PL208589B1

PL208589B1 - Sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu

Info

Publication number: PL208589B1
Application number: PL377836A
Authority: PL
Inventors: Jun Fujita; Takahisa Kaneko; Yukihisa Wada
Original assignee: Ngk Insulators Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2011-05-31
Also published as: JP2004262670A; EP1591430B1; PL377836A1; EP1591430A1; US7413625B2; JP4382367B2; KR20050094842A; KR101073600B1; EP1591430A4; WO2004063122A1; US20060254713A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu.

Wynalazek odnosi się w szczególności do sposobu wiązania/spajania ceramicznej bryły o struktur plastra miodu, która jest stosowana w filtrach służących do gromadzenia cząsteczek z gazów spalinowych z silników spalinowych i kotłów, jak również nośnikach katalizatorów z katalizatorami stosowanymi w reaktorach chemicznych, reaktorach do reformowania ogniw paliwowych, itp.

Jak pokazano na rysunku pos. 1, ceramiczna bryła 100' o strukturze plastra miodu tego typu jest formowana przez wiązanie licznych porowatych segmentów 2 o strukturze plastra miodu warstwami klejowymi 31, przy czym porowate segmenty 21 o strukturze plastra miodu są wyposażone w liczne przelotowe otwory przepływowe 41, rozdzielone ściankami działowymi i biegnące w kierunku osiowym.

Tego rodzaju rozwiązanie zostało ujawnione japońskiej publikacji nie badanych zgłoszeń patentowych nr 2000-7455.

W szczególności, ceramiczna bryła 100' o strukturze plastra miodu jest utworzona przez wzajemne spajanie przy pomocy warstw kleju 31 szesnastu porowatych segmentów 21 o strukturze plastra miodu, każdy w kształcie graniastosłupa kwadratowego, tworząc matrycę cztery na cztery.

Spajanie jest obecnie wykonywane przez umieszczenie warstwy kleju 31 między przyklejonymi powierzchniami 2al odpowiednich porowatych segmentów 21, a następnie poddawanie segmentów 21 wibracji przy jednoczesnym wywieraniu na nie nacisku.

W szczególności, w znanym sposobie spajania, jak pokazano na pos. 2A do 2E, w najniższej części wycięcia 51’ uchwytu 501 umieszczany jest pierwszy porowaty segment 21 o strukturze plastra miodu, w którym warstwa bazowa kleju jest utworzona na powierzchni powłoki 2a’.

Następnie, drugi porowaty segment 2 o strukturze plastra miodu, w którym warstwa bazowa jest utworzona na jednej powierzchni powłoki 2a’, a ponadto na warstwę bazową jest nałożony klej, jest umieszczony blisko pierwszego segmentu 21 o strukturze plastra miodu tak, że powierzchnie powłok 2a’ są zwrócone jedna w stronę drugiej z umieszczonym między nimi klejem (patrz pos. 2A). W tym stanie, powierzchnie końcowe dwóch segmentów 21 są poddawane naciskowi przy pomocy płyty dociskowej (nie pokazana) i są przesuwane. Następnie, dociskacz 52’ jest opuszczany na ostatni segment 21 tak, że dociska segment 21 w kierunku pionowym, po czym wytwarzane są wibracje w takim kierunku, aby przesuwać powierzchnie powłok 2a’ jedną względem drugiej. W ten sposób można związać segmenty 21 pierwszy i drugi ze sobą wzajemnie.

Następnie, trzeci porowaty segment 21 o strukturze plastra miodu, w którym warstwa bazowa jest utworzona na jednej powierzchni 2a’ powłoki i ponadto klej jest nałożony na warstwę bazową, jest umieszczany w pobliżu tak, że jego powierzchnia 2a’ powłoki i inna powierzchnia 2a’ powłoki pierwszego segmentu 21 są zwrócone jedna w stronę drugiej z umieszczonym między nimi klejem (patrz pos. 2B). W tym stanie można związać trzeci segment 21 z pierwszym segmentem 2’ tak samo jak drugi segment 21.

