DE102019203978A1

DE102019203978A1 - Wabenstruktur

Info

Publication number: DE102019203978A1
Application number: DE102019203978.2A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Kasai; Yukinari Shibagaki
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-10-02
Also published as: JP2019173728A; CN110314464B; JP7058536B2; US11312661B2; US20190300446A1; CN110314464A

Abstract

Eine Wabenstruktur enthält: einen säulenförmigen Wabenstrukturabschnitt, der aufweist: poröse Trennwände, die sich von einer Einströmstirnfläche durch den säulenförmigen Wabenstrukturabschnitt zu einer Ausströmstirnfläche erstrecken, um mehrere Zellen zu definieren, die einen Durchgangskanal bilden; eine äußere Umfangswand, die sich auf dem äußersten Umfang befindet; ein Paar von Elektrodenschichten, das auf einer Seitenfläche des Wabenstrukturabschnitts angeordnet ist. Jede des Paars von Elektrodenschichten ist in einer Streifenform ausgebildet, die sich in einer Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturabschnitts erstreckt. Eine Elektrodenschicht des Paars von Elektrodenschichten ist auf einer Seite angeordnet, die der anderen Elektrodenschicht über eine Mitte des Wabenstrukturabschnitts in einem Querschnitt orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Zelle gegenüberliegt. Der Wabenstrukturabschnitt enthält: mehrere erste Zellen, wobei die ersten Zellen auf der Einströmseite des Fluids geöffnet sind und auf der Stirnfläche auf der Ausströmseite des Fluids abgedichtete Abschnitte aufweisen; und mehrere zweite Zellen, wobei die zweiten Zellen auf der Ausströmseite des Fluids geöffnet sind und auf der Stirnfläche auf der Einströmseite des Fluids abgedichtete Abschnitte aufweisen. Eine Mittelposition jeder Länge des Paars von Elektrodenschichten befindet sich näher bei der Ausströmstirnfläche als eine Mittelposition einer Länge des Wabenstrukturabschnitts in der Erstreckungsrichtung der Zellen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wabenstruktur. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Wabenstruktur, die die Erzeugung von Rissen in einer Wabenstruktur aufgrund der Verbrennung von Partikeln während des elektrischen Heizens effektiv unterdrücken kann.
Keramische Wabenstrukturfilter sind zum Verringern der in den Kraftfahrzeugabgasen enthaltenen Partikel bekannt. Ferner ist eine Technik vorgeschlagen worden, bei der ein keramischer Wabenfilter selbst als ein elektrisches Heizelement betrachtet wird und die Partikel durch das elektrische Heizen verbrannt werden.
Das Patentdokument 1 offenbart eine Filtervorrichtung zum Entfernen brennbarer Partikel, wobei der Filter eine Wandstruktur umfasst, die mehrere Wege bildet, die sich jeder von einer Einlassseite bis zu einer Auslassseite erstrecken, wobei die Wege eine Einlassweggruppe umfassen, bei der eine Auslassseite des Weges durch eine Auslassschließwand verschlossen ist, und eine Auslassweggruppe umfassen, bei der eine Einlassseite durch eine Einlassschließwand verschlossen ist, wobei jeder der Einlasswege die Wand mit wenigstens einem Auslassweg teilt, um die brennbaren Partikel einzufangen, wobei wenigstens die Wandstruktur aus einer porösen leitfähigen Keramik ausgebildet ist und wobei ein äußerer Umfangsabschnitt des Filters Mittel zum Anlegen einer Spannung umfasst, um die Wandstruktur elektrisch zu heizen.
Ferner offenbart das Patentdokument 2 einen Dieselpartikelfilter des selbstheizenden Typs, in dem Elektrodenschichten auf beiden Stirnflächen eines Filterkörpers, der aus einer porösen leitfähigen Keramik hergestellt ist, mit Ausnahme eines Mittelabschnitts jeder Stirnfläche ausgebildet sind, so dass die verbrannten Reste der Partikel verringert werden und dadurch eine höhere Regenerationsrate bereitgestellt wird. Es offenbart außerdem, dass es nach der Regeneration keine Anomalie, wie z. B. ein Reißen gibt, und dass der DPF eine hohe Sicherheit aufweist.
LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
Patentliteraturen

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. S58-143817 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2000-297625 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn die in einer Wabenstruktur abgelagerten Partikel durch das elektrische Heizen der Wabenstruktur als ein Filter verbrannt und entfernt werden, überträgt die Verbrennung der Partikel auf einer Einlassseite der Wabenstruktur die Verbrennungswärme zu einer stromabwärts gelegenen Seite, so dass in einer Längsrichtung des Wabenstrukturabschnitts im Zusammenhang mit der Verbrennung der Partikel auf der stromabwärts gelegenen Seite ein größerer Temperaturunterschied erzeugt wird und aufgrund der Wärmespannung Risse erzeugt werden können. Wenn das Material des Wabenstrukturabschnitts eine NTC-Eigenschaft aufweist, fließt ferner ein Strom leicht zu einer Seite der höheren Temperatur, so dass ein größerer Temperaturunterschied in dem Wabenstrukturabschnitt weiter vergrößert wird.
Es sollte erwähnt werden, dass die NTC-Eigenschaft (die Eigenschaft eines negativen Temperaturkoeffizienten) eine Eigenschaft ist, die eine Abnahme des Widerstands bei einem Temperaturanstieg angibt.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wabenstruktur zu schaffen, die die Erzeugung von Rissen in der Wabenstruktur aufgrund der Verbrennung von Partikeln während des elektrischen Heizens effektiv unterdrücken kann.
