相交处的狭缝相交部处的模具构件的四个拐角具有圆形凹部；
在所有狭缝相交部处所述四个圆形凹部的内切圆具有恒定半径；以及
当内切圆的中心点与狭缝相交部的中心点之间的距离被定义为模具中心点距离Sd时，蜂窝成型模具的中心部分中的模具中心点距离Sdc与蜂窝成型模具的外周边部分中的模具中心点距离Sdo满足Sdc＜Sdo。
在所述模具的所述外周边部分中，所述内切圆的中心点优选地相对于所述狭缝相交部的中心点被定位在所述蜂窝成型模具的外周边侧。
在所述蜂窝成型模具中，所述模具的中心部分和外周边部分之间的中间部分中的所述狭缝相交部处的所述模具中心点距离Sdh优选地满足Sdc＜Sdh＜Sdo。
技术效果
能够生产具有足够机械强度的陶瓷蜂窝结构的本发明特别适合于外径为190mm或更大且长度为200mm或更大的大陶瓷蜂窝结构和具有0.15mm或更小的薄单元壁的陶瓷蜂窝结构。本发明还可以提供用于生产具有足够机械强度的陶瓷蜂窝结构的蜂窝成型模具。
附图说明
图1a是示意性地示出了本发明的陶瓷蜂窝结构的示例的主视图。
图1b以平行于陶瓷蜂窝结构的纵向方向示意性地示出了本发明的陶瓷蜂窝结构的示例的截面图。
图2在本发明的陶瓷蜂窝结构的截面中示意性地示出了形成在单元壁相交部处的扇形凸出部的截面图。
图3是在本发明的陶瓷蜂窝结构的截面中用于解释扇形凸出部的中心点与单元壁相交部的中心点之间的位置关系的示意图。
图4是用于解释本发明的陶瓷蜂窝结构的外周边部分的截面图。
图5是示出了本发明的陶瓷蜂窝结构的示例的截面图。
图6是放大地示出了图5中的中心部分(A)中的单元壁相交部、中间部分(G)和(H)、和外周边部分(B)至(F)的示意图。
图7是示出了扇形凸出部的中心点与图5中的中心部分(A)和外周边部分(B)至(F)中的单元壁相交部的中心点之间的位置关系的示意图。
图8a示出了本发明的蜂窝成型模具的示例的从狭缝侧的透视图。
图8b示出了本发明的所述蜂窝成型模具的示例的从供应孔侧的透视图。
图9是示出了本发明的蜂窝成型模具中的狭缝与供应孔之间的位置关系的示例的主视图。
图10a示出了本发明的蜂窝成型模具的从狭缝侧的主视图。
图10b是沿图10a中的线P-P截取的截面图。
图11是放大地示出了在图10a中的位置A、B、D和E处的狭缝相交部的示意图。
图12是示出了在图10a中的位置A、J、I、D和E处的狭缝相交部的显微照片。
图13a是在示例1中生产的陶瓷蜂窝结构的截面中示出了所述中心部分(A)、与该部分中的单元壁相交部的显微照片的组合。
图13b是在示例1中生产的陶瓷蜂窝结构的截面中示出了外周边部分(E)和(F)(沿45°方向)和中间部分(I)(沿45°方向)、与该部分中的单元壁相交部的显微照片的组合。
图13c是在示例1中生产的陶瓷蜂窝结构的截面中示出了外周边部分(B)和(C)(沿90°方向)和中间部分(G)(沿90°方向)、与该部分中的单元壁相交部的显微照片的组合。
图14是示出了被切掉用于B轴抗压强度测量的试件的位置和形状的示意图。
图15是示出了常规的陶瓷蜂窝结构的示例的示意图。
具体实施方式
本发明的实施例将在下文中具体地解释，而不意图将本发明限于这些实施例。应注意，在本发明的范围内，基于本领域技术人员的常识，可以适当地增加设计修改、改善等。
[1]陶瓷蜂窝结构
如图1a和图1b所示，本发明的所述陶瓷蜂窝结构10包括由具有格状截面的单元壁12隔开的大量纵向延伸的流动路径13、和围绕所述流动路径形成的外周边壁11。如图2所示，在垂直于所述纵向方向的截面中，所述单元壁12相交处的单元壁相交部14具有以扇形形状朝向所述流动路径13突出的扇形凸出部15a、15b、15c、15d，并且所述扇形凸出部15a、15b、15c、15d的圆部分16a、16b、16c、16d的外接圆在所有单元壁相交部14处具有恒定半径。如图3所示，当所述外接圆16的中心点CR与所述单元壁相交部14的中心点CW之间的距离被定义为中心点距离S时，外周边部分中的中心点距离So和所述陶瓷蜂窝结构10中的中心部分中的中心点距离Sc满足Sc＜So。
如图4所示，在垂直于所述纵向方向的截面中，x轴和y轴被定义为沿所述单元壁延伸(其中，所述蜂窝结构的轴中心O作为原点)，并且选择除了从每个轴与外周边表面的交点朝向所述原点的最外侧不完全的流动路径13-1之外被计数为第二的流动路径13-2(总计四个)。从原点至四个第二流动路径13-2的单元壁内侧(原点侧)的中心线与轴(x轴和y轴)的四个交点(两个在x轴上且两个在y轴上)的长度被平均化以获得平均值r，从而描绘具有半径r的圆α。陶瓷蜂窝结构的外周边部分被定义为区Z，其中原点作为圆α外侧(在所述外周边表面那侧)的中心。在单元壁与轴的交点的坐标为a(x1，0)、b(x2，0)、c(0，y1)、和d(0，y2)(其中x1＞x2并且y1＞y2)的情况下，所述半径r可以由r＝(x1-x2+y1-y2)/4来计算。
