DE69101119T2 - Keramische Wabenkörper resistent für chemische Schocks. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft keramische Strukturen, die eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Hitzeschock aufweisen.
• Viele Elektrizitätsgesellschaften halten gasbefeuerte Generatoren auf Abruf, die zur Verwendung in Zeiten einer Spitzennachfrage oder im Notfall bei einem Stromausfalls der anderen Generatoranlagen reserviert sind. Solche Generatoren verwenden große Kompressoren, um Luft durch die Verbrennungszonen, in denen Erdgas verbrannt wird, hindurchzupressen. Das resultierende erhitzte Verbrennungsprodukt wird bei der Elektrizitätserzeugung zum Antreiben von Turbinen verwendet.
• Die Temperatur einer Erdgasflamme an ihrem heißesten Punkt genügt, um einige Stickoxide zu bilden, die vom Standpunkt des Umweltschutzes nicht hinnehmbar sind. Die Behandlung des gesamten Abgasstromes zur Entfernung von Stickoxiden wäre unvertretbar teuer. Eine Alternative bestünde darin, die Verbrennung des natürlichen Gases unter Verwendung eines Katalysators durchzuführen, der die Verbrennungstemperatur auf ein Niveau absenken könnte, auf dem keine Stickoxide gebildet werden. Jedoch muß die Trägerstruktur für den Katalysator der Temperatur der katalysierten Gasverbrennung, etwa 1260 ºC, standhalten können und muß außerdem wiederholten Hitzeschock-Cyclen standhalten können, die auftreten, wenn der Generator gestartet und abgeschaltet wird. Wird ein solcher Generator abgeschaltet, wird die Gaszufuhr unterbrochen, jedoch fließt weiterhin komprimierte Luft durch die Verbrennungskammer und kühlt den Katalysatorträger sehr schnell ab. In einer solchen Situation könnte eine Katalysatorträgerstruktur einer typischen Temperaturänderung von 1260 auf 300 ºC in nur 0,02 bis 0,1 Sekunden unterworfen sein.
• Abgesehen von dem Erfordernis, einem schweren Hitzeschock standzuhalten, dürfen die Katalysatorträgerstrukturen nicht versagen, so daß die stromabwärts gelegenen Turbinenblätter beschädigt werden würden. Somit muß die wünschenswerte Keramikstruktur nicht nur den sehr starken Temperaturfluktuationen ohne zu zerbrechen standhalten können, sondern muß, wenn sie doch bricht, in kleine, sehr zerbrechliche und darum unschädliche Teilchen auseinanderbrechen.
• Die Verwendung keramischer Bienenwabenstrukturen als Katalysatorträger ist in der Technik gut bekannt. Die U.S. 4 092 194 und die U.S. 3 986 528 beschreiben Röhren aus mehreren Schichten keramischer Fasern, die an den Punkten miteinander verklebt sind, an denen sich die Fasern kreuzen. Die Materialien, die zur Herstellung dieser Röhren verwendet werden, können Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid-Vorstufen und S-Glas umfassen, so daß die Reaktionsprodukte dieser Materialien ebenfalls vorhanden sein können. Diese Strukturen weisen Kanäle auf, die nicht diskret sind, sondern zwischen den Kreuzungspunkten des Garns miteinander in Verbindung stehen. Siehe auch U.S. 3 949 109, die ähnliche Strukturen aus teilweise gesinterten Glaskeramik-Fasern beschreibt.
