DE69219457T2 - Methode zur herstellung eines metallischen katalysatorträgers - Google Patents

Methode zur herstellung eines metallischen katalysatorträgers

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfähren zum Herstellen eines metallischen Katalysatorträgers, welcher beispielsweise als katalytische Abgasnachbehandlung&anlage eines Kraftfahrzeuges verwendet wird.
  • Eine Art eines solchen metallischen Katalysatorträgers ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 266 978/1989 und der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 139 044/1990 beschrieben.
  • Ein sokher wird mit Bezug auf die Fig. 9 bis 14 beschrieben.
  • Wie in Fig. 9 oder Fig. 10 gezeigt, wird ein metallisches Katalysatoiträgerelement 1 durch wechselweises Aufwickeln einer flach gestalteten metallischen Platte 2 und einer gewellten metallischen Platte 3 hergestellt, die beide aus einem metallischen, Al enthaltenden Material bestehen.
  • Die Höhe 3a von Wellenberg und -tal der gewellten metallischen Platte 3 beträgt 0,5 bis 3,0 mm, und der Abstand 3b zwischen Wellenbergen beträgt 1,0 bis 3,0 mm.
  • Bei dem metallisciien Katalysatorträgerelement 1 der Fig. 10 hat die flache metallische Platte 2 kleine Wellen 2a, welche niedriger als die Wellen der gewellten metallischen Platte 3 sind. Diese kleinen Wellen 2a haben eine Höhe 2b von Berg und Tal von 0,05 bis 0,5 mm und einen Abstand 2c zivischen den Bergen von 1,0 bis 3,0 mm.
  • Dieses metallische Katalysatorträgerelement 1 wird dann in einem Vakuumofen bei einer Temperatur von 850 bis 1.200 ºC, einer Vakuumhöhe von 10&supmin;² bis 10&supmin;&sup6; Torr (1,33 Pa bis 1,33 × 10&supmin;&sup4; Pa) und einem Sinterzeitraum von 30 Minuten bis 8 Stunden gesintert.
  • Dieses Sintem verursacht einen Diffusionsübergang zwischen den metallischen Schichten der metallischen Platte 2 und der metallischen Platte 3 zwecks Bildung einer einstückig verbundenen Verbindungsstelle 4.
  • Bei diesem Diffiisionsübergang diffimdieren beiderseitige metallische Atome durch Überschreiten der Grenze an deni Metallkontaktpunkt, wodurch die Grenze beseitigt wird. Damit ist die Verbindung vervollständigt.
  • Als eine Bedingung für den Diffusionsübergang sollte eine Temperatur TD ≥ 0,7 Tm sein, wobei TD die Temperaturuntergrenze für den Diffusionsübergang und Tm den Schmelzpunkt eines Metalls (etwa 1.450 ºC) bezeichnen. Je höher die Temperatur ist, um so besser ist die Diffiision. Wenn die Grenze eine Verunreinigung oder ein Oberfiächenoxid, welches die Diffusion verhindert, aufweist, wird die Verbindung schwierig oder gar nicht bewerkstelligt.
  • Der so aufgebaute metallische Katalysatorträger bedarf, verglichen mit einem herkömmlichen Lötverfahren, keines Zusatzwerkstoffs. Somit wird ein Träger, welcher preiswert ist und eine hohe Festigkeit autweist, mit geringerem oxidativen Abbau durch den Einfluß des Zusatzwerkstoffs hergestellt.
  • Da ein derartiger, herkömmlicher, metalseher Katalysatorträger unter den Bedingungen eines hohen Vakuumgrades von 10&supmin;² bis 10&supmin;&sup6; Torr (1,33 Pa bis 1,33 × 10&supmin;&sup4; Pa) und einer Temperatur von 850 bis 1.200 ºC hergestellt wird, wird jedoch auf der Obertlache der metallischen Platten 2 und 3 kein Al&sub2;O&sub3; gebildet, und das Metall bleibt ungeschützt, so daß die Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit durch die Bildung einer Al enthaltenden Oxidschicht nicht zu erwarten ist.