可以通过选择如下文描述的外周边部分中的四个单元壁相交部，限定四个组，每个组具有包括一个所选单元壁相交部和两个相邻的单元壁相交部在内的总计三个单元壁相交部，确定在每个组中它们的中心点距离S的平均值Sav，以及在以上四个组上对它们求平均值，来获得外周边部分中的中心点距离So。在沿从轴中心O的单元壁(x轴或y轴)的方向(下文中称为“90°方向”)的两个位置处、以及在沿单元壁相交部的方向(流动路径的对角线)(下文中称为“45°方向”)的两个位置处选择外周边部分蜂窝结构中的四个单元壁相交部。此外，与所选单元壁相交部相邻的两个单元壁相交部，当沿单元壁的方向(90°方向)选择它们时被定义为垂直地邻近于从中心O沿单元壁的轴两个单元壁相交部，并且当沿单元壁相交部的方向(45°方向)选择它们时被定义为沿单元壁相交部的更靠近中心O那侧的两个单元壁相交部。
中心部分中的中心点距离Sc被定义为包括最靠近陶瓷蜂窝结构的中心的单元壁相交部、和与该单元壁相交部相邻的四个单元壁相交部在内的总计五个单元壁相交部中的中心点距离的平均值。
外接圆16的中心点CR是从一个单元壁相交部14处的扇形凸出部15a、15b、15c、15d的圆部分16a、16b、16c、16d确定的中心，并且单元壁相交部14的中心点CW是在一个单元壁相交部14处相交的两个单元壁12的中心线的交点。具体地，如图3所示，在从单元壁相交部14为中心沿四个方向延伸的单元壁12a、12b、12c、12d中，沿单元壁的厚度方向确定中点M1、M2、M3和M4，绘制连接中点M1和M3的线以及连接中点M2和M4的线，并且它们的交点被视为单元壁相交部14的中心点CW(XW，YW)，其中(XW，YW)是中心点CW的坐标。顺便提及，在单元壁相交部14的中间以及其相邻的单元壁相交部处确定每个中点M1、M2、M3、M4。在一个单元壁相交部14中，与四个扇形凸出部15a、15b、15c、15d的圆部分16a、16b、16c、16d的轮廓接触的外接圆16的中心被视为外接圆16的中心点CR(XR，YR)，其中(XR，YR)表示中心点CR的坐标。在一些单元壁相交部14中，仅三个或两个扇形凸出部可以被清楚地朝向流动路径13突出。在那种情况下，根据三个或两个扇形凸出部的圆部分来绘制外接圆16，并且它的中心被确定为外接圆16的中心点CR(XR，YR)。
“在所有单元壁相交部14处的外接圆16具有恒定半径”，这句话的意思是，在生产中可能发生的变化范围内外接圆的半径是相等的。虽然陶瓷蜂窝结构被设计成使得扇形凸出部的圆部分的外接圆具有恒定半径，但是在所生产的单元壁和扇形凸出部中可能存在轻微变形，导致外接圆的半径随位置改变。因此，在本发明中，只要外接圆的半径在这个变化范围内，外接圆的半径就被视为是相等的。外接圆的半径的变化范围在±5％内。
在所有单元壁相交部14处扇形凸出部15a、15b、15c、15d的圆部分16a、16b、16c、16d的外接圆16具有恒定半径的情况下，中心部分中的扇形凸出部15a、15b、15c、15d的总面积与在径向截面中在外周边部分中扇形凸出部15a、15b、15c、15d的总面积大致相同，被供给至包括用于供应可模制材料的孔和与供应孔连通的格状狭缝的挤出成型模具的可模制材料的量在挤出成型期间在中心部分与外周边部分之间大致相同，从而避免了中心部分与外周边部分之间成型应变的产生，并且因此抑制了烧结中的开裂。
中心点距离S是中心点CW与中心点CR之间的距离，其由S＝[(XW-XR)2+(YW-YR)2]1/2来确定。在任意点(例如，陶瓷蜂窝结构10的中心点)作为原点的情况下，可以确定中心点CW的坐标(XW，YW)和中心点CR的坐标(XR，YR)。可以通过例如由图像分析仪(可从Mitutoyo公司获得的Quick Vision)测量陶瓷蜂窝结构10的截面来确定这些中心点CW和CR。
在图5中示出了本发明的陶瓷蜂窝结构10的截面，并且分别在图6的(A)至6的(F)中放大地示出了图5中的中心部分(A)和外周边部分(B)至(F)中的单元壁相交部14。在图5中示出的中心部分(A)和外周边部分(B)至(F)中的每个单元壁相交部14处，在图7的(A)至图7的(F)中示出了扇形凸出部15a、15b、15c、15d的圆部分16a、16b、16c、16d的外接圆16的中心点CR与单元壁相交部14的中心点CW之间的中心点距离S及其方向。如图7的(A)所示，在陶瓷蜂窝结构10的中心部分(A)中，外接圆16的中心点CR优选地被定位在单元壁相交部14的中心点CW处。
然而，在陶瓷蜂窝结构10的中心部分(A)中，外接圆16的中心点CR实际上与单元壁相交部14的中心点CW不完全一致，因为中心点的位置依赖于陶瓷蜂窝结构10的生产条件等是变化的。因此，在中心部分(A)中的外接圆16的中心点CR与单元壁相交部14的中心点CW之间的中心点距离Sc由包括最靠近陶瓷蜂窝结构10的中心的单元壁相交部以及与最靠近的单元壁相交部相邻的四个单元壁相交部在内的总计五个单元壁相交部处测量的值的平均值来表示。
在本发明中，外周边部分中的中心点距离So(例如，四个外周边部分(C)、(D)、(E)和(F)中的平均值)大于中心部分(A)中的中心点距离Sc，即Sc＜So。
在图5中示出的蜂窝结构中，例如，选择沿90°方向的外周边部分(C)和(D)和沿45°方向的外周边部分(E)和(F)以解释用于确定中心点距离So的方法。首先，包括外周边部分(C)中的单元壁相交部和与其相邻的两个单元壁相交部(C2)和(C3)在内的总计三个单元壁相交部处的中心点距离S被测量和求平均值。同样，在外周边部分(D)、(E)和(F)中的单元壁相交部处，包括一个所选单元壁相交部和在每个外周边部分中与其相邻的两个单元壁相交部((D2)和(D3)，(E2)和(D3)、(F2)和(F3))在内的总计三个单元壁相交部处的中心点距离也被类似地测量和求平均值。这四个外周边部分(C)、(D)、(E)和(F)中的平均中心点距离被进一步求平均值以获得中心点距离So。
