DE102007000396B4

DE102007000396B4 - Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur

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Publication number: DE102007000396B4
Application number: DE200710000396
Authority: DE
Inventors: Mikio Kariya Ishihara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: FR2904781A1; JP2008037722A; DE102007000396A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur mit mehreren Zellen, welche von mehreren porösen Zellwänden umgeben sind, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind, mit den Schritten:
Zubereiten eines Lösungsmittels und einer Cordierit-Ausgangssubstanz bestehend aus einer poröses Siliciumdioxid umfassenden Silicium-Quelle, einer Aluminium-Quelle und einer Magnesium-Quelle und Herstellen einer lehmartigen keramischen Ausgangssubstanz durch Vermischen der Cordierit-Ausgangssubstanz und des Lösungsmittels,
Extrudieren der keramischen Ausgangssubstanz, um einen Grünkörper eines Körpers mit Wabenstruktur mit mehreren Zellen, welche von mehreren porösen Zellwänden umgeben sind, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind, zu formen,
Trocknen des Grünkörpers, und
Brennen des getrockneten Grünkörpers, um den Körper mit Wabenstruktur herzustellen,
dadurch gekennzeichnet, dass
poröses Siliciumdioxid eingesetzt wird, das eine durchschnittliche Porengröße von bis zu 0,1 μm aufweist,
das aus Körnern besteht, deren durchschnittliche Korngröße zwischen 2 μm und 30 μm liegt, und
das eine Schüttdichte zwischen 0,2 und 0,6 g/cm³ hat.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Körpern mit Wabenstruktur, welche für abgasreinigende Filter eingesetzt werden sollen, welche in einem von einem Verbrennungsmotor wie etwa einem Dieselmotor und anderen ausgestoßenen Abgas enthaltene teilchenförmige Stoffe (particulate patters, PM) aufreinigen bzw. daraus entfernen können.
2. Beschreibung des technischen Hintergrunds
Ein Körper mit Wabenstruktur bestehend aus keramischem Cordierit wird für verschiedene Arten von abgasreinigenden Filtern eingesetzt. Insbesondere wird solch ein Körper mit Wabenstruktur als ein abgasreinigender Filter zum Einfangen von teilchenförmigen Stoffen (PM) eingesetzt, welche in einem Abgas enthalten sind, das von einem Verbrennungsmotor wie etwa einem Dieselmotor, welcher in ein Dieselfahrzeug eingesetzt ist, ausgestoßen wird. Wie es in der 3 und der 4 gezeigt ist, weist ein Körper 9 mit Wabenstruktur mehrere Zellen 91 auf, welche von porösen Trennwänden 92 (oder porösen Zellenwänden) umgeben sind. An einer Endoberfläche des Körpers 9 mit Wabenstruktur sind die Enden 90 der Zellen 91 alternierend in einem schachbrettartigen Muster mit Verschlusselementen verschlossen oder abgedichtet. In gleicher Weise sind an der anderen Endoberfläche des Körpers 9 mit einer Wabenstruktur die Enden 90 der Zellen 91 ebenfalls alternierend in einem schachbrettartigen Muster durch Verschlusselemente verschlossen oder abgedichtet. Im Ergebnis sind die verschlossenen Bereiche 93 der Zellen 91 in einem schachbrettartigen Muster an jeder Endoberfläche des Körpers 9 mit Wabenstruktur ausgebildet. Bei dem Körper 9 mit Wabenstruktur mit dem vorstehenden Aufbau kann, wenn Abgas 99, welches teilchenförmige Stoffe (PM) enthält, durch die offenen Bereiche der Zellen 91 an einer Endoberfläche des Körpers 9 mit Wabenstruktur eingeleitet wird, dann das Abgas 99 durch die porösen Trennwände 92 treten, welche zwischen den Zellen 91 ausgebildet sind, und wird durch die offenen Bereiche der Zellen 91, welche an der anderen Endoberfläche des Körpers 9 mit Wabenstruktur ausgebildet sind, zur Außenseite des Körpers 9 mit Wabenstruktur hin ausgestoßen. Die in dem Abgas enthaltenen teilchenförmigen Stoffe (PM) werden von einem Katalysator eingefangen, welcher in den porösen Trennwänden 92 geträgert ist. Das heißt, die porösen Trennwände 92, welche den Katalysator trägern, reinigen das von dem Dieselmotor ausgestoßene Abgas auf.
Bei einem Verfahren zur Herstellung solch eines Körpers mit Wabenstruktur wird zuerst eine lehmartige keramische Ausgangssubstanz einschließlich einer Cordierit-Ausgangssubstanz zubereitet. Die Cordierit-Ausgangssubstanz schließt Siliciumoxid, Talk, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und dergleichen ein. Die keramische Ausgangssubstanz wird extrudiert und geformt (oder mit einer Gestalt versehen), um einen Grünkörper des Körpers 9 mit Wabenstruktur herzustellen. Der Grünkörper wird dann getrocknet und schließlich gebrannt, um den Körper mit Wabenstruktur herzustellen. Im Allgemeinen ist der verschlossene Bereich oder der abgedichtete Bereich an einem Ende einer jeden Zelle in dem Körper mit Wabenstruktur ausgebildet. Der Katalysator ist auf den porösen Trennwänden 92 geträgert. Da der Körper mit Wabenstruktur solch einen Aufbau aufweist, vergrößert eine geringe Porosität oder ein geringer Porenanteil des Körpers mit Wabenstruktur einen Druckabfall (oder einen Druckverlust) bei der Verwendung. Im Ergebnis erfährt ein in ein Fahrzeug eingebauter Motor eine zusätzliche Last, und dadurch nimmt der Brennstoffverbrauch des Fahrzeugs zu. Um solch einen Nachteil zu beseitigen, wird ein Körper mit Wabenstruktur mit einem hohen Porenanteil für einen abgasreinigenden Filter und dergleichen eingesetzt.
Zum Beispiel kann der Grad des Porenanteils des Körpers mit Wabenstruktur auf der Grundlage des Zusammensetzungsverhältnisses der Komponenten der Cordierit-Ausgangssubstanz eingestellt werden. Es ist allerdings schwierig, einen Körper mit Wabenstruktur mit einem hohen Porenanteil von z. B. nicht weniger als 50% nur durch Einstellen des Zusammensetzungsverhältnisses herzustellen.
Bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung des Körpers mit Wabenstruktur wird im Allgemeinen ein porenerzeugendes Mittel zu der Cordierit-Ausgangssubstanz zugegeben, um einen großen Porenanteil von nicht weniger als 50% zu erhalten. Zum Beispiel sind in den offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen JP 2005 199179 A , JP 2002 326034 A und JP 2002 361083 A die Methoden des Einsatzes von Graphit, Harz und eines porenerzeugenden Mittels offenbart worden. Allerdings führt die Verwendung des porenerzeugenden Mittels während eines Brennschritts zu einem Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körpers mit Wabenstruktur, da das porenerzeugende Mittel Wärme erzeugt. Der Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körpers mit Wabenstruktur ruft ein Auftreten von Rissen in dem Körper mit Wabenstruktur hervor. Um den Körper mit Wabenstruktur mit einem großen Porenanteil (oder großer Porosität) herzustellen, ist es notwendig, entsprechend eines angestrebten Porenanteils eine optimale Menge des porenerzeugenden Mittels einzusetzen. Da allerdings das porenerzeugende Mittel eine teure Substanz ist, werden die Herstellungskosten für die Herstellung des Körpers mit Wabenstruktur groß. Des Weiteren wird es schwierig, bei der Verwendung des porenerzeugenden Mittels einen Grünkörper des Körpers mit Wabenstruktur zu sintern. Dies erfordert während des Brennschritts eine komplizierte Temperatursteuerung und einen langen Zeitraum zum Brennen des Grünkörpers, verglichen mit einem Grünkörper, welcher ohne porenerzeugendes Mittel hergestellt wird. Jene Nachteile der Methoden des Stands der Technik verringern dadurch die Herstellungsproduktivität des Körpers mit Wabenstruktur.
Andererseits hat eine weitere Methode des Stands der Technik, welche von der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung JP 2002 326881 A offenbart wird, ein Verfahren der Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur unter Verwendung hohler keramischer feiner Ballons aufgezeigt, um den Porenanteil des Körpers mit Wabenstruktur zu vergrößern. Die Verwendung solcher hohler keramischer feiner Ballons anstelle des porenerzeugenden Mittels kann ebenfalls den Porenanteil des Körpers mit Wabenstruktur vergrößern. Allerdings ist es im Allgemeinen schwierig, die hohlen keramischen feinen Ballons herzustellen. Zusätzlich zu solch einem Problem nehmen die Herstellungskosten für den keramischen Wabenkörper aufgrund der Verwendung der hohlen keramischen feinen Ballons zusätzlich zu den üblichen Cordierit-Ausgangssubstanzen wie etwa Kaolin, Talk, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und Siliciumoxid zu. Insbesondere ist es schwierig, die Teilchengröße eines jeden hohlen keramischen feinen Ballons zu verkleinern. Obwohl durch die Verwendung solcher hohler keramischer feiner Ballons ein Körper mit Wabenstruktur mit einem großen Porenanteil erhalten werden kann, wird die Porengröße (Durchmesser) oftmals groß. Im Ergebnis gibt es die Möglichkeit, dass die mechanische Festigkeit des Körpers mit Wabenstruktur abnimmt und sich die Fähigkeit zum Einfangen teilchenförmiger Stoffe, welche in einem Abgas enthalten sind, verschlechtert, wenn der Körper mit Wabenstruktur für einen abgasreinigenden Filter eingesetzt wird.
Die Druckschrift WO 2005/090 263 A1 offenbart in ihrer Übersetzung gemäß DE 11 2005 000 638 T5 einen porösen keramischen Körper, der mindestens Si als chemischen Bestandteil umfasst, wobei der poröse keramische Körper durch Zugeben eines porösen Siliciumoxidpulvers oder eines poröses Siliciumoxid enthaltenden Verbindungspulvers zu einem Formgebungs-Rohmaterial, so dass ein Ton hergestellt wird, Formen des sich ergebenden keramischen Tons zu einer spezifischen Form und Brennen des geformten Produkts erhalten wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur einfachen Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur mit einem großen Porenanteil und einer kleinen Porengröße ohne Einsatz eines porenerzeugenden Mittels bei niedrigen Herstellungskosten bereitzustellen.
Um die vorstehenden Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur mit mehreren Zellen bereit. Die Zellen sind von mehreren porösen Zellwänden (oder porösen Trennwänden) umgeben, welche in einer Wabenstruktur angeordnet sind. Bei dem Verfahren werden ein Lösungsmittel und eine Cordierit-Ausgangssubstanz zubereitet und miteinander vermengt. Die Cordierit-Ausgangssubstanz besteht aus einer Silicium(Si)-Quelle, einer Aluminium(Al)-Quelle und einer Magnesium(Mg)-Quelle. Eine lehmartige keramische Ausgangssubstanz wird durch Vermengen der Cordierit-Ausgangssubstanz hergestellt. Die lehmartige keramische Ausgangssubstanz wird extrudiert und geformt, um einen Grünkörper des Körpers mit Wabenstruktur mit mehreren Zellen herzustellen, welche von mehreren porösen Zellwänden umgeben sind, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind. Der Grünkörper wird getrocknet und gebrannt, um den Körper mit Wabenstruktur herzustellen.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass poröses Siliciumdioxid eingesetzt wird, das eine durchschnittliche Porengröße von bis zu 0,1 μm aufweist, das aus Körnern besteht, deren durchschnittliche Korngröße zwischen 2 μm und 30 μm liegt, und das eine Schüttdichte zwischen 0,2 und 0,6 g/cm³ hat.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt den Körper mit Wabenstruktur durch Ausführung des Zubereitungsschritts, des Extrusionsformungsschritts, des Trocknungsschritts und des Brennschritts. Insbesondere setzt das Verfahren der vorliegenden Erfindung poröses Siliciumoxid als die Si-Quelle ein und verwendet keinerlei porenerzeugendes Mittel. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann in einfacher Weise den Körper mit Wabenstruktur mit einem großen Porenanteil und einer kleinen Porengröße (Durchmesser) bei geringen Herstellungskosten herstellen. Das heißt, mehrere Poren werden nahe dem porösen Siliciumoxid als der Si-Quelle in dem Grünkörper ausgebildet, indem die Trocknungs- und Brennschritte durchgeführt werden. Obwohl der Porenanteil des Körpers mit Wabenstruktur vergrößert wird, indem die Menge der Komponente für die Si-Quelle vergrößert wird, weicht die Vergrößerung der Menge der Komponente der Si-Quelle von einem zulässigen stöchiometrischen Verhältnis der Cordierit-Ausgangssubstanz ab. Das heißt, die Vergrößerung der Menge der Si-Quelle in der Cordierit-Ausgangssubstanz ist beschränkt.