Ponadto, czwarty porowaty segment 21, w którym warstwa bazowa jest utworzona na dwóch powierzchniach 2a’ powłok i klej jest dodatkowo nałożony na warstwę bazową, jest umieszczany blisko między segmentami 2 drugim i trzecim (patrz pos. 2c). W tym stanie można związać czwarty segment 21 z segmentami zarówno drugim, jak i trzecim, tak jak segmenty drugi i trzeci.

Ponadto, piąty porowaty segment 21, w którym warstwa bazowa jest utworzona na jednej powierzchni 2a’ powłoki i klej jest dodatkowo nałożony na warstwę bazową, jest umieszczany tak blisko, że inna powierzchnia 2a’ powłoki drugiego segmentu 2 i powierzchnia 2a’ powłoki piątego segmentu są zwrócone jedna w stronę drugiej z umieszczonym klejem między nimi (patrz pos. 2D). W tym stanie można związać piąty segment 21 z drugim segmentem 21 podobnie jak w poprzednim procesie.

Następnie, odpowiednie segmenty 21 są kolejno wiązane w podobny sposób przez wywieranie nacisku i wytwarzanie wibracji za każdym razem. Na koniec, szesnasty porowaty segment 21, w którym warstwa bazowa jest utworzona na dwóch powierzchniach 2a’ powłok i klej jest dodatkowo nałożony na warstwę bazową, jest wiązany przez wywarcie nacisku i wytworzenie wibracji i w ten sposób proces spajania ceramicznej bryły 100’ o strukturze plastra miodu może zostać zakończony (patrz pos. 2E).

Jednakże, tradycyjny sposób spajania/wiązania jest przystosowany do spajania odpowiednich porowatych segmentów 2 kolejno, przy wytwarzaniu za każdym razem nacisku i wibracji. Odpowiednio, wibracje i nacisk są przekazywane do dolnych segmentów, ułożonych wcześniej (segmentów

PL 208 589 B1 usytuowanych wokół wspomnianego pierwszego porowatego segmentu 2), aż do zakończenia wiązania ostatniego segmentu (który jest szesnastym porowatym segmentem 2 w opisanym przykładzie). Przekazywana siła działa jako siła rozdzielająca na segmenty 2, które są związane jeden z drugim. W związku z tym powstaje problem polegający na tym, że warstwy kleju 31 do wiązania dolnych segmentów są rozdzielane, powodują w ten sposób częściowe pogorszenie siły klejenia.

W związku z tym, celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie sposobu spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, który pozwala na utrzymywanie warstw kleju, służących do wiązania odpowiednich porowatych segmentów, w stanie oryginalnym, niezależnie od kolejności układania odpowiednich segmentów, a zatem spajanie wszystkich segmentów jednorodnie z wymaganą siłą klejenia.

Sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, którą wykonuje się przez łączenie licznych porowatych segmentów warstwami kleju, przy czym stosuje się porowate segmenty posiadające liczne przepływowe otwory przelotowe, przedzielone ściankami działowymi i biegnące w kierunku osiowym, w którym to sposobie odpowiednie porowate segmenty układa się w stos umieszczając warstwy kleju między odpowiadającymi sobie powierzchniami klejonymi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że porowate segmenty w kształcie plastra miodu łączy się ze sobą tak, że wykonuje się główny docisk F1, F2 przy ciśnieniu prasowania w granicach od 0,049 MPa do 0,147 MPa w całości poprzez porowate segmenty w kształcie plastra miodu, usytuowane w najbardziej zewnętrznej warstwie, po ułożeniu w stos zadanej liczby segmentów, przy czym główny docisk F1, F2 przeprowadza się za pomocą prasujących dociskaczy jarzmowych zawierających żebra prasujące w ilości równoważnej porowatym segmentom w kształcie plastra miodu usytuowanym w najbardziej zewnętrznej warstwie bryły o strukturze plastra miodu, przy czym stosuje się żebra prasujące umieszczone na powierzchni prasującej, prasujących dociskaczy jarzmowych w pobliżu przybliżonych środków powierzchni porowatych segmentów w kształcie plastra miodu w najbardziej zewnętrznej warstwie bryły o strukturze plastra miodu.

Korzystnie, sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu według zastrz. 1, znamienny jest tym, ze odpowiednie porowate segmenty w kształcie plastra miodu poddaje się podczas układania w stos wstępnemu dociskowi f1, f2 ze słabszym naciskiem niż podczas wywierania głównego docisku F1, F2.