在外周边部分中，外接圆16的中心点CR优选地朝向陶瓷蜂窝结构10的外周边壁11与单元壁相交部14的中心点CW分隔开中心点距离So。术语“朝向外周边壁11”意味着朝向最靠近单元壁相交部14的外周边壁11，即，在陶瓷蜂窝结构的中心轴的相反侧。
优选地，如图7的(A)所示，在中心部分(A)中，扇形凸出部15a、15b、15c、15d在四个流动路径中大致均匀地形成，如图7的(C)所示，当在沿90°方向的外周边部分(C)中时，形成在外周边壁11那侧(图中左侧)上的扇形凸出部15a、15d具有比形成陶瓷蜂窝结构的中心轴线10那侧(图中右侧)上的扇形凸出部15b、15c更大的面积。
同样，如图7的(B)所示，在沿90°方向的外周边部分(B)中，形成在外周边壁11那侧(图中右侧)上的扇形凸出部15b、15c具有比形成在中心侧(图中左侧)上的扇形凸出部15a、15d更大的面积。
另外，如图7的(D)所示，在沿90°方向的外周边部分(D)中，形成在外周边壁11那侧(图中下侧)上的扇形凸出部15c、15d优选地具有比形成在中心侧(图中上侧)上的扇形凸出部15a、15b更大的面积。
另外，如图7的(E)所示，在沿从陶瓷蜂窝结构的中心轴偏离45°方向的外周边部分(E)中，形成在外周边壁11那侧(图中右下侧)上的扇形凸出部15c优选地具有比形成在中心侧(图中左上侧)上的扇形凸出部15a更大的面积，其中形成在单元壁相交部14的右上侧和左下侧的扇形凸出部15b、15d具有介于扇形凸出部15c与扇形凸出部15a中间的面积。
同样，如图7的(F)所示，在沿从陶瓷蜂窝结构的中心轴偏离45°方向的外周边部分(F)中，形成在外周边壁11那侧(图中左下侧)上的扇形凸出部15d具有比形成在中心侧(图中右上侧)上的扇形凸出部15b更大的面积，其中形成在单元壁相交部14的右上侧和左下侧的扇形凸出部15a、15c具有介于扇形凸出部15d与扇形凸出部15b中间的面积。
因而，在陶瓷蜂窝结构的外周边部分中的中心点距离So和中心部分中的中心点距离Sc满足Sc＜So、且外接圆16的中心点CR从陶瓷蜂窝结构的中心轴10朝向外周边壁11与单元壁相交部14的中心点CW分隔开外周边部分中的中心点距离So的情况下，通过在外周边部分中的单元壁相交部14处以不同面积来形成扇形凸出部15a、15b、15c、15d，挤出成型的陶瓷蜂窝生坯和通过干燥和烧结陶瓷蜂窝生坯而获得的陶瓷蜂窝烧结体被加强，从而具有较高的抗开裂性。此外，即使产生了开裂，它们也不会传播到陶瓷蜂窝结构10中。在外周边部分中的单元壁相交部14处以不同面积形成的扇形凸出部15a、15b、15c、15d当中，具有大面积的那些扇形凸出部据推测有助于加强。特别地，当接收来自周围表面的震动时，在外周边壁11那侧以较大面积形成的扇形凸出部可以良好地加强单元壁相交部14。因而，外周边部分优选地具有比外周边部分中的中心点距离So与中心部分中的中心点距离Sc相同的陶瓷蜂窝结构中的外周边部分更高的机械强度。另外，因为扇形凸出部15a、15b、15c、15d的总面积在陶瓷蜂窝结构的中心部分与外周边部分之间大致相同，所以中心部分和外周边部分具有大致相同的开口率，从而与外周边部分中的中心点距离So与中心部分中的中心点距离Sc相同的陶瓷蜂窝结构相比，期望地避免的压力损失增加。
在本发明中，中心部分(A)中的中心点距离Sc优选20μm或更小。另外，随着单元壁相交部14变得远离陶瓷蜂窝结构10的中心，外接圆16的中心点CR与单元壁相交部14的中心点CW之间的中心点距离S优选地增加。在这种情况下，陶瓷蜂窝结构10的中心部分中的中心点距离Sc与外周边部分中的中心点距离So之间的差优选为5-150μm。Sc与So之间的差优选为10-120μm，并且进一步优选为10-100μm。在这样的中心点距离Sc和Sc与So之间的这样的差的情况下，单元壁相交部被良好地加强，使得从外周边壁11那侧接收的裂纹(即使有)也不容易向内传播。
在距陶瓷蜂窝结构10的轴中心为X(mm)的位置，中心点距离S(μm)还优选地由S＝F1xX+M1来表示，其中F1是0.05-0.4的常数并且M1是0-20的常数。因为M1表示中心部分中的中心点距离Sc，所以中心部分中的中心点距离Sc与外周边部分中的中心点距离So之间的差由公式So-Sc＝F1xΔX来表示，其中ΔX是从轴中心到外周边部分的距离(mm)。
在陶瓷蜂窝结构的中心部分和外周边部分之间的中间部分中，在单元壁相交部处的中心点距离Sh优选地满足Sc＜Sh＜So。中间部分距陶瓷蜂窝结构的中心部分的距离大约为中心部分与外周边部分之间的距离的一半。中心点距离Sh是通过选择中间部分中的四个单元壁相交部(两个沿90°方向并且两个沿45°方向)、限定四个组，每个组具有包括一个所选单元壁相交部(例如图5中的(G)或(H))和两个相邻的单元壁相交部((G2)和(G3)，或(H2)和(H3))在内的总计三个单元壁相交部、获得在每个组中的中心点距离S的平均值、以及在四个组上对它们求平均值来获得的值。在图6(A)、图6(G)、图6(H)、图6(B)和图6(C)中分别示出图5中的陶瓷蜂窝结构的中心部分(A)、中间部分(G)和(H)(中心部分与外周边部分之间的中央部分)和外周边部分(B)和(C)中的单元壁相交部14处的扇形凸出部15a、15b、15c、15d的形状。
