DE19839790A1 - Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau - Google Patents

Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau

Info

Publication number
DE19839790A1
DE19839790A1 DE19839790A DE19839790A DE19839790A1 DE 19839790 A1 DE19839790 A1 DE 19839790A1 DE 19839790 A DE19839790 A DE 19839790A DE 19839790 A DE19839790 A DE 19839790A DE 19839790 A1 DE19839790 A1 DE 19839790A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
honeycomb structure
temperature rise
kaolin
burning
mil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19839790A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19839790B4 (de
Inventor
Yasuhiro Ito
Wataru Kotani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of DE19839790A1 publication Critical patent/DE19839790A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19839790B4 publication Critical patent/DE19839790B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006Honeycomb structures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau, bei wel­ chem Kordierit-Rohmaterialien einschließlich von zumindest Rohkaolin extrudiert werden, um einen geformten Körper mit wabenförmigem Aufbau zu erhalten, und der so erhaltene Körper mit wabenförmigem Aufbau gebrannt wird.
Im allgemeinen sind verschiedene Brennverfahren als Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau be­ kannt, bei denen Kordierit-Rohmaterialien einschließlich Talk, Kaolin, Aluminiumoxid und so weiter extrudiert werden, um einen geformten Körper mit wabenförmigem Aufbau zu erhal­ ten, und der so erhaltene Körper mit wabenförmigem Aufbau ge­ brannt wird. Beispielsweise ist aus der japanischen Offenle­ gungsschrift Nr. 1-249665 zur Verhinderung einer Rißbildung aufgrund einer exothermen Reaktion im Zersetzungstemperatur­ bereich der Bildungsmaterialien die Technik bekannt, die Tem­ peraturanstiegsgeschwindigkeit bis zur Zersetzungstemperatur des Bildungsmaterials im Vergleich zu der oberhalb der Zer­ setzungstemperatur des Bildungsmaterials zu erniedrigen. Da­ her wird bei dieser Technik das Brennen derart durchgeführt, daß die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit bis 200°C auf 80-90°C/h und die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit oberhalb dieser Temperatur auf 100-120°C/h eingestellt wird.
Darüber hinaus wird bei der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2-255576 zur Verhinderung einer Verformung des Keramik­ körpers mit wabenförmigem Aufbau die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit in einem Temperaturbereich (1100-1180°C), in dem der Körper mit wabenförmigem Aufbau aufgrund Hitzeeinwir­ kung schrumpft, unter 60°C gehalten. Weiterhin wird bei der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-85856 zur Optimierung von Eigenschaften wie Wasserabsorptionsrate und Größe des Wärmeausdehnungskoeffizients die Temperaturanstiegsgeschwin­ digkeit (1) in einem Temperaturbereich (1100-1200°C), in dem der Körper mit wabenförmigem Aufbau aufgrund Hitzeeinwirkung schrumpft, unter 60°C/h, (2) in einem Temperaturbereich (1200-1300°C), in dem eine Festphasenreaktion stattfindet, über 80°C/h, und (3) in einem Temperaturbereich (1300°C bis zur beizubehaltenden Temperatur), in dem eine Flüssigphasen­ reaktion stattfindet, unter 60°C/h gehalten.
Andererseits ist es für einen aus dem Körper mit wabenförmi­ gem Aufbau hergestellten und zur Reinigung von Automobilabga­ sen verwendeten Träger zur Verbesserung der Reinigungslei­ stung notwendig, die Zellendichte zu erhöhen. Wenn bei dem Körper mit wabenförmigem Aufbau die Zellendichte erhöht wird, vergrößert sich zwangsläufig der Druckabfall. Daher sinkt mit steigender Zellendichte die Motorleistung. Um den Druckabfall zu verringern, ist es notwendig, die Rippendicke zu verrin­ gern. Im allgemeinen werden hauptsächlich Körper mit waben­ förmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,15-0,17 mm (6,0-6,6 mil), sogenannte "6 mil-Körper", verwendet. In letzter Zeit werden jedoch zunehmend Körper mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von weniger als 0,12 mm (4,6 mil), so­ genannte dünnwandige Körper, verwendet.