  • Wenn das Material unter atmosphärischem Druck bearbeitet wird, oxidiert es schnell unter Bildung eines Oxids auf der Materialobertlache. Dadurch wird eine Verbindung verhindert.
  • Wenn das Oxid nicht auf der gesamten Obertlache gebildet wird und der Diffiisionsübergang teilweise herbeigeführt wird, weist der durch unvollständige Verbindung erhaltene metallische Katalysatorträger eine geringe Festigkeit der Verbindungsstelle auf.
  • Wie in Fig. 12 und Fig. 13 gezeigt, wird deshalb unter Verwendung eines Geräts zum Testen der Extrudierfestigkeit eine Untersuchung durchgeführt, bei welcher der erhaltene metallische Katalysatorträger 5 atif einem mit einer Öffnung(Pore) versehenen Basisteil 7 angeordnet und von oben über eine flache Platte 9, welche kleiner als die Öffnung 8 des mit einer Öffnung versehenen Basisteils 7 ist, beaußchlagt. Wie in Fig. 14 gezeigt, ergibt sich das Problem, daß der vordere Endabschnitt 6 herausgedrückt wird oder daß ein sogenannter Filmaustrag verursacht wird. Um also das vorgenannte Problem zu beseitigen, hat sich der Erfinder diesem von unterschiediiclien Standpunnten her angenommen, um ein Herstellungsverfahen zu schaffen, das in der Lage ist, eine Oxidationsbeständigkeit herbeizuführen, und herausgefunden, daß ein solches Verfähren durch Bewerkstelligen des Sinterns unter Bedingungen eines geringen Vakuums und einer Temperatur von mindestens 1.200ºC vervollständigt werden kann.
  • Ein Verfähren zum Herstellen eines metallischen Katalysatorträgers ist aus dem Dokument JP-A- 1 266 978 bekannt. Gemäß diesem Verfähren findet das Erwärmen in einem Vakuum von 0,133 mPa bis 1,33 Pa bei einer Temperatur von 850 bis 1.200 ºC statt. Die Nachteile dieses Verfährens sind in der voreiwähnten Beschreibung deutlich angegeben.
  • In dem Dokument US-A-4 300 956 ist ein Verfähren offenbart, bei welchem der metallische Katalysatorträger auf eine Temperatur von etwa 1.000 bis etwa 1.200 ºC für einen Zeitraum erwärnit wird, welcher sich von etwa 1 Stunde bis etwa 2 Stunden erstreckt. Der Druck beträgt 0,5 bis 5 µatm, d. h. 0,05 bis 0,5 Pa. Somit werden in diesem Dokument ein relativ geringer Druck zusammen mit relativ langen Erwärmungszeiträumen vorgeschlagen.
  • Das Dokument JP-A-1 218 636 offenbart ein Verfähren zum Herstellen eines metallischen Katalysatorträgers, welches eine Erwärmungsteroperatur von 850 bis 1.400 ºC und eine Erwärmungszeit von vorzugsweise 30 Minuten bis 8 Stunden aufweist. Druckwerte sind in diesem Dokument iücht erwähnt. In den Beispielen 1 und 2 dieses Dokuments beträgt die Erwärmungszeit 2 Stunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfähren zum Herstellen eines metallischen Katalysatorträgers zu schaffen, welches sowohl eine bessere Oxidationsbeständigkeit als auch eine bessere Verbindungsfestigkeit ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfähren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteraurpruch angegeben.
  • Erfindungsgemäß sind sowohl der Difliisionsübergang als auch die Oxidationsbeständigkeit verbessert.
  • Bei dieser Erfindung wird das metallische Katalysatorträgerelement zunächst durch wechseiweises Aufwickeln oder Schichten voll metallischen Platten gebildet, welche aus einem Al enthaltenden metallischen Material bestehen.