例如，在陶瓷蜂窝结构的中心部分(A)、中间部分(H)和外周边部分(C)中的单元壁相交部14处形成的扇形凸出部15a、15b、15c、15d当中，随着形成在外周边壁11的靠近外周边部分(C)那侧(图中左侧)上的扇形凸出部15a、15d的位置从中心部分(A)向中间部分(H)和外周边部分(C)移动，扇形凸出部15a、15d的面积按此顺序变大，而形成在相反侧(图中右侧)上的扇形凸出部15b、15c的面积按此顺序变小。
同样，同样在陶瓷蜂窝结构的中心部分(A)、中间部分(G)和外周边部分(B)中，随着形成在外周边壁11的靠近外周边部分(B)那侧(图中右侧)上的扇形凸出部15b、15c的位置从中心部分(A)向中间部分(G)和外周边部分(B)移动，扇形凸出部15b、15c的面积按此顺序变大，而形成在相反侧(图中右侧)上的扇形凸出部15a、15d的面积按此顺序变小。
相比于外周边部分中的中心点距离So与中心部分中的中心点距离Sc相同的陶瓷蜂窝结构，这样的结构加强了更靠近外周边部分中的外周边壁11和中间部分中的扇形凸出部，从而导致更少的开裂和更高的机械强度。
外接圆16的半径优选地为陶瓷蜂窝结构10的单元壁的厚度的0.75-1.25倍，更优选地为陶瓷蜂窝结构10的单元壁的厚度的0.8-1.1倍。外接圆16的半径优选为230-380μm，并且更优选为240-330μm，但是根据单元壁的厚度而变化。
本发明的陶瓷蜂窝结构优选地具有4-15mil(0.102-0.381mm)的平均单元壁厚度和150-300cpsi(23.3-46.5单元/cm2)的平均单元密度。使用这样的单元壁结构，即使大的和/或薄壁的陶瓷蜂窝结构也可以具有足够的机械强度。小于4mil的平均单元壁厚度提供了具有低强度的单元壁，而多于15mil的平均单元壁厚度使其难以在使用早期时保持低压力损失。小于150cpsi的平均单元密度提供了具有低强度的单元壁，而多于300cpsi的平均单元密度使其难以保持低压力损失。
因为陶瓷蜂窝结构被用于清洁从柴油发动机排出的排气，所以用于本发明的陶瓷蜂窝结构的单元壁的材料优选为耐热陶瓷，即，包括氧化铝、多铝红柱石、堇青石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、钛酸铝、硅酸铝锂等作为主晶体的陶瓷。在它们当中优选地是包括具有极好耐热冲击性的低热膨胀堇青石作为主晶体的陶瓷。
[2]陶瓷蜂窝结构的生产方法
用于生产本发明的陶瓷蜂窝结构的方法包括以下步骤：(a)将包含陶瓷材料的可模制材料挤出成型至包括与单元壁一体的外周边部分的预定生坯；和(b)干燥和烧结生坯以获得烧结体；
以上挤出成型步骤使用包括用于供应可模制材料的供应孔和用于将可模制材料模成型为蜂窝形状的格状狭缝，格状狭缝形成在与具有供应孔的表面侧相反的表面侧且与供应孔连通；
当沿挤出方向观察时，模具构件的四个拐角中的每个拐角在格状狭缝相交的每个狭缝相交部处具有圆形凹部；
在所有狭缝相交部处的四个圆形凹部的内切圆具有恒定半径；
当内切圆的中心点与狭缝相交部的中心点之间的距离被定义为模具中心点距离Sd时，蜂窝成型模具的中心部分中的模具中心点距离Sdc与蜂窝成型模具的外周边部分中的模具中心点距离Sdo满足Sdc＜Sdo。
在步骤(b)干燥和烧结生坯以获得烧结体之后，如有必要，可以实施步骤(c)：在移除或不移除烧结体的外周边部分的情况下通过加工用涂覆材料来涂覆烧结体的外周边表面，并且对涂覆材料进行热处理以形成外周边壁。
通过以下步骤来获得陶瓷蜂窝生坯：在垂直于纵向方向的截面中，通过包括由布置成分格图案的单元壁形成的大量纵向流动路径的这种模具来挤出成型可模制的陶瓷材料；至少一个扇形凸出部以扇形形状从单元壁相交处的单元壁相交部朝向流动路径突出；在所有单元壁相交部处扇形凸出部的圆部分的外接圆具有恒定半径；以及当外接圆的中心点与单元壁相交部的中心点之间的距离被定义为中心点距离S时，陶瓷蜂窝结构的外周边部分中的中心点距离So与中心部分中的中心点距离Sc满足Sc＜So。通过干燥和烧结这个陶瓷蜂窝生坯以及形成外周边壁，可以获得本发明的陶瓷蜂窝结构。
(1)陶瓷材料
陶瓷材料优选地制备成堇青石形成材料。通过将包括二氧化硅源、氧化铝源和氧化镁源的粉末状材料进行混合来获得堇青石形成材料，使得堇青石形成材料的主晶体为具有包括42-56％(质量分数)的SiO2、30-45％(质量分数)的Al2O3和12-16％(质量分数)的MgO的化学成分的堇青石。因为形成在包括堇青石作为主晶体的陶瓷中的气孔是由于在烧结过程中陶瓷材料的熔融而形成的，所以由于烧结堇青石基的陶瓷而形成的气孔的结构可以通过调整陶瓷材料(诸如，高岭土、二氧化硅、滑石、氧化铝等)的颗粒大小和颗粒大小分布来控制。
(2)蜂窝成型模具
如图8a和图8b所示，成型模具20包括用于供应可模制材料的供应孔22、和用于将可模制材料模制成蜂窝形状的格状狭缝21，格状狭缝21形成在与形成有供应孔22的表面侧相反的表面侧且与供应孔22连通。通过供应孔22被引入到成型模具20中的可模制的陶瓷材料通过狭缝21被模制成蜂窝形状。由狭缝21包围的模具构件26的每个四边形截面与蜂窝结构的流体路径的每个截面相对应。所有供应孔22与分格布置的狭缝21的所有相交部连通，或供应孔22与棋盘图案(如图9所示)的狭缝21的相交部连通。