Wenn ein dünnwandiger Körper mit wabenförmigem Aufbau und ei­ ner Rippendicke von weniger als 0,12 mm (4,6 mil) gemäß den vorstehend genannten bekannten Brennverfahren gebrannt werden soll, tritt im Vergleich zu dem bekannten Körper mit waben­ förmigem Aufbau und relativ hoher Wanddicke während des Brennschritts leicht eine Rißbildung auf. Insbesondere wird zum Erhalt des Körpers mit wabenförmigem Aufbau und geringer Wanddicke in letzter Zeit Rohkaolin als Teil des Kaolins ver­ wendet, um das Fließvermögen der Rohmaterialien bei deren Durchtritt durch die Düse zu verbessern. In diesem Fall wird, da Kristallwasser aus dem Rohkaolin bei einer Temperatur von 400 bis 600°C entfernt wird und diese Reaktion der Entfernung von Kristallwasser eine wärmeabsorbierende Reaktion ist, wäh­ rend der wärmeabsorbierenden Reaktion im Körper mit wabenför­ migem Aufbau ein Temperaturunterschied erzeugt, so daß im Körper mit wabenförmigem Aufbau leicht eine Rißbildung auf­ tritt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile auszuschalten und ein Verfahren zum Bren­ nen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau bereitzustei­ len, bei dem während des Brennschritts in einem Körper mit wabenförmigem Aufbau und geringer Wanddicke selbst dann keine Risse gebildet werden, wenn Rohkaolin als Kordierit-Roh­ material verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau gelöst, bei welchem Kordierit-Rohmaterialien einschließlich von zu­ mindest Rohkaolin extrudiert werden, um einen geformten Kör­ per mit wabenförmigem Aufbau zu erhalten, und der so erhalte­ ne geformte Körper mit wabenförmigem Aufbau gebrannt wird, wobei das Verfahren den Schritt des Brennens des Körpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von nicht mehr als 0,12 mm (4,6 mil) unter derartigen Bedingungen umfaßt, daß die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen 400 und 600°C unter 70°C/h gehalten wird.
Bei der vorstehend genannten Ausgestaltung ist die Tempera­ turanstiegsgeschwindigkeit im Temperaturbereich von 400 bis 600°C, in dem Kristallwasser aus dem Rohkaolin entfernt wird, als unterhalb von 70°C/h liegend festgelegt. Dadurch tritt selbst beim Brennen eines Keramikkörpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von weniger als 0,12 mm (4,6 mil) unter Verwendung von Rohkaolin als Kordierit-Rohmaterial keine Rißbildung auf.
Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß beim Brennen eines Keramikkörpers mit wabenförmigem Aufbau und ei­ ner Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) in einem Tem­ peraturbereich von 400 bis 600°C die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit als unterhalb 60°C/h liegend festgelegt wird. Dadurch kann eine Rißbildung wirksam ausgeschaltet werden. Wenn bei dieser bevorzugten Ausführungsform zwischen 400 und 500°C eine Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von weniger als 60°C/h und zwischen 500 und 600°C eine größere Temperaturan­ stiegsgeschwindigkeit als zwischen 400 und 500°C festgelegt wird, kann mit dem Rohkaolin eine ausreichende Wasserentfer­ nungsreaktion durchgeführt werden, da die Temperaturanstiegs­ geschwindigkeit zwischen 500 und 600°C angepaßt werden kann. Wenn zudem bei dieser bevorzugten Ausführungsform die zusätz­ liche Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Kordierit-Rohmaterialien auf über 30% festgelegt wird, kann im geformten Körper ein ausreichendes Formhaltevermögen erhalten und somit die Rate an gebildeten Verformungsfehlern im geformten Körper vorteilhaft gesenkt werden.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß beim Brennen eines Keramikkörpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rip­ pendicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil) die Temperaturan­ stiegsgeschwindigkeit im Temperaturbereich von 400 bis 600°C auf unter 40°C/h liegend festgelegt wird. Dadurch kann eine Rißbildung wirksam ausgeschaltet werden. Wenn bei dieser be­ vorzugten Ausführungsform zwischen 400 und 500°C eine Tempe­ raturanstiegsgeschwindigkeit von weniger als 30°C/h und zwi­ schen 500 und 600°C eine größere Temperaturanstiegsgeschwin­ digkeit als zwischen 400 und 500°C festgelegt wird, kann mit dem Rohkaolin eine ausreichende Wasserentfernungsreaktion durchgeführt werden, da die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen 500 und 600°C angepaßt werden kann. Wenn zudem bei dieser bevorzugten Ausführungsform die zusätzliche Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Kordie­ rit-Rohmaterialien auf über 40% festgelegt wird, kann im ge­ formten Körper eine ausreichende Formbarkeit erhalten und so­ mit die Rate an gebildeten Verformungsfehlern im geformten Körper vorteilhaft gesenkt werden.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit unter ihrer oberen Grenze liegt, tritt keine Rißbildung auf. Daher wird eine genaue untere Grenze der Tem­ peraturanstiegsgeschwindigkeit nicht festgelegt. Wenn jedoch die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit kleiner wird, erhöht sich entsprechend die gesamte Brennzeit. Daher wird vom Ge­ sichtspunkt der Produktionseffizienz bevorzugt, das Brennen bei einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit in der Nähe ihrer oberen Grenze durchzuführen. Darüber hinaus wird erfindungs­ gemäß durch die Einheit "mil" eine Dicke bezeichnet, wobei 1 mil 25,4 µm entspricht.