Da das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens poröses Siliciumoxid anstelle von nicht porösem Siliciumoxid als die Si-Quelle der Cordierit-Ausgangssubstanz einsetzt, ist es möglich, das Volumen der zu der Cordierit-Ausgangssubstanz zuzusetzenden Si-Quelle zu vergrößern, während das zulässige stöchiometrische Verhältnis der Cordierit-Ausgangssubstanz eingehalten wird, verglichen mit dem Fall des Einsatzes von nicht porösem Siliciumoxid.
Da die Gesamtmenge der Si-Quelle in der Cordierit-Ausgangssubstanz zunimmt und die Poren basierend auf der Si-Quelle erzeugt werden, ist es im Ergebnis möglich, den Porenanteil des Körpers mit Wabenstruktur nach dem Brennschritt zu vergrößern, ohne irgendein porenerzeugendes Mittel einzusetzen.
Da es möglich ist, das poröse Siliciumoxid mit einer kleinen Teilchengröße einzusetzen, welche ungefähr gleich zu der Teilchengröße des nicht porösen Siliciumoxids ist, ist es leicht möglich, in dem Körper mit Wabenstruktur Poren auszubilden, deren durchschnittliche Porengröße nicht mehr als 30 μm beträgt.
Da das Verfahren keinerlei porenerzeugendes Mittel einsetzt, ist es gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Körpers mit Wabenstruktur möglich, die Zeitspanne für die Durchführung des Brennschritts des Grünkörpers zu verkürzen, um den Körper mit Wabenstruktur herzustellen.
Eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
die 1 eine Perspektivansicht eines Körpers mit Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
die 2 eine Schnittansicht des Körpers mit Wabenstruktur vor der Ausbildung eines Verschlusselements an einer Endoberfläche einer jeden Zelle gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform ist;
die 3 eine Endoberfläche des in 1 gezeigten Körpers mit Wabenstruktur ist, auf welcher die Endoberfläche einer jeden von einigen Zellen mit einem Verschlusselement abgedichtet ist;
die 4 eine Schnittansicht der Wabenstruktur nach der Ausbildung des Verschlusselements an einer Endoberfläche einer jeden Zelle gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform ist; und
die 5 ein Flussdiagramm ist, welches ein Verfahren zur Herstellung des Körpers mit Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung angbibt.
Hiernach werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen (Buchstaben oder Zahlen) gleiche oder äquivalente Komponententeile in allen unterschiedlichen Diagrammen.
Ausführungsform
Ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 und die 2 beschrieben.
Das Verfahren gemäß der Ausführungsform stellt einen Körper 1 mit Wabenstruktur aus Cordierit mit mehreren Zellen 3 bereit, welche von mehreren porösen Zellwänden 2 (oder porösen Trennwänden) umgeben sind, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind. Wie es in 1 gezeigt ist, weist der Körper 1 mit Wabenstruktur eine zylindrische Gestalt auf und besteht aus den mehreren Zellen 3. Jede Zelle 3 ist von den porösen Zellwänden 2 umgeben, welche in einer Wabenstruktur angeordnet sind. Jede Zelle 3 weist eine Röhrengestalt auf und durchdringt den Körper 1 mit Wabenstruktur in Längsrichtung.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine lehmartige keramische Ausgangssubstanz zubereitet, extrudiert und geformt, um einen Grünkörper des Körpers mit Wabenstruktur herzustellen. Der Grünkörper wird getrocknet und schließlich bei einer festgelegten Temperatur oder für eine festgelegte Zeitspanne gebrannt.
In der Ausführungsform wurden elf unterschiedliche Arten von Körpern mit Wabenstruktur (Proben E1 bis E8 und Proben C1 bis C3) hergestellt. Jene Proben E1 bis E8 und C1 bis C3 wiesen ein unterschiedliches Zusammensetzungsverhältnis der Cordierit-Ausgangssubstanzen auf.
Nun wird das Verfahren zur Herstellung der Körper mit Wabenstruktur wie etwa der Proben E1 bis E8 und C1 bis C3 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein in 5 angegebenes Flussdiagramm beschrieben.
Zuerst wurde die Cordierit-Ausgangssubstanz zubereitet, welche zur Herstellung des Körpers mit Wabenstruktur eingesetzt wird. Die Cordierit-Ausgangssubstanz und Wasser werden miteinander vermischt (Schritt Si). Solch eine Cordierit-Ausgangssubstanz besteht aus porösem Siliciumoxid, nicht porösem Siliciumoxid (wie erforderlich), Kaolin, Talk, Aluminiumhydroxid und Aluminiumoxid (wie erforderlich). Bei der Zubereitung der Cordierit-Ausgangssubstanz werden poröses Siliciumoxid und nicht poröses Siliciumoxid als Siliciumoxid(Si)-Quelle eingesetzt. Kaolin, Talk, Aluminiumhydroxid und Aluminiumoxid werden als Aluminium(Al)-Quelle eingesetzt. Talk wird als Magnesium(Mg)-Quelle eingesetzt.
Die Proben E1 bis E8 sind die Körper mit Wabenstruktur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vergleichsbeispiele C1 bis C3 sind Körper mit Wabenstruktur als Vergleichsbeispiele. Jede der Proben E1 bis E8 und der Proben C1 bis C3 weist ein unterschiedliches Zusammensetzungsverhältnis der Komponenten der Cordierit-Ausgangssubstanz auf, wie es in der folgenden Tabelle 1 angegeben ist.