  • Anschließend wird dieses metallische Katalysatorträgerelement auf mindestens 1.200 ºC bei einem Druck von 1,5 Pa bis 10 Pa für einen Zeitraum von 5 bis weniger als 30 Minuten erwärmt.
  • Somit bilden M-Atome des Materials einen Al&sub2;O&sub3;-Überzng auf der Oberiläche der die Fe, Cr und Al-Legierungszusammensetzung bildenden Partikel, und das das Material aufbauende Atom bewegt sich während des Diffundierens beiderseftig an die Kontaktabschnitte der Metallplatten, um den Diffusionsübergang zwischen den Metallplatten herbeizuführen.
  • Bevorzugte Ansführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 ein Ablaufdiagrarnm, in welchem ein Verfähren zum Herstellen eines metallischen Katalysatorträgers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist;
  • Fig. 2 Schaubilder, welche durch Analyse der Materialoberfläche des gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erhaltenen, metallischen Katalysatorträgerelements mittels eines elektronischen Röntgenspektrumanalysators erhalten wurden;
  • Fig. 3 einen Querschnitt durch den Hauptteil des durch eine Ausführungsform der Erfindung erhaltenen, metalischen Katalysatorträgerelements;
  • Fig. 4 ein Diagramm, in welchem die Beziehung zwischen dem Sinterdruck und der Oxidationsgeschwindigkeit dargestellt ist;
  • Fig. 5 eine Seitenansicht, in dem das Stauchen des metallischen Katalysatorträgerelements dargestellt ist;
  • Fig. 6 ein Diagramm, in welchem die Beziehung zwischen der Sintertemperatur und der Extrudierfestigkeit dargestellt ist;
  • Fig. 7 ein Diagramm, in welchem die Beziehung zwischen dem Sinterdruck und der Extrudierfestigkeit bei einer Sintertemperatur von 1.200 ºC dargestellt ist;
  • Fig. 8 ein Diagramm, in welchem die Beziehung zwischen dem Vakuumgrad beim Sintern und einer Oxidationsgeschwindigkeitskennzahl dargestellt ist;
  • Fig. 9 eine perspektiisehe Ansicht eines bekannten, metallischen Katalysatorträgerelements;
  • Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des bekannten, metallischen Katalysatorträgerelements;
  • Fig. 11 einen Querschnitt durch ein Dffusionsübergangsteil des herkömmlichen, metallischen Katalysatorträgerelements;
  • Fig. 12 eine erläuternde Darstellung eines Meßverfährens, bei welchem ein Gerät zum Testen der Extrudierfestigkeit des metallischen Katalysatorträgerelements verwendet wird;
  • Fig. 13 eine Draufficht auf das mit einer Öffnung(Pore) versehene Basisteil des Geräts zum Testen der Extrudierfestigkeit gemäß Fig. 12;
  • Fig. 14 eine erläuternde Ansicht des Filmaustrags des metallischen Katalysatorträgerelements.
  • Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm, in dem ein Verfähren zum Herstellen eines metallischen Katalysatorträgers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
  • Im Prozeß (a) gemäß Fig. 1 wird zunächst das metallische Katalysatorträgerelement 1 durch wechselweises Aufwickeln einer flach gestalteten metallischen Platte 2 und einer gewellten metallischen Platte 3 gebildet. Das aufgewickelte, metallische Katalysatorträgerelement 1 wird in dem Zustand gehalten, in dem es durch die Klemmkraft beim Aufwickeln mit einer wahlweisen Spannvorrichtung beaufschlagt wird.
  • Hier wurde für die metallischen Platten 2 und 3 ein 5Al-20Cr-Rest Fe-Material einer Dicke von 50 µm verwendet.