Nachstehend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau erläutert. Zu­ nächst werden feiner Talk, Kaolin, Aluminiumoxid und andere Kordierit bildende Rohmaterialien vermischt, wodurch ein Ge­ misch erhalten wird, dessen Zusammensetzung im Bereich von 42-56 Gew.-% SiO, 30-45 Gew.-% Al2O3 und 12-16 Gew.-% MgO liegt und eine theoretische chemische Zusammensetzung des Kordierits von 2 MgO.2 Al2O3.5 SiO2 zeigt. Dann werden dem Gemisch Formbildner und/oder Porenbildner zugesetzt, und das so erhaltene Gemisch wird unter Erhalt eines geformten Körpers extrudiert. Anschließend wird der geformte Körper ge­ trocknet, um einen geformten Keramikkörper mit wabenförmigem Aufbau zu erhalten.
In diesem Fall ist es bevorzugt, die zusätzliche Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Kordie­ rit-Rohmaterialien auf über 30% festzulegen, wenn ein Körper mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) geformt werden soll, und weiterhin die zu­ sätzliche Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Kordierit-Rohmaterialien auf über 40% festzule­ gen, wenn ein Körper mit wabenförmigem Aufbau und einer Rip­ pendicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil) geformt werden soll. Dafür gibt es folgende Gründe. Um die Rippendicke zu verrin­ gern, ist es notwendig, die Spaltbreite der zur Extrusion verwendeten Düse zu verkleinern. Wenn die Spaltbreite gering ist, wird der Druckabfall größer und somit die Bildungsrate erniedrigt. Zur Erhöhung der Bildungsrate ist die Idee der Erhöhung des Anteils der Wasserkomponente im Keramikversatz bekannt. In einem derartigen Fall wird jedoch der geformte Keramikkörper mit wabenförmigem Aufbau aufgrund seines eige­ nen Gewichts leicht verformt, da der durch die Düsenspalten extrudierte geformte Keramikkörper mit wabenförmigem Aufbau kein ausreichendes Formhaltevermögen besitzt. Zur Verhinde­ rung einer derartige Verformung erwies sich die Erhöhung der zusätzlichen Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Kordierit-Rohmaterialien als wirksam. Daher kann im Fall der vorstehend genannten Erhöhung der zusätzli­ chen Menge an Rohkaolin ein ausreichendes Fließvermögen er­ halten werden, selbst wenn der Anteil der Wasserkomponente im Versatz nicht so sehr erhöht wird.
Wenn zudem das als Ausgangsquelle für die Aluminiumoxid-Kom­ ponente dienende Aluminiumoxid in den Kordierit-Rohmateri­ alien vollständig oder teilweise durch Aluminiumhydroxid er­ setzt wird, kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des Körpers mit wabenförmigem Aufbau verringert werden, was eine bevor­ zugte Ausführungsform darstellt.