• Andere Referenzen beschreiben extrudierte keramische Wabenformen. Siehe beispielsweise U.S. 4 869 944, die eine keramische Struktur, bestehend aus SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; und MgO, hauptsächlich in Form von Cordierit, beschreibt. Die Struktur weist Haarrisse auf, von denen angenommen wird, daß sie mithelfen, eine Wärmeausdehnung zu absorbieren und somit zu einer Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Hitzeschock beitragen. Weitere extrudierte oder geformte Strukturen werden in der U.S. 4 069 157 beschrieben. Diese Patentschrift führt Aluminiumoxid, Mullit und Cordierit als geeignete alternative Materialien zur Herstellung der Strukturen auf, weist jedoch darauf hin, daß die Strukturen bei relativ niedrigen Temperaturen von 300 ºC verwendet werden können (Spalte 2, Zeile 3). Die U.S 3 255 027 beschreibt hitzebeständige Strukturen, die Waben einschließen können (Spalte 4, Zeile 61), die aus Aluminiumoxid hergestellt sind und die weitere Komponenten, wie Siliciumdioxid und Mullit, einschließen können. Weitere allgemein erteilte Patente mit Beschreibungen von feuerfesten Aluminiumoxid-Materialien, die gegebenenfalls Komponenten wie Siliciumdioxid und Mullit einschließen, sind die U.S. 3 311 488, 3 298 842 und 3 244 540.
• Keine der Referenzen beschreibt keramische Strukturen, die den oben beschriebenen scharfen Bedingungen standhalten. Außerdem könnten die monolitischen geformten oder extrudierten Strukturen dieser Referenzen das Risiko bergen, daß zum Zeitpunkt ihres Versagens und Zerbrechens in große Stücke die Turbinenblätter beschädigt werden.
• Die Erfindung stellt starre keramische Strukturen bereit, die den scharfen, oben beschriebenen Bedingungen standhalten können. Die Strukturen weisen im wesentlichen diskrete Kanäle auf, die ganz durch die Strukturen hindurchgehen. Die chemische Zusammensetzung der Strukturen ist etwa 20 - 40 % SiO&sub2;, etwa 3 - 6 % MgO und etwa 54 - 77 % Al&sub2;O&sub3;, wobei sich alle Prozentangaben auf das Gewicht beziehen. Diese Oxide sind zu 50 - 90 % als kristallines Material vorhanden, wobei der Rest amorph ist. Obwohl die Strukturen unter Verwendung von Glasfasern hergestellt werden, bleibt in den fertigen Strukturen im wesentlichen keine Glasfaser zurück. Der kristalline Gehalt beträgt etwa 15 - 40 % Cordierit, 15 - 35 % Korund und 10 - 30 % Mullit. Diese Angaben sind in Gew.-% ausgedrückt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Struktur einschließlich der nichtkristallinen Komponenten. Die Struktur zeigt überall Haarrisse.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Struktur aus 25 - 30 % SiO&sub2;, 4 - 5 % MgO und 60 - 70 % Al&sub2;O&sub3;, wobei etwa 75 bis 80 % des Materials in kristalliner Form vorliegen und 25 - 30 % Cordierit, 25 - 30 % Korund und 20 - 30 % Mullit sind. Bevorzugte Strukturen sind in der Form im wesentlichen planar. Gemäß einer Ausführungsform sind die Strukturen etwa 2 in. (51 mm) dick und mehrere Fuß (etwa 1 m) breit. Die Kanäle verlaufen vollständig durch die kleinste Ausdehnung der Struktur.
• Dieses Strukturen werden hergestellt, indem zunächst eine Glasfaser-Vorform hergestellt wird. Eine Glasfaser, die als S-Glas bekannt ist, wird bevorzugt, da sie keine Borverbindungen enthält, die das Hochtemperaturverhalten stören. Die Vorform wird hergestellt, indem Schichten aus Glasfasern übereinandergelegt werden, wobei die Fasern in jeder Schicht zueinander parallel verlaufen und mit Fasern in benachbarten Schichten Schnittpunkte bilden und parallel zu Fasern in den alternierenden Schichten verlaufen. Die Fasern in den alternierenden Schichten sind so gegeneinander angeordnet, daß in der Vorform Kanäle festgelegt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kanäle rechteckig und mehr bevorzugt quadratisch. Die Vorform wird mit einer Dispersion aus Aluminiumoxid in einer Lösung aus einer Aluminiumoxid-Vorstufe benetzt und erhitzt, so daß die durch die parallelen Fasern in den alternierenden Schichten definierten Räume und die sich schneidenden Fasern in den benachbarten Schichten mit Aluminiumoxid gefüllt werden. Bei Heiztemperaturen, die hoch genug sind, vorzugsweise wenigstes 1380 ºC, schmilzt das Glas, und das Siliciumdioxid und Magnesiumoxid in dem Glas bildet zusammen mit dem Aluminiumoxid in dem Überzugsmaterial Cordierit und Mullit. Es bleibt im wesentlichen keine kontinuierliche Glasfaser zurück, sondern die Wände der Kanäle in der resultierenden Struktur bleiben intakt, so daß zwischen den Kanälen im wesentlichen keine Verbindung auftritt.