Korzystnie, wstępny docisk f1, f2 wykonuje się z naciskiem równym bądź mniejszym niż 0,049 MPa.

Korzystne efekty rozwiązania według wynalazku uzyskano dzięki opracowaniu sposobu spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, utworzonej przez związanie licznych porowatych segmentów przy pomocy warstw kleju, w którym porowate segmenty są wyposażone w liczne otwory cyrkulacyjne, przedzielone ściankami działowymi i biegnące w kierunku osiowymi. Odpowiednie porowate segmenty są układane, umieszczając warstwy kleju między odpowiednimi powierzchniami powłok i są wiązane jeden z drugim przez wywarcie ogólnego nacisku na całość przez porowate segmenty usytuowane w najbardziej zewnętrznej warstwie, po ułożeniu określonej liczby segmentów.

Zgodnie z wynalazkiem, ogólny nacisk jest wykonywany jednocześnie na całość przez porowate segmenty, usytuowane w najbardziej zewnętrznej warstwie, po ułożeniu określonej liczby porowatych segmentów. Główny nacisk jest w tym momencie przykładany jednocześnie do wszystkich segmentów, a nie działa jako oddzielna siła na jeden z segmentów.

Dodatkowo, według wynalazku porowate segmenty są poddawane wstępnemu naciskowi w czasie układania przy sile nacisku mniejszej od głównego nacisku.

Możliwe jest usunięcie podczas wstępnego nacisku pęcherzyków powietrza, uwięzionych podczas układania, bez powodowania ruchu innych, związanych segmentów, przy czym wstępny nacisk jest wykonywany z siłą równą lub mniejszą niż 0,049 MPa.

Dzięki temu, według niniejszego wynalazku, możliwe jest uniknięcie rozdzielania segmentów podczas wstępnego nacisku, a jednocześnie wyeliminowanie pęcherzyków.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym pos. 1 przedstawia przykładowo tradycyjny znany ze stanu techniki sposób wiązania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, pos. 2A do 2E pokazują bardziej szczegółowo znany w stanie techniki sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, fig. 3A i 3B - przykładowo sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu jako jeden z przykładów wykonania niniejszego wynalazku, przy czym fig. 3A pokazuje jeden z etapów układania, zaś fig. 3B pokazuje końcowy etap układania odpowiednio, fig. 4 - wyjaśnienie na przykładzie wykonywanie głównego nacisku w końco4

PL 208 589 B1 wym etapie układania w sposobie spajania w jednym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, fig. 5A i 5B - przykładowo sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, przy czym fig. 5A pokazuje jeden z etapów układania, zaś fig. 5B pokazuje końcowy etap układania odpowiednio oraz fig. 6A - widok perspektywiczny przykładowego segmentu, zaś fig. 6B - widok perspektywiczny ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, utworzonej przez spojenie segmentów.

Najbardziej preferowany przykład wykonania wynalazku został opisany w oparciu o fig. 3A, 3B z odniesieniem do stanu techniki przedstawionego na pos. 1 i pos. 2A-2E, przy czym elementy widoczne na pos. 1 i pos. 2A do 2E są na innych figurach wskazywane przez podobne oznaczniki liczbowe bez znaku „'” w celu uproszczenia objaśnień.

Figury 3A i 3B przedstawiają sposób spajania ceramicznej bryły 1 o strukturze plastra miodu w jednym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku. Ceramiczna bryła 1 o strukturze plastra miodu jest utworzona przez spojenie ze sobą licznych porowatych segmentów 2 za pomocą warstw kleju 3, przy czym porowate segmenty 2 są wyposażone w liczne otwory cyrkulacyjne, przedzielone przez ścianki działowe i biegnące w kierunku osiowym. Porowate segmenty 2 są podobne do pokazanych na pos. 1. Przelotowe otwory przepływowe 4 są pominięte na fig. 3A i 3B.