Zudem wird als zu verwendender feiner Talk vorzugsweise fei­ ner Talk eingesetzt, der ausgesprochen wenig Alkali-Kom­ ponenten einschließt. Darüber hinaus wird vorzugsweise ein calcinierter Talk verwendet, um die Teilchengrößen des Talks und Kaolins fein zu machen, wodurch die Rißbildung im Körper mit wabenförmigem Aufbau aufgrund eines Schrumpfens während der Trocknungs- und Brennschritte effektiv verhindert wird. In diesem Fall wird vorzugsweise ein calcinierter Talk mit der gleichen feinen Teilchengröße wie derjenigen der Rohmate­ rialien verwendet. Als Formbildner werden (1) organische Bin­ demittel mit Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Po­ lyvinylalkohol, Stärkepaste, Mehl, Glycerin, (2) oberflächen­ aktive Mittel und (3) Wachs selektiv je nach Zweck verwendet. Darüber hinaus werden als Porenbildner Graphit, Stärke, und Sägemehl selektiv je nach Zweck verwendet.
Danach wird beim Brennen des so erhaltenen Keramikkörpers mit wabenförmigem Aufbau die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit vorzugsweise wie folgt gesteuert. Bei einer bevorzugten Aus­ führungsform ist beim Brennen eines Körpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) in einem Temperaturbereich von 400 bis 600°C die Tempera­ turanstiegsgeschwindigkeit auf unterhalb 70°C/h festgelegt. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist beim Bren­ nen eines Körpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippen­ dicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil) in einem Temperaturbe­ reich von 400 bis 600°C die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit auf unterhalb 40°C/h festgelegt. In den vom vorstehend ge­ nannten Temperaturbereich verschiedenen Temperaturbereichen kann die gleiche Temperaturanstiegsgeschwindigkeit wie beim bekannten Brennverfahren verwendet werden.
Darüber hinaus ist bei einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen 400 und 500°C auf unterhalb 60°C/h und die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit zwischen 500 und 600°C auf eine größere Tempe­ raturanstiegsgeschwindigkeit als zwischen 400 und 500°C fest­ gelegt. Weiterhin ist bei einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen 400 und 500°C auf unterhalb 30°C/h und die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit zwischen 500 und 600°C auf eine größere Tempe­ raturanstiegsgeschwindigkeit als zwischen 400 und 500°C fest­ gelegt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des dünnwandigen Körpers mit wabenförmigem Aufbau, dem erfindungsgemäß herzustellenden Gegenstand, unterscheidet sich die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit für den Körper mit wabenförmigem Aufbau und ei­ ner Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) von der für den Körper mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil). Das ist auf die unterschiedli­ chen Mengen an zur Herstellung der dünnwandigen Körper mit wabenförmigem Aufbau und den entsprechenden Rippendicken er­ forderlichem Rohkaolin zurückzuführen. Es ist nämlich notwen­ dig, bei sinkender Rippendicke die Menge an Rohkaolin zu er­ höhen.
Nachstehend werden durchgeführte Experimente erläutert. Bei Experiment 1 wird die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwi­ schen 400 und 600°C verändert, um die Rißbildungsrate zu un­ tersuchen. Darüber hinaus wird bei Experiment 2, der bevor­ zugten Ausführungsform, die Beziehung zwischen Formbarkeit und zusätzlicher Menge an Rohkaolin untersucht.