  • In dem Prozeß (b) gemäß Fig. 1 wurde das metallische Katalysatorträgerelement 1 dann in einem Vakuumofen angeorduet und unter einem Druck von 1,5 Pa bis 10 Pa, bei wenigstens 1.200 C, für einen Zeitraum von 5 bis weniger als 30 Minuten gesintert.
  • In diesem Sinterprozeß wird, wenn das Al in dem Material der metallischen Platten 2 und 3 1.200 ºC übersteigt, auf dem Umfäng der Partikel 11 der Fe, Cr und Al-Legierungszusammensetzung em dünner Al&sub2;O&sub3;-Film 10 gebildet. Außerdem wird eine starke, aus einer festen Diffusionsschicht bestehende Verbindung 4 auf den metallischen Platten 2 und 3 gebildet.
  • Im Prozeß (c) gemäß Fig. 1 wurde daun die Waschüberzugsbehandlung (katalysierende Behandlung) auf das metallische Katalysatorträgerelement 1 als die katalysierende Behandlung gemäß einem normalen Verfahren angewandt.
  • Der Elementzustand der Materialoberfläche des so erhaltenen metailischen Katalysatorträgerelements 1 wurde durch einen elektronischen Röntgenspektrumanalysator (ESCA der Firma Shimadzu Corporation) analysiert. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt.
  • In Fig. 2 (A) ist die analysierte Oberflächenbeschaffenheit eines unter Atmosphärendruck bei 1.200 ºC für einen Zeitraum von 20 Minuten gesinterten Materials und in Fig. 2 (B) die analysierte Oberflächenbeschaffenheit eines unter Vaknum von 1 Pa bei 1.200 ºC für einen Zeitraum von 20 Minuten gesinterten Materials dargestellt.
  • Aus Fe und Al in Fig. 2 (A) ist zu ersehen, daß eine Al&sub2;O&sub3;-Schicht bis zu einer Tiefe von etwa 1.800 Avon der Oberfläche gebildet wird.
  • Aus Fe und Al in Fig. 2 (B) ist zu ersehen, daß das Fe-Metall und das Al-Metall auf der Oberfläche freiliegen.
  • Obgleich die Cr-Daten nicht gezeigt sind, liegt auch das Cr-Metall auf der Oberfläche in derselbenweise wie Fe und Al frei.
  • Es ist deshalb festzustellen, daß im Falle von Fig. 2 (B) das Metallatom diffundiert und sich während der Zeit der Diffusionsübergang-Behandlung bewegt und daß eine gegenseitige Verbindung sicher herbeigeführt wird.
  • Gemäß der in Fig. 2 gezeigten Analyse des Elementzustandes bestatigte das Metallmaterial nach der Diffusionsübergang-Behandlung, daß ein dünner Al&sub2;O&sub3;-Film 10 auf dem Umfiäng der die Fe, Cr und Al-Legierungszusammensetzung bildenden Partikel 11 in dem Material, wie in Fig. 3 gezeigt, gebildet wurde.
  • Im Hinblick auf obige Ausführungen wird der Diffüsionsübergang des Metalls sicher herbeigeführt, und durch den dünnen, auf dem Umfäng der die Fe, Cr und Al-Legierungszusammensetzung bildenden Partikel 11 in dem Material gebildeten Al&sub2;O&sub3;-Film 10 wird die Möglichkeit, das die die Fe, Cr und Al-Legierungszusammensetzung bildenden Partikel in dem Material direkt Sauerstoff ausgesetzt werden, verringert, so daß die Oxidationsbeständigkeit verbessert ist.
  • Diese Oxidationsbeständigkeit wird nachfolgend genau beschrieben.
  • Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Sinterdruck und der Oxidationsgeschwindigkeit. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 21 ein unbehandeltes Material, welches der Vakuumwärmebehandlung nicht unterzogen wurde, und die Bezugszeichen 22, 23 und 24 stellen Unterschiede der Oxidationsgeschwindigkeit jedes Materials dar, welches im einzelnen unter einem Sinterdrnck von 0,01 Pa, 1 Pa und 10 Pa gesintert wurde.
  • Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß das bei 1 Pa oder daräber gesinterte Material eine Oxidationsgschwindigkeit hat, die einen Bruchteil derjenigen des unbehandeften Materials beträgt. Hier bedeutet die Abnahme der Oxidationsgeschwindigkeit ein Verbessern der Oxidationsbeständigkeit. Die Oxidationsgeschwindigkeit des unter hohem Vakuum thermisch behandelten Materials ist dieselbe wie diejenige des unbehandeken Materials, und die Oxidationsbeständigkeit ist sehr gering verglichen mit dem unter einem geringen Vakuum durchgeführten Behandlungsverfähren.
  • Der so erhaltene metallische Katalysatorträger wurde dem Extrudiertest unter Verwendung der in Fig. 12 gezeigten Anlage zurn Testen der Extrudierfestigkeit unterzogen.
  • lin Ergebnis wurde der untere Endteil 1a des metallischen Katalysatorträgers gestaucht, und ein Filmaustrag fänd nicht statt.
  • Dieses Stauchen wird näher beschrieben.
  • Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Sintertemperatur und der Extrudierfestigkeit.
  • Aus Fig. 6 ist klar ersichtlich, daß die Extrudierfestigkeit bei weniger als 1.200 ºC weniger als 40.000 N beträgt, was zu einem Filmaustrag in derselben Weise wie bei einem herkömmlichen, metallischen Katalysatorträger führt.
  • Wenn die Sintertemperatur jedoch 1.200 ºC übersteigt, übersteigt die Extrudierfestigkeit 40.000 N, und, wie zuvor beschrieben, der untere Endteil 1a des metallischen Katalysatorträgers wurde gestaucht und der Filmaustrag nicht herbeigeführt.
  • Aus Fig. 6 ist ferner deutlich zu ersehen, daß die Diffiision beschleunigt wird und die Verbindung stark wird, wenn die Sintertemperatur ansteigt.
  • Wie zuvor beschrieben, wurde bestätigt, daß der metallische Katalysatorträger den Filmaustrag verursacht, wenn die Extrudierfestigkeit weniger als 40.000 N beträgt, und daß der metallische Katalysatorträger 1 gestaucht wird, wenn die Extrudierfestigkeit wenigstens 40.000 N oder beträgt.
  • Wenn die Sintertemperatur 1.200 ºC betragt, zeigt die Extrudierfestigkeit 40.000 N in der Beziehung des Sinterdruckes zur Exrrudieffestigkeit bei der Behandlung unter einem geringen Druck von weniger als 10 Pa, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Die Extrudierfestigkeit fällt deutlich auf unter 4.000 N bei der Behandlung unter einem hohen Druck von mehr als 10 Pa ab.
  • Aus dem Vorstehenden wurde bestätigt, daß ein Stauchen unter einem geringen Druck von weniger als 10 Pa und ein Filmaustrag unter einem Druck von mehr als 10 Pa auftritt.
  • Deshalb ist die Bearbeitung unter einem geringen Druck von weniger 10 Pa für den Diffusionsäbergang geeignet. Wenn der Test bezüglich der Extrusionsfestigkeit durchgeführt wird, wird der gesarnte untere Endabschnitt 1a des metallischen Katalysatorträgers gestaucht.
  • Im Hinblick auf den Sinterdruck wurde ferner durch ESCA bestätigt, daß bei einem Druck von 1 Pa oder weniger eine Oxidschicht auf der Oberfläche des gesinterten Materials oder auf der Oberfläche der Partikel der Zusammensetzung nicht gebildet wird. Diese Oxidschicht auf der Oberfläche ist ein Hauptgrund für die Oxidationsbeständigkeit des Materials.