Als Ergebnis intensiver Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die obigen Probleme durch das Anordnen einer Mittelposition in einer Längsrichtung jeder Elektrodenschicht, die auf einer Seitenfläche der Wabenstruktur angeordnet ist, auf einer weiter stromabwärts gelegenen Seite als die longitudinale Mittelposition der Wabenstruktur gelöst werden können, wodurch ein Temperaturunterschied während der Partikelverbrennung in der Wabenstruktur unterdrückt werden kann. Folglich ist die vorliegende Erfindung wie folgt spezifiziert:

(1) Eine Wabenstruktur, die umfasst:
- einen säulenförmigen Wabenstrukturabschnitt, der aufweist:
  - poröse Trennwände, die sich von einer Einströmstirnfläche durch den säulenförmigen Wabenstrukturabschnitt zu einer Ausströmstirnfläche erstrecken, um mehrere Zellen zu definieren, die einen Durchgangskanal bilden;
  - eine äußere Umfangswand, die sich auf dem äußersten Umfang befindet;
- ein Paar von Elektrodenschichten, das auf einer Seitenfläche des Wabenstrukturabschnitts angeordnet ist;
- wobei jede des Paars von Elektrodenschichten in einer Streifenform ausgebildet ist, die sich in einer Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturabschnitts erstreckt;
- wobei eine Elektrodenschicht des Paars von Elektrodenschichten auf einer Seite angeordnet ist, die der anderen Elektrodenschicht über eine Mitte des Wabenstrukturabschnitts in einem Querschnitt orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Zelle gegenüberliegt;
- wobei der Wabenstrukturabschnitt umfasst:
  - mehrere erste Zellen, wobei die ersten Zellen auf der Einströmseite des Fluids geöffnet sind und auf der Stirnfläche auf der Ausströmseite des Fluids abgedichtete Abschnitte aufweisen; und
  - mehrere zweite Zellen, wobei die zweiten Zellen auf der Ausströmseite des Fluids geöffnet sind und auf der Stirnfläche auf der Einströmseite des Fluids abgedichtete Abschnitte aufweisen; und
  - wobei sich eine Mittelposition jeder Länge des Paars von Elektrodenschichten näher bei der Ausströmstirnfläche als eine Mittelposition einer Länge des Wabenstrukturabschnitts in der Erstreckungsrichtung der Zellen befindet.
(2) Die Wabenstruktur gemäß (1), wobei der Wabenstrukturabschnitt aus einem Keramikmaterial ausgebildet ist.
(3) Die Wabenstruktur gemäß (1) oder (2), wobei ein Material des Wabenstrukturabschnitts eine NTC-Eigenschaft aufweist.
(4) Die Wabenstruktur nach einem von (1) bis (3), wobei jede des Paars von Elektrodenschichten eine Länge von kleiner als 0,9 · L in der Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturabschnitts von der Stirnfläche auf der Ausströmseite des Fluids aufweist, wobei L eine Länge des Wabenstrukturabschnitts in der Erstreckungsrichtung der Zelle ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Erzeugung von Rissen in der Wabenstruktur aufgrund der Partikelverbrennung während des elektrischen Heizens effektiv zu unterdrücken und außerdem die elektrische Steuerung zu fördern, so dass die Partikel effektiv verbrannt und entfernt werden können.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Wabenstrukturabschnitts in der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die erste Zellen und zweite Zelle in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt parallel zu einer Erstreckungsrichtung einer Zelle 12 eines Wabenstrukturabschnitts 10 aus 2 zeigt.
4 (a) ist eine Ansicht, die die Anordnung von Elektrodenschichten aus dem Stand der Technik zeigt.
4 (b) ist eine Ansicht, die einen Querschnitt in einer Richtung orthogonal zu einer Erstreckungsrichtung einer Zelle 12 des Wabenstrukturabschnitts aus 4 (a) zeigt.
5 ist eine Ansicht, die die Anordnung der Elektrodenschichten in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Ansicht, die einen Zentriwinkel α jeder Elektrodenschicht in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden die Ausführungsformen eines Trägers für einen Katalysator des elektrischen Heiztyps gemäß der vorliegenden Erfindung bezüglich der Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen eingeschränkt, wobei basierend auf der Kenntnis der Fachleute auf dem Gebiet verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen hinzugefügt werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
(Der Wabenstrukturabschnitt)
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Wabenstrukturabschnitts in der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Wabenstrukturabschnitt 10 enthält z. B.: die porösen Trennwände 11, die sich von einer Einströmstirnfläche 101 durch den Wabenstrukturabschnitt 10 bis zu einer Ausströmstirnfläche 102 erstrecken, um mehrere Zellen 12 zu definieren, die einen Durchgangskanal bilden, und eine äußere Umfangswand, die sich am äußersten Umfang befindet. Sowohl die Anzahl, die Anordnung, die Form und dergleichen der Zellen 12 als auch die Dicke jeder Trennwand 11 und dergleichen sind nicht eingeschränkt und können optional entworfen werden, wie es erforderlich ist.
Ein Material der Wabenstruktur 10 ist nicht besonders eingeschränkt, solange wie es eine Leitfähigkeit aufweist, wobei Metalle, Keramiken und dergleichen verwendet werden können. Insbesondere basiert vom Standpunkt der Kompatibilität der Wärmebeständigkeit und der Leitfähigkeit das Material des Wabenstrukturabschnitts 10 bevorzugt auf einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial oder Siliciumcarbid und ist bevorzugter ein Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial oder Siliciumcarbid. Tantalsilicid (TaSi₂) und Chromsilicid (CrSi₂) können außerdem hinzugefügt werden, um den spezifischen elektrischen Widerstand der Wabenstruktur zu verringern. Der Ausdruck „der Wabenstrukturabschnitt 10 basiert hauptsächlich auf einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff“ bedeutet, dass der Wabenstrukturabschnitt 10 90 Masse-% oder mehr Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial (Gesamtmasse) basierend auf dem gesamten Wabenstrukturabschnitt enthält. Für das Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial enthält es hier Siliciumcarbidpartikel als ein Aggregat und Silicium als ein Bindungsmaterial zum Verbinden der Siliciumcarbidpartikel, wobei mehrere Siliciumcarbidpartikel durch Silicium verbunden sind, um die Poren zwischen den Siliciumcarbidpartikeln zu bilden. Der Ausdruck „der Wabenstrukturabschnitt 10 basiert hauptsächlich auf Siliciumcarbid“ bedeutet, dass der Wabenstrukturabschnitt 10 90 Masse-% oder mehr Siliciumcarbid (Gesamtmasse) basierend auf dem gesamten Wabenstrukturabschnitt enthält.
