DE102019002154A1

DE102019002154A1 - Beschichtungsmaterial; Außenperipherie beschichtete, auf Siliciumcarbid basierte Wabenstruktur und Verfahren zum Beschichten der Außenperipherie einer auf Siliciumcarbid basierten Wabenstruktur

Info

Publication number: DE102019002154A1
Application number: DE102019002154.1A
Authority: DE
Inventors: Suguru KODAMA
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-10-02
Also published as: JP2019178052A; US11578001B2; CN110317063A; JP6953348B2; US20190300440A1

Abstract

Ein Beschichtungsmaterial für eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur, wobei das Beschichtungsmaterial 20 bis 75 Masse-% Keramikpulver (A) umfasst, wobei das Keramikpulver (A) 55 bis 95 Masse-% Siliciumcarbid und 5 bis 30 Masse-% Siliciumdioxid als chemische Komponenten umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Beschichtungsmaterial, eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang und ein Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs einer Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur. Genauer gesagt, bezieht sie sich auf ein Beschichtungsmaterial, eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang und ein Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs einer Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur, bei der die Rissbildung in einer beschichteten Außenumfangsschicht während des Trocknens und einer Wärmebehandlung effektiv unterbunden werden kann.
HINTERGRUNDTECHNIK
Als ein Produkt, das einen Katalysator zum Entfernen von Schadstoffen wie Stickoxid (NOx) und Kohlenmonoxid (CO) aus einem Abgas aus Kraftfahrzeugen trägt, oder als ein Filter zum Auffangen von Feinstaub in dem Abgas wird eine Wabenstruktur aus wärmebeständiger Keramik verwendet. Die keramische Wabenstruktur verfügt über dünnere Trennwände und eine geringe mechanische Festigkeit aufgrund einer höheren Porosität. Daher wird zum Zwecke des Ausgleichs der Festigkeit und des Verhinderns des Zerbrechens eine Aufschlämmung (nachstehend als Beschichtungsmaterial bezeichnet), enthaltend Keramikpulver, auf den Außenumfang einer Wabenstruktur (Zellenstruktur) aufgebracht, der so geschliffen worden ist, dass sein Durchmesser konstant ist, getrocknet und gebrannt, wodurch eine Außenwand geschaffen wird (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 und 2).
Wenn das Beschichtungsmaterial auf den Außenumfang der Wabenstruktur aufgebracht und getrocknet wird, können aufgrund einer Schrumpfungsdifferenz zwischen der Oberfläche des Beschichtungsmaterials und der Innenseite Risse erzeugt werden. Die Risse in der Außenwand verursachen eine Verringerung der Festigkeit der keramischen Wabenstruktur, und wenn ein Katalysator auf der Außenwand getragen wird, kann eine Katalysatorflüssigkeit aus den Rissen auslaufen. Daher werden in dem Schritt, in dem das Beschichtungsmaterial getrocknet wird, in der Regel die Erzeugung von Rissen in dem Beschichtungsmaterial überwacht und manuell Korrekturen vorgenommen (übermalt).
Um dieses Problem anzugehen, offenbart Patentdokument 3, dass Einfallstellen (ein Phänomen, bei dem ein Substrat in Streifen oder in Form kleiner Löcher in einem Beschichtungsmaterial freiliegt) und Beschichtungsaussetzer in den Herstellungsschritten unterbunden werden, indem ein Beschichtungsmaterial für eine Wabenstruktur eingesetzt wird, in dem D90/D10 der anorganischen Teilchen, die in dem Beschichtungsmaterial enthalten sind, 5 bis 50 beträgt, wobei D10 50 µm oder weniger und D90 4 µm oder mehr sind.
Ferner offenbart Patentdokument 4, dass Trocknungsrisse in einem Trocknungsschritt beispielsweise unter Verwendung eines Keramikpulveraggregats mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 23 bis 39 µm und einer Teilchengrößenverteilungsbreite von 15 bis 33 unterbunden werden.
ZITATENLISTE
Patentliteratur

Patentdokument 1: japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H05-269388 A
Patentdokument 2: japanisches Patent Nr. 2604876 B
Patentdokument 3: WO 2009/014200 A1
Patentdokument 4: japanisches Patent Nr. 5345502 B

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Das Problem bei der in Patentdokument 3 offenbarten Möglichkeit sind jedoch die höheren Kosten aufgrund einer größeren Menge (30 Masse-%) an RCF (Feuerfestkeramikfaser), die als das Beschichtungsmaterial verwendet werden, so dass es sich für die Massenproduktion nicht eignet. Ferner ist die Differenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen einem solchen Beschichtungsmaterial und der Wabenstruktur größer (gemäß der Berechnung beträgt der Wärmeausdehnungskoeffizient der Wabenstruktur 4,6 ppm/K, und der Wärmeausdehnungskoeffizient des Beschichtungsmaterials 3,2 ppm/K), so dass Bedenken hinsichtlich der Wärmeschockbeständigkeit bestehen.
Bei der in Patentdokument 4 offenbarten Möglichkeit beträgt die Trocknungstemperatur 100 °C. Bei dieser Temperatur befindet sich jedoch das kolloidale Siliciumdioxid, das als das anorganische Haftmittel verwendet wird, in einem Zustand, in dem reversible Wasseradsorption und -desorption möglich sind, so dass Bedenken hinsichtlich der Wasserbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit bestehen. Da ferner das Beschichtungsmaterial keine Farbentwicklungskomponenten (SiC, TiO₂ oder dergleichen) durch Laser enthält, besteht das Problem, dass Drucken mittels Lasermarkierung, welches über gute Beständigkeit gegenüber einer Chemikalienbehandlung verfügt, und eine Wärmebehandlung nicht vorgenommen werden können.
Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die obigen Probleme. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Beschichtungsmaterials, mit dem die Erzeugung von Rissen in einer Außenumfangsbeschichtungsschicht während des Trocknens und einer Wärmebehandlung effektiv unterbunden werden kann; eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang und ein Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur.
Lösung des Problems
Im Ergebnis intensiver Studien haben die betreffenden Erfinder festgestellt, dass die obigen Probleme unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials mit einer speziellen Zusammensetzung als ein Beschichtungsmaterial für eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur gelöst werden können. Daher ist die vorliegende Erfindung wie folgt spezifiziert:

(1) Ein Beschichtungsmaterial für eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur, wobei das Beschichtungsmaterial 20 bis 75 Masse-% Keramikpulver (A) umfasst, wobei das Keramikpulver (A) 55 bis 95 Masse-% Siliciumcarbid und 5 bis 30 Masse-% Siliciumdioxid als chemische Komponenten umfasst.
(2) Das Beschichtungsmaterial gemäß (1), wobei das Keramikpulver (A) einen D50 auf Volumenbasis von 8 bis 30 µm, basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, hat.
(3) Das Beschichtungsmaterial gemäß (1) oder (2), wobei das Keramikpulver (A) einen D10 auf Volumenbasis von 1 bis 4 µm und einen D90 von 20 bis 75 µm (D90 > D50), basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, hat.
(4) Das Beschichtungsmaterial gemäß einem von (1) bis (3), wobei das Keramikpulver (A) Schleifabfall oder zerstoßenes Pulver von der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur ist.
(5) Das Beschichtungsmaterial gemäß einem von (1) bis (4), ferner umfassend 20 bis 50 Masse-% weißes oder hell gefärbtes Keramikpulver (B).
(6) Das Beschichtungsmaterial gemäß (5), wobei das Keramikpulver (B) mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cordierit, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirconiumdioxid, Zirconiumphosphat, Titandioxid und Aluminiumtitanat, umfasst.
(7) Das Beschichtungsmaterial gemäß (5) oder (6), wobei das Keramikpulver (B) einen D50 auf Volumenbasis von 1 bis 40 µm, basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, hat.
(8) Das Beschichtungsmaterial gemäß einem von (1) bis (7), wobei das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten nach dem Trocknen des Beschichtungsmaterials bei 600 °C für 30 Minuten zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Siliciumcarbid-Wabenstruktur 0,8 bis 1,1 beträgt.
(9) Das Beschichtungsmaterial gemäß einem von (1) bis (8), wobei das Beschichtungsmaterial ferner 0,1 bis 4 % hohle Teilchen, enthaltend eine organische Substanz, umfasst, und wobei die hohlen Teilchen einen D50 auf Volumenbasis von 35 bis 55 µm, basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, haben.
(10) Eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang, umfassend: eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur und eine Außenumfangsbeschichtungsschicht, die den Außenumfang der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur bedeckt, wobei die Außenumfangsbeschichtungsschicht 20 bis 75 Masse-% Keramikpulver (A) umfasst, wobei das Keramikpulver (A) 55 bis 95 Masse-% Siliciumcarbid und 5 bis 30 Masse-% Siliciumdioxid als chemische Komponenten umfasst.
(11) Die Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang gemäß (10), wobei das Keramikpulver (A) dieselbe Zusammensetzung wie die Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur hat.
(12) Die Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang gemäß (10) oder (11), wobei das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Außenumfangsbeschichtungsschicht zum Wärmeausdehnungskoeffizienten der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur 0,8 bis 1,1 beträgt.
(13) Ein Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs einer Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur, wobei das Verfahren umfasst: Aufbringen des Beschichtungsmaterials gemäß einem von (1) bis (9) auf den Außenumfang der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur und Trocknen des aufgebrachten Beschichtungsmaterials unter Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Erzeugung von Rissen in der Außenumfangsbeschichtungsschicht während des Trocknens/einer Wärmebehandlung effektiv unterbunden werden.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen eines Beschichtungsmaterials, einer Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang und eines Verfahrens zum Beschichten des Außenumfangs der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, und basierend auf den Kenntnissen eines Fachmanns können verschiedene Veränderungen, Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
(Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur)
1 zeigt eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die veranschaulichte Wabenstruktur 100 umfasst: eine Außenumfangsseitenwand 102; mehrere in der Außenumfangsseitenwand 102 angeordnete erste Zellen 108, wobei die ersten Zellen parallel von einer ersten Endfläche 104 zu einer zweiten Endfläche 106 verlaufen, wobei die ersten Zellen an der ersten Endfläche 104 offen sind und zur zweiten Endfläche 106 hin verschlossene Abschnitte aufweisen; und mehrere in der Außenumfangsseitenwand 102 angeordnete zweite Zellen 110, wobei die zweiten Zellen parallel von der ersten Endfläche 104 zur zweiten Endfläche 106 verlaufen, wobei die zweiten Zellen zur ersten Endfläche 104 hin verschlossene Abschnitte aufweisen, und die zweite Endfläche 106 offen ist. Ferner sind in der veranschaulichten Wabenstruktur 100 poröse Trennwände 112 vorgesehen, die die ersten Zellen 108 und die zweiten Zellen 110 definieren, und die ersten Zellen 108 und die zweiten Zellen 110 sind abwechselnd über die Trennwand 112 angeordnet, und die Endflächen haben ein Karomuster. In der Wabenstruktur gemäß der veranschaulichten Ausführungsform liegen alle ersten Zellen 108 neben den zweiten Zellen 110, und alle zweiten Zellen 110 liegen neben den ersten Zellen 108. Es müssen aber nicht zwangsläufig alle ersten Zellen 108 neben den zweiten Zellen 110 liegen, und nicht alle zweiten Zellen 110 müssen zwangsläufig neben den ersten Zellen 108 liegen. Anzahl, Anordnung, Form und dergleichen der Zellen 108 und 110, ebenso wie die Dicke der Trennwand 112 und dergleichen, sind nicht eingeschränkt und können nach Bedarf entsprechend gestaltet werden.
Auch wenn ein Material für die Wabenstruktur nicht besonders eingeschränkt ist, muss die Wabenstruktur ein poröser Körper mit vielen Poren sein. Daher wird üblicherweise bevorzugt ein Sinterkörper aus Keramik, bestehend aus Siliciumcarbid, einem Silicium-Siliciumcarbid-basierten Verbundmaterial oder Siliciumcarbid-Cordierit-basiertem Verbundmaterial, insbesondere ein Sinterkörper, der hauptsächlich auf einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial oder Siliciumcarbid basiert, verwendet. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „Siliciumcarbid-basiert“, dass die Wabenstruktur 100 Siliciumcarbid in einer Menge von 50 Masse-% oder mehr der gesamten Wabenstruktur enthält. Die Formulierung „die Wabenstruktur 100 basiert hauptsächlich auf einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial“ bedeutet, dass die Wabenstruktur 100 90 Masse-% oder mehr des Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterials (Gesamtmasse), basierend auf der gesamten Wabenstruktur, enthält. Hierbei enthält das Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial Siliciumcarbidteilchen als ein Aggregat und Silicium als ein Bindematerial zum Binden der Siliciumcarbidteilchen, und vorzugsweise werden mehrere Siliciumcarbidteilchen mit Hilfe von Silicium gebunden, um so Poren zwischen den Siliciumcarbidteilchen zu bilden. Die Formulierung „die Wabenstruktur 100 basiert hauptsächlich auf Siliciumcarbid“ bedeutet, dass die Wabenstruktur 100 90 Masse-% oder mehr Siliciumcarbid (Gesamtmasse), basierend auf der gesamten Wabenstruktur, enthält.
Die Zellenform der Wabenstruktur in einem Querschnitt orthogonal zur Mittelachse kann eine polygonale Form wie ein Dreieck, ein Viereck, ein Fünfeck, ein Sechseck und ein Achteck; eine Kreisform oder eine elliptische Form sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
Ferner kann die Außenform der Wabenstruktur eine Form wie eine Säulenform mit kreisförmigen Grundflächen (zylindrische Form), eine Säulenform mit ovalen Grundflächen und eine Säulenform mit polygonalen (quadratischen, fünfeckigen, sechseckigen, siebeneckigen, achteckigen und dergleichen) Grundflächen und dergleichen sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Ferner ist die Größe der Wabenstruktur nicht besonders eingeschränkt, und die axiale Länge der Wabenstruktur beträgt vorzugsweise 40 bis 500 mm. Ist ferner die Außenform der Wabenstruktur beispielsweise zylindrisch, beträgt der Radius jeder Endfläche vorzugsweise 50 bis 500 mm.
Für eine einfache Herstellung beträgt die Dicke der Trennwand der Wabenstruktur vorzugsweise 0,20 bis 0,50 mm und stärker bevorzugt 0,25 bis 0,45 mm. Ist beispielsweise die Dicke geringer als 0,20 mm, kann sich die Festigkeit der Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang verringern. Beträgt sie mehr als 0,50 mm, kann sich der Druckabfall erhöhen, wenn die Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang als ein Filter verwendet wird. Die Dicke der Trennwand ist ein Durchschnittswert, gemessen mit Hilfe eines Verfahrens, in dem der axiale Querschnitt mit einem Mikroskop betrachtet wird.
Für eine einfache Herstellung beträgt ferner die Porosität der die Wabenstruktur bildenden Trennwände vorzugsweise 30 bis 70 % und stärker bevorzugt 40 bis 65 %. Beträgt sie weniger als 30 %, kann sich der Druckabfall erhöhen, und beträgt sie mehr als 70 %, kann die Wabenstruktur zerbrechlich werden und drohen verloren zu gehen.
Die durchschnittliche Porengröße der porösen Trennwände beträgt vorzugsweise 5 bis 30 µm und stärker bevorzugt 10 bis 25 µm. Beträgt sie weniger als 5 µm, kann sich der Druckabfall erhöhen, selbst wenn die Abscheidung von Feststoffteilchen gering ist, wenn sie als ein Filter verwendet wird, und beträgt sie mehr als 30 µm, kann die Wabenstruktur brüchig werden und drohen verloren zu gehen. Wie hierin verwendet, sind mit den Ausdrücken „durchschnittlicher Porendurchmesser“ und „Porosität“ ein durchschnittlicher Porendurchmesser bzw. eine Porosität gemeint, die mit Hilfe von Quecksilber-Porosimetrie gemessen wurden.
Auch die Zellendichte der Wabenstruktur ist nicht besonders eingeschränkt, liegt vorzugsweise aber in einem Bereich von 5 bis 63 Zellen/cm² und stärker bevorzugt in einem Bereich von 31 bis 54 Zellen/cm².
Eine solche Wabenstruktur wird durch Formen eines Grünkörpers, enthaltend ein keramisches Rohmaterial, zu einer Wabenform mit Trennwänden, die von einer Endfläche zur anderen Endfläche verlaufen und mehrere Zellen definieren, die Strömungswege für ein Fluid bilden, unter Bildung eines Wabenformkörpers und Trocknen des Wabenformkörpers und dann Brennen hergestellt. Wird eine solche Wabenstruktur für die Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet, wird der Außenumfang des Wabenformkörpers (Wabenstruktur) geschliffen und in eine vorbestimmte Form gebracht, nachdem er geformt oder gebrannt worden ist, und das obige Beschichtungsmaterial wird unter Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht auf die Wabenstruktur mit geschliffenem Außenumfang aufgebracht. Bei der Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang dieser Ausführungsform kann beispielsweise eine Wabenstruktur mit einem Außenumfang verwendet werden, ohne dass der Außenumfang der Wabenstruktur geschliffen wird, und das Beschichtungsmaterial kann unter Bildung der Außenumfangsbeschichtungsschicht auf eine weitere Außenumfangsfläche der Wabenstruktur mit dem Außenumfang (das heißt, eine weitere Außenseite des Außenumfangs der Wabenstruktur) aufgebracht werden. Das heißt, im ersteren Fall wird nur die Außenumfangsbeschichtungsschicht aus dem Beschichtungsmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf die Außenumfangsfläche der Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang aufgebracht, wohingegen im letzteren Fall eine Außenumfangswand mit einer zweischichtigen Struktur gebildet wird, bei der die Außenumfangsbeschichtungsschicht aus dem Beschichtungsmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner auf die Außenumfangsfläche der Wabenstruktur laminiert wird.