• Da das kristalline Material der Kanalwände das Ergebnis einer Wechselwirkung von Glas und Aluminiuinoxid ist, zeigt jedes Segment der Endstruktur, die einer Schicht aus Glasfasern in der Vorform entspricht, einen Gradienten in der Zusammensetzung in Richtung der Kanäle, wobei die SiO&sub2;-Konzentrationen in den Gebieten, die der ursprünglichen Lage der Glasfasern am nächsten liegen, am höchsten sind und abnehmen, wenn der Abstand von der Lage der Glasfaser zunimmt. Die Al&sub2;O&sub3;-Konzentrationen sind dort geringer, wo die SiO&sub2;-Konzentrationen höher sind und dort höher, wo die SiO&sub2;-Konzentrationen geringer sind.
• Die Erfindung umfaßt ferner die oben beschriebenen keramischen Strukturen, die mit einem Katalysator überzogen sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
• Fig. 1 zeigt einen kleinen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Struktur.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
• Die erfindungsgemäß geeigneten Glasfasern sind im wesentlichen frei von Borverbindungen. Sie sind von Owens-Corning unter dem Namen S-Glas oder S-2-Glasfasern käuflich erhältlich. Fasergröße und Faseranordnung in der Vorform werden so gewählt, daß die gewünschte Anzahl Kanäle pro Flächeneinheit in dem Endprodukt festgelegt wird. Die obige Beschreibung, die die gelegten Schichten aus parallelen Fasern betrifft, die sich mit den Fasern in den benachbarten Schichten schneiden, soll als alternatives Verfahren die Verwendung von Matten oder gewebten Netzen aus Glasfasern umfassen, in denen jede Faser abwechselnd über und unter den fortlaufenden sich schneidenden Fasern verläuft. Anstatt einzelne Fasern anzuordnen, können solche Netze gelegt und angeordnet werden, um eine Faservorform herzustellen. Solche Netze oder Matten oder einzelne Fasern können auch vor dem Kombinieren der Netze oder Matten zur Herstellung der Vorform mit dem Aluminiumoxidgemisch benetzt werden. Die Bezeichnung, die verwendet wird, um das Verfahren zur Herstellung der beanspruchten Strukturen zu beschreiben, soll entweder das Benetzen der Vorform nach ihrer Herstellung oder das Benetzen der zur Herstellung der Vorform verwendeten Komponenten umfassen.
• Wenn die Vorform hergestellt werden soll, indem Reihen von Fasern gelegt werden, können Geräte, beispielsweise wie in der U.S.-Patentschrift 4 867 825 beschrieben, verwendet werden, um die Schichten der Fasern zu legen.
• Aluminiumoxid, das für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, ist als alpha-Aluminiumoxidpulver der Reinheit A-16 von Alcoa käuflich erhältlich. Aluminiumoxid-Vorstufen sind lösliche basische Aluminiumsalze. Eine geeignete Aluminiumoxid-Vorstufenlösung wird von Reheis Chemical Company verkauft. Sie ist als "Chlorhydrol"-Aluminiumchlorhydratlösung bekannt. Ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Wasser wird hergestellt, und der pH-Wert wird mit Chlorwasserstoffsäure so eingestellt, daß er unter 1 liegt. Chlorhydrol wird ebenso wie eine kleine Menge MgCl&sub2; zu dem Gemisch gegeben. Das Gemisch wird gerührt und erhitzt, um eine Polymerisation von Chlorhydrol zu ermöglichen. Die Rührdauer und Temperatur sind nicht kritisch. Rühren über Nacht bei einer Temperatur von etwa 60 ºC sollte ausreichen.