Ponadto, w przedstawionym sposobie spajania odpowiednie porowate segmenty 2 są układane tak, że warstwy kleju są umieszczane między ich odpowiednimi powierzchniami 2a powłok i są wiązane jeden z drugim przez wykonanie ogólnego nacisku na całość przez porowate segmenty 2, itd., usytuowane w zewnętrznej warstwie, po ułożeniu określonej liczby segmentów. Ogólny nacisk F1, F2, jest wskazywany na fig. 3B przez strzałkę F1 w kierunku pionowym do dołu i przez strzałkę F2 w kierunku poziomym.

W szczególności, porowaty segment 2 zawiera przynajmniej jeden materiał ceramiczny wybrany z grupy obejmującej węglik krzemu, azotek krzemu, kordieryt, glin, mulit, dwutlenek cyrkonu, fosforan cyrkonu, tytanian glinu, dwutlenek tytanu i ich kombinacje, metal z grupy Fe-Cr-Al, metal grupy niklowej lub metaliczny krzem i SiC i podobne surowce. Plastyczny materiał segmentu jest uzyskiwany przez dodanie lepiszcza, takiego jak metyloceluloza lub metyloceluloza hydroksypropoksylowa, środka powierzchniowo czynnego, wody, itp.

Materiał segmentu jest poddawany na przykład formowaniu przez wytłaczanie i uzyskiwana jest wypraska w kształcie graniastosłupa kwadratowego, mająca liczne przelotowe otwory przepływowe 4, rozdzielone przez ścianki działowe i biegnące w kierunku osiowym (patrz fig. 6A). Porowaty segment 2, jak pokazano na fig. 6A, może być wykonany przez wysuszenie tego rodzaju wypraski przy użyciu mikrofal, gorącego powietrza, itp., a następnie wypalenie.

Według niniejszego wynalazku, po wykonaniu segmentów 2, kolejne liczne segmenty 2, itd. są wiązane i integrowane jeden z drugim. Niniejszy wynalazek charakteryzuje sposób wiązania.

W zaproponowanym sposobie wiązania, jak pokazano na fig. 3A, najpierw formowane jest pole składania A, mające przekrój poprzeczny w kształcie litery L, przy użyciu wzdłużnej płyty podtrzymującej 10 i poprzecznej płyty podtrzymującej 11, i odpowiednie segmenty 2 są układane w tym obszarze składania A, przy czym warstwy kleju 3 są umieszczane między odpowiednimi powierzchniami 2a i 2a powłok. Układanie to jest wykonywane przez ustawianie obu powierzchni wzdłuż wzdłużnej płyty podtrzymującej 10 i poprzecznej płyty podtrzymującej 11.

Odnośnie kleju w warstwie kleju 3, korzystne jest stosowanie zawiesiny, zawierającej ceramikę, mającą taki sam skład jak segment 2. Na przykład, korzystne jest stosowanie zawiesiny, wykonanej z proszku ceramicznego z elementów składowych segmentu 2 z dodatkiem włókien nieorganicznych, takich jak włókna ceramiczne, lepiszcza organicznego lub nieorganicznego i środka dyspergującego, na przykład wody. Korzystne jest również dodanie roztworu koloidalnego, na przykład roztworu koloidalnego krzemu. Warstwa kleju 3 może zostać utworzona przez nałożenie kleju na powierzchnię 2a powłoki segmentu 2. Warstwa kleju 3 może zostać utworzona na segmencie 2 przed ułożeniem lub na odsłoniętej powierzchni 2a powłoki segmentu 2, który został już położony. Ponadto, układanie jest wykonywane przez układanie segmentów 2 jednego po drugim.

Następnie, jak pokazano na fig. 3B, po ułożeniu określonej liczby (równej 16 w tym przykładzie wykonania) segmentów 2, wykonywany jest główny nacisk F1, F2 jednocześnie na całość w kierunkach wskazywanych przez strzałki F1 i F2 przez porowate segmenty 2, itd., usytuowane w najbardziej zewnętrznej warstwie. W odniesieniu do głównego nacisku, ponieważ dwie powierzchnie ułożonego korpusu są przykryte wzdłużną płytą podtrzymującą 10 i poprzeczną płytą podtrzymującą 11, inne dwie powierzchnie są poddawane głównemu naciskowi na całość jednocześnie w kierunkach wskaPL 208 589 B1 zywanych przez strzałki F1 i F2. Siłowniki pneumatyczne, siłowniki hydrauliczne itp. są stosowane do uzyskania odpowiedniej siły nacisku.