Wie es in Tabelle 1 angegeben ist, wurden poröses Siliciumoxid und Talk in den Proben E1 bis E8 eingesetzt. Nicht poröses Siliciumoxid wurde in den Proben E5 und E6 eingesetzt. Kaolin wurde in den Proben E6 und E7 eingesetzt. Aluminiumhydroxid wurde in den Proben E1 bis E7 eingesetzt. Aluminiumoxid wurde in der Probe E8 eingesetzt. Insbesondere wurde bei den Proben E1 bis E8 kein porenerzeugendes Mittel eingesetzt.
Andererseits setzten die Vergleichsproben C1 bis C3 kein poröses Siliciumoxid ein. In der Vergleichsprobe C3 wurde ein porenerzeugendes Mittel (aus Graphit) anstelle von porösem Siliciumoxid eingesetzt. Nicht poröses Siliciumoxid und Talk wurden in den Vergleichsproben C1 bis C3 eingesetzt. Aluminiumhydroxid wurde in den Proben C1 und C3 eingesetzt. Aluminiumoxid wurde in der Vergleichsprobe C3 eingesetzt.
Bei den Proben E1 bis E8 und den Vergleichsproben C1 bis C3 wurde dann ein anorganisches Bindemittel in die vermengte Ausgangssubstanz zugegeben, um eine lehmartige keramische Ausgangssubstanz auszubilden.
Vier Arten (Typen A bis D) des porösen Siliciumoxids wurden eingesetzt, wie es in Tabelle 1 angegeben ist. Die unterschiedlichen Arten von Siliciumoxid, welche auf dem Markt erhältlich sind, weisen unterschiedliche Teilchengrößen und unterschiedliche Schüttdichten auf. Nicht poröses Siliciumoxid mit einer durchschnittlichen Korngröße (oder durchschnittlichen Teilchengröße) von 32 μm und einer Schüttdichte von 1,2 g/cm³ wurde verwendet, welches ebenfalls auf dem Markt erhältlich ist.
Die lehmartige keramische Ausgangssubstanz wird mit einem Extrusionsformgerät extrudiert und geformt, um einen Grünkörper des Körpers mit Wabenstruktur herzustellen (Schritt S2). Der hergestellte Grünkörper wird in mehrere Grünkörper mit einer festgelegten Länge geschnitten (Schritt S2). Jeder Grünkörper weist die gleiche Länge wie der schließlich hergestellte Körper mit Wabenstruktur auf. Das heißt, wie es in der 1 und der 2 gezeigt ist, weist jeder Grünkörper eine zylindrische Gestalt auf und besteht aus den Trennwänden und den mehreren Zellen. Die Trennwände und die Zellen sind in einer Wabenstruktur angeordnet.
Tabelle 2

Typ des porösen Siliciumoxids durchschnittliche Korngröße (μm) Schüttdichte (g/cm³)

A 3 0,3

B 12 0,4

C 15 0,2

D 27 0,5
Jede Zelle ist von den Trennwänden umgeben und durchdringt den Grünkörper als den Körper mit Wabenstruktur in seiner Längsrichtung. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jeder aus einer lehmartigen keramischen Ausgangssubstanz hergestellte Körper mit Wabenstruktur einen Durchmesser von 160 mm, eine Länge von 100 mm und eine Zellwanddicke (eine Trennwanddicke) von 0,3 mm auf. Die Gesamtzahl der Zellen beträgt 46,51/cm² (300 Mesh, 300/inch²).
Der Grünkörper wird dann mit einer Mikrowelle getrocknet (Schritt S3). Nach dem Trocknungsvorgang wird der Grünkörper in einem elektrischen Ofen gebrannt, um die Proben E1 bis E8 (gemäß der Ausführungsform) und C1 bis C3 (als Vergleichsbeispiele) der Körper mit Wabenstruktur herzustellen (Schritt S4). Jede Probe wird bei der Maximaltemperatur von 1430°C für 20 Stunden gebrannt. Insbesondere wird die Vergleichsprobe C3 für 20 Stunden in einem Temperaturbereich von 500 bis 800°C gebrannt, bevor die Temperatur die Maximaltemperatur von 1430°C erreicht, um das porenerzeugende Mittel (Graphit) auszubrennen.
Nach der vorstehend beschriebenen Herstellung der Körper mit Wabenstruktur (Proben E1 bis E8 und Vergleichsproben C1 bis C3) wurden der Porenanteil und die durchschnittliche Porengröße (Durchmesser) einer jeden der elf Arten der Proben E1 bis E8 und C1 bis C3 basierend auf einem Quecksilber-Eindring-Porosimetrie-Test (Mercury Intrusion Porosimetry, MIP) unter Einsatz von Quecksilber-Porosimetrie gemessen. Der MIP-Test berechnet eine Porengröße (oder einen Porendurchmesser) basierend auf dem Eindringdruck, wenn Quecksilber in die Pore in dem Körper mit Wabenstruktur eindringt, und berechnet das Porenvolumen des Körpers mit Wabenstruktur basierend auf dem Gesamtvolumen an Quecksilber, welches in die Poren des Körpers mit Wabenstruktur eingedrungen ist. Die durchschnittliche Porengröße wurde als Mittelwert aller gemessenen Porengrößen erhalten. Der Porenanteil wurde basierend auf der folgenden Gleichung berechnet. Porenanteil (%) = Porenvolumen/(Porenvolumen + 1/2,52) × 100.

Die Tabelle 3 gibt das Ergebnis der Berechnung an. Tabelle 3

Probe Nr.	Porenanteil (%)	durchschnittliche Porengröße (μm)
E1	62,8	12,6
E2	61,1	16,1
E3	64,7	20,1
E4	59,6	21,7
E5	58,0	22,9
E6	56,4	20,4
E7	54,1	18,5
E8	56,2	12,9
C1	52,8	23,8
C2	45,8	21,8
C3	61,9	24,0

Tabelle 3 gibt klar an, dass jede der Proben E1 bis E8 einen hohen Porenanteil von nicht weniger als 54% aufweist. Die Proben E1 bis E8 setzten poröses Siliciumoxid als Si-Quelle für die Cordierit-Ausgangssubstanz ein. Die Proben E1 bis E4 und die Vergleichsprobe C1 weisen das gleiche Zusammensetzungsverhältnis der Cordierit-Ausgangssubstanz auf, aber die Vergleichsprobe C1 unterscheidet sich von den Proben E1 bis E4 im Hinblick auf die Verwendung von porösem Siliciumoxid (Proben E1 bis E4) und nicht porösem Siliciumoxid (Probe C1). Wenn die Proben E1 bis E4 und die Vergleichsprobe C1 verglichen werden, weisen die Proben E1 bis E4 einen überlegen hohen Porenanteil gegenüber dem Porenanteil der Vergleichprobe C1 auf, wie es in Tabelle 3 angegeben ist.