• Um die Vorform mit dem Aluminiumoxidgemisch zu überziehen, wird die Vorform einfach in das Gemisch eingetaucht. Die Vorform kann in dem Gemisch eine Zeit lang, beispielsweise 45 Minuten lang, verbleiben, um eine vollständige Benetzung zu gewährleisten. Die Vorform wird anschließend aus dem Aluminiumoxidgemisch genommen und abtropfen gelassen. Alternativ kann es ausreichen, das Aluminiumoxidgemisch auf die Vorform aufzusprühen. Es kann notwendig sein, die benetzte Vorform von Zeit zu Zeit zu drehen oder schräg zu stellen, wenn sie abläuft, um einen gleichmäßigen Überzug der Fasern zu gewährleisten. Das Überzugsverfahren sollte so durchgeführt werden, daß die Räume zwischen den parallelen Fasern in den alternierenden Schichten gefüllt werden, jedoch die Räume zwischen den Fasern in derselben Schicht nicht gefüllt werden, wodurch in der Struktur diskrete, nicht miteinander verbundene Kanäle festgelegt werden. Es ist vertretbar, daß einige Bereiche vorhanden sind, in denen ein gewisses Maß an Querverbindungen zwischen den Kanälen auftritt, jedoch sind diese Querverbindungen im allgemeinen auf ein Minimum zu beschränken, da sie Fehler darstellen, die während der Verwendung zu einem Zerbrechen der Struktur führen können. Die Bezeichnung "im wesentlichen diskrete Kanäle" bedeutet, daß Strukturen beschrieben werden, in denen die Verbindungen zwischen den Kanälen klein genug sind oder zahlenmäßig gering genug sind, um das Verhalten der Struktur nicht zu stören. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, eine Struktur herzustellen, in der weniger als 1 % der Räume zwischen den Fasern in den alternierenden Schichten mit dem keramischen Material ungefüllt bleibt.
• Die überzogene Vorform wird anschließend getrocknet. Trocknen bei Raumtemperatur etwa 10 Stunden lang reicht im allgemeinen aus. Es kann notwendig sein, die Stufe des Überziehens und Trocknens mehrmals zu wiederholen, um auf den Glasfasern einen zufriedenstellenden Überzug zu erhalten. Die getrocknete überzogene Vorform wird anschließend erhitzt. Während eines typischen Heizcyclus wird die Ofentemperatur mit einer Geschwindigkeit von 10 ºC pro Minute erhöht, bis die maximale Temperatur erreicht ist. Eine bevorzugte maximale Temperatur beträgt etwa 1380 ºC. Die maximale Temperatur wird 1 bis 2 Stunden lang gehalten, wonach die Ofentemperatur mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 ºC pro Minute abgesenkt wird, bis die Temperatur 800 ºC oder weniger beträgt. Die maximale Temperatur und die Zeit müssen ausreichen, um eine Wechselwirkung von SiO&sub2;, MgO und Al&sub2;O&sub3; zu ermöglichen, so daß sich Mullit und Cordierit bilden. Wie hier verwendet, soll die Bezeichnung Cordierit Indialit, ein kristallines Material mit derselben chemischen Zusammensetzung wie Cordierit, jedoch mit einer leicht unterschiedlichen Morphologie, einschließen.
• Wenn die Wechselwirkung auftritt, wandern SiO&sub2; und MgO, die ursprünglich in der Glasfaser, die zur Herstellung der Vorform verwendet wird, vorhanden sind, aus dem Ort in der Glasfaser heraus, jedoch ist ihre Konzentration in der Nähe ihrer ursprünglichen Lage höher, und sie ist niedriger, wenn die Entfernung von ihrer ursprünglichen Lage zunimmt. Somit ist die Endstruktur in der Gesamtzusammensetzung nicht gleichmäßig, sondern weist Schichten auf, die den Glasschichten in der Vorform entsprechen.