Experiment 1
Gemäß dem vorstehend genannten Verfahren wurden wie in den nachstehenden Tabellen 1 und 2 gezeigt Keramik-Rohmaterialien wie Kaolin einschließlich einer festgelegten Menge an Rohkao­ lin, Talk und Aluminiumoxid-Rohmaterialien hergestellt und vermischt, um ein Gemisch mit der chemischen Zusammensetzung von Kordierit zu erhalten. Anschließend wurde Methylcellulose zum so erhalten Gemisch als Formbildner gegeben, um ein weichgemachtes Gemisch zu erhalten. Dann wurde das so erhal­ tene weichgemachte Gemisch extrudiert und getrocknet, um ei­ nen geformten Keramikkörper mil wabenförmigem Aufbau herzu­ stellen. Alle hergestellten geformten Keramikkörper mit wa­ benförmigem Aufbau hatten die gleiche Dimension, beispiels­ weise eine elliptische Form mit einem langen Durchmesser von 180 mm, einem kurzen Durchmesser von 120 mm und einer Länge von 100 mm. Dann wurden die so hergestellten geformten Kera­ mikkörper mit wabenförmigem Aufbau gemäß einem festgelegten Erwärmungsverlauf in einem Brennofen gebrannt. Anschließend wurde der Prozentsatz an Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau berechnet, bei denen sich nach dem Brennen ein Riß ge­ bildet hatte, und eine Abschätzung anhand des so berechneten Ergebnisses durchgeführt. Das Brennen wurde derart durchge­ führt, daß die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit im Tempera­ turbereich von 400 bis 600°C wie in den nachstehenden Tabel­ len 1 und 2 gezeigt verändert wurde. Die Ergebnisse sind ebenfalls in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. In den Tabellen 1 und 2 wurde die Abschätzung wie folgt durchgeführt: Das Zei­ chen "O" steht für verwendbar, das Zeichen "X" für nicht ver­ wendbar.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 2 (fortgeführt)
Aus den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Ergebnissen ist er­ sichtlich, daß ein dünnwandiger Keramikkörper mit wabenförmi­ gem Aufbau und einer Rippendicke von weniger als 0,12 mm (4,6 mil) ohne Rißbildung durch Festlegen der Temperaturanstiegs­ geschwindigkeit im Temperaturbereich von 400 bis 600°C auf weniger als 70°C/h erhalten werden kann, wodurch Kristallwas­ ser aus Rohkaolin selbst bei Durchführung des Brennens unter Verwendung von Rohkaolin als Kordierit-Ausgangsmaterial ent­ fernt wird.
Darüber hinaus ist aus den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, daß die Temperaturanstiegsgeschwin­ digkeit für den Fall der Herstellung eines Körpers mit waben­ förmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) im Temperaturbereich zwischen 400 und 600°C vorzugs­ weise auf weniger als 70°C/h festgelegt wird. Weiterhin ist ersichtlich, daß die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwi­ schen 500 und 600°C unter Beibehaltung der Rißbildungsrate auf niedrigem Niveau erhöht werden kann, wenn die Tempera­ turanstiegsgeschwindigkeit im Temperaturbereich zwischen 400 und 500°C auf unter 60°C/h festgelegt ist, wodurch die Her­ stellungseffizienz verbessert werden kann. Wir glauben, daß dies auf die Durchführbarkeit einer ausreichenden Wasserent­ fernungsreaktion durch Absenkung der Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit zwischen 400 und 500°C zurückzuführen ist.
Weiterhin ist aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen er­ sichtlich, daß es im Fall der Herstellung des Körpers mit wa­ benförmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil) notwendig ist, die Temperaturanstiegsgeschwin­ digkeit im Temperaturbereich zwischen 400 und 600°C auf unter 40°C/h festzulegen. Darüber hinaus ist ebenso wie aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, daß die Tempera­ turanstiegsgeschwindigkeit zwischen 500 und 600°C unter Bei­ behaltung der Rißbildungsrate auf niedrigem Niveau erhöht werden kann, wenn die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit im Temperaturbereich zwischen 400 und 500°C auf unter 30°C/h festgelegt ist, wodurch die Herstellungseffizienz verbessert werden kann.
Experiment 2
Ebenso wie bei Experiment 1 wurden geformte Keramikkörper mit wabenförmigem Aufbau hergestellt, die jeweils eine festgeleg­ te Menge an Rohkaolin aufwiesen und deren Rippendicke ent­ sprechend den nachstehend gezeigten Tabellen 3 und 4 verän­ dert war. Anschließend wurde der Prozentsatz an geformten Ke­ ramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau berechnet, bei denen während des Formungsschritts ein Verformungsfehler auftrat, und es wurde eine Abschätzung anhand dieser Ergebnisse durch­ geführt. In den Tabellen 3 und 4 wurde die Abschätzung wie folgt durchgeführt: Das Zeichen "O" steht für verwendbar, das Zeichen "X" für nicht verwendbar.
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 4 (fortgeführt)
Aus den in Tabelle 3 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß im Fall der Herstellung des Körpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) der Prozentsatz der Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamt­ menge an Kaolin in den Rohmaterialpulvern vorzugsweise auf mehr als 30% festgelegt wird. Darüber hinaus ist aus den in Tabelle 4 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, daß im Fall der Herstellung des Körpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil) der Prozentsatz der Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Rohmaterialpulvern vorzugsweise auf mehr als 40% festge­ legt wird.