在图10a和图10b中示出本发明的成型模具20，并且在图11的(A)、(B)、(D)和(E)中放大地示出图10a中示出的在成型模具20中的位置A、B、D和E处的狭缝相交部。本发明的成型模具20包括在沿挤出方向观察时定位在格状狭缝21相交处的狭缝相交部23处的模具构件的四个拐角26a、26b、26c、26d处的圆形凹部24a、24b、24c、24d，以及在所有狭缝相交部处的四个圆形凹部24a、24b、24c、24d的内切圆24具有恒定半径。用于确定蜂窝结构的外径并形成外周边壁的引导环29(具有针对如图1 0a所示的圆形蜂窝结构的圆形内轮廓)被布置到在模具构件26的外周边部分中具有狭缝21的表面上。引导环29的内轮廓确定模具构件26的外周边25。
当内切圆24的中心点Ca与狭缝相交部23的中心点Cs之间的距离被定义为模具中心点距离Sd时，蜂窝成型模具20的中心部分中的模具中心点距离Sdc与蜂窝成型模具的外周边部分中的模具中心点距离Sdo满足Sdc＜Sdo。
当沿挤出方向观察时中心部分中的模具中心点距离Sdc是包括最靠近蜂窝成型模具的中心的狭缝相交部和四个相邻的狭缝相交部在内的总计五个狭缝相交部处的模具中心点距离的平均值。如图10a所示，在沿挤出方向观察时，在x轴和y轴沿狭缝21从模具的中心Od作为原点延伸的情况下，外周边部分被定义为以原点作为中心具有半径rd的圆β外侧的区Zd，其中通过计数从每个轴与外周边25的交点起在每个轴上或最靠近每个轴的第三狭缝相交部21-3和第四狭缝相交部21-4、确定轴上的第三狭缝相交部21-3和第四狭缝相交部21-4的中点(两个在x轴上且两个在y轴上)以知道从原点至中点的长度、以及对长度求平均值，来确定rd。外周边部分中的模具中心点距离Sdo被定义为通过选择外周边部分中的四个狭缝相交部、限定四个组，每个组具有包括一个所选狭缝相交部和两个相邻的狭缝相交部在内的总计三个狭缝相交部、获得在每个组中模具中心点距离的平均值、以及在四个组上对它们求平均值来确定的值。
如图11的(A)所示，在蜂窝成型模具20的中心部分(图10a中的A处)，优选地设计成内切圆24的中心点Ca被定位在狭缝相交部23的中心点Cs处。然而，即使在蜂窝成型模具20的这样的设计中，中心点Ca实际上也不一定与中心点Cs完全一致。因此，模具的中心部分(图10a中的A处)中的模具中心点距离Sdc由在包括最靠近模具中心的狭缝相交部和四个相邻的狭缝相交部在内的五个狭缝相交部处测量的值的平均值来表示。
在蜂窝成型模具20的外周边部分中的位置(图10a中的B、D和E)处，如图11的(B)、图11的(D)和图11的(E)所示，内切圆24的中心点Ca朝向外周边25(从蜂窝成型模具20的中心开始沿径向方向)与狭缝相交部23的中心点Cs分隔开。例如，在位置E处，内切圆24的中心点Ca沿连接蜂窝成型模具20的中心(在位置A处相交部23的中心点Cs)与在位置E处相交部23的中心点Cs的线朝向外周边25与相交部23的中心点Cs分隔开。
在模具的外周边部分(图10a中的B、D、E和F)中，中心点Ca与中心点Cs之间的模具中心点距离Sdo被定义为通过选择外周边部分中的四个狭缝相交部、限定四个组，每个组具有包括一个所选狭缝相交部和两个相邻的狭缝相交部在内的总计三个狭缝相交部，确定在每个组中模具中心点距离的平均值、以及在四个组上对它们求平均值来获得的值。因而，在外周边部分中选择四个狭缝相交部并且每个具有包括一个所选狭缝相交部和两个相邻的狭缝相交部在内的总计三个狭缝相交部的情况下，在每个所选狭缝相交部处获得模具中心点距离的平均值，并且通过对得到的平均值求平均值来确定模具中心点距离Sdo。从蜂窝成型模具20的中心开始，在外周边部分中选择的四个狭缝相交部中的两个平行于狭缝(在下文中称为“90°”方向)且两个沿狭缝的对角线方向(在下文中称为“45°方向”)。
在图10a中示出的模具中，选择沿90°方向的外周边部分B和D以及沿45°方向的外周边部分E和F以解释用于确定模具中心点距离Sdo的方法。首先，在外周边部分中的包括一个狭缝相交部(B)和两个相邻的狭缝相交部(B2和B3)在内的总计三个狭缝相交部处测量模具中心点距离以确定它们的平均值。同样，在外周边部分D、E和F中的狭缝相交部中的每个狭缝相交部处，在包括每个狭缝相交部(D、E、F)和两个相邻的狭缝相交部(分别为D2和D3、E2和E3、以及F2和F3)在内的总计三个狭缝相交部处以类似的方式测量模具中心点距离，并且求平均值。外周边部分B、D、E和F中的模具中心点距离的这四个平均值被进一步求平均值以确定模具中心点距离Sdo。
在模具的中心部分与外周边部分之间的模具的中间部分(图10a中的I和J处)中，狭缝相交部的模具中心点距离Sdh优选地满足Sdc＜Sdh＜Sdo。在这种情况下，模具的外周边部分中的模具中心点距离Sdo优选地为模具的中心部分中的模具中心点距离Sdc的1.5-3倍、更优选地为1.7-2.5倍。模具的中间部分中的模具中心点距离Sdh优选地为模具的中心部分中的模具中心点距离Sdc的1.1-2.5倍、更优选地为1.3-2.0倍。