Ferner weist ein Material des Wabenstrukturabschnitts 10 vorzugsweise eine NTC-Eigenschaft auf. Wenn das Material des Wabenstrukturabschnitts 10 die NTC-Eigenschaft aufweist, fließt ein Strom leicht zu einer Seite der höheren Temperatur, wobei im Stand der Technik ein größerer Temperaturunterschied in dem Wabenstrukturabschnitt weiter vergrößert wird, so dass die NTC-Eigenschaft die Wirkung der vorliegenden Erfindung erheblich erzeugt. Wenn ferner das Material des Wabenstrukturabschnitts 10 die NTC-Eigenschaft aufweist, werden die Partikel leicht auf der stromabwärts gelegenen Seite ausgebrannt, wo die Tendenz besteht, dass die Partikel, wie z. B. Ruß, abgelagert werden.
Der spezifische elektrische Widerstand des Wabenstrukturabschnitts 10 kann in Abhängigkeit von der anzulegenden Spannung nach Bedarf festgelegt werden, einschließlich, aber nicht eingeschränkt auf, von z. B. 0,001 bis 200 Ω · cm. Für eine höhere Spannung von 64 V oder mehr kann er von 2 bis 200 Ω · cm und typischerweise von 5 bis 100 Ω · cm betragen. Ferner kann er für eine geringere Spannung von kleiner als 64 V von 0,001 bis 2 Ω · cm und typisch von 0,001 bis 1 Ω · cm und typischer von 0,01 bis 1 Ω · cm betragen.
Jede Trennwand 11 des Wabenstrukturabschnitts 10 weist bevorzugt eine Porosität von 35 bis 60 % und bevorzugter von 35 bis 45 % auf. Die Porosität von kleiner als 35 % kann zu einer größeren Deformation während des Brennens führen. Die Porosität von größer als 60 % kann zu einer verringerten Festigkeit des Wabenstrukturabschnitts führen. Die Porosität ist ein durch ein Quecksilberporosimeter gemessener Wert.
Jede Trennwand 11 des Wabenstrukturabschnitts 10 weist bevorzugt eine durchschnittliche Porengröße von 2 bis 15 µm und bevorzugter von 4 bis 8 µm auf. Der durchschnittliche Porendurchmesser von kleiner als 2 µm kann zu einem übermäßig höheren spezifischen elektrischen Widerstand führen. Der durchschnittliche Porendurchmesser von größer als 15 µm kann zu einem übermäßig geringeren spezifischen elektrischen Widerstand führen. Die durchschnittliche Porengröße ist ein durch ein Quecksilberporosimeter gemessener Wert.
Die Form jeder Zelle 12 in einem Querschnitt jeder Zelle orthogonal zu einer Richtung des Strömungswegs ist nicht eingeschränkt, kann aber bevorzugt ein Quadrat, ein Sechseck, ein Achteck oder eine Kombination daraus sein. Unter diesen sind die quadratischen und hexagonale Formen bevorzugt. Eine derartige Zellenform führt zu einem verringerten Druckverlust, wenn ein Abgas durch den Wabenstrukturabschnitt 10 strömt, und zu einer verbesserten Reinigungsleistung des Katalysators.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, enthält in dieser Ausführungsform der Wabenstrukturabschnitt: mehrere erste Zellen 121, wobei die ersten Zellen 121 auf einer Einströmseite eines Fluids geöffnet sind und auf einer Stirnfläche 102 auf einer Ausströmseite des Fluids die abgedichteten Abschnitte 13 aufweisen; und mehrere zweite Zellen 122, wobei die zweiten Zellen 122 auf der Ausströmseite des Fluids geöffnet sind und auf einer Stirnfläche 101 auf der Einströmseite des Fluids die abgedichteten Abschnitte 13 aufweisen. Die mehreren ersten Zellen und die mehreren zweiten Zellen sind abwechselnd angeordnet, so dass sie über jede Trennwand 11 einander benachbart sind. Im Ergebnis geht das Fluid durch den Wabenstrukturabschnitt 10 durch die Trennwände 11 hindurch. In dem Wabenstrukturabschnitt gemäß der gezeigten Ausführungsform sind alle der ersten Zellen den zweiten Zellen benachbart und sind alle der zweiten Zellen den ersten Zellen benachbart. Es müssen jedoch nicht alle der ersten Zellen notwendigerweise den zweiten Zellen benachbart sein und müssen nicht alle der zweiten Zellen notwendigerweise den ersten Zellen benachbart sein.
Die Außenform des Wabenstrukturabschnitts 10 ist nicht besonders eingeschränkt, solange wie er eine Säulenform darstellt, wobei sie z. B. eine Form, wie z. B. eine Säulenform mit kreisförmigen Böden (eine Zylinderform), eine Säulenform mit oval geformten Böden und eine Säulenform mit polygonalen (quadratischen, fünfeckigen, sechseckigen, siebeneckigen, achteckigen und dergleichen) Böden und dergleichen, sein kann. Ferner weist für die Größe des Wabenstrukturabschnitts 10 der Wabenstrukturabschnitt hinsichtlich des Vergrößerns der Wärmebeständigkeit (des Verhinderns von Rissen, die in einer Umfangsrichtung der äußeren Umfangsseitenwand erzeugt werden) bevorzugt einen Flächeninhalt der Bodenflächen von 2000 bis 22000 mm² und bevorzugter von 4000 bis 15000 mm² auf. Ferner beträgt eine axiale Länge des Wabenstrukturabschnitts 10 hinsichtlich des Vergrößerns der Wärmebeständigkeit (des Verhinderns von Rissen, die in einer Richtung parallel zu einer Richtung der Mittelachse in der äußeren Umfangsseitenwand erzeugt werden) bevorzugt von 50 bis 200 mm und bevorzugter von 75 bis 150 mm.
Ferner kann der Wabenstrukturabschnitt 10 als ein Katalysatorträger durch das Tragen eines Katalysators auf dem Wabenstrukturabschnitt 10 verwendet werden.