Wie aus den vorstehenden Erläuterungen eindeutig ersichtlich ist, ist es erfindungsgemäß möglich, einen Keramikkörper mit wabenförmigem Aufbau, in dem während des Brennschritts selbst bei Verwendung von Rohkaolin als Kordierit-Ausgangsmaterial keine Rißbildung auftritt, sowie einen dünnwandigen Keramik­ körper mit wabenförmigem Aufbau einschließlich Rohkaolin als Kordierit-Ausgangsmaterial zu erhalten.
Wie vorstehend beschrieben wird ein Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau offenbart, bei wel­ chem Kordierit-Rohmaterialien einschließlich von zumindest Rohkaolin extrudiert werden, um einen geformten Körper mit wabenförmigem Aufbau zu erhalten, und der so erhaltene ge­ formte Körper mit wabenförmigem Aufbau gebrannt wird. Das Verfahren schließt den Schritt des Brennens eines Körpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippendicke von nicht mehr als 0,12 mm (4,6 mil) unter derartigen Bedingungen ein, daß die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen 400 und 600°C un­ ter 70°C/h gehalten wird. Bei einer bevorzugten Ausführungs­ form ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen 400 und 600°C im Fall der Herstellung eines Körpers mit wabenför­ migem Aufbau und einer Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) als unterhalb 70°C/h liegend oder im Fall der Herstel­ lung eines Körpers mit wabenförmigem Aufbau und einer Rippen­ dicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil) als unterhalb 40°C/h liegend festgelegt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau, bei welchem Kordierit-Rohmaterialien einschließlich von zumindest Rohkaolin extrudiert werden, um einen geformten Körper mit wabenförmigem Aufbau zu erhalten, und der so er­ haltene geformte Körper mit wabenförmigem Aufbau gebrannt wird, gekennzeichnet durch den Schritt des Brennens eines Körpers mit wabenförmigem Auf­ bau und einer Rippendicke von nicht mehr als 0,12 mm (4,6 mil) unter derartigen Bedingungen, daß die Temperaturan­ stiegsgeschwindigkeit zwischen 400 und 600°C unter 70°C/h ge­ halten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt des Brennens eines Körpers mit wabenförmigem Auf­ bau und einer Rippendicke von 0,12-0,10 mm (4,6-4,0 mil) un­ ter derartigen Bedingungen, daß die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit zwischen 400 und 600°C unter 70°C/h gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Schritte des Brennens des Körpers mit wabenförmigem Auf­ bau unter derartigen Bedingungen, daß die Temperaturanstiegs­ geschwindigkeit zwischen 400 und 500°C unter 60°C/h gehalten wird, und des Brennens des Körpers mit wabenförmigem Aufbau unter derartigen Bedingungen, daß die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit zwischen 500 und 600°C bei einer größeren Tem­ peraturanstiegsgeschwindigkeit als zwischen 400 und 500°C ge­ halten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Kordierit-Ausgangsmaterialien nicht weniger als 30% beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt des Brennens eines Körpers mit wabenförmigem Auf­ bau und einer Rippendicke von 0,099-0,05 mm (3,9-2,0 mil) un­ ter derartigen Bedingungen, daß die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit zwischen 400 und 600°C unter 40°C/h gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Schritte des Brennens des Körpers mit wabenförmigem Auf­ bau unter derartigen Bedingungen, daß die Temperaturanstiegs­ geschwindigkeit zwischen 400 und 500°C unter 30°C/h gehalten wird, und des Brennens des Körpers mit wabenförmigem Aufbau unter derartigen Bedingungen, daß die Temperaturanstiegsge­ schwindigkeit zwischen 500 und 600°C bei einer größeren Tem­ peraturanstiegsgeschwindigkeit als zwischen 400 und 500°C ge­ halten wird.
7. Verfahren nach einem der Anspruche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Menge an Rohkaolin bezüglich der Gesamtmenge an Kaolin in den Kordierit-Ausgangsmaterialien nicht weniger als 40% beträgt.