  • Es ergibt sich deshalb, daß mit Blick auf die Oxidationsbeständigkeit der Sinterdruck vorzugsweise 1,5 Pa bis 10 Pa betragen sollte.
  • Hinsichtlich der Sinterzeit kann ein starker metallischer Katalysatorträger 1 mit obiger Oxidationsbeständigkeit in 5 bis weniger als 30 Minuten erhalten werden. Bei weniger als 5 Minuten kann die Reaktion des Überziehens des Umfängs der die Fe, Cr und Al- Legierungszusammensetzung aufweisenden Partikel in dem Material mit Al&sub2;O&sub3; nicht vervollständigt werden, und wenn 30 Minuten überschritten werden, verschlechtert sich das Material möglicherweise.
  • Wie zuvor gemäß dieser Ausführungsform beschrieben, wird dieses metalhsche Katalysatorträgerelement 1 nach dem Bilden des metallischen Katalysatorträgerelements 1 durch wechselweises Aufwickein der metallischen Platten 2 und 3 unter einem Druck von 1,5 Pa bis 10 Pa bei mindestens 1.200 ºC gesintert, und das Al in dem die metallischen Platten 2 und 3 bildenden Material wird zu Al&sub2;O&sub3; und überzieht die Oberfläche der die Fe, Cr und Al-Legierungszusammensetzung bildenden Partikel 11 in dem Material unter Ausbildung eines Films 10, welcher einen Durchtritt von Sauerstoff kaum gestattet. Ferner liegt das Metallatom frei an der Grenze der metallischen Platten 2 und 3, so daß die Atome an einer Diffusion nicht gehindert sind und der Berührungsabschnitt 4 sicher verbunden werden kann.
  • Der Druck beim Sintern in dem obigen Beispiel wird daun auf 1 Pa und 1,5 Pa festgelegt, um die Oxidationsbeständigkeit des den metallischen Katalysatorträger bildenden Materials zu untersuchen.
  • Die Sintertemperatur betrug 1.210 ºC und die Sinterzeit 20 Minuten.
  • Die Ergebnisse sind in Fig. 8 gezeigt.
  • Die Oxidationsgeschwindigkeit des den metallischen Katalysatorträger bildenden Materials betrug hier 1,98 × 10&supmin;&sup5; (mg/cm²)²/min bei 1.000 ºC und 1 Pa sowie 9,0 × 10&supmin;&sup6; (mg/cm²)²/min bei 1.000 ºC und 1,5 Pa.
  • Die maximale Grenz-Oxidaflonszunaltme an Al des 5Al-20Cr-Rest Fe-Mateijais beträgt 0,8 mg/cm², so daß sie ausgedrückt wird als t = P²/2k, wobei t die Zeit vor dem vollständigen Verbrauch an Al, P die Oxiddationszunahme und k die Oxidationsgeschwindigkeitskenzahl bezeichnen.
  • Somit beträgt bei 1 Pa t = (0,8)²/(2 × 1,98 × 10&supmin;&sup5;) = 16.162 Minuten = 269 Stunden und bei 1,5 Pa t = (0,8)²/(2 × 9,0 × 10&supmin;&sup6;) = 35.555 Minuten = 593 Stunden.
  • Daraus folgt, daß das bei 1,5 Pa gesinterte Material einer Oxidation mit einer zweifachen Dauer von deijenigen bei 1 Pa widersteht.
  • Durch das obige Ergebnis wurde bestätigt, daß es zum Erhalten eines metalischen Katalysatortragers mit hoher Sicherheit wünschenswert ist, den Druck beim Sintem auf 1,5 Pa oder darüber einzustellen.
  • In dem obigen Beispiel wurde das metallsche Katalysatorträgerelement 1 durch wechselweises Aufwickeln der metallischen Platten 2 und 3 gebildet, es kann aber auch durch wechselweises Schichten der metallischen Platten 2 und 3 gebildet werden.