Die Wabenstruktur ist nicht auf eine integrale Wabenstruktur beschränkt, bei der die Trennwände integral ausgebildet sind. Beispielsweise kann, auch wenn in der Zeichnung nicht gezeigt, die Wabenstruktur eine Wabenstruktur sein, bei der säulenförmige Wabensegmente mit jeweils mehreren Zellen, die von porösen Trennwänden definiert werden und Strömungswege für ein Fluid bilden, über Bindematerialschichten kombiniert werden (nachstehend als eine „Verbundwabenstruktur“ bezeichnet).
Ferner kann die Wabenstruktur eine Wabenstruktur sein, bei der ein offenes Ende einer vorbestimmten Zelle von den mehreren Zellen und das andere offene Ende der verbleibenden Zellen mit verschlossenen Abschnitten verschlossen sind. Eine solche Wabenstruktur kann als ein Filter (Wabenfilter) zur Reinigung von Abgas verwendet werden. Es sei angemerkt, dass derartige verschlossene Abschnitte angeordnet werden können, nachdem die Außenumfangsbeschichtungsschicht gebildet worden ist oder bevor die Außenumfangsbeschichtungsschicht gebildet worden ist, d. h. während der Herstellung der Wabenstruktur.
Die verschlossenen Abschnitte, die verwendet werden können, können gleichzeitig mit denen gebildet werden, die als verschlossene Abschnitte für eine traditionell bekannte Wabenstruktur verwendet werden.
Ferner kann die für die Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendete Wabenstruktur einen Katalysator aufweisen, der auf mindestens einer der Oberflächen der Trennwände und der Innenseite der Poren der Trennwände getragen wird. Daher kann die Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang gemäß der vorliegenden Ausführungsform als ein Katalysatorkörper, in dem ein Katalysator getragen wird, und ein katalysatorgetragener Filter (beispielsweise ein Dieselpartikelfilter (nachstehend auch als DPF bezeichnet)), in dem ein Katalysator zur Reinigung eines Abgases getragen wird, strukturiert sein.
Die Art des Katalysators ist nicht besonders eingeschränkt, und er kann nach Bedarf je nach Verwendungszweck und Anwendungen der Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang ausgewählt werden. Wird er beispielsweise als der DPF verwendet, umfassen Beispiele für den Katalysator einen Oxidationskatalysator zum Oxidieren und Entfernen von Ruß und dergleichen in dem Abgas; einen Katalysator mit selektiver Reduktion von NOx (SCR) und einen NOx-Speicher/Reduktions-Katalysator zum Entfernen schädlicher Komponenten wie NOx, die in dem Abgas enthalten sind; und dergleichen. Auch das Verfahren zum Tragen des Katalysators ist nicht besonders eingeschränkt, und es kann gemäß dem herkömmlichen Trägerverfahren zum Tragen des Katalysators auf der Wabenstruktur ausgeführt werden.
Unter Verwendung jeder der gebrannten Wabenstrukturen als ein Wabensegment können die Seitenflächen der mehreren Wabensegmente mit einem Bindematerial verbunden werden, so dass sie unter Bereitstellung einer Wabenstruktur, in der die Wabensegmente verbunden sind, integriert werden können. Beispielsweise kann die Wabenstruktur, in der die Wabensegmente verbunden sind, wie folgt hergestellt werden. Das Bindematerial wird auf Bindeflächen (Seitenflächen) jedes Wabensegments aufgebracht, während Masken, die das Anhaften von Bindematerial verhindern, an beiden Endflächen jedes Wabensegments angebracht werden.
Diese Wabensegmente werden dann nebeneinander so angeordnet, dass die Seitenflächen der Wabensegmente einander gegenüberliegen, und die nebeneinanderliegenden Wabensegmente werden zusammengedrückt und dann erhitzt und getrocknet. So wird eine Wabenstruktur hergestellt, bei der die Seitenflächen der nebeneinanderliegenden Wabensegmente mit dem Bindematerial verbunden sind. Für die Wabenstruktur kann der Außenumfangsabschnitt zu der gewünschten Form (beispielsweise eine Säulenform) geschliffen und das Beschichtungsmaterial auf die Außenumfangsfläche aufgebracht und dann unter Bildung einer Außenumfangswand erhitzt und getrocknet werden.
Das Material für die Maske, die das Anhaften von Bindematerial verhindert, das geeigneterweise verwendet werden kann, umfasst, ist aber nicht beschränkt auf synthetische Harze wie Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyimid, Teflon® und dergleichen. Ferner ist die Maske vorzugsweise mit einer Haftschicht versehen, und das Material für die Haftschicht ist vorzugsweise ein Acrylharz, ein Kautschuk (beispielsweise ein Kautschuk, der hauptsächlich auf natürlichem Kautschuk oder synthetischem Kautschuk basiert) oder ein Silikonharz.
Beispiele für die Maske, die das Anhaften von Bindematerial verhindert, die geeigneterweise verwendet werden kann, umfassen eine Klebefolie mit einer Dicke von 20 bis 50 µm.
Das Bindematerial, das verwendet werden kann, kann beispielsweise durch Mischen von Keramikpulver, einem Dispersionsmedium (beispielsweise Wasser oder dergleichen) und gegebenenfalls Additiven wie einem Bindemittel, einem Dispergiermittel und einem Schaumharz hergestellt werden. Die Keramik kann vorzugsweise Keramik sein, die mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cordierit, Mullit, Zirkon, Aluminiumtitanat, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Zirconiumdioxid, Spinell, Indialith, Sapphirin, Korund und Titandioxid, enthält, und weist stärker bevorzugt dasselbe Material wie die Wabenstruktur auf. Das Bindemittel umfasst Polyvinylalkohol, Methylcellulose, CMC (Carboxymethylcellulose) und dergleichen.
(Beschichtungsmaterial)
Das Beschichtungsmaterial gemäß der Ausführungsform enthält 20 bis 75 Masse-% Keramikpulver (A), das 55 bis 95 Masse-% Siliciumcarbid und 5 bis 30 Masse-% Siliciumdioxid als chemische Komponenten enthält. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „als chemische Komponenten“, dass es eine chemische Zusammensetzung aus Siliciumcarbid oder Siliciumdioxid aufweisen kann, ungeachtet der Form wie einer kristallinen Form, einer amorphen Form oder dergleichen.
Das Beschichtungsmaterial dieser Ausführungsform kann effektiv die Erzeugung von Rissen unterbinden, wenn es zur Bildung der Außenumfangsbeschichtungsschicht auf die Außenumfangsfläche der Wabenstruktur aufgebracht und erhitzt oder getrocknet und dann gebrannt wird. Das heißt, das Beschichtungsmaterial mit der obigen Zusammensetzung hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der getrockneten Wabenstruktur, so dass die Wärmeschockbeständigkeit insgesamt höher ist und kaum Risse erzeugt werden.
Aus diesem Gesichtspunkt beträgt das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten nach dem Trocknen des Beschichtungsmaterials bei 600 °C für 30 Minuten zum Wärmeausdehnungskoeffizienten der Siliciumcarbid-Wabenstruktur vorzugsweise 0,8 bis 1,1. Liegt das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten in dem obigen Bereich, kann die Erzeugung von Rissen noch effektiver unterbunden werden.
Ferner liegt der D50 auf Volumenbasis des Keramikpulvers (A) vorzugsweise zwischen 8 und 30 µm, basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens. Liegt der D50 des Keramikpulvers (A) in dem obigen Bereich, kann ein Beschichtungsmaterial mit einem angemessenen Fließvermögen bereitgestellt und die Einheitlichkeit beim Aufbringen des Beschichtungsmaterials verbessert werden, so dass die Erzeugung von Rissen noch effektiver unterbunden werden kann.
Ferner beträgt der D10 auf Volumenbasis des Keramikpulvers (A) vorzugsweise 1 bis 4 µm, und der D90 beträgt 20 bis 75 µm (D90 > D50), basierend auf der Teilchengrößenverteilungsmessung mittels des Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens. Liegen der D10 und D90 des Keramikpulvers (A) in den obigen Bereichen, wird die Packungsdichte des Aggregatpulvers in dem Beschichtungsmaterial erhöht und das Schrumpfmaß verringert, wenn das Beschichtungsmaterial getrocknet wird, so dass die Erzeugung von Rissen noch effektiver unterbunden werden kann.
Ferner hat das Keramikpulver (A) vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung wie die zu beschichtende Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur. Haben sie dieselbe Zusammensetzung, sind auch die Wärmeausdehnungskoeffizienten dieselben, so dass der Effekt des Unterbindens von Rissen noch stärker ausgeprägt ist. Wie hierin verwendet, bedeutet „dieselbe Zusammensetzung“ dieselbe chemische Zusammensetzung, ungeachtet der Existenzform jeder chemischen Komponente.
Ferner ist das Keramikpulver (A) stärker bevorzugt Schleifabfälle oder zerkleinerte Abfälle, die im Herstellungsprozess der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur erzeugt werden. So kann sichergestellt werden, dass das Keramikpulver (A) dieselbe Zusammensetzung hat wie die Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur, und Kosten dahingehend gesenkt werden, dass die Schleifabfälle oder zerkleinerten Abfälle effektiv genutzt werden können. Die Schleifabfälle sind Abfälle, die erzeugt werden, wenn die Wabenstruktur in eine vorbestimmte Form geschliffen wird, und die zerkleinerten Abfälle sind Abfälle, die erzeugt werden, wenn ein schadhaftes Produkt der Wabenstruktur oder dergleichen pulverisiert und so das schadhafte Produkt als ein Rohmaterial wiederverwendet wird.
Ferner enthält das Beschichtungsmaterial vorzugsweise 20 bis 50 Masse-% weißes oder hell gefärbtes Keramikpulver (B). Das heißt, wenn das Beschichtungsmaterial 20 bis 75 Masse-% des Keramikpulvers (A) enthält, sieht das Beschichtungsmaterial selbst oftmals fast schwarz aus, und selbst wenn es mit dem Laser gefärbt (markiert) wird, kann der Kontrast zu einem nicht gefärbten Abschnitt nicht ausreichend und nicht so gut erkennbar sein. So kann ein Aufdruck (eine Markierung) schlechter zu lesen sein. So wird vorzugsweise das gesamte Beschichtungsmaterial heller gemacht, indem es 20 Masse-% des weißen oder hell gefärbten Keramikpulvers (B) enthält, um so den Kontrast zwischen einem mit dem Laser gefärbten Abschnitt und einem nicht gefärbten Abschnitt zu verstärken. Wenn andererseits das Keramikpulver (B) mehr als 50 Masse-% ausmacht, wird die Schwankung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Beschichtungsmaterials erhöht. Daher liegt die Obergrenze für das Keramikpulver (B) vorzugsweise bei 50 Masse-%.
Die Art des Keramikpulvers (B) ist nicht eingeschränkt, geeigneterweise können aber Cordierit und Aluminiumoxid verwendet werden.
Ferner ist, wie hierin verwendet, „Bedrucken“ mit einem Laser nicht auf das Aufdrucken von Buchstaben beschränkt und bezieht sich auf die Anzeige einer Markierung wie Zahlen, Symbole, Muster und Identifikationsinformationen wie Barcodes.
Vorzugsweise enthält das Beschichtungsmaterial 0,1 bis 4 Masse-% hohle Teilchen, die eine organische Substanz enthalten, und die hohlen Teilchen haben einen D50 auf Volumenbasis von 35 bis 55 µm, basierend auf der Teilchengrößenverteilungsmessung mittels des Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens. Durch die Zugabe solcher massigen, groben, hohlen Teilchen können Trockenschwindung und ferner Einfallstellen und Risse unterbunden werden. Machen die hohlen Teilchen mehr als 4 Masse% aus, wird die Schwankung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Beschichtungsmaterials erhöht. Daher liegt die Obergrenze für die hohlen Teilchen vorzugsweise bei 4 Masse-%.
Beispiele für die hohlen Teilchen, die verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Schaumharze und Flugascheballons.