Die Herstellung des Wabenstrukturabschnitts kann in Übereinstimmung mit einem Verfahren zum Herstellen eines Wabenstrukturabschnitts in einem bekannten Verfahren zum Herstellen eines Wabenstrukturabschnitts ausgeführt werden. Zuerst wird z. B. ein Formungsmaterial durch das Hinzufügen eines Pulvers metallischen Siliciums (metallischen Siliciums), eines Bindemittels, eines oberflächenaktiven Stoffs (oberflächenaktiver Stoffe), eines Porenbildners, Wasser und dergleichen zu einem Siliciumcarbidpulver (Siliciumcarbid) hergestellt. Es ist bevorzugt, dass eine Masse des metallischen Siliciums von 10 bis 40 Masse-% bezüglich der Gesamtmasse des Siliciumcarbidpulvers und der Masse des metallischen Siliciums beträgt. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Siliciumcarbidpartikel in dem Siliciumcarbidpulver beträgt bevorzugt von 3 bis 50 µm und bevorzugter von 3 bis 40 µm. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Partikel metallischen Siliciums in dem Pulver metallischen Siliciums beträgt vorzugsweise von 2 bis 35 µm. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser sowohl der Siliciumcarbidpartikel als auch der Partikel metallischen Siliciums bezieht sich auf einen Durchmesser des arithmetischen Durchschnitts auf Volumenbasis, wenn eine Häufigkeitsverteilung der Partikelgröße durch das Laserbeugungsverfahren gemessen wird. Die Siliciumcarbidpartikel sind feine Partikel des Siliciumcarbids, die das Siliciumcarbidpulver bilden, während die Partikel des metallischen Siliciums feine Partikel des metallischen Siliciums sind, die das Pulver metallischen Siliciums bilden. Es sollte angegeben werden, dass diese Formulierung zum Bilden von Ausgangsstoffen in dem Fall ist, in dem das Material des Wabenstrukturabschnitts das Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial ist. In dem Fall, in dem das Material des Wabenstrukturabschnitts Siliciumcarbid ist, wird kein metallisches Silicium hinzugefügt.
Die Beispiele des Bindemittels enthalten Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxypropoxylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalcohol und dergleichen. Unter diesen ist es bevorzugt, Methylcellulose in Kombination mit Hydroxypropoxylcellulose zu verwenden. Der Gehalt des Bindemittels beträgt bevorzugt von 2,0 bis 10,0 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbidpulvers und des Pulvers metallischen Siliciums 100 Massenteile beträgt.
Der Wassergehalt beträgt bevorzugt von 20 bis 60 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbidpulvers und des Pulvers metallischen Siliciums 100 Massenteile beträgt.
Der oberflächenaktive Stoff, der verwendet werden kann, enthält Ethylenglykol, Dextrin, Fettsäureseifen, einen Polyalkohol und dergleichen. Diese können allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden. Der Gehalt des oberflächenaktiven Stoffs beträgt bevorzugt von 0,1 bis 2,0 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbidpulvers und des Pulvers metallischen Siliciums 100 Massenteile beträgt.
Der Porenbildner ist nicht besonders eingeschränkt, solange wie der Porenbildner selbst Poren nach dem Brennen bildet, einschließlich z. B. Graphit, Stärke, geschäumter Harze, wasserabsorbierender Harze, Siliciumdioxidgel und dergleichen. Der Gehalt des Porenbildners beträgt bevorzugt von 0,5 bis 10,0 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbidpulvers und des Pulvers metallischen Siliciums 100 Massenteile beträgt. Ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Porenbildners beträgt bevorzugt von 10 bis 30 µm. Falls er kleiner als 10 µm ist, können die Poren nicht ausreichend gebildet werden. Falls er größer als 30 µm ist, kann ein Formwerkzeug mit dem Porenbildner während des Formens verstopft werden. Die durchschnittliche Partikelgröße des Porenbildners bezieht sich auf einen Durchmesser des arithmetischen Durchschnitts auf Volumenbasis, wenn die Häufigkeitsverteilung der Partikelgröße durch das Laserbeugungsverfahren gemessen wird. Wenn der Porenbildner das wasserabsorbierende Harz ist, ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Porenbildners ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser nach der Wasserabsorption.
Dann werden die resultierenden Formungsausgangsstoffe geknetet, um einen Grünkörper zu bilden, wobei der Grünkörper dann extrudiert wird, um den Wabenstrukturabschnitt herzustellen. Bei dem Strangpressen kann ein Formwerkzeug, das eine Soll-Gesamtform, eine Soll-Zellenform, eine Soll-Trennwanddicke, eine Soll-Zellendichte und dergleichen aufweist, verwendet werden. Der resultierende Wabenstrukturabschnitt wird bevorzugt getrocknet. Wenn die Länge in der Richtung der Mittelachse des Wabenstrukturabschnitts nicht die Solllänge ist, können beide Stirnflächen des Wabenstrukturabschnitts auf die Solllänge geschnitten werden.
Der getrocknete Wabenkörper wird dann gebrannt, um einen gebrannten Wabenkörper herzustellen. Vor dem Brennen kann eine Kalzinierung ausgeführt werden, um das Bindemittel und dergleichen zu entfernen. Die Kalzinierung wird bevorzugt in einer Luftatmosphäre während 0,5 bis 20 Stunden bei einer Temperatur von 400 bis 500 °C ausgeführt. Die Verfahren der Kalzinierung und des Brennens sind nicht eingeschränkt, wobei sie unter Verwendung eines Elektroofens, eines Gasofens oder dergleichen ausgeführt werden können. Das Brennen kann vorzugsweise in einer Schutzgasatmosphäre, wie z. B. Stickstoff und Argon, während 1 bis 20 Stunden bei einer Temperatur von 1400 bis 1500 °C ausgeführt werden. Nach dem Brennen wird bevorzugt eine Oxygenierungsbehandlung während 1 bis 10 Stunden bei einer Temperatur von 1200 bis 1350 °C ausgeführt, um die Haltbarkeit zu verbessern.