  • In dem obigen Beispiel wurden zum Zwecke der Beschreibung die flache Metallplatte 2 und die gewellte Metallplatte 3 verwendet, die flache Metallplatte 2 kann aber auch mit kleinen Wellen 2a gemäß Fig. 10 versehen sein.
  • Aüßerdem ist das in dieser Erfindung einsetzbare Material beliebig wählbar, solange es allgemein für einen metallischen Katalysatorträger brauchbar ist. Zum Beispiel betragen die Komponenten 10 bis 40 Gew.-% Cr, 1 bis 7 Gew.-% Al und der Rest Fe; 10 bis 40 Gew.-% Cr, 0,1 bis 1 Gew.-% La, 0 bis 1 Gew.-% Ce, 2,5 Gew.-% Al und der Rest Fe; 3,5 bis 10 Gew.-% Cr, 1 bis 7 Gew.-%Al, 1,5 Gew.-% Nb, 0,15 Gew.-% Zr, 0,1 bis 1 Gew.-% La und der Rest Fe;und 10 bis 15 Gew.-% Cr, 3 bis 5,5 Gew.-% Al, 1 Gew.-% Mo, 0,1 bis 5 Gew.-% La, 0,01 bis 1 Gew.-% Ce und der Rest Fe.
  • Wie zuvor beschrieben, wird das metallische Katalysatorelement gemäß der Erfindung unter einem geringen Druck von 1,5 Pa bis 10 Pa und bei einer hohen Temperatur voll mindestens 1.200ºC für einen Zeitraum von 5 bis weniger als 30 Minuten gesintert, wird Al in dem Material der metallischen Platte zu Al&sub2;O&sub3; und bildet sich ein Film, welcher einen Durchtrirt voll Sauerstoff auf die Obeifläche der die Fe, Cr und Al-Legierungszusammensetzung bildenden Partikel in dem Material kaum gestattet, um die Oxidationsbeständigkeit zu verbessern, und ferner wird die Haltbarkeit des Diffusionsübergangsabschtts der metallischen Platten stark, um einen Filmäustrag zu verhindern.

Claims (2)

1. Verfähren zum Herstellen eines metallischen, aus emer Legierung bestehenden Katalysatorträgers, umfassend:
Bilden eines metallischen Katalysatorträgerelements (1) durch wechseiweises Aufwickeln oder Schichten einer ersten metallischen Platte (2) und einer zweiten metallischen Platte (3),
Sintern des metallischen Katalysatorträgerelements (1) unter Vakuum und einstückiges Verbinden des Berühngsabschnitts (4) von erster metallischer Platte (2) und zweiter metallischer Platte (3) durch Diffusionsübergang, wobei das metallische Katalysatorträgerelement (1) oberhalb einer Temperatur von 1200 ºC unter einem Druck von 1,5 Pa bis 10 Pa während eines Zeitraums von 5 bis unter 30 Minuten gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung eine Fe, Cr und Al Legierung ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10001640A1 (de) * 2000-01-17 2001-07-19 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zur Alterung von anorganischen Werkstücken
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3856702A (en) * 1972-07-07 1974-12-24 Union Oil Co Aluminum borate catalyst compositions
US4300956A (en) * 1980-04-14 1981-11-17 Matthey Bishop, Inc. Method of preparing a metal substrate for use in a catalytic converter
FR2577616B3 (fr) * 1985-02-14 1987-07-17 Volkswagen Ag Procede de fabrication d'un corps de support metallique pour convertisseur d'epuration des gaz d'echappement, et corps de support metallique fabrique selon ce procede
JPH01266978A (ja) * 1987-05-29 1989-10-24 Aichi Steel Works Ltd 金属製構造体の接合方法
JPH01218636A (ja) * 1988-02-25 1989-08-31 Aichi Steel Works Ltd 触媒及びその製造方法
JPH02139044A (ja) * 1988-11-21 1990-05-29 Toyota Motor Corp メタル担体の製造方法

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