Das Beschichtungsmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als ein Aufschlämmungszustand gebildet, in dem das Keramikpulver (A), das Keramikpulver (B) und die hohlen Teilchen mit Hilfe eines Dispersionsmediums dispergiert werden.
Das in dem Beschichtungsmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendete Dispersionsmedium kann irgendeine Flüssigkeit sein, die das Keramikpulver (A), das Keramikpulver (B) und die hohlen Teilchen, wie oben beschrieben, dispergieren kann, und geeigneterweise kann Wasser verwendet werden.
Die Menge an Dispersionsmedium ist nicht besonders eingeschränkt, wird jedoch zur Bildung der Außenumfangsbeschichtungsschicht das Beschichtungsmaterial auf die Außenumfangsfläche der Wabenstruktur (Träger) aufgebracht, wird soviel bereitgestellt, dass ausreichende Beschichtbarkeit und Viskosität vorliegen. Im Speziellen beträgt sie vorzugsweise 15 bis 30 Masse-% und stärker bevorzugt 20 bis 25 Masse-%.
Ferner kann das Beschichtungsmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner kolloidales Siliciumdioxid als ein anorganisches Bindemittel umfassen. Das kolloidale Siliciumdioxid fungiert als ein Haftmittel für das Beschichtungsmaterial und kann für ein besseres Haftvermögen an der Wabenstruktur sorgen, wenn mit Hilfe des Beschichtungsmaterials die Außenumfangsbeschichtungsschicht am Außenumfang der Wabenstruktur gebildet wird.
Überdies beträgt der Gehalt an kolloidalem Siliciumdioxid vorzugsweise 20 bis 35 Masse-% und stärker bevorzugt 25 bis 30 Masse-%. Dies sorgt für eine bessere Beschichtbarkeit und Viskosität beim Aufbringen des Beschichtungsmaterials und eine derart verlässliche Haftung, dass sich die gebildete Außenumfangsbeschichtungsschicht aufgrund von Anstoßen oder dergleichen nicht von der Wabenstruktur löst.
Bei dem kolloidalen Siliciumdioxid haben die dispergierten Siliciumdioxidteilchen vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von beispielsweise 10 bis 30 nm und stärker bevorzugt 15 bis 25 nm.
Ferner kann das Beschichtungsmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein organisches Bindemittel, Ton und dergleichen enthalten. Beispiele für das organische Bindemittel umfassen Methylcellulose (nachstehend auch als „MC“ bezeichnet), Carboxymethylcellulose (nachstehend auch als „CMC“ bezeichnet) und Biopolymere. Beispiele für den Ton umfassen Bentonit und Montmorillonit. Wie oben erwähnt, wird vorzugsweise aber die Verwendung von RCF hinsichtlich der Kosten vermieden.
Das Beschichtungsmaterial gemäß dieser Ausführungsform kann durch Mischen des kolloidalen Siliciumdioxids und anderer Additive zusammen mit dem Dispersionsmedium zur Herstellung einer Aufschlämmung oder einer Paste hergestellt werden.
Ferner wird das Beschichtungsmaterial vorzugsweise so hergestellt, dass es eine Viskosität von 100 bis 300 dPa·s und stärker bevorzugt 150 bis 250 dPa·s und noch stärker bevorzugt 180 bis 220 dPa·s hat. So kann es leicht auf die Außenumfangsfläche der Wabenstruktur aufgebracht werden. Ist beispielsweise die Viskosität geringer als 100 dPa·s, ist das Fließvermögen des Beschichtungsmaterials zu hoch, so dass das Beschichtungsmaterial beim Aufbringen des Beschichtungsmaterials ausfließen und nur schwer eine Außenumfangsbeschichtungsschicht mit ausreichender Dicke gebildet werden kann. Genauer gesagt, kann eine dünnere Außenumfangsbeschichtungsschicht zu einer geringeren Farbentwicklung beim Bedrucken mit Hilfe des Lasers führen. Ist andererseits die Viskosität höher als 300 dPa·s, können sich Fluidität und Benetzbarkeit verschlechtern, so dass sich auch die Beschichtbarkeit verschlechtert. Überdies kann es leicht zu Schäden wie Rissbildung und Ablösen bei der gebildeten Außenumfangsbeschichtungsschicht kommen.
Das Beschichtungsmaterial kann zur Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht, die das Keramikpulver (A), das Keramikpulver (B) und die hohlen Teilchen enthält, zumindest auf einen Teil der Außenumfangsfläche der Wabenstruktur aufgebracht und erhitzt oder getrocknet und dann gebrannt werden.
(Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang)
Die Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die obige Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur und eine Außenumfangsbeschichtungsschicht, die den Außenumfang der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung bedeckt. Daher enthält die Außenumfangsbeschichtungsschicht 20 bis 75 Masse-% Keramikpulver (A), das 55 bis 95 Masse-% Siliciumcarbid und 5 bis 30 Masse-% Siliciumdioxid als chemische Komponenten enthält. Werden Schleifabfälle oder zerkleinerte Abfälle der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur als das Keramikpulver (A) verwendet, hat das Keramikpulver (A) dieselbe Zusammensetzung wie die Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur.
Ferner ist eine andere Ausführungsform der Zusammensetzung der Außenumfangsbeschichtungsschicht dieselbe wie die oben beschriebene.
(Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur)
Als nächstes wird eine Ausführungsform für ein Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren, das die Schritte Aufbringen des Beschichtungsmaterials der vorliegenden Erfindung auf die Umfangsfläche einer Wabenstruktur mit porösen Trennwänden und mehreren Zellen, die von den Trennwänden definiert werden, und Trocknen des aufgebrachten Beschichtungsmaterials unter Bildung der Außenumfangsbeschichtungsschicht umfasst, wie vorstehend beschrieben.
Zunächst wird die Wabenstruktur mit den porösen Trennwänden und den mehreren Zellen, die von den Trennwänden definiert werden, hergestellt. Beispielsweise wird bei der Herstellung der Wabenstruktur aus Cordierit zunächst ein Rohmaterialpulver wie Siliciumcarbid- (SiC-) -Pulver gemischt, dann wird Wasser zugegeben, es wird gemischt und geknetet und so ein Grünkörper hergestellt. Überdies können dem Grünkörper gegebenenfalls ein Bindemittel, ein oberflächenaktives Mittel, ein Porenbildner und dergleichen zugegeben werden.
Der resultierende Grünkörper wird dann unter Verwendung eines mit einer Düse ausgestatteten Extruders unter Erhalt eines Wabenformkörpers extrudiert, und der resultierende Wabenformkörper wird getrocknet.
Der getrocknete Wabenformkörper wird dann bei einer vorbestimmten Temperatur gebrannt und so eine Wabenstruktur mit porösen Trennwänden und mehreren Zellen, die von den Trennwänden definiert werden, hergestellt. Bei der Herstellung einer Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang, bei der verschlossene Abschnitte in offenen Abschnitten der Zellen angeordnet sind, kann das Verschließen im Herstellungsstadium des Wabenformkörpers oder der Wabenstruktur erfolgen.
Beispielsweise erfolgt das Verschließen der offenen Abschnitte der Zellen zur Bildung der verschlossenen Abschnitte, indem zunächst Masken auf die offenen Abschnitte einiger Zellen an einer Endfläche der Wabenstruktur (oder des Wabenformkörpers) aufgebracht werden, die Endfläche in einen Lagerbehälter, in dem ein Verschlussmaterial zur Bildung verschlossener Abschnitte gelagert ist, eingetaucht wird und das Verschlussmaterial in nicht maskierte Zellen eingebracht wird, wodurch verschlossene Abschnitte gebildet werden. Das Verschlussmaterial zur Bildung verschlossener Abschnitte kann durch Mischen eines keramischen Rohmaterials, eines oberflächenaktiven Mittels, Wasser, eines Sinterhilfsmittels und dergleichen und gegebenenfalls Zugeben eines Porenbildners zur Erhöhung der Porosität unter Bildung einer Aufschlämmung und dann Kneten der Aufschlämmung unter Verwendung eines Mischers oder dergleichen erhalten werden.
Dann werden Masken auf offene Abschnitte der Zellen, die an der einen Endfläche nicht maskiert worden sind (andere Zellen als die obigen einigen Zellen) an der anderen Endfläche der Wabenstruktur aufgebracht und die Endfläche in den Lagerbehälter getaucht, in dem das Verschlussmaterial lagert, und das Verschlussmaterial in die Zellen, die nicht maskiert worden sind, eingebracht, und so werden verschlossene Abschnitte gebildet.
Beispiele für das Verfahren zum Maskieren der offenen Abschnitte der Zellen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf ein Verfahren zum Aufbringen einer Klebefolie auf die gesamte Endfläche der Wabenstruktur für einen Filter und teilweise Stanzen der Klebefolie und dergleichen. Beispielsweise kann ein bevorzugtes Beispiel ein Verfahren zum Aufbringen einer Klebefolie auf die gesamte Endfläche der Wabenstruktur für einen Filter und dann Formen von Löchern mit einem Laser nur an Abschnitten, die Zellen entsprechen, an denen die verschlossenen Abschnitte gebildet werden sollen, und dergleichen umfassen. Die Klebefolie, die geeigneterweise verwendet werden kann, umfasst eine Klebefolie, bei der ein Haftmittel auf eine Fläche einer Folie aus einem Harz wie Polyester, Polyethylen und hitzehärtbaren Harzen und dergleichen aufgebracht wird.
Wird ferner die resultierende Wabenstruktur in einem Zustand hergestellt, in dem die Außenumfangswand an der Außenumfangsfläche der Wabenstruktur gebildet wird, wird die Außenumfangsfläche vorzugsweise geschliffen, um die Außenumfangswand zu entfernen. In einem darauffolgenden Schritt wird zur Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht das Beschichtungsmaterial auf den Außenumfang der Wabenstruktur aufgebracht, von der so die Außenumfangswand entfernt worden ist. Ferner kann beim Schleifen der Außenumfangsfläche ein Teil der Außenumfangswand geschliffen und entfernt werden, und an diesem Teil kann die Außenumfangsbeschichtungsschicht mit Hilfe des Beschichtungsmaterials gebildet werden.
Zusätzlich zur Herstellung der Wabenstruktur wie oben beschrieben, wird ein Beschichtungsmaterial zur Bildung der Außenumfangsbeschichtungsschicht der Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang hergestellt. Das Beschichtungsmaterial kann durch Mischen zumindest des Keramikpulvers (A) und eines Dispersionsmedium so, dass das Keramikpulver (A) in dem vorstehend beschriebenen vorbestimmten Gehaltsverhältnis vorliegt, damit eine Aufschlämmung oder Paste gebildet werden kann, hergestellt werden.
Das Keramikpulver (A), das geeigneterweise verwendet werden kann, kann ein Pulver sein, das aus einem Material mit derselben Zusammensetzung wie das keramische Material, das als das Material für die oben beschriebene Wabenstruktur verwendet wurde, besteht. Beispielsweise können Schleifabfälle oder zerkleinerte Abfälle eingesetzt werden, die während der Herstellung der Wabenstruktur erzeugt werden.
Als das Keramikpulver (B) können beispielsweise Teilchen verwendet werden, die Cordierit, Aluminiumoxid oder dergleichen enthalten. Das Keramikpulver (B) wird in einer Menge von 20 bis 50 Masse-% verwendet. So kann eine zufriedenstellende Farbentwicklung mit Hilfe des Lasers erreicht werden.
Das Beschichtungsmaterial kann durch Zugabe des Dispersionsmediums zu dem Keramikpulver und der obigen hohlen Teilchen wie oben erwähnt und Mischen dieser hergestellt werden. Beispiele für das Dispersionsmedium, das verwendet werden kann, umfassen Wasser. Das Dispersionsmedium wird vorzugsweise in einer Menge von 15 bis 30 Masse-% verwendet.
Bei der Herstellung des Beschichtungsmaterials durch Mischen der obigen Rohmaterialien kann das Beschichtungsmaterial beispielsweise unter Verwendung einer stehenden biaxialen Rotationsrührmaschine hergestellt werden.