(Die Elektrodenschicht)
Wie in den 4 (a) und 4 (b) gezeigt ist, ist die äußere Umfangswand des Wabenstrukturabschnitts im Allgemeinen mit einem Paar von Elektrodenschichten 21a, 21b versehen. Jede der Elektrodenschichten 21a, 21b ist in einer Streifenform ausgebildet, die sich in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 des Wabenstrukturabschnitts erstreckt. In einem Querschnitt des Wabenstrukturabschnitts orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 ist das Paar von Elektrodenschichten 21a, 21b so angeordnet, dass sie über eine Mitte des Wabenstrukturabschnitts einander zugewandt sind. Eine derartige Konfiguration ermöglicht die Unterdrückung irgendeiner Vorbelastung eines in dem Wabenstrukturabschnitt 10 fließenden Stroms und die Unterdrückung irgendeiner Vorbelastung einer Temperaturverteilung in dem Wabenstrukturabschnitt, wenn eine Spannung angelegt ist.
Wenn die Elektrodenschichten 21a, 21b über die volle Länge des Wabenstrukturabschnitts in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 des Wabenstrukturabschnitts vorgesehen sind, überträgt jedoch beim Verbrennen und Entfernen der in der Wabenstruktur abgelagerten Partikel durch das elektrische Heizen der Wabenstruktur als ein Filter die Verbrennung der Partikel auf einer Einlassseite des Wabenstrukturabschnitts die Verbrennungswärme zu einer stromabwärts gelegenen Seite, so dass in einer Längenrichtung des Wabenstrukturabschnitts im Zusammenhang mit der Verbrennung der Partikel auf der stromabwärts gelegenen Seite ein größerer Temperaturunterschied erzeugt wird, wobei aufgrund der Wärmespannung Risse erzeugt werden können, wie oben dargelegt worden ist. Wenn ferner das Material des Wabenstrukturabschnitts die NTC-Eigenschaft aufweist, fließt ein Strom leicht zur Seite einer höheren Temperatur, so dass der größere Temperaturunterschied in dem Wabenstrukturabschnitt weiter vergrößert wird.
Wie in den 5 (a) und 5 (b) gezeigt ist, befindet sich deshalb in der Wabenstruktur dieser Ausführungsform eine Mittelposition M jeder Länge des Paars von Elektrodenschichten 21a, 21b näher bei der Stirnfläche 102 auf der Ausströmseite des Fluids als eine Mittelposition N einer Länge des Wabenstrukturabschnitts 10 in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12.
In der in den 5 (a) und 5 (b) gezeigten Ausführungsform sind die Längen des Paars von Elektrodenschichten 21a, 21b in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 konstant. Falls die Längen nicht konstant sind, ist jedoch die Länge jeder der Elektrodenschichten 21a, 21b als die längste Länge der Längen definiert, für die die Geraden, von denen jede zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 parallel ist, durch die Elektrodenschichten 21a, 21b hindurchgehen, wobei M als deren Mittelposition definiert ist. Das Gleiche gilt für den Wabenstrukturabschnitt 10.
In der in den 5 (a) und 5 (b) gezeigten Ausführungsform weisen die Elektrodenschichten 21a, 21b die gleiche Länge auf. Es ist jedoch ausreichend, solange wie sich die Mittelposition M jeder Länge näher bei der Stirnfläche 102 auf der Ausströmseite des Fluids als die Mittelposition N der Länge des Wabenstrukturabschnitts 10 befindet, wobei es nicht erforderlich ist, dass die Elektrodenschichten 21a, 21b die gleiche Länge aufweisen. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Elektrodenschichten 21a, 21b die gleiche Länge aufweisen.
Wenn die Länge der Wabenstruktur 10 in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 als L definiert ist, weist jede der Elektrodenschichten 21a, 21b eine Länge von kleiner als 0,9 ▪ L in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 der Wabenstruktur 10 von der Stirnseite 102 auf der Ausströmseite des Fluids auf. Der Erstreckungsbereich jeder der Elektrodenschichten 21a, 21b innerhalb der Länge von 0,9 ▪ L kann die Wirkung der vorliegenden Erfindung erheblicher erzeugen. Obwohl eine untere Grenze des Erstreckungsbereichs jeder der Elektrodenschichten 21a, 21b nicht besonders spezifiziert ist, ist sie hinsichtlich des Erreichens der ursprünglichen Funktionen der Elektrodenschichten 21a, 21b bevorzugt eine Länge von 0,3 ▪ L oder größer.
Bei einer derartigen Anordnung der Elektrodenschichten wird durch das elektrische Heizen die stromabwärts gelegene Seite mehr geheizt als die stromaufwärts gelegene Seite, wobei die Partikel auf der stromabwärts gelegenen Seite verbrannt werden. Die Wärme auf der stromabwärts gelegenen Seite wird zu der stromaufwärts gelegenen Seite übertragen, wodurch die Partikel auf der stromaufwärts gelegenen Seite verbrannt werden. Dies kann zu einem verringerten Temperaturunterschied in der Längenrichtung des Wabenstrukturabschnitts 10 aufgrund der Partikelverbrennung aufgrund des elektrischen Heizens und zu einer Unterdrückung der Erzeugung von Rissen führen und außerdem die elektrische Steuerung fördern, wobei dadurch ermöglicht wird, dass die Partikel effizient verbrannt und entfernt werden.