Wie es in Tabelle 2 und Tabelle 3 klar angegeben ist, ist, obwohl die Proben E1 bis E4 unter Verwendung verschiedener Arten A bis D des porösen Siliciumoxids mit unterschiedlichen Schüttdichten hergestellt wurden, der Porenanteil entsprechend der Abnahme der Schüttdichte vergrößert.
Wie es in Tabelle 1 angegeben ist, wurden die Proben E5 bis E7 unter Verwendung von porösem Siliciumoxid und nicht porösem Siliciumoxid und/oder Kaolin als Si-Quelle in dem Körper mit Wabenstruktur hergestellt. In jenen Fällen haben die Proben E5 bis E7 Porenanteile, welche gegenüber jenen der Proben E1 bis E4 geringfügig verringert sind. Wenn sie allerdings mit den Vergleichsproben C1 und C2 verglichen werden, weisen die Proben E5 bis E7 ausreichend hohe Porenanteile auf. Im Ergebnis ist es möglich, den Körper mit Wabenstruktur mit einem großen Porenanteil bei geringen Herstellungskosten unter Verwendung von sowohl porösem Siliciumoxid als auch nicht porösem Siliciumoxid herzustellen, da keinerlei teures porenerzeugendes Mittel eingesetzt wird.
Die Probe E8 und die Vergleichsprobe C2 wurden unter Verwendung von Aluminiumoxid anstelle der Verwendung von Aluminiumhydroxid als Al-Quelle hergestellt.
Die Probe E8 und die Vergleichsprobe C2 setzten eine ungefähr gleiche Menge der Si-Quelle und der Al-Quelle ein (poröses Siliciumoxid und nicht poröses Siliciumoxid als Si-Quelle und Talk und Aluminiumoxid als Al-Quelle, wie in Tabelle 1 angegeben).
Die Probe E2 und die Vergleichsprobe C1 setzten eine ungefähr gleiche Menge der Si-Quelle und der Al-Quelle ein (siehe Tabelle 1, poröses Siliciumoxid und nicht poröses Siliciumoxid als Si-Quelle, Talk und Aluminiumhydroxid als Al-Quelle).
Wenn die Gruppe aus der Probe E8 und der Vergleichsprobe C2 mit der Gruppe aus der Probe E2 und der Vergleichsprobe C1 verglichen wird, weist die Probe E8 einen geringeren Porenanteil als jenen der Probe E2 auf, und die Probe C2 weist einen geringeren Porenanteil als jenen der Probe C1 auf. Das Ergebnis des Vergleichs gibt klar an, dass die Verwendung von Aluminiumhydroxid als Al-Quelle den Porenanteil des Körpers mit Wabenstruktur vergrößern kann. Ferner gibt, wie es in der Tabelle 1 und der Tabelle 3 klar angegeben ist, das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Probe E8 und der Vergleichsprobe C2 (welche Talk und Aluminiumoxid als Al-Quelle einsetzten) klar an, dass die Verwendung von porösem Siliciumoxid (Probe E8) den Porenanteil in dem Körper mit Wabenstruktur vergrößern kann.
Die Proben E1 bis E8 werden mit den Vergleichsproben C1 bis C2 im Hinblick auf ein ungefähr gleiches Zusammensetzungsverhältnis der Cordierit-Ausgangssubstanz verglichen. Das heißt, das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Vergleichsprobe C1 und einer Gruppe aus den Proben E1 bis E5 gibt an, dass die Proben E1 bis E5 kleinere durchschnittliche Porengrößen aufweisen, welche nicht größer sind als eine durchschnittliche Porengröße der Probe C1. Das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Vergleichsprobe C2 und einer Gruppe aus den Proben E6 bis E8 gibt an, dass die Proben E6 bis E8 kleinere durchschnittliche Porengrößen aufweisen, welche nicht größer sind als eine durchschnittliche Porengröße der Probe C2. Jene Vergleichsergebnisse zeigen an, dass die Verwendung von porösem Siliciumoxid (Proben E1 bis E8, wobei die Proben E5 und E8 des Weiteren nicht poröses Siliciumoxid einsetzten, wie es in Tabelle 1 angegeben ist) einen Körper mit Wabenstruktur mit einer kleinen durchschnittlichen Porengröße liefern kann.
Im Übrigen weist die Probe C3, welche unter Verwendung eines porenerzeugenden Mittels hergestellt wurde, einen großen Porenanteil von 61,9% auf. Allerdings führt dieser Fall zu einer Schwierigkeit, den Brennschritt durchzuführen, da ein porenerzeugendes Mittel eingesetzt wird. Anders gesagt erfordert die Probe C3, welche ein porenerzeugendes Mittel einsetzt, eine lange Zeitspanne für die Durchführung des Brennschritts. Dies verringert die Herstellungseffizienz und erhöht die Herstellungskosten des Körpers mit Wabenstruktur. Zusätzlich zu jenen Nachteilen gibt es bei der Verwendung eines porenerzeugenden Mittels oftmals die Möglichkeit, dass in dem hergestellten Körper mit Wabenstrukture Risse erzeugt werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Verwendung von porösem Siliciumoxid als Si-Quelle in einer Cordierit-Ausgangssubstanz in einfacher Weise den Körper mit Wabenstruktur (wie durch die Proben E1 bis E8 angegeben) mit einem großen Porenanteil bei geringen Herstellungskosten herstellen. Obwohl das Verfahren der Ausführungsform den Körper mit Wabenstruktur herstellt, dessen Endoberflächen in seiner Längsrichtung nicht durch Verschlusselemente verschlossen oder abgedichtet sind, ist es in der Erläuterung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform möglich, das Konzept der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Arten von Körpern mit Wabenstruktur anzuwenden, zum Beispiel ist es möglich, das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für den Körper mit Wabenstruktur einzusetzen, bei dem ein Ende einer jeden von einigen Zellen basierend auf einer Methode des Stands der Technik verschlossen wird.