• Es ist möglich, daß das SiO&sub2; an einigen Stellen vollständig aus seinem ursprünglichen Standort herausgeflossen oder herausgewandert ist und im Inneren der Kanalwand ein Hohlraum vorhanden ist, das der ursprünglichen Lage der Faser entspricht. Dies ist kein Fehler in der Struktur, da der Hohlraum von keramischem Material umgeben ist und zwischen den benachbarten Kanälen keine Querverbindung auftritt.
• Die Bildung von Mullit-, Cordierit- und Korundkristallen, die jeweils unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, führt zur Bildung von Haarrissen in der Struktur. Diese Haarrisse bilden sich entlang der kristallinen Grenzen und innerhalb der Bereiche mit nur einer einzigen Phase. Diese Haarrisse absorbieren Belastungen, die durch den Hitzeschock erzeugt werden. Ferner neigt der Schichtencharakter der Struktur, in der die Schichten im allgemeinen senkrecht zu den Kanälen liegen, dazu, die Bildung oder Verlängerung von Rissen, die parallel zu den Kanälen verlaufen, zu verhindern. Die Rißbildung, die senkrecht zu den Kanälen verläuft, führt weniger wahrscheinlich zu strukturellen Fehlern als die Rißbildung entlang der Kanäle.
• Da die erfindungsgemäßen Strukturen sehr stark mit Haarrissen durchzogen sind, sind sie relativ schwach und sehr zerbrechlich. Beim Zerbrechen zerfallen die Strukturen sehr schnell in sehr kleine pulverförmige Teilchen, die für die Apparatur, wie die Turbinen, die zusammen mit den Strukturen verwendet werden, keine Bedrohung oder Schädigung bedeuten.
• Figur 1 zeigt einen kleinen Ausschnitt des Materials, das aus einer größeren erfindungsgemäßen Struktur herausgebrochen worden ist. Das keramische Material, das aus der Wechselwirkung von Glas und Aluminiumoxid resultiert, 1 und 2, zeigt die ursprüngliche Lage der Glasfasern in der Vorform an. Solche Fasern waren in benachbarten Schichten vorhanden und kreuzten sich gegenseitig bei 3 Dieses keramische Material, 1 und 2, zeigt hauptsächlich Haarrisse entlang der ursprünglichen Faserachse. Das keramische Material 4, das den Raum zwischen der Lage der Parallelen Glasfasern in den alternierenden Schichten der Vorform füllt, zeigt eine Haarrißbildung in recht großen blockförmigen Bereichen. Nicht in der Zeichnung darstellbar ist der Gradient in der Zusammensetzung in jeder der oben beschriebenen Schichten. Tatsächlich existiert eine scharfe Abgrenzungslinie zwischen dem Material, das aus Glas stammt, und dem Material, das aus Aluminiumoxid stammt. Die Endzusammensetzung ist das Ergebnis eines Schmelzens und einer Diffusion von Glaskomponenten durch das Aluminiumoxid und einer Wechselwirkung damit.
• Die Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Strukturen, wie oben angedeutet, besitzt eine identifizierte Glasfaser als SiO&sub2;-Quelle und ein Gemisch aus Aluminiumoxid-Aluminiumoxidvorstufe als Aluminiumoxid-Quelle. Jedoch können die erfindungsgemäßen Strukturen auch hergestellt werden, indem Aluminiumoxid-Fasern, wie diejenigen, die in der U.S.-Patentschrift 3 808 015 beschrieben sind, bei dem oben genannten Verfahren an die Stelle der Glasfasern treten und indem an die Stelle des Gemisches aus Aluminiumoxid-Aluminiumoxid-Vorstufe eine Siliciumdioxid-Quelle, wie käuflich erhältliches Siliciumdioxidsol, oder eine Siliciumdioxid-Vorstufe, wie eine Kieselsäurelösung, oder Gemisch aus beiden tritt. Die Siliciumdioxid-Quelle sollte eine kleine Menge Magnesiumoxid enthalten.
• Die erfindungsgemäßen Strukturen werden leicht mit den Katalysatoren oder mit Teilchen, die Katalysatoren enthalten, durch in der Technik bekannte Verfahren überzogen. Siehe beispielsweise U.S. 4 624 940 und U.S. 4 609 563 wegen einer Beschreibung der Katalysatoren und der Verfahren, um sie auf die keramischen Substrate aufzutragen.