Die Elektrodenschichten 21a, 21b sind aus einem Material mit Leitfähigkeit ausgebildet. Es ist bevorzugt, dass jede der Elektrodenschichten 21a, 21b hauptsächlich auf Siliciumcarbidpartikeln und Silicium basiert und es ist bevorzugter, dass jede der Elektrodenschichten 21a, 21b unter Verwendung von Siliciumcarbidpartikeln und Silicium als die Ausgangsstoffe mit Ausnahme der Verunreinigungen, die normalerweise enthalten sind, gebildet wird. Der Ausdruck „hauptsächlich basierend auf Siliciumcarbidpartikeln und Silicium“, wie er hier verwendet wird, bedeutet, dass die Gesamtmasse der Siliciumcarbidpartikel und des Siliciums 90 Masse-% oder mehr der Masse des gesamten Elektrodenabschnitts beträgt. Folglich basiert jede der Elektrodenschichten 21a, 21b hauptsächlich auf Siliciumcarbidpartikeln und Silicium, wodurch die Komponenten jeder der Elektrodenschichten 21a, 21b und die Komponenten des Wabenstrukturabschnitts 10 zueinander gleich sind oder sich nah beieinander befinden (was ein Fall ist, in dem das Material der Wabenstruktur Siliciumcarbid ist). Die Werte der Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elektrodenschichten 21a, 21b und der Wabenstruktur sind deshalb zueinander gleich oder befinden sich nah beieinander. Weil die Materialien zueinander gleich sind oder sich nah beieinander befinden, ist ferner eine Bindungsfestigkeit zwischen den Elektrodenschichten 21a, 21b und dem Wabenstrukturabschnitt 10 außerdem vergrößert. Selbst wenn eine Wärmespannung an die Wabenstruktur angelegt ist, ist es deshalb möglich, es zu verhindern, dass sich die Elektrodenschichten 21a, 21b von dem Wabenstrukturabschnitt 10 ablösen oder die Verbindungsabschnitte zwischen den Elektrodenschichten 21a, 21b und der Wabenstruktur 10 zerbrochen werden.
Ferner beträgt in dem Querschnitt orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 ein Zentriwinkel α jeder der Elektrodenschichten 21a, 21b von 45 bis 140 °. Weiterhin ist der Zentriwinkel α einer der Elektrodenschichten 21a, 21b bevorzugt von 0,8- bis 1,2-mal größer als der Zentriwinkel α der anderen der Elektrodenschichten 21a, 21b und bevorzugter das 1,0-fache (die gleiche Größe). Dies kann die Unterdrückung jeder Vorbelastung des Stroms, der sowohl durch den äußeren Umfang als auch durch den Mittelabschnitt des Wabenstrukturabschnitts fließt, wenn eine Spannung zwischen dem Paar von Elektrodenschichten 21a, 21b angelegt ist, ermöglichen. Sowohl in dem äußeren Umfang als auch in dem Mittelbereich des Wabenstrukturabschnitts kann jede Vorbelastung der Wärmeerzeugung unterdrückt werden.
Der Zentriwinkel α, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Winkel, der durch die Geraden gebildet wird, die die beiden Endabschnitte der Elektrodenschichten 21a, 21b und eine Mitte des Wabenstrukturabschnitts im Querschnitt orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 verbinden, (siehe 6). In 6 sind die Zentriwinkel α des Paars von Elektroden 21, 21 die gleichen.
In dem Wabenstrukturabschnitt 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 21a, 21b bevorzugt kleiner als der spezifische elektrische Widerstand der äußeren Umfangswand des Wabenstrukturabschnitts 10. Ferner beträgt der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 21a, 21b bevorzugter von 0,1 bis 10 % und besonders bevorzugt von 0,5 bis 5 % des spezifischen elektrischen Widerstands der äußeren Umfangswand des Wabenstrukturabschnitts 10. Falls er kleiner als 0,1 % ist, wird eine Strommenge, die zu den „Endabschnitten des Elektrodenabschnitts“ innerhalb der Elektrodenschicht 21a, 21b fließt, vergrößert, wenn eine Spannung an die Elektrodenschichten 21a, 21b angelegt ist, so dass der durch den Wabenstrukturabschnitt 10 fließende Strom leicht vorbelastet werden kann. Zusätzlich kann es schwierig sein, dass der Wabenstrukturabschnitt 10 die Wärme gleichmäßig erzeugt. Falls er höher als 10 % ist, ist eine Strommenge, die sich in die Elektrodenschichten 21a, 21b ausbreitet, verringert, wenn eine Spannung an die Elektrodenschichten 21a, 21b angelegt ist, wobei der durch den Wabenstrukturabschnitt 10 fließende Strom leicht vorbelastet werden kann. Zusätzlich kann es schwierig sein, dass der Wabenstrukturabschnitt 10 die Wärme gleichmäßig erzeugt.
Jede der Elektrodenschichten 21a, 21b weist bevorzugt eine Dicke von 0,01 bis 5 mm und bevorzugter von 0,01 bis 3 mm auf. Die Dicke in einem derartigen Bereich kann einen Beitrag zur gleichmäßigen Wärmeerzeugung des Wabenstrukturabschnitts bereitstellen. Falls die Dicke jeder der Elektrodenschichten 21a, 21b kleiner als 0,01 mm ist, ist der spezifische elektrische Widerstand vergrößert, wobei eine gleichmäßige Wärmeerzeugung nicht möglich sein kann. Falls die Dicke jeder der Elektrodenschichten 21a, 21b größer als 5 mm ist, kann während des Einhülsens ein Bruch auftreten.
Wie in 5 gezeigt ist, befinden sich (erreichen) in dieser Ausführungsform die Endabschnitte der Elektrodenschichten 21a, 21b in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 mit der Stirnfläche 102 des Wabenstrukturabschnitts in Kontakt (die Stirnfläche 102 des Wabenstrukturabschnitts). Ferner ist eine bevorzugte Ausführungsform außerdem ein Zustand, in dem sich wenigstens ein Endabschnitt der Endabschnitte der Elektrodenschichten 21a, 21b in der Erstreckungsrichtung der Zelle 12 nicht mit der Stirnfläche 102 des Wabenstrukturabschnitts 10 in Kontakt befindet (die Stirnfläche 102 des Wabenstrukturabschnitts 10 nicht erreicht). Dies kann eine Verbesserung der Wärmeschockbeständigkeit der Wabenstruktur ermöglichen.