Jak pokazano na fig. 4, korzystnie główny nacisk może być wykonywany przy użyciu prasujących dociskaczy jarzmowych 12, zawierających żebra prasujące 12a w liczbie odpowiadającej liczbie porowatych segmentów 2 w najbardziej zewnętrznej warstwie, które znajdują się na powierzchniach dociskowych 12b tak, że stykają się w przybliżeniu ze środkami bocznych powierzchni porowatych segmentów 2 w najbardziej zewnętrznej warstwie. Żebro prasujące 12a jest korzystnie opierane wzdłuż linii łączącej odpowiednie środki krótkich krawędzi na bocznych powierzchniach segmentu 2.

W tej konfiguracji powstaje prześwit, odpowiadający wysokości żeber prasujących 12a między bocznymi powierzchniami porowatych segmentów 2 w najbardziej zewnętrznej warstwie a powierzchnią dociskową 12b. Odpowiednio, możliwe jest uniknięcie przywierania wyciskanego kleju do powierzchni dociskowej 12b.

W ten sposób, ceramiczna bryła 1 o strukturze plastra miodu jest konfigurowana w celu poddania głównemu naciskowi jednocześnie na całość przez porowate segmenty 2, usytuowane w najbardziej zewnętrznej warstwie, po ułożeniu określonej liczby porowatych segmentów 2. Zatem, główne siły nacisku F1 i F2 są przykładane teraz do wszystkich segmentów 2 i nie działają jak siła rozdzielająca na jakiekolwiek segmenty 2.

W ten sposób można uniknąć niepożądanego rozdzielania warstw kleju 3. Zatem, możliwe jest utrzymywanie warstw kleju 3, wiążących odpowiednie segmenty 2 w oryginalnym stanie, jak przy układaniu.

Odpowiednio, możliwe jest wiązanie odpowiednich porowatych segmentów 2 jednorodnie ze sobą wzajemnie z wymaganą siłą klejenia, niezależnie od kolejności układania.

Figury 5A i 5B pokazują inny przykład wykonania sposobu spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, jako inny wariant wykonania niniejszego wynalazku. Ten przykład wykonania różni się tylko tym, że odpowiednie porowate segmenty 2 są poddawane wstępnemu naciskowi w czasie układania przez nacisk słabszy niż główny nacisk. Inne cechy są podobne do opisanego powyżej przykładu wykonania. Wstępny nacisk f1, f2 jest wskazywany na fig. 5A przez strzałkę f1 w kierunku pionowym do dołu i strzałkę f2 w kierunku poziomym. Tutaj wyrażenie „podczas układania” oznacza „od momentu, kiedy n-ty segment 2 jest umieszczony w n-tej określonej części do momentu, kiedy (n+1)-wszy segment 2 zostanie umieszczony w (n+1)-wszej określonej pozycji” (n jest liczba naturalną).

W szczególności, jak pokazano na fig. 5A, odpowiednie porowate segmenty 2 są układane jeden na drugim, przy czym warstwy kleju 3 są usytuowane między odpowiednimi powierzchniami 2a i 2a powłok i wstępny nacisk jest wykonywany dla każdego z porowatych segmentów 2 w momencie układania w kierunkach wskazywanych przez strzałki f1 i f2. Po ułożeniu określonej liczby (równej 16 w tym przykładzie wykonania) segmentów 2, jak opisano powyżej, wykonywany jest główny nacisk F1, F2 jednocześnie na całość, w kierunkach wskazywanych przez strzałki F1 i F2 poprzez porowate segmenty 2, 2, itd., usytuowane w najbardziej zewnętrznej warstwie, jak pokazano na fig. 5B.

Jak opisano powyżej, według sposobu spajania w tym przykładzie wykonania, wstępny nacisk jest wykonywany ze słabszą siłą niż główny nacisk. Zatem, możliwe jest usunięcie podczas wstępnego nacisku pęcherzyków, uwięzionych podczas układania, bez powodowania ruchu innych, już związanych segmentów 2. Odpowiednio, warstwy kleju 3 nie są rozdzielane podczas ruchu segmentów 2 podczas układania i można uzyskać również eliminację pęcherzyków. Zatem, możliwe jest dodatkowe zwiększenie siły klejenia w ceramicznej bryle 1 o strukturze plastra miodu.