(Beste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung)
Bei dem Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass nicht poröses Siliciumoxid, Talk, Kaolin und kalziniertes Kaolin zusammen mit dem porösen Siliciumoxid eingesetzt werden. Kaolin, Aluminiumhydroxid und Aluminiumoxid werden als die Al-Quelle eingesetzt. Talk und andere werden als die Mg-Quelle der Cordierit-Ausgangssubstanz eingesetzt. Insbesondere ist es bevorzugt, das poröse Siliciumoxid als die Si-Quelle einzusetzen. Die Verwendung des porösen Siliciumoxids ermöglicht, dass das Verfahren den Körper mit Wabenstruktur mit einem größeren Porenanteil herstellen kann.
Es ist zudem bevorzugt, wenigstens Aluminiumhydroxid als die Al-Quelle einzusetzen. Wie bei dem porösen Siliciumoxid ergibt das Verfahren den Körper mit Wabenstruktur mit einem größeren Porenanteil, indem das Aluminiumhydroxid eingesetzt wird. Des Weiteren ist es möglich, Wasser und ein Schmiermittel als das Lösungsmittel einzusetzen. In dem Zubereitungsschritt in dem Verfahren ist es möglich, zusätzlich zu der Cordierit-Ausgangssubstanz ein organisches Bindemittel wie etwa Methylcellulose in das Lösungsmittel zuzugeben.
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist das poröse Siliciumoxid mehrere Poren auf, deren durchschnittliche Porengröße in einem Bereich von bis zu 0,1 μm liegt. Im Falle der durchschnittlichen Porengröße von größer als 0,1 μm gibt es, da die Festigkeit des porösen Siliciumoxids verringert ist, die Möglichkeit, dass der Grünkörper des Körpers mit Wabenstruktur durch einen während des Extrusionsformungsschritts erzeugten Drucks zerbrochen wird. Dementsprechend ist im Hinblick auf eine leichte Herstellung die untere Grenze der durchschnittlichen Porengröße auf einen Wert von nicht kleiner als 0,005 μm eingestellt. Zum Beispiel wird die durchschnittliche Porengröße des Körpers mit Wabenstruktur durch ein automatisches, die Oberfläche messendes Gerät gemessen, z. B. das von AMUKO Inc. hergestellte Gerät ”Sorptmatic 1990”.
In einem konkreten Beispiel wird Stickstoffgas mit einem konstanten Volumen durch einen Kolben des Geräts ”Sorptmatic” kontinuierlich in eine Probenhalterung eingeleitet. Unter dieser Bedingung kann aus dem Adsorptionsgleichgewichtsdruck und einem eingeleiteten Gasvolumen eine Adsorptionsisotherme erhalten werden. Ein basierend auf der Kelvin-Gleichung hervorgerufenes Kapillarkondensationsphänomen wird numerisiert.
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird poröse Siliziumoxid eingesetzt, welches aus Körnern besteht, deren durchschnittliche Korngröße im Bereich von 2 μm bis 30 μm liegt. Wenn die durchschnittliche Korngröße des porösen Siliciumoxids weniger als 2 μm beträgt, gibt es die Möglichkeit, dass die Porengröße des Körpers mit Wabenstruktur extrem verringert wird. Wenn der Körper mit Wabenstruktur mit solchen Poren als ein abgasreinigender Filter eingesetzt wird, werden die in dem Körper mit Wabenstruktur ausgebildeten Poren durch teilchenförmige Stoffe (PM) und Katalysatorkomponenten, welche auf den porösen Trennwänden in dem Körper mit Wabenstruktur geträgert sind, verstopft. Dies erhöht den Druckverlust oder den Druckabfall während der Verwendung des Körpers mit Wabenstruktur als abgasreinigender Filter. Im Ergebnis unterliegt ein Verbrennungsmotor wie etwa ein Dieselmotor einer hohen Last, und der Brennstoffverbrauch des Fahrzeugs verringert sich. Wenn andererseits die durchschnittliche Korngröße des porösen Siliciumoxids 30 μm übersteigt, wird, da es eine Möglichkeit der Zunahme der Porengröße des Körpers mit Wabenstruktur gibt, die Einfangfähigkeit des Körpers mit Wabenstruktur als dem abgasreinigenden Filter verringert.
Wie vorstehend beschrieben kann die Verwendung des porösen Siliciumoxids, dessen durchschnittliche Korngröße im Bereich von 2 μm bis 30 μm liegt, in einfacher Weise den Körper mit Wabenstruktur mit einer optimalen durchschnittlichen Porengröße erzeugen, welcher in geeigneter Weise für den abgasreinigenden Filter eingesetzt wird, welcher die Porengröße innerhalb eines Bereichs von 5 μm bis 30 μm erfordert.
Die durchschnittliche Teilchengröße des porösen Siliciumoxids wird mit einem die Teilchenverteilung messenden Gerät basierend auf einer Laserbeugung-Streu-Methode gemessen. Bei einer konkreten Art des Messens der Teilchengröße verändern sich, wenn Laserlicht auf die Teilchen oder Körner des porösen Siliciumoxids eingestrahlt wird, die Menge des gebeugten Lichts sowie das Streumuster entsprechend der Teilchengröße. Nach dem Beugungs-Streu-Prinzip werden alle porösen Siliciumoxidkörner oder eine festgelegte Menge der porösen Siliciumoxidkörner, welche für die Si-Quelle zu verwenden sind, gemessen, und dann wird ihre durchschnittliche Teilchengröße berechnet.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung weist das poröse Siliciumoxid eine Schüttdichte im Bereich von 0,2 g/cm³ bis 0,6 g/cm³ auf. Wenn die Schüttdichte des porösen Siliciumoxids weniger als 0,2 g/cm³ beträgt, absorbiert das poröse Siliciumoxid eine überschüssige Menge des Lösungsmittels, und das Gesamtvolumen des Lösungsmittels in dem Schritt der Zubereitung der Cordierit-Ausgangssubstanz wird vergrößert. Im Ergebnis gibt es die Möglichkeit, dass die Durchführung des Trocknungsschritts eine lange Zeitspanne erfordert. Des Weiteren wird das Ausmaß des Schrumpfens des Körpers mit Wabenstruktur während des Trocknungsschritts vergrößert, und dadurch werden in dem Körper mit Wabenstruktur Risse erzeugt.