In dem Wabenstrukturabschnitt 10 der vorliegenden Ausführungsform ist jede der Elektrodenschichten 21a, 21b in einer Form ausgebildet, so dass ein ebenes rechteckiges Element entlang einem äußeren Umfang einer Säulenform gebogen ist, wie z. B. in 4 gezeigt ist. Hier wird eine Form, wenn die gebogene Elektrodenschicht 21a, 21b in ein nicht gebogenes ebenes Element deformiert ist, als eine „ebene Form“ der Elektrodenschicht 21a, 21b bezeichnet. Die „ebene Form“ der Elektrodenschicht 21a, 21b, die in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist ein Rechteck. Eine „äußere Umfangsform der Elektrodenschicht“, wie sie hier verwendet wird, bedeutet „eine äußere Umfangsform der ebenen Form des Elektrodenabschnitts“.
In dem Wabenstrukturabschnitt 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die äußere Umfangsform der streifenförmigen Elektrodenschicht eine Form sein, in der jeder der rechteckigen Eckabschnitte in einer gebogenen Form ausgebildet ist. Eine derartige Form ermöglicht eine Verbesserung der Wärmeschockbeständigkeit der Wabenstruktur. Es ist eine bevorzugte Ausführungsform, dass der äußere Umfangjeder streifenförmigen Elektrodenschicht 21a, 21b eine Form aufweist, in der die rechteckigen Eckabschnitte linear abgeschrägt sind. Eine derartige Form kann eine Verbesserung der Wärmeschockbeständigkeit der Wabenstruktur ermöglichen.
BEISPIELE
Im Folgenden werden für das bessere Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile Beispiele veranschaulicht, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele eingeschränkt ist.
Es wurden Siliciumcarbidpulver (SiC-Pulver) und Pulver metallischen Siliciums (Si) in einem Massenverhältnis von 60:40 gemischt, um einen keramischen Ausgangsstoff herzustellen. Zu dem keramischen Ausgangsstoff wurden Hydroxypropylmethylcellulose als ein Bindemittel, ein wasserabsorbierendes Harz als ein Porenbildner und Wasser hinzugefügt, um einen Formungsausgangsstoff zu bilden. Der Formungsausgangsstoff wurde dann mittels eines Vakuumgrünkörperkneters geknetet, um einen kreisförmigen säulenförmigen Grünkörper herzustellen. Der Gehalt des Bindemittels betrug 7 Masseteile, wenn die Gesamtmenge des Siliciumcarbidpulvers (SiC-Pulvers) und des Pulvers metallischen Siliciums (Si) 100 Masseteile war. Der Gehalt des Porenbildners betrug 3 Masseteile, wenn die Gesamtmenge des Siliciumcarbidpulvers (SiC-Pulvers) und des Pulvers metallischen Siliciums (Si) 100 Masseteile war. Der Gehalt des Wassers betrug 42 Masseteile, wenn die Gesamtmenge des Siliciumcarbidpulvers (SiC-Pulvers) und des Pulvers metallischen Siliciums (Si) 100 Masseteile war. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Siliciumcarbidpulvers betrug 20 µm, während der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Pulvers metallischen Siliciums 6 µm betrug. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Porenbildners betrug 20 µm. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser jedes des Siliciumcarbidpulvers, des Pulvers metallischen Siliciums und des Porenbildners bezieht sich auf einen Durchmesser des arithmetischen Mittels auf Volumenbasis, wenn eine Häufigkeitsverteilung einer Partikelgröße durch das Laserbeugungsverfahren gemessen wird.
Der resultierende kreisförmige säulenförmige Grünkörper wurde unter Verwendung eines Extruders gebildet, um einen säulenförmigen Wabenformling zu erhalten, in dem jede Zelle eine quadratische Querschnittsform aufwies. Ein vorgegebener Betrag beider Stirnflächen des resultierenden Wabenformlings wurde abgeschnitten.
Es wurde eine Abdichtbehandlung durch das Einpressen eines Grünkörpers in mehrere Zellen auf einer Stirnfläche des resultierenden Wabenformlings ausgeführt. Die Abdichtbehandlung wurde dann durch das Einpressen eines Grünkörpers in die Zellen, in denen die gegenüberliegende Stirnfläche nicht abgedichtet war, auf der anderen Stirnfläche ausgeführt. Die abgedichteten Abschnitte wurden mit heißer Luft bei 200 °C getrocknet, um einen getrockneten Wabenkörper zu erhalten. Der getrocknete Wabenkörper wurde entfettet (kalziniert) und dann gebrannt.
Dann wurden zu dem Pulver metallischen Siliciums (Si) Hydroxypropy-Imethylcellulose als ein Bindemittel, Glycerin als ein Feuchthaltemittel, ein oberflächenaktiver Stoff als ein Dispersionsmittel und Wasser hinzugefügt und miteinander gemischt. Die Mischung wurde geknetet, um einen Ausgangsstoff zum Bilden der Elektrodenschichten herzustellen. Der Ausgangsstoff zum Bilden der Elektrodenschichten wurde dann auf eine Seitenfläche des gebrannten Wabenkörpers, beginnend vom Ausströmendabschnitt des gebrannten Wabenkörpers, aufgetragen, so dass eine Dicke 1,5 mm betrug. Die Länge L2 des Bereichs, wo das Material zum Bilden der Elektrodenschichten aufgetragen wurde, ist in Tabelle 1 gezeigt. Das Material zum Bilden der Elektrodenschichten wurde an zwei Positionen auf der Seitenfläche des gebrannten Wabenkörpers aufgetragen. Dann wurde in dem Querschnitt orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Zelle einer der beiden mit dem Material zum Bilden der Elektrodenschichten überzogenen Abschnitte auf einer Seite angeordnet, die über die Mitte des gebrannten Wabenkörpers der anderen gegenüberliegt.
Der auf den gebrannten Wabenkörper aufgetragene Ausgangsstoff zum Bilden der Elektrodenschichten wurde dann getrocknet, um einen gebrannten Wabenkörper mit ungebrannten Elektroden zu erhalten. Die Trocknungstemperatur betrug 70 °C.