模具的中间部分与模具的中心部分分隔开模具的中心部分与外周边部分之间的距离的大约一半。此外，如在外周边部分那样，通过选择模具的中间部分中的四个狭缝相交部、限定四个组，每个组具有包括一个所选狭缝相交部和两个相邻的狭缝相交部在内的总计三个狭缝相交部、确定在每个组中模具中心点距离的平均值、以及在四个组上对它们求平均值，来确定模具的中间部分中的狭缝相交部处的模具中心点距离Sdh。
在与蜂窝成型模具20的中心分隔开X(mm)的位置处的中心点距离Sd(μm)进一步优选地由Sd＝F2xX+M2来表示，其中F2是0.05-0.5的常数并且M2是0-30的常数。即，中心点距离进一步优选地朝向外周边25以与距蜂窝成型模具20的中心的距离成比例的方式增加。
虽然内切圆24的直径仅需要大于狭缝21的宽度，但是直径优选地为狭缝21的宽度t的1.5-2.5倍，更优选地为狭缝21的宽度t的1.6-2.2倍。
通过形成供应孔22、然后在与形成供应孔22的表面侧相反的表面侧形成孔240和狭缝21，来生产这样的蜂窝成型模具20。在这种情况下，每个孔240的中心与每个内切圆24的中心点Ca相对应，使得当沿挤出方向观察时在蜂窝成型模具20的每个狭缝相交部23处的模具构件的四个拐角被设置有圆形凹部。形成孔和狭缝21，使得每个孔240的中心(对应于每个内切圆24的中心点Ca)从蜂窝成型模具20的中心开始朝向外周边25与每个相交部23的中心点Cs分隔开中心点距离Sd。可以通过利用位置控制进行钻孔，例如通过精确的XY平台钻床，来形成孔240。
(3)涂覆材料
在移除或不移除烧结体的外周边部分的情况下通过机加工施加(如果必要)至烧结体的外周边表面的涂覆材料优选地包括陶瓷骨料颗粒和无机粘结剂作为主要成分。在涂覆材料中，陶瓷骨料颗粒被用作骨料，并且无机粘结剂被用于粘结骨料。通过向其外周边部分通过机加工被移除的陶瓷蜂窝主体的外周边表面施加包括陶瓷骨料颗粒和无机粘结剂作为主要成分的涂覆材料，并对其进行热处理，得到的外周边壁被良好地结合至外周边表面，导致陶瓷蜂窝结构具有良好的耐热冲击性且更少开裂。
因为本发明的陶瓷蜂窝结构被用于排气清洁设备，所以在涂覆材料中使用的陶瓷骨料颗粒优选地由选自由堇青石、二氧化硅、氧化铝、多铝红柱石、碳化硅、氮化硅和钛酸铝组成的组中的至少一种制成，其具有良好的耐热性。在它们当中，堇青石和/或二氧化硅减小了外周边壁的热膨胀系数，从而提供了较高的耐热冲击性。
示例
将通过示例进一步详细解释本发明，而不意图将本发明的范围限于这些示例。
示例1-3
图8a、图8b、图9、图10a、图10b和图11中示出的模具20被生产为挤出成型模具。模具20包括用于供应可模制材料的供应孔22、和用于将可模制材料模制成蜂窝形状的格状狭缝21，格状狭缝21形成在与形成有供应孔22的表面侧相反的表面侧且与供应孔22连通。狭缝21(宽度为300μm且节距为1.58mm)的每个狭缝相交部23被设置有直径为540μm的圆形凹部24a、24b、24c、24d。在这个模具20中，圆形凹部24a、24b、24c、24d的内切圆24的中心点Ca从蜂窝成型模具20的中心开始朝向外周边25(从蜂窝成型模具20的中心开始沿径向方向)与狭缝相交部23的中心点Cs分隔开中心点距离Sd(μm)，中心点距离Sd(μm)由公式Sd(μm)＝0.14xX+17来表示，其中X是距模具的中心的径向距离(mm)。在示例1和示例2中外周边25的内径是277mm并且在示例3中是239mm。
图12是示出示例1的模具中的狭缝相交部23的一组显微照片。图12的(A)示出被定位在模具的中心部分(图10a中的A处)中的狭缝相交部，图12的(E)示出被定位在模具的外周边部分(图10a中的E处)中的狭缝相交部，图12的(I)示出被定位在图12的(A)中示出的狭缝相交部与图12的(E)中示出的狭缝相交部之间的中间部分(图10a中的I处)中的狭缝相交部，图12的(D)示出被定位在外周边部分(图10a中的D处)中的狭缝相交部，以及图12的(J)示出被定位在图12的(A)中示出的狭缝相交部与图12的(D)中示出的狭缝相交部之间的中间部分(图10a中的J处)中的狭缝相交部。
通过下文描述的方法来确定示例1的模具的中心部分、外周边部分和中间部分中的狭缝相交部的中心点距离Sd(内切圆24的中心点Ca与狭缝相交部23的中心点Cs之间)。在中心部分(图10a中的A)中，通过对在最靠近轴中心的一个狭缝相交部和四个相邻的狭缝相交部(总计五个)处测量的值求平均值来确定中心点距离Sd。在外周边部分中，通过选择图10a中的四个狭缝相交部B、D、E和F、限定四个组，每个组具有包括一个所选狭缝相交部B、D、E、F和两个相邻的两个狭缝相交部(分别为B2和B3、D2和D3、E2和E3、和F2和F3)在内的总计三个狭缝相交部、获得每个组中中心点距离的平均值、以及在四个组上对它们求平均值，来确定中心点距离Sd。在中间部分中，通过选择包括图10a中的I和J以及其它两个(未示出)在内的总计四个狭缝相交部、限定四个组，每个组具有包括一个所选狭缝相交部和两个相邻的两个狭缝相交部(分别为I2和I3、以及J2和J3)在内的总计三个狭缝相交部、获得在每个组中中心点距离的平均值、以及在四个组上对它们求平均值，来确定中心点距离Sd。结果在表1中示出。