Wenn die Schüttdichte des porösen Siliciumoxids andererseits 0,6 g/cm³ übersteigt, nimmt das Volumen der Si-Quelle ab, welche in die Cordierit-Ausgangssubstanz zuzugeben ist, während das optimale Stöchiometrieverhältnis eingehalten wird. Es ist dadurch schwierig, in angemessener Weise die Menge der Si-Quelle bereitzustellen, welche in dem Körper mit Wabenstruktur zu Poren wird. Im Ergebnis gibt es die Möglichkeit, dass der Porenanteil in dem Körper mit Wabenstruktur kaum vergrößert wird.
In dem Verfahren gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, poröses Siliciumoxid mit ungefähr kugelförmiger Gestalt zu verwenden. Die Verwendung des porösen Siliciumoxids mit kugelförmiger Gestalt kann einen Abrieb eines Blaskopfes unterdrücken, welcher zum Formen eines Grünkörpers des Körpers mit Wabenstruktur eingesetzt wird.
Bei dem Verfahren gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass in dem Schritt des Zubereitens der Cordierit-Ausgangssubstanz die Si-Quelle einschließlich des porösen Siliciumoxids, die Al-Quelle und die Mg-Quelle in einer optimalen stöchiometrischen Zusammensetzung des Cordierits vermischt werden. Diese Bedingung des Einhaltens der optimalen stöchiometrischen Zusammensetzung ermöglicht es, dass das Verfahren den Körper mit Wabenstruktur aus dem Cordierit herstellen kann, welches eine geringe Menge einer zweiten Zusammensetzung enthält. Der hergestellte Körper mit Wabenstruktur kann in angemessener Weise seine Eigenschaften wie etwa eine geringe thermische Ausdehnung und eine hohe thermische Schockbeständigkeit zeigen. Bei einem konkreten Beispiel einer bevorzugten Cordierit-Zusammensetzung aus der Si-Quelle, der Al-Quelle und der Mg-Quelle liegt SiO₂ im Bereich von 43 bis 57 Gew.-%, Al₂O₃ im Bereich von 31 bis 41 Gew.-% und MgO im Bereich von 11 bis 17 Gew.-%.
Es ist bevorzugt, an den beiden Endoberflächen des Körpers mit Wabenstruktur Verschlusselemente auszubilden. Jedes Verschlusselement verschließt oder dichtet ein Ende einer jeden Zelle in dem Körper mit Wabenstruktur ab. Das heißt, die Verschlusselemente verschließen die Enden einiger Zellen an einer Endoberfläche des Körpers mit Wabenstruktur, und die Verschlusselemente verschließen Enden anderer Zellen an der anderen Endoberfläche des Körpers mit Wabenstruktur. Das heißt, ein Ende einer jeden Zelle ist mit dem Verschlusselement verschlossen, und das andere Ende der Zelle ist offen. Der Körper mit Wabenstruktur, welcher die Verschlusselemente aufweist, kann sein überlegenes Merkmal wie etwa einen großen Porenanteil in angemessener Weise zeigen.
Im Allgemeinen weist der Körper mit Wabenstruktur mit den Verschlusselementen die Tendenz auf, einen Druckverlust oder einen Druckabfall leicht zu vergrößern, da ein Abgas aufgrund des Vorliegens der Verschlusselemente nicht gleichmäßig bzw. reibungslos strömt, wenn der Körper mit Wabenstruktur als ein abgasreinigender Filter wie etwa ein Dieselteilchenfilter eingesetzt wird, welcher in einem von einem Dieselmotor ausgestoßenen Abgas enthaltene teilchenförmige Stoffe (PM) entfernen bzw. aufreinigen kann.
Da der durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Körper mit Wabenstruktur andererseits einen überlegen großen Porenanteil der Zellwände (oder Trennwände) der Zellen aufweist, kann das Abgas gleichmäßig durch die Poren in den Zellwänden des Körpers mit Wabenstruktur durchtreten. Dies kann das Auftreten des Druckabfalls oder Druckverlustes vermeiden. Zum Beispiel können die Verschlusselemente in dem Körper mit Wabenstruktur auf die folgende Weise ausgebildet werden.
Zuerst werden eine keramische Ausgangssubstanz wie etwa Cordierit, ein Lösungsmittel wie etwa Wasser und ein organisches Bindemittel wie etwa Methylcellulose zubereitet und miteinander vermischt, um eine keramische Aufschlämmung herzustellen. Als Nächstes wird eine dünne Harzschicht auf die beiden Endoberflächen des Körpers mit Wabenstruktur, bei dem beide Enden einer jeden Zelle offen sind, in Pastenform aufgebracht. Anschließend wird der Teil der dünnen Harzschicht, welcher dem Ende einer jeden Zelle entspricht, die mit dem Verschlusselement zu verschließen ist, mit einem Laserlicht geschmolzen oder durch Erhitzen verbrannt. Dadurch erfolgt ein Eindringen in das Ende der Zelle. Dieser Schmelzvorgang wird für alle Zellen durchgeführt. Die Öffnungen der Zellen werden in einem schachbrettartigen Muster an einer Endoberfläche des Körpers mit Wabenstruktur ausgebildet, da die Öffnungen an einer Endoberfläche des Körpers mit Wabenstruktur alternierend ausgebildet werden. Die eine Endoberfläche des Körpers mit Wabenstruktur wird in die keramische Aufschlämmung eingetaucht, und die andere Endoberfläche des Körpers mit Wabenstruktur wird dann in die keramische Aufschlämmung eingetaucht. Die keramische Aufschlämmung tritt dadurch durch deren Öffnungen in die Zellen ein. Die keramische Aufschlämmung wird dann durch Erhitzen ausgehärtet, und die dünnen Harzschichten werden von den beiden Endoberflächen des Körpers mit Wabenstruktur entfernt. Die Verschlusselemente werden in einem schachbrettartigen Muster an beiden Endoberflächen des Körpers mit Wabenstruktur ausgebildet.