Anschließend wurde der gebrannte Wabenkörper mit den ungebrannten Elektroden entfettet (kalziniert), gebrannt und ferner oxidiert, um eine Wabenstruktur mit Elektroden zu erhalten. Das Entfetten wurde während 3 Stunden bei 550 °C ausgeführt. Das Brennen wurde während 2 Stunden in einer Ar-Atmosphäre bei 1450 °C ausgeführt. Die Oxidation wurde während 1 Stunde bei 1300 °C ausgeführt. Jede der Stirnflächen der resultierenden Wabenstruktur wies eine Kreisform mit einem Durchmesser von 100 mm auf, wobei die Länge L1 der Wabenstruktur in der Erstreckungsrichtung der Zelle 120 mm betrug.
(Die Auswertung bezüglich des Temperaturunterschieds)
An einer Mittelposition im Querschnitt jeder Wabenstruktur mit den Elektroden und an einer Position 10 mm von der Einlassstirnfläche wurden Thermoelemente (die im Folgenden als die stromaufwärts gelegenen Thermoelemente bezeichnet werden) angeordnet. Ferner wurden an einer Mittelposition im Querschnitt der Wabenstruktur und an einer Position 10 mm von der Auslassstirnfläche Thermoelemente (die im Folgenden als die stromabwärts gelegenen Thermoelemente bezeichnet werden) angeordnet. Durch das Anordnen dieser Thermoelemente kann die Temperatur des Wabenstrukturabschnitts gemessen werden.

Die Wabenstruktur mit den Elektroden wurde in einem Auslassrohr einer Benzinkraftmaschine mit 1,4 Litern Hubraum installiert, wobei 4 g/Liter Partikel in der Wabenstruktur mit den Elektroden abgelagert wurden. Die Kraftmaschine wurde dann gestoppt, wobei die Wabenstruktur dann gelassen wurde, bis die Temperatur des Auslassrohrs 25 °C betrug. Dann wurde die Benzinkraftmaschine gestartet, wobei während 30 Sekunden Elektrizität von 3 kW an die Wabenstruktur mit den Elektroden angelegt wurde. Nach dem Starten der Kraftmaschine wurde sie während 600 Sekunden im Leerlaufzustand aufrechterhalten. Während dieses Zeitraums wurde ein Teil der abgelagerten Partikel verbrannt und die Temperatur des Wabenstrukturabschnitts der Wabenstruktur mit den Elektroden wurde erhöht. Die Temperatur des Wabenstrukturabschnitts der Wabenstruktur mit den Elektroden wurde durch die stromaufwärts gelegenen Thermoelemente und die stromabwärts gelegenen Thermoelemente gemessen, wie oben beschrieben worden ist. [Tabelle 1]

	Wabenstrukturabschnitt		Elektrodenschicht			L2/L1	Temperaturverteilung (°C)		Temperatur stromabwärts - Temperatur stromaufwärts (°C)
	Durchmesser D (mm)	Länge L1 (mm)	Zentriwinkel α (°)	Länge L2 (mm)	Dicke t (mm)	L2/L1	stromaufwärts	stromabwärts	Temperatur stromabwärts - Temperatur stromaufwärts (°C)
Vergleichs beispiel	100	120	140	120	1,0	1,0	422	627	205
Beispiel 1	100	120	140	108	1,0	0,9	425	599	174
Beispiel 2	100	120	140	80	1,0	0,67	422	560	138
Beispiel 3	100	120	140	40	1,0	0,33	424	583	159
Beispiel 4	100	120	140	30	1,0	0,25	423	593	170

[Erörterung]
Gemäß Tabelle 1 zeigten alle Beispiele einen kleineren Temperaturunterschied zwischen dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt und dem stromabwärts gelegenen Abschnitt des Wabenstrukturabschnitts als den des Vergleichsbeispiels.
Bezugszeichenliste

10: Wabenstrukturabschnitt
101: Einströmstirnfläche
102: Ausströmstirnfläche
11: Trennwand
12: Zelle
13: abgedichteter Abschnitt
21a, 21b: Elektrodenschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP S58143817 A [0004]
JP 2000297625 A [0004]

Claims

Wabenstruktur, die umfasst: einen säulenförmigen Wabenstrukturabschnitt, der aufweist: poröse Trennwände, die sich von einer Einströmstirnfläche durch den säulenförmigen Wabenstrukturabschnitt zu einer Ausströmstirnfläche erstrecken, um mehrere Zellen zu definieren, die einen Durchgangskanal bilden; eine äußere Umfangswand, die sich auf dem äußersten Umfang befindet; ein Paar von Elektrodenschichten, das auf einer Seitenfläche des Wabenstrukturabschnitts angeordnet ist; wobei jede des Paars von Elektrodenschichten in einer Streifenform ausgebildet ist, die sich in einer Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturabschnitts erstreckt; wobei eine Elektrodenschicht des Paars von Elektrodenschichten auf einer Seite angeordnet ist, die der anderen Elektrodenschicht über eine Mitte des Wabenstrukturabschnitts in einem Querschnitt orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Zelle gegenüberliegt; wobei der Wabenstrukturabschnitt umfasst: mehrere erste Zellen, wobei die ersten Zellen auf der Einströmseite des Fluids geöffnet sind und auf der Stirnfläche auf der Ausströmseite des Fluids abgedichtete Abschnitte aufweisen; und mehrere zweite Zellen, wobei die zweiten Zellen auf der Ausströmseite des Fluids geöffnet sind und auf der Stirnfläche auf der Einströmseite des Fluids abgedichtete Abschnitte aufweisen; und wobei sich eine Mittelposition jeder Länge des Paars von Elektrodenschichten näher bei der Ausströmstirnfläche als eine Mittelposition einer Länge des Wabenstrukturabschnitts in der Erstreckungsrichtung der Zellen befindet.
Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei der Wabenstrukturabschnitt aus einem Keramikmaterial ausgebildet ist.
Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Material des Wabenstrukturabschnitts eine NTC-Eigenschaft aufweist.
Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede des Paars von Elektrodenschichten eine Länge von kleiner als 0,9 - L in der Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturabschnitts von der Stirnfläche auf der Ausströmseite des Fluids aufweist, wobei L eine Länge des Wabenstrukturabschnitts in der Erstreckungsrichtung der Zelle ist.