Beispiel 1
• Eine Glasfaser-Vorform wurde wie folgt hergestellt. Fasern aus kontinuierlicher Filament-Glasfaser (mit der Bezeichnung S-2 CG 75 1/0 1,0 z 636, erhältlich von Owens/Corning Fiberglas Corp.) wurden auf einem Stiftrahmen in Schichten von 48 parallelen Fasern, die von Mitte zu Mitte in einem Abstand von 0,125 in. (3 mm) angeordnet waren, alternierend mit Schichten aus 46 parallelen Fasern mit demselben Abstand, so daß sich die Fasern in den benachbarten Schichten gegenseitig im rechten Winkel schnitten, angeordnet. Die fertige Vorform wies 450 Schichten aus Fasern auf und war 4,25 in. (108 mm) dick.
• Die Vorform und ihr Trägerrahmen wurden in einen Behälter mit einer keramischen Aufschlämmung gegeben, die tief genug war, um die Fasern zu bedecken. Die Aufschlämmung wurde hergestellt, indem 64,7 Pfund (29 kg) deionisiertes Wasser und 40,8 g HCl in ein Mischgefäß gegeben wurden. Zu diesem Gemisch wurden 75 Pfund (34 kg) Aluminiumoxidpulver A-16 von Alcoa gegeben, während das Gemisch gerührt wurde. Der pH-Wert wurde mit zusätzlicher HCl auf etwa 0,25 eingestellt. Eine Lösung aus Chlorhydrol-Aluminiumchlorhydrat (Reheis Chemical Company) wurde hinzugegeben. Die Temperatur des Gemisches wurde auf 63 ºC erhöht, etwa 719 g MgCl&sub2; wurden hinzugegeben, und das Gemisch wurde über Nacht gerührt. Das Gemisch wurde anschließend in Gallonenbehältern bis zum Verbrauch aufbewahrt. Vor der Verwendung wurde die Viskosität der Aufschlämmung mit destilliertem Wasser auf 250 centipoise eingestellt. Die Vorform wurde 45 Minuten lang in die Aufschlämmung eingetaucht. Die Vorform wurde herausgenommen und in horizontaler Lage 15 Minuten lang abtropfen gelassen und anschließend weitere 60 Minuten lang auf den Rand geneigt, abtropfen gelassen. Während des letzteren Zeitraums wurde die Vorform nach 30 Minuten um 180 º und am Ende des Zeitraums um weitere 180 º gedreht. Die Vorform wurde über Nacht luftgetrocknet. Die Vorform wurde aus dem Rahmen genommen und auf 6 x 5,5 x 3,75 in. (15 x 14 x 10 mm) zurechtgeschnitten, wobei die Tiefe während des Trocknungsprozesses abgenommen hatte. Die Vorform wurde in einem Umluftofen bei 700 ºC eine Stunde lang erhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt, und der Cyclus Eintauchen, Ablaufen, Trocknen und Erhitzen wurde wiederholt.
• Nach dem zweiten Erhitzen bei niedriger Temperatur wurde die Vorform in einem unbelüfteten Hochtemperaturofen erhitzt. Die Temperatur wurde während etwa 40 Minuten auf 800 ºC erhöht, etwa 10 Minuten lang gehalten, mit einer Geschwindigkeit von 10 ºC/Minute auf 1380 ºC erhöht, bei 1380 ºC 2 Stunden lang gehalten, mit einer Geschwindigkeit von 5 ºC/Minute auf 800 ºC abgekühlt, worauf sich ein Kühlen mit beliebiger Geschwindigkeit auf 200 ºC anschloß, wonach die Vorform aus dem Ofen genommen und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen wurde.