Ferner kann das Beschichtungsmaterial kolloidales Siliciumdioxid, ein organisches Bindemittel, Ton und dergleichen enthalten. Der Gehalt des organischen Bindemittels beträgt vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Masse-% und stärker bevorzugt 0,1 bis 0,2 Masse-%. Der Gehalt des Tons beträgt vorzugsweise 0,2 bis 2,0 Masse-% und stärker bevorzugt 0,4 bis 0,8 Masse-%.
Das Beschichtungsmaterial wird auf die Außenumfangsfläche der zuvor hergestellten Wabenstruktur aufgebracht, und das aufgebrachte Beschichtungsmaterial wird unter Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht getrocknet. Mit einer solchen Struktur kann die Erzeugung von Rissen in der Außenumfangsbeschichtungsschicht während des Trocknens und der Wärmebehandlung effektiv unterbunden werden.
Beispiele für ein Verfahren zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials können Verfahren zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials durch Platzieren der Wabenstruktur auf einem Drehtisch und Drehen desselben und Pressen einer schaufelförmigen Auftragsdüse entlang des Außenumfangsabschnitts der Wabenstruktur unter Entladung des Beschichtungsmaterials aus der Auftragsdüse umfassen. Mit einer solchen Konfiguration kann das Beschichtungsmaterial einheitlich dick aufgebracht werden. Ferner kann mit diesem Verfahren die Oberflächenrauheit der gebildeten Außenumfangsbeschichtungsschicht verringert werden, und es kann eine Außenumfangsbeschichtungsschicht mit verbessertem Aussehen, die nur schwer durch einen Wärmeschock zerbrochen werden kann, gebildet werden.
Wird die Außenumfangsfläche der Wabenstruktur geschliffen und die Außenumfangswand entfernt, wird das Beschichtungsmaterial unter Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht auf die gesamte Außenumfangsfläche der Wabenstruktur aufgebracht. Liegt andererseits die Außenumfangswand an der Außenumfangsfläche der Wabenstruktur vor oder ist ein Teil der Außenumfangswand entfernt, kann das Beschichtungsmaterial unter Bildung der Außenumfangsbeschichtungsschicht teilweise aufgebracht werden, oder das Beschichtungsmaterial kann unter Bildung der Außenumfangsbeschichtungsschicht natürlich auch auf die gesamte Außenumfangsfläche der Wabenstruktur aufgebracht werden.
Das Verfahren zum Trocknen des aufgebrachten Beschichtungsmaterials (d. h., der nicht getrockneten Außenumfangsbeschichtungsschicht) ist nicht eingeschränkt, jedoch kann zur Verhinderung von Trocknungsrissen beispielsweise ein Verfahren zum Trocknen des Beschichtungsmaterials auf einen Wassergehalt in dem Beschichtungsmaterial von 25 % oder mehr, indem das Beschichtungsmaterial für 24 Stunden oder mehr bei Raumtemperatur und dann für 1 Stunde oder mehr in einem Elektroofen bei 600 °C gehalten wird, um so Feuchtigkeit und organische Substanzen zu entfernen, verwendet werden.
Ferner kann, wenn die Öffnungen der Zellen der Wabenstruktur vorher nicht versiegelt wurden, das Verschließen der Öffnungen der Zellen nach dem Bilden der Außenumfangsbeschichtungsschicht erfolgen.
Ferner entwickelt das in dem Beschichtungsmaterial enthaltene Siliciumcarbidpulver Farbe durch das Bestrahlen der Außenumfangsfläche der resultierenden Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang mit einem Laser. So können durch Bestrahlen mit Laserlicht Produktinformationen oder dergleichen auf die Außenumfangsbeschichtungsschicht der resultierenden Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang gedruckt (markiert) werden.
Bevorzugte Beispiele für Laserlicht, das zur Markierung mit einem Laser verwendet wird, umfassen Kohlendioxidgas- (CO₂-) -Laser, YAG-Laser und YVO4-Laser. Die Bedingungen für den Laser zur Bestrahlung mit dem Laserlicht können angemessen entsprechend der Art des zu verwendenden Lasers gewählt werden. Wird beispielsweise der CO₂-Laser verwendet, erfolgt die Markierung vorzugsweise bei einer Ausgangsleistung von 15 bis 25 W und einer Abtastgeschwindigkeit von 400 bis 600 mm/s. Mit einem solchen Markierungsverfahren kann der bestrahlte Abschnitt Farbe entwickeln, so dass er dunkel aussieht, wie schwarz bis grün, was zu einem sehr guten Kontrast aufgrund der Farbentwicklung zum nicht bestrahlten Abschnitt führt.
Wird der Katalysator auf der Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang getragen, verschlechtert sich der bedruckte Abschnitt selbst nach dem Bedrucken mit dem Laser nicht, und es kann von dem bedruckten Abschnitt gut abgelesen werden, selbst nachdem der Katalysator getragen wird. Das Verfahren zum Tragen des Katalysators ist nicht besonders eingeschränkt und kann gemäß dem Verfahren zum Tragen des Katalysators ausgeführt werden, das in dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur ausgeführt wird.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung basierend auf Beispielen genauer beschrieben, die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf diese Beispiele beschränkt.
(Herstellung der Wabenstruktur)
Zu Silicium-Siliciumcarbid-Rohmaterialpulver, so gemischt, dass die Zusammensetzung nach dem Brennen Siliciumcarbid : Silicium : Siliciumdioxid = 70 : 18 : 12 war, wurden ein Formgebungshilfsmittel, ein Porenbildner und Wasser zugegeben, und alles wurde gemischt und geknetet, wodurch ein Grünkörper hergestellt wurde. Der resultierende Grünkörper wurde unter Bildung eines rechteckigen, ungebrannten Parallelepiped-Wabenformkörpers mit einer Länge von 42 mm, einer Breite von 42 mm und einer Höhe von 141 mm extrudiert, und der Wabenformkörper wurde getrocknet und gebrannt, wodurch ein Wabensegment hergestellt wurde.
Dann wurden für 16 Wabensegmente die Haftflächen von PET-Masken (jeweils mit einer Dicke von 70 µm) auf beide ganze Endflächen jedes Wabensegments aufgebracht. Dann wurde zur Bildung einer Beschichtungsschicht ein pastenartiges Bindematerial, enthaltend SiC-Pulver und ein Bindemittel, auf die Seitenfläche jedes Wabensegments aufgebracht, so dass eine Dicke von 1 mm erhalten wurde. Dann wurde ein anderes Wabensegment so auf dem Wabensegment angeordnet, dass die Beschichtungsschicht mit der Seitenfläche in Kontakt war. Dieser Schritt wurde dann wiederholt und so ein laminierter Wabensegmentkörper, bestehend aus insgesamt 16 kombinierten Wabensegmenten, mit einer Länge von 4 Stücken x einer Breite von 4 Stücken hergestellt. Dann, nach Anlegen von Druck von Außen, wurde der laminierte Körper bei 140 °C für 2 Stunden unter Erhalt einer Wabenstruktur, zu der die Wabensegmente verbunden wurden, getrocknet. Die Masken wurden von jedem Wabensegment abgezogen.
Überdies wurde die Außenumfangswand der resultierenden Wabenstruktur durch Schleifen ihrer Außenumfangsfläche entfernt. Die Wabenstruktur hatte (nach der Entfernung der Außenumfangswand) eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 165 mm und einer Länge von 141 mm und einer Porosität von 41 % (Wabe mit niedriger Porosität) und 63 % (Wabe mit hoher Porosität), einer Trennwanddicke von 0,30 mm und einer Zellendichte von 46 Zellen/cm².
Es wurde jedes Beschichtungsmaterial mit jeder Zusammensetzung wie in Tabelle 1 gezeigt hergestellt und auf die Außenumfangsfläche jeder Wabenstruktur, die durch die obige Herstellung der Wabenstruktur hergestellt wurde, bis auf eine Dicke von 0,3 mm aufgebracht und dann unter Verwendung eines Heißlufttrockners bei 120 °C für 60 Minuten getrocknet und dann in einem Elektroofen bei 600 °C für 30 Minuten unter Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht erhitzt. Während des Trocknens und Erhitzens wurde die Gegenwart oder Abwesenheit erzeugter Risse und Einfallstellen in der Außenumfangsbeschichtungsschicht wie folgt bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Bewertung von Rissen/Einfallstellen)
Die Bewertung von Rissen und Einfallstellen erfolgte durch visuelle Betrachtung der gesamten beschichteten Außenumfangsfläche der Wabenstruktur. Was die Risse betrifft, wurde eine Probe, bei der kein Riss festgestellt wurde, als „gut“ bewertet, eine Probe, bei der nur feine Risse jeweils mit einer Länge von 5 mm oder weniger festgestellt wurden, wurde als „leidlich“ bewertet, und eine Probe, bei der Risse jeweils mit einer Länge von mehr als 5 mm festgestellt wurden, wurde als „schlecht“ bewertet. Was Einfallstellen betrifft, wurde ein Zustand, bei dem ein Substrat in Form von Streifen oder kleinen Löchern in dem Beschichtungsmaterial frei lag, als Einfallstellen definiert, und eine Probe, bei der keine Einfallstelle festgestellt wurde, wurde als „gut“ bewertet, eine Probe, bei der nur feine Einfallstellen von 5 mm oder weniger festgestellt wurden, wurde als „leidlich“ bewertet, und eine Probe, bei der Einfallstellen von mehr als 5 mm festgestellt wurden, wurde als „schlecht“ bewertet.
Ferner wurden die Wärmeausdehnungskoeffizienten der
Außenumfangsbeschichtungsschicht und der Wabenstruktur durch messen eines durchschnittlichen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (Wärmeausdehnungskoeffizient) bei einer Temperatur von 40 bis 800 °C parallel zum Strömungsweg der Wabenstruktur mit Hilfe eines Verfahren gemäß JIS R 1618 bestimmt. Jede Probe der Außenumfangsbeschichtungsschichten wurde durch Zuschneiden eines getrockneten Körpers des Beschichtungsmaterials, das zur Herstellung der Wabenstruktur verwendet, separat hergestellt und bei 600 °C für 30 Minuten erhitzt wurde, auf eine Größe von 3 mm Höhe x 3 mm Breite x 20 mm Länge hergestellt, und jede Probe der Wabenstrukturen wurde aus der Wabenstruktur auf eine Größe von 2 Zellen hoch x 2 Zellen breit x 20 mm lang geschnitten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Laserdruck eines 2D-Barcodes erfolgte an der Außenumfangsfläche jeder so hergestellten Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang unter Bedingungen einer Ausgangsleistung von 20 W und einer Abtastgeschwindigkeit von 500 mm/s unter Verwendung eines CO2-Lasermarkierers. Die Bewertung der Wärmeschockbeständigkeit und die Bewertung des Kontrasts bedruckter Abschnitte (Lesetest eines gedruckten Barcodes) erfolgten an der so mit Laser bedruckten Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang wie folgt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Bewertung der Wärmeschockbeständigkeit)
Die Wärmeschockbeständigkeit wurde mit einem Schnellkühlungstest (Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung in einem Elektroofen) bewertet. Jede Wabenstruktur wurde in einem Elektroofen bei einer vorbestimmten Ausgangstemperatur (350 °C oder 400 °C) für 2 Stunden erhitzt, damit die Temperatur einheitlich war, und dann aus dem Elektroofen herausgenommen und rasch auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach dem raschen Abkühlen wurde die Wärmeschockbeständigkeit in Abhängigkeit davon, ob Risse in der Wabenstruktur erzeugt worden sind oder nicht, bewertet. Ein Fall, bei dem bei der Ausgangstemperatur von 400 °C kein Riss festgestellt werden konnte, wurde als „gut“ bewertet; ein Fall, bei dem bei einer Ausgangstemperatur von 400 °C Risse festgestellt werden konnten, bei der Ausgangstemperatur von 350 °C jedoch kein Riss festgestellt werden konnte, wurde als „leidlich“ bewertet, und ein Fall, bei dem bei der Ausgangstemperatur von 350 °C Risse festgestellt werden konnten, wurde als „schlecht“ bewertet.
(2D-Codelese-Klassen-Bewertung)
Der Kontrast zwischen dem mit Hilfe des Lasers gefärbten bedruckten Abschnitt und dem nicht bestrahlten Abschnitt wurde mit Hilfe eines Lesetests (Lesetest für einen gedruckten Barcode) unter Verwendung eines Barcode-Lesegerätes gemäß ISO IEC 15415 bewertet. Die Bewertung fand gemäß den folgenden Kriterien statt. Die „Lese-Klasse“ in den folgenden Kriterien richtet sich nach dem Standard ISO/IEC 15415:

Lese-Klasse A: guter Kontrast und zufriedenstellend lesbar für bedruckte Abschnitte;
Lese-Klassen B bis D: lesbar für bedruckte Abschnitte; und
Lese-Klasse F: schlechter Kontrast zwischen dem bedruckten Abschnitt und dem nicht bestrahlten Abschnitt und schwer zu lesen.

				Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3	Bsp. 4	Bsp. 5	Bsp. 6	Bsp. 7	Bsp. 8
Herstellungsverhältnis (Gew.-%)	Aggregat	Keramikpulver (A) (SiC-basiert)	Siliciumcarbid
		Keramikpulver (A) (SiC-basiert)	Si-SiC-Schleifpulver (selbe Zusammensetzung wie Wabensubstrat)	22,1	37,7	38,0	38,2	50,3	72,8	37,4	38,7
		Keramikpulver (B) (weiß oder helle Farbe)	Cordierit	22,1	6,9	15,0	20,1	8,9		14,7	15,3
		Keramikpulver (B) (weiß oder helle Farbe)	Aluminiumoxid	29,3	27,8	20,0	15,2	12,8		19,7	20,4
		Faser	Alumosilicatfaser
	Haftmittel	kolloidales Siliciumdioxid (Siliciumdioxid-Feststoffgehalt 40 %)		18,1	17,9	18,0	18,0	17,8	18,0	17,7	18,3
	organische hohle Teilchen	Schaum harz		2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
	organisches Bindemittel	CMC (Carboxymethylcellulose)		0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	Ton	Bentonit		0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
	Dispersionsmedium	Wasser		5,7	7,0	6,3	5,8	7,5	6,5	7,8	4,6
Teilchengrößenverteilung Aggregat	Keramikpulver (SiC-basiert)	Siliciumcarbid	D50 (µm)	-	-	-	-	-	-	-	-
		Si-SiC-Schleifpulver (selbe Zusammensetzung wie Wabensubstrat)	D10 (µm)	2,8	3,3	2,8	2,6	2,8	3,5	1,7	3,9
			D50 (µm)	18,8	21,4	18,8	15,7	18,8	14,9	8,9	28,9
			D90 (µm)	51,9	53,5	51,9	39,8	51,9	57,7	21,4	72,1
	Keramikpulver (weiß oder helle Farbe)	Cordierit	D50 (µm)	30,5	30,5	30,5	30,5	30,5	-	30,5	30,5
	Keramikpulver (weiß oder helle Farbe)	Aluminiumoxid	D50 (µm)	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	-	4,5	4,5
Teilchengrößenverteilung organische hohle Teilchen	organische hohle Teilchen	Schaumharz	D50 (µm))	44,0	44,0	44,0	44,0	44,0	44,0	44,0	44,0
Eigenschaften Außenumfangsbeschichtungsmaterial		Wärmeausdehnungskoeffizient (ppm/K)		5,0	4,6	4,0	3,5	4,3	4,6	4,2	3,9
Eigenschaften Außenumfangsbeschichtungsmaterial		Verhältnis Wärmeausdehnungskoeffizient zu Wabensubstrat		1,1	1,0	0,9	0,8	0,9	1,0	0,9	0,8
Produktivität		Rissbildunq im Trocknungs-/Erwärmungsschritt		qut	qut	qut	gut	leidlich	gut	qut	leidlich
Produktivität		Erzeugung von Einfallstellen im Trocknungs-/Erwärmungsschritt		leidlich	leidlich	gut	qut	gut	gut	leidlich	gut
Produkthaltbarkeit		Wärmeschockbeständigkeitstest (Wabe mit niedriger Porosität)		leidlich	gut	gut	gut	gut	gut	gut	gut
Produkthaltbarkeit		Wärmeschockbeständigkeitstest (Wabe mit hoher Porosität)		gut	gut	gut	leidlich	gut	leidlich	gut	qut
Laserdruckbarkeit		Stärke der Farbenwicklung durch Laserdrucken		schwach	stark	stark	stark	stark	stark	stark	stark
		Laserdruckkontrast (Unterschied zur Umgebung)		moderat	hoch	hoch	moderat	gering	qerinq	hoch	hoch
		Laserdruck 2D-Codeleseklasse (A>B>C>D: bestanden; F: versagt)		D	A	A	B	C	F	A	A