以与示例1中相同的方式，确定示例2和示例3的模具的中心部分、外周边部分和中间部分中的狭缝相交部的中心点距离Sd(内切圆24的中心点Ca与狭缝相交部23的中心点Cs之间)。结果在表1中示出。
表1
注意：(1)符号(A)、(D)、(E)、(I)和(J)表示图10a中的狭缝相交部的位置，并且没有符号的位置在图10a中未示出。
注意：(2)D表示通过从各个部分中的中心点距离Sd的平均值减去模具的中心部分中的中心点距离Sd来确定的差。
注意：(3)内切圆的中心点Ca从狭缝相交部的中心点Cs朝向外周边偏离。
表1(续)
表1(续)
将高岭土粉末、滑石粉末、二氧化硅粉末和氧化铝粉末混合以提供包括50％(质量分数)的SiO2、36％(质量分数)的Al2O3和14％(质量分数)的MgO的堇青石形成材料粉末，堇青石形成材料粉末与甲纤维素和羟丙基甲基纤维素(作为粘合剂)、润滑剂、以及发泡树脂球状物(作为造孔材料)充分地干拌，然后与预定量的水充分混合以制备塑性的可模制的陶瓷材料。
可模制的陶瓷材料通过以上模具挤出成型并被切割成预定长度，以获得陶瓷蜂窝生坯。这个生坯被干燥，然后在1410℃下烧结以获得堇青石基的陶瓷蜂窝烧结体。在通过机加工从这个陶瓷蜂窝烧结体移除外周边部分之后，用包括无定形二氧化硅、胶态二氧化硅和水的外周边壁材料来涂覆陶瓷蜂窝主体的暴露的外周边表面，然后使其干燥，以生产堇青石基的陶瓷蜂窝结构(在示例1和示例2中，外径：266.7mm，长度：304.8mm，单元壁厚度：0.3mm，单元节距：1.58mm，并且单元壁孔隙率：61％；在示例3中，外径：228.6mm，长度：254mm，单元壁厚度：0.3mm，单元节距：1.58mm，并且单元壁孔隙率：61％)。
图13a、图13b和图13c示出示例1的陶瓷蜂窝结构的垂直于纵向方向的截面的光学微观观察结果。图13a示出位于中心部分中的位置(A)处的单元壁相交部。图13b示出，沿从中心轴到单元壁相交部的方向(45°方向)，中间部分中的与中心轴相距67mm的位置(I)处、和外周边部分中的与中心轴线相距133mm的位置(E)和(F)处的单元壁相交部。图13c示出，在沿从中心轴的单元壁的方向(90°方向)，中间部分中的与中心轴相距67mm的位置(G)处的单元壁相交部，和外周边部分中与中心轴相距133mm的位置(B)和(C)处的单元壁相交部。这些结果指示了示例1的陶瓷蜂窝结构的单元壁相交部具有以扇形形状朝向流动路径突出的扇形凸出部。
通过图像分析仪(可从Mitutoyo公司获得的Quick Vision)在这些单元壁相交部的光学显微照片上测量扇形凸出部的圆部分的外接圆，以确定它们的半径、每个外接圆的中心点CR与每个单元壁相交部的中心点CW之间的中心点距离S、它们的位置关系、以及外接圆的半径与单元壁厚度的比率。中心部分中的中心点距离由包括靠近中心的一个单元壁相交部和四个相邻的单元壁相交部在内的总计五个单元壁相交部中的中心点距离的平均值来表示，并且外周边部分和中间部分中的中心点距离中的每个中心点距离由通过在沿90°方向的两个位置处和在沿45°方向的两个位置处选择总计四个单元壁相交部、限定四个组，每个组具有在包括一个所选单元壁相交部和两个相邻的单元壁相交部(B2和B3、C2和C3、D2和D3、E2和E3、F2和F3、H2和H3、以及G2和G3)在内的总计三个单元壁相交部、确定在每个组中中心点距离S的平均值、以及在所选四个组上对它们求平均值来确定的值表示。结果在表2中示出。
表2
注意：(1)符号(A)至(C)、(E)至(G)、以及(I)表示图13a-13c中的单元壁相交部的位置，并且未示出没有符号的位置。
注意：(2)D表示通过从各个部分中的中心点距离S的平均值减去中心点距离S来确定的差。
注意：(3)外接圆的中心点CR从单元壁相交部的中心点CW朝向外周边壁偏离。
表2(续)
表2(续)
表2(续)
表2(续)
表2(续)
测量了示例1-3中生产的陶瓷蜂窝结构的B轴抗压失效强度。在从每个陶瓷蜂窝结构取出的直径为24.5mm且长度为24.5mm试件17上根据日本汽车工程师协会M505-87的“用于汽车排气清洁催化剂的陶瓷整体式载体的测试方法”来测量B轴抗压失效强度。截取试件17，使得陶瓷蜂窝结构的x轴或y轴与压缩载荷方向对准，并且包括外周边部分(排除外周边壁和最外侧不完全的流动路径)，如图14所示。在从每个陶瓷蜂窝结构取出的三个试件17上实施B轴抗压失效强度的测量，并且它们的平均值被用作B轴抗压失效强度。结果在表5中示出。
比较示例1
生产具有位于狭缝21(宽度为300μm且节距为1.58mm)的每个狭缝相交部23处的模具构件26的四个拐角中的直径为540μm的圆形凹部24a、24b、24c、24d的蜂窝成型模具20，作为用于挤出成型可模制的陶瓷材料的模具。在这个模具中，圆形凹部24a、24b、24c、24d的内切圆24的中心点Ca与狭缝相交部23的中心点Cs之间的模具中心点距离Sd为18μm(在中心部分中)、18μm(在中间部分中)和17μm(在外周边部分中)。在比较示例1中使用的模具中，外周边25具有277mm的直径。在表3中示出这个模具的结构。
表3
注意：(1)符号(A)、(D)、(E)、(I)和(J)表示图10a中的狭缝相交部的位置。
注意：(2)D表示通过从各个部分中的中心点距离Sd的平均值减去模具的中心部分中的中心点距离Sd来确定的差。