• Die Struktur wies eine Endschüttdichte von 0,535 g/cc und ein Muster von 65,5 diskreten Kanälen pro squin. (10,2 Kanäle pro 52 cm) auf. Die Analyse der durchschnittlichen molekularen Zusammensetzung betrug 26,3 % SiO&sub2;, 68,95 % Al&sub2;O&sub3; und 4,4 % MgO. Die Analysenergebnisse für die kristallinen Komponenten lauteten 27,5 % Cordierit (Indialit), 28 % Korund und 21,5 % Mullit. Alle Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Claims (9)

1. Starre Keramikstruktur mit mehreren diskreten Kanälen durch die Struktur, wobei die genannte Struktur im wesentlichen besteht aus etwa 20 - 40 Gew.-% SiO&sub2;, etwa 3 - 6 Gew.-% MgO und etwa 54 - 77 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, wobei die genannten Oxide von etwa 50 bis etwa 90 % des Gesamtgewichts des kristallinen Materials vorhanden sind und der Rest amorphes Material ist, jedoch keine kontinuierlichen amorphen Fasern, wobei das kristalline Material etwa 15 - 40 % des Gesamtgewichts Cordierit, etwa 15 - 35 % des Gesamtgewichts Korund und etwa 10 - 30 % des Gesamtgewichts Mullit ist, und die Struktur überall Haarrisse zeigt.

2. Struktur nach Anspruch 1, bestehend im wesentlichen aus 25 bis 30 SiO&sub2;, 4 bis 5 % MgO und 60 bis 70 % Al&sub2;O&sub3;, wobei die Oxide als 75 bis 80 % kristallines Material vorhanden sind, das kristalline Material 25 bis 30 % Cordierit, 25 bis 30 % Korund und 20 bis 30 % Mullit ist.

3. Struktur nach den Ansprüchen 1 oder 2, in im wesentlichen planarer Form.

4. Struktur nach Anspruch 1, 2 oder 3, umfassend mehrere Schichten senkrecht zu den Kanälen, wobei die genannten Schichten einen Gradienten in der Zusammensetzung in Richtung der Kanäle aufweisen.

5. Katalysatorträger, bestehend im wesentlichen aus einer Struktur nach den Ansprüchen 1 - 3, der mit Katalysator überzogen ist.

6. Katalysatorträger, bestehend im wesentlichen aus einer Struktur nach Anspruch 4, der mit Katalysator überzogen ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Struktur mit mehreren diskreten Kanälen durch die Struktur, umfassend Herstellen einer Vorform durch Legen getrennter Glasfasern zu mehreren Schichten, so daß die Fasern in einer einzelnen Schicht nahezu parallel sind und sich mit Fasern in benachbarten Schichten schneiden und Fasern in alternierenden Schichten nahezu parallel sind und so ausgerichtet sind, daß Kanäle durch die Vorform festgelegt werden, Benetzen der Vorform mit einem Gemisch aus Aluminiumoxid und Aluminiumoxid-Vorstufen und Erhitzen der benetzten Vorform, so daß die Räume, die durch die parallelen Fasern definiert werden, in alternierenden Schichten, und sich schneidende Fasern in benachbarten Schichten mit keramischem Material gefüllt sind, das aus der Wechselwirkung zwischen Glasfaser und Aluminiumoxid resultiert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Glasfaser frei von Borverbindungen ist und die letzte End-Aufheiztemperatur mindestens 1380 ºC beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Struktur, die mehrere diskrete Kanäle durch die Struktur aufweist, umfassend Herstellen einer Vorform durch Legen von getrennten Aluminiumoxid-Fasern zu mehreren Schichten, so daß die Fasern in einer einzelnen Schicht nahezu parallel sind und sich mit Fasern in benachbarten Schichten schneiden und Fasern in alternierenden Schichten nahezu parallel sind und so ausgerichtet sind, daß Kanäle durch die Vorform festgelegt werden, Benetzen der Vorform mit einer wäßrigen Kieselsäurequelle, die eine Magnesiumoxidquelle enthält, und Erhitzen der benetzten Vorform, so daß die Räume, die durch die parallelen Schichten festgelegt werden, und die sich Schneidenden Fasern in benachbarten Schichten mit keramischem Material gefüllt sind, das aus der Wechselwirkung von Kieselsäure und Aluminiumoxid resultiert.