				Vgl.-Bsp. 1	Vgl.-Bsp. 2	Vgl.-Bsp. 3	Vgl.-Bsp. 4	Vgl.-Bsp. 5	Vgl.-Bsp. 6	Vgl.-Bsp. 7
Herstellungsverhältnis (Gew.-%)	Aggregat	Keramikpulver (A) (SiC-basiert)	Siliciumcarbid	40,0		33,0
		Keramikpulver (A) (SiC-basiert)	Si-SiC-Schleifpulver (selbe Zusammensetzung wie Wabensubstrat)				17,0	77,0	36,7	39,0
		Keramikpulver (B) (weiß oder helle Farbe)	Cordierit		60,0	33,0	24,0		14,4	15,3
		Keramikpulver (B) (weiß oder helle Farbe)	Aluminiumoxid				32,0		19,3	20,5
		Faser	Alumosilicatfaser	30,0
	Haftmittel	kolloidales Siliciumdioxid (Siliciumdioxid-Feststoffgehalt 40 %)		20,0	18,0	17,0	18,0	18,0	17,4	18,5
	organische hohle Teilchen	Schaumharz				2,0	2,0		2,0	2,0
	organisches Bindemittel	CMC (Carboxymethylcellulose)		0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	Ton	Bentonit		0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
	Dispersionsmedium	Wasser		9,3	21,3	14,3	6,3	4,3	9,5	4,0
Teilchengrößenverteilung Aggregat	Keramikpulver (SiC-basiert)	Siliciumcarbid	D50 (µm)	3,5	-	3,5	-	-	-	-
		Si-SiC-Schleifpulver (selbe Zusammensetzung wie Wabensubstrat)	D10 (µm)	-	-	-	2,8	2,8	0,8	4,8
			D50 (µm)	-	-	-	18,8	18,8	7,0	33,5
			D90 (µm)	-	-	-	51,9	51,9	18,6	77,0
	Keramikpulver (weiß oder helle Farbe)	Cordierit	D50 (µm)	-	23,8	-	30,5	30,5	-	30,5
	Keramikpulver (weiß oder helle Farbe)	Aluminiumoxid	D50 (µm)	-	-	-	4,5	4,5	-	4,5
Teilchengrößenverteilung organische hohle Teilchen	organische hohle Teilchen	Schaumharz	D50 (µm)	-	-	-	44,0	-	44,0	44,0
Eigenschaften Außenumfangsbeschichtungsmaterial		Wärmeausdehnungskoeffizient (ppm/K)		3,2	1,0	2,3	5,3	4,6	4,7	4,5
Eigenschaften Außenumfangsbeschichtungsmaterial		Verhältnis Wärmeausdehnungskoeffizient zu Wabensubstrat		0,7	0,2	0,5	1,2	1,0	1,0	1,0
Produktivität		Rissbildung im Trocknungs-/Erwärmungsschritt		gut	schlecht	leidlich	leidlich	schlecht	leidlich	schlecht
Produktivität		Erzeugung von Einfallstellen im Trocknungs-/Erwärmungsschritt		schlecht	leidlich	schlecht	schlecht	leidlich	schlecht	leidlich
Produkthaltbarkeit		Wärmeschockbeständigkeitstest (Wabe mit niedriger Porosität)		leidlich	schlecht	leidlich	schlecht	gut	gut	gut
Produkthaltbarkeit		Wärmeschockbeständigkeitstest (Wabe mit hoher Porosität)		schlecht	schlecht	schlecht	leidlich	gut	leidlich	leidlich
Laserdruckbarkeit		Stärke der Farbenwicklung durch Laserdrucken		stark	keine	stark	schwach	stark	stark	stark
		Laserdruckkontrast (Unterschied zur Umgebung)		hoch	keiner	hoch	gering	gering	gering	gering
		Laserdruck 2D-Codeleseklasse (A>B>C>D: bestanden; F. versagt)		A	Test nicht bestanden	A	F	F	F	F