DE19839790A 1997-09-02 1998-09-01 Verfahren zur Herstellung von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau Expired - Lifetime DE19839790B4 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23696097A JP3202945B2 (ja) 1997-09-02 1997-09-02 セラミックハニカム構造体の焼成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19839790A1 true DE19839790A1 (de) 1999-03-11
DE19839790B4 DE19839790B4 (de) 2005-04-28

Family

ID=17008323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19839790A Expired - Lifetime DE19839790B4 (de) 1997-09-02 1998-09-01 Verfahren zur Herstellung von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6004502A (de)
JP (1) JP3202945B2 (de)
BE (1) BE1014088A3 (de)
DE (1) DE19839790B4 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL367473A1 (en) * 2002-03-27 2005-02-21 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structural body, method of manufacturing the structural body, and method of measuring outer peripheral distortion of the structural body
WO2003085896A1 (en) 2002-04-10 2003-10-16 Lg Electronics Inc. Method for controlling home automation system
US7744980B2 (en) * 2005-12-20 2010-06-29 Corning Incorporated Low CTE cordierite honeycomb article and method of manufacturing same
JP4826439B2 (ja) * 2006-11-15 2011-11-30 株式会社デンソー セラミックハニカム成形体の焼成方法
US8444737B2 (en) * 2009-02-27 2013-05-21 Corning Incorporated Ceramic structures and methods of making ceramic structures
US9133062B2 (en) * 2012-11-21 2015-09-15 Corning Incorporated Method of firing cordierite bodies

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790654A (en) * 1971-11-09 1974-02-05 Corning Glass Works Extrusion method for forming thinwalled honeycomb structures
US4001028A (en) * 1974-05-28 1977-01-04 Corning Glass Works Method of preparing crack-free monolithic polycrystalline cordierite substrates
JPH01252102A (ja) * 1988-03-31 1989-10-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電気駆動車両のモータコントロール装置
JP2543565B2 (ja) * 1988-03-31 1996-10-16 日本碍子株式会社 セラミックスの焼成に用いるトンネル炉
EP0355231B1 (de) * 1988-08-17 1995-02-08 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Hitzebeständige Katalysatorträgerformstücke und Verbrennungskatalysatoren
JP2553192B2 (ja) * 1989-03-29 1996-11-13 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体の焼成法
JP2981034B2 (ja) * 1991-09-30 1999-11-22 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体の焼成方法
JP3022195B2 (ja) * 1994-09-05 2000-03-15 日本碍子株式会社 セラミック成形体の焼成法およびそれに用いる燃焼装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3202945B2 (ja) 2001-08-27
DE19839790B4 (de) 2005-04-28
BE1014088A3 (fr) 2003-04-01
JPH1179851A (ja) 1999-03-23
US6004502A (en) 1999-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3541372C2 (de)
DE69630681T2 (de) Keramische struktur
DE60317778T2 (de) Keramikfilter zur abgasreinigung
DE69927052T2 (de) Herstellung von codierit-strukturen mit sehr kleinem thermischen expansionskoeffizienten
DE19925391B4 (de) Wabenstrukturkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102017205248B4 (de) Wabenstruktur und verfahren zum herstellen der wabenstruktur
DE60111441T2 (de) Keramische Wabenstruktur
DE69830852T2 (de) Verfahren zum brennen von keramischen wabenkörpern
DE102014003359B4 (de) Wabenstruktur
DE102009041585B4 (de) Wabenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung
DE102017202877B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur
DE10301959A1 (de) Poröser Körper mit Honigwabenstruktur, dessen Verwendung und Herstellungsverfahren
DE4029800A1 (de) Heissgasfilter
DE19508681A1 (de) Keramischer Körper mit Honigwabenstruktur
DE102018001790B4 (de) Wabenstruktur
DE102014205285A1 (de) Wabenstrukturkörper
DE3001640C2 (de) Verfahren zur Herstellung von wärmeschockbeständigen keramischen Honigwabenkörpern aus Kordierit
DE102007000895B4 (de) Verfahren zum Brennen eines keramischen Wabenkörpers
DE112004000457T5 (de) Wabenstruktur
DE19957311B4 (de) Wabenartiger Strukturkörper
DE60132362T2 (de) Herstellung von ultradünnwandigen cordierit-strukturen
DE102018200762A1 (de) Wabenstruktur
DE102010006140B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur
DE19839790A1 (de) Verfahren zum Brennen von Keramikkörpern mit wabenförmigem Aufbau
DE102019107525A1 (de) Poröses Material, Zellstruktur und Verfahren zur Herstellung von porösem Material

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right