Während spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben worden sind, wird es von Fachleuten anerkannt werden, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen zu jenen Details im Lichte der Gesamtlehre der Offenbarung entwickelt werden können. Dementsprechend ist es für die offenbarten speziellen Anordnungen beabsichtigt, dass sie nur veranschaulichend sind und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, welchem die volle Breite der folgenden Ansprüche und aller ihrer Äquivalente zuzugestehen ist.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur aus keramischem Cordierit mit mehreren Zellen, welche von mehreren Trennwänden umgeben sind, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind, wird zuerst eine lehmartige keramische Substanz hergestellt, indem eine Cordierit-Ausgangssubstanz, welche hauptsächlich aus einer Si-Quelle einschließlich porösen Siliciumoxids, einer Al-Quelle und einer Mg-Quelle besteht, und ein Lösungsmittel vermischt werden (Zubereitungsschritt). Insbesondere wird poröses Siliciumoxid als Si-Quelle der Cordierit-Ausgangssubstanz eingesetzt, und das Verfahren setzt kein porenerzeugendes Mittel wie etwa Graphit ein. Die lehmartige keramische Substanz wird extrudiert und geformt, um einen Grünkörper herzustellen (Extrusionsformungsschritt). Der Grünkörper wird in mehrere Stücke mit einer festgelegten Länge geschnitten und dann getrocknet (Trocknungsschritt). Schließlich wird der getrocknete Grünkörper gebrannt, um den Körper mit Wabenstruktur herzustellen (Brennschritt).

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur mit mehreren Zellen, welche von mehreren porösen Zellwänden umgeben sind, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind, mit den Schritten: Zubereiten eines Lösungsmittels und einer Cordierit-Ausgangssubstanz bestehend aus einer poröses Siliciumdioxid umfassenden Silicium-Quelle, einer Aluminium-Quelle und einer Magnesium-Quelle und Herstellen einer lehmartigen keramischen Ausgangssubstanz durch Vermischen der Cordierit-Ausgangssubstanz und des Lösungsmittels, Extrudieren der keramischen Ausgangssubstanz, um einen Grünkörper eines Körpers mit Wabenstruktur mit mehreren Zellen, welche von mehreren porösen Zellwänden umgeben sind, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind, zu formen, Trocknen des Grünkörpers, und Brennen des getrockneten Grünkörpers, um den Körper mit Wabenstruktur herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass poröses Siliciumdioxid eingesetzt wird, das eine durchschnittliche Porengröße von bis zu 0,1 μm aufweist, das aus Körnern besteht, deren durchschnittliche Korngröße zwischen 2 μm und 30 μm liegt, und das eine Schüttdichte zwischen 0,2 und 0,6 g/cm³ hat.
Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die poröses Siliciumdioxid umfassende Silicium-Quelle, die Aluminium-Quelle und die Magnesium-Quelle in dem Schritt des Zubereitens der Cordierit-Ausgangssubstanz in einer stöchiometrischen Zusammensetzung gemischt werden, wobei das poröse Siliciumdioxid zu 19,0 Gew.-%, Talk zu 36,0 Gew.-% und Aluminiumhydroxid zu 45,0 Gew.-% eingesetzt werden, und wobei das poröse Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Korngröße zwischen 3 und 27 μm und mit einer Schüttdichte zwischen 0,2 und 0,5 g/cm³ eingesetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die poröses Siliciumdioxid umfassende Silicium-Quelle, die Aluminium-Quelle und die Magnesium-Quelle in dem Schritt des Zubereitens der Cordierit-Ausgangssubstanz in einer stöchiometrischen Zusammensetzung gemischt werden, wobei das poröse Siliciumdioxid zu 9,5 Gew.-%, nicht poröses Siliciumdioxid zu 9,5 Gew.-%, Talk zu 36,0 Gew.-% und Aluminiumhydroxid zu 45,0 Gew.-% eingesetzt werden, und wobei das poröse Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Korngröße von 12 μm und einer Schüttdichte von 0,4 g/cm³ eingesetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die poröses Siliciumdioxid umfassende Silicium-Quelle, die Aluminium-Quelle und die Magnesium-Quelle in dem Schritt des Zubereitens der Cordierit-Ausgangssubstanz in einer stöchiometrischen Zusammensetzung gemischt werden, wobei das poröse Siliciumdioxid zu 12,5 Gew.-%, nicht poröses Siliciumdioxid zu 6,25 Gew.-%, Kaolin zu 6,25 Gew.-%, Talk zu 36,5 Gew.-% und Aluminiumhydroxid zu 38,5 Gew.-% eingesetzt werden, und wobei das poröse Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Korngröße von 12 μm und einer Schüttdichte von 0,4 g/cm³ eingesetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die poröses Siliciumdioxid umfassende Silicium-Quelle, die Aluminium-Quelle und die Magnesium-Quelle in dem Schritt des Zubereitens der Cordierit-Ausgangssubstanz in einer stöchiometrischen Zusammensetzung gemischt werden, wobei das poröse Siliciumdioxid zu 12,5 Gew.-%, Kaolin zu 12,5 Gew.-%, Talk zu 36,5 Gew.-% und Aluminiumhydroxid zu 38,5 Gew.-% eingesetzt werden, und wobei das poröse Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Korngröße von 12 μm und einer Schüttdichte von 0,4 g/cm³ eingesetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die poröses Siliciumdioxid umfassende Silicium-Quelle, die Aluminium-Quelle und die Magnesium-Quelle in dem Schritt des Zubereitens der Cordierit-Ausgangssubstanz in einer stöchiometrischen Zusammensetzung gemischt werden, wobei das poröse Siliciumdioxid zu 22,0 Gew.-%, Talk zu 43,0 Gew.-% und Aluminiumoxid zu 35,0 Gew.-% eingesetzt werden, und wobei das poröse Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Korngröße von 12 μm und einer Schüttdichte von 0,4 g/cm³ eingesetzt wird.