Wstępny nacisk f1, f2 jest korzystnie wykonywany przy użyciu siły nacisku równej lub mniejszej niż 0,049 MPa (0,5 kg/cm²).

W tej konfiguracji możliwe jest uniknięcie oddzielania segmentów 2 podczas wstępnych nacisków, jak również usunięcie pęcherzyków powietrza. W ten sposób można niewątpliwie dodatkowo zwiększyć siłę sklejenia ceramicznej bryły 1 o strukturze plastra miodu. Nawiasem mówiąc, kiedy siła wstępnego nacisku przekracza 0,049 MPa (0,5 kg/cm²), inne, już związane segmenty 2 mogą zostać przesunięte podczas wstępnego nacisku i warstwy kleju 3 mogą zostać rozdzielone w wyniku tego ruchu.

Poniżej zostaną opisane szczegółowe przykłady realizacji wynalazku.

P r z y k ł a d 1

Figury 6A i 6B ukazują pojedynczy segment 2 (fig. 6A) i ceramiczną bryłę 1 o strukturze plastra miodu (fig. 6B), która jest utworzona przez spojenie/związanie 16 pojedynczych segmentów 2 jednego z drugim przez umieszczanie między nimi warstw kleju 3.

PL 208 589 B1

Pojedynczy segment 2 jest formowany w kwadratowy graniastosłup o wymiarach a = 35 mm, b = 35 mm i c = 152 mm.

Klej, tworzący warstwy klejowe 3, jest kompozycją 39% wagowo roztworu koloidalnego krzemu, 1% wagowo nieorganicznego plastyfikatora i 10% wagowo wody tak, że kompozycja ma lepkość 350 p.

Odnośnie sposobu spajania, sposób pokazany na fig. 3A i 3B został nazwany przykładem 1, zaś sposób polegający na układaniu segmentów 2 jednego po drugim i wytwarzaniu nacisku i wibracji podczas układania, został nazwany porównawczym przykładem 1.

Warunki wiązania: w przykładzie 1, główny nacisk był wykonywany z siłą 0,147 MPa (1,5 kg/cm²).

W porównawczym przykładzie 1, nacisk podczas układania był wykonywany z siłą 0,147 MPa (1,5 kg/cm²), zaś wibracje miały częstotliwość 200 Hz.

Opis doświadczenia: dziesięć ceramicznych brył o strukturze plastra miodu zostało wykonanych według przykładu 1 i porównawczego przykładu 1. Następnie, badano nieuzbrojonym okiem, czy w poszczególnych ceramicznych bryłach 1 miało miejsce rozdzielanie warstw klejowych, przypisywane propagacji wibracji do warstw klejowych 3 w rejonach granicznych S1 do S24 między poszczególnymi segmentami 2. Liczby rejonów granicznych, w których wykryto separację, są podane w tabeli 1.

T a b e l a 1

Sposób spajania	Próbki
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Przykład 1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Porównawczy przykład 1	8	10	12	3	4	7	5	9	11	12

Jak widać w tabeli 1, zaobserwowano od 3 do 12 rejonów granicznych z separacją w każdej z ceramicznych brył 1 w porównawczym przykładzie 1 Jednakże, ani jednego rejonu granicznego z separacją nie stwierdzono w przykładzie 1 Odpowiednio, można powiedzieć, że przykład 1 może zapewniać większą siłę klejenia ceramicznej bryły 1 w porównaniu z porównawczym przykładem 1.

P r z y k ł a d y 1, 2 i 3

Przykład 1 odnosi się do sposobu wiązania pokazanego na fig. 3A i 3B.

Przykład 2 odnosi się do sposobu wiązania, pokazanego na fig. 5A i 5B, w którym siła wstępnego nacisku została ustalona na 0,0245 MPa (0,25 kg/cm²).

Przykład 3 odnosi się do sposobu wiązania, pokazanego na fig. 5A i 5B, w którym siła wstępnego nacisku została ustalona na 0,049 MPa (0,5 kg/cm²).

Porównawczy przykład 2 odnosi się do sposobu wiązania, pokazanego na fig. 5A i 5B, w którym ₂ siła wstępnego nacisku została ustalona na 0,098 MPa (1 kg/cm²).

Porównawczy przykład 3 odnosi się do sposobu wiązania, pokazanego na fig. 5A i 5B, w którym siła wstępnego nacisku została ustalona na 0,147 MPa (1,5 kg/cm²).

Porównawczy przykład 4 odnosi się do sposobu wiązania, pokazanego na fig. 5A i 5B, w którym ₂ siła wstępnego nacisku została ustalona na 0,196 MPa (2 kg/cm²).

Porównawczy przykład 5 odnosi się do sposobu wiązania pokazanego na fig. 5A i 5B, w którym siła wstępnego nacisku została ustalona na 0,245 MPa (2,5 kg/cm²).

Jednocześnie, główny nacisk w przykładach 1, 2 i 3 i w porównawczych przykładach 2, 3, 4 i 5 był wykonywany z siłą 0, 098 MPa (1,0 kg/cm²). Wszystkie inne warunki były identyczne, jak w opisanym powyżej przykładzie 1.

Opis doświadczenia: ceramiczne struktury 1 zostały wykonane przy zastosowaniu przykładów 1,2 i 3 i porównawczych przykładów 2, 3, 4 i 5, odpowiednio. Następnie, badano nieuzbrojonym okiem, czy miało miejsce zjawisko rozdzielania segmentów 2 w czasie wywierania wstępnych nacisków w odniesieniu do poszczególnych sposobów wiązania i udział pęcherzyków w warstwach kleju 3 w wykonanych ceramicznych bryłach 1 i mierzono siłę klejenia między segmentami poszczególnymi 2.

Pomiar udziału pęcherzyków wykonywano przez odcinanie kleju od segmentów w miejscu ich połączenia, rejestrowanie w postaci obrazu uzyskanego przekroju przy pomocy skanera połączonego z komputerem osobistym, wykonanie obróbki obrazu i wyliczenie stosunku powierzchni pęcherzyków do całej powierzchni. Podobnie jak w przypadku mierzenia siły wiązania, próbki przeznaczone do testów wytrzymałościowych były odcinane zgodnie z JIS R1601 i mierzono siłę wiązania metodą wyginania trzypunktowego.

Wyniki są zsumowane w tabeli 2.

PL 208 589 B1

T a b e l a 2

Sposób wiązania	Siła wstępnego nacisku MPa (kg/cm²)	Separacja podczas wstępnego nacisku	Udział pęcherzyków	Siła wiązania MPa (kg/cm²)
Przykład 1	brak	brak	25%	24,50 (250)
Przykład 2	0,0245 (0,25)	brak	5%	30,38 (310)
Przykład 3	0,049 (0,5)	brak	0%	33,32 (340)
Porównawczy przykład 2	0,098 (1)	tak	0%
Porównawczy przykład 3	0,147 (1,5)	tak	0%
Porównawczy przykład 4	0,196 (2)	tak	0%
Porównawczy przykład 5	0,245 (2,5)	tak	0%

W tabeli 2, występowanie zjawiska separacji segmentów 2 podczas wstępnych nacisków jest wskazywane w kolumnie „Separacja podczas wstępnego nacisku”, udziały pęcherzyków w warstwach kleju 3 są wskazywane w kolumnie „Udział pęcherzyków”, zaś siła klejenia między segmentami 2 jest wskazywana w kolumnie „Siła wiązania”.

Jak widać w tabeli 2, w przypadku sposobów wiązania z przykładów 2 i 3, przy wywieraniu wstępnych nacisków z siłą równą lub mniejszą niż 0,049 MPa (0,5 kg/cm²) nie wykryto występowania zjawiska separacji segmentów 2 podczas wstępnych nacisków i podczas wykonywania głównego nacisku. Ponadto, udział pęcherzyków stał się równy lub mniejszy niż w przykładzie 1, zaś siła wiązania okazała się większa niż w przykładzie 1.

Sposób wiązania w przykładzie 1 nie obejmuje wywierania wstępnych