(Erörterung)
Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ergibt sich, dass in den Beispielen gemäß der Erfindung im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen Risse und Einfallstellen effektiv unterbunden werden und auch die Wärmeschockbeständigkeit besser ist. Genauer gesagt, ergibt sich, dass Beispiele, die das Beschichtungsmaterial nutzen, das 20 bis 50 Masse-% Keramikpulver (B) enthält, auch eine bessere Laserdruckeigenschaft aufweisen.
Bezugszeichenliste

100: Wabenstruktur
102: Außenumfangsseitenwand
104: erste Endfläche
106: zweite Endfläche
108: erste Zelle
110: zweite Zelle
112: Trennwand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H05269388 A [0005]
JP 2604876 B [0005]
WO 2009/014200 A1 [0005]
JP 5345502 B [0005]

Claims

Beschichtungsmaterial für eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur, wobei das Beschichtungsmaterial 20 bis 75 Masse-% Keramikpulver (A) umfasst, wobei das Keramikpulver (A) 55 bis 95 Masse-% Siliciumcarbid und 5 bis 30 Masse-% Siliciumdioxid als chemische Komponenten umfasst.
Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Keramikpulver (A) einen D50 auf Volumenbasis von 8 bis 30 µm, basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, hat.
Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Keramikpulver (A) einen D10 auf Volumenbasis von 1 bis 4 µm und einen D90 von 20 bis 75 µm (D90 > D50), basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, hat.
Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Keramikpulver (A) Schleifabfall oder zerstoßenes Pulver von der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur ist.
Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend 20 bis 50 Masse-% weißes oder hell gefärbtes Keramikpulver (B).
Beschichtungsmaterial nach Anspruch 5, wobei das Keramikpulver (B) mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cordierit, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirconiumdioxid, Zirconiumphosphat, Titandioxid und Aluminiumtitanat, umfasst.
Beschichtungsmaterial nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Keramikpulver (B) einen D50 auf Volumenbasis von 1 bis 40 µm, basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, hat.
Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten nach dem Trocknen des Beschichtungsmaterials bei 600 °C für 30 Minuten zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Siliciumcarbid-Wabenstruktur 0,8 bis 1,1 beträgt.
Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Beschichtungsmaterial ferner 0,1 bis 4 % hohle Teilchen, enthaltend eine organische Substanz, umfasst, und wobei die hohlen Teilchen einen D50 auf Volumenbasis von 35 bis 55 µm, basierend auf einer Teilchengrößenverteilungsmessung mittels eines Laserbeugungs-/-streuungs-Verfahrens, haben.
Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang, umfassend: eine Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur und eine Außenumfangsbeschichtungsschicht, die den Außenumfang der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur bedeckt, wobei die Außenumfangsbeschichtungsschicht 20 bis 75 Masse-% Keramikpulver (A) umfasst, wobei das Keramikpulver (A) 55 bis 95 Masse-% Siliciumcarbid und 5 bis 30 Masse-% Siliciumdioxid als chemische Komponenten umfasst.
Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang nach Anspruch 10, wobei das Keramikpulver (A) dieselbe Zusammensetzung wie die Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur hat.
Siliciumcarbid-basierte Wabenstruktur mit beschichtetem Außenumfang nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Außenumfangsbeschichtungsschicht zum Wärmeausdehnungskoeffizienten der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur 0,8 bis 1,1 beträgt.
Verfahren zum Beschichten des Außenumfangs einer Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur, wobei das Verfahren umfasst: Aufbringen des Beschichtungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auf den Außenumfang der Siliciumcarbid-basierten Wabenstruktur und Trocknen des aufgebrachten Beschichtungsmaterials unter Bildung einer Außenumfangsbeschichtungsschicht.