注意：(3)内切圆的中心点Ca从狭缝相交部的中心点Cs朝向外周边偏离。
除了使用这个模具之外以与示例1中相同的方式来生产比较示例1的具有266.7mm的外径、304.8mm的长度、0.3mm的单元壁厚度、1.58mm的单元节距和61％的单元壁孔隙率的堇青石基的陶瓷蜂窝结构。在比较示例1的堇青石基的陶瓷蜂窝结构的中心部分、外周边部分和中间部分中的单元壁相交部处，如示例1中那样测量扇形凸出部的圆部分的外接圆，以确定它们的半径、(外接圆的中心点CR与单元壁相交部的中心点CW之间的)每个中心点距离S、以及它们的位置关系。结果在表4中示出。对于在比较示例1的堇青石基的陶瓷蜂窝结构的中心部分、外周边部分和中间部分中的单元壁相交部处的中心点距离S，陶瓷蜂窝结构的中心部分中的中心点距离Sc与外周边部分中的中心点距离So不满足Sc＜So。在表5中示出通过与示例1中相同的方法来测量的比较示例1的陶瓷蜂窝结构的B轴抗压失效强度。
表4
注意：(1)符号(A)至(C)、(E)至(G)、以及(I)表示图13a-13c中的单元壁相交部的位置，并且未示出没有符号的位置。
注意：(2)D表示通过从各个部分中的中心点距离S的平均值减去中心点距离S来确定的差。
注意：(3)外接圆的中心点CR从单元壁相交部的中心点CW朝向外周边壁偏离。
注意：(4)外接圆的中心点CR从单元壁相交部的中心点CW朝向中心轴偏离。
表4(续)
表5
| 序号 | B轴抗压失效强度(MPa) |
| 示例1 | 2.3 |
| 示例2 | 2.5 |
| 示例3 | 2.1 |
| 比较示例1 | 1.7 |
根据以上结果可清楚的看出，在根据本发明的示例1-3的具有以扇形形状从单元壁相交处的单元壁相交部朝向流动路径突出的扇形凸出部的陶瓷蜂窝结构中，陶瓷蜂窝结构的外周边部分中的中心点距离So(扇形凸出部的中心点与单元壁相交部的中心点之间的距离)大于中心部分中的中心点距离Sc(Sc＜So)，并且陶瓷蜂窝结构的中心部分和外周边部分之间的中间部分中的中心点距离Sh大于中心部分中的中心点距离Sc且小于外周边部分中的中心点距离So(Sc＜Sh＜So)。使用这样的单元壁结构，示例1-3中生产的陶瓷蜂窝结构具有高强度。另一方面，比较示例1的陶瓷蜂窝结构具有比在本发明中更差的强度。
Claims (8)
1.一种陶瓷蜂窝结构，所述陶瓷蜂窝结构包括：
大量流动路径，所述流动路径由截面被布置成分格图案的单元壁纵向地形成；
外周边壁，所述外周边壁被形成为围绕所述流动路径；
至少一个扇形凸出部，在垂直于纵向方向的截面中，所述至少一个扇形凸出部以扇形形状从所述单元壁相交处的单元壁相交部朝向所述流动路径突出；
在所有单元壁相交部处的所述扇形凸出部的圆部分的外接圆，所述外接圆具有恒定半径；以及
当所述外接圆的中心点与所述单元壁相交部的中心点之间的距离被定义为中心点距离S时，所述陶瓷蜂窝结构的外周边部分中的中心点距离So与所述陶瓷蜂窝结构的中心部分中的中心点距离Sc满足Sc＜So。
2.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构，其中，在所述陶瓷蜂窝结构的外周边部分中，所述外接圆的中心点相对于所述单元壁相交部的中心点被定位在所述陶瓷蜂窝结构的所述外周边壁那侧。
3.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构，其中所述陶瓷蜂窝结构的所述中心部分中的中心点距离Sc是20μm或更小，并且所述外周边部分中的中心点距离So与所述中心部分中的中心点距离Sc之间的差为5-150μm。
4.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构，其中所述陶瓷蜂窝结构的所述中心部分和所述外周边部分之间的中间部分中的单元壁相交部的中心点距离Sh满足Sc＜Sh＜So。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的陶瓷蜂窝结构，其中所述外接圆的半径是所述陶瓷蜂窝结构的所述单元壁的厚度的0.75-1.25倍。
6.一种蜂窝成型模具，所述蜂窝成型模具包括用于供应可模制材料的供应孔、和用于将所述可模制材料模制成蜂窝形状的格状狭缝，所述格状狭缝形成在与形成有所述供应孔的表面侧相反的表面侧且与所述供应孔连通；
当沿挤出方向观察时，在所述格状狭缝相交处的狭缝相交部处的模具构件的四个拐角具有圆形凹部；
在所有狭缝相交部处的四个圆形凹部的内切圆具有恒定半径；以及
当所述内切圆的中心点与所述狭缝相交部的中心点之间的距离被定义为模具中心点距离Sd时，所述蜂窝成型模具的中心部分中的模具中心点距离Sdc与所述蜂窝成型模具的外周边部分中的中心点距离Sdo满足Sdc＜Sdo。
7.根据权利要求6所述的蜂窝成型模具，其中在所述模具的所述外周边部分中，所述内切圆的中心点相对于所述狭缝相交部的中心点被定位在所述蜂窝成型模具的外周边侧。
8.根据权利要求6或7所述的蜂窝成型模具，其中所述模具的所述中心部分和所述外周边部分之间的中间部分中的狭缝相交部处的模具中心点距离Sdh满足Sdc＜Sdh＜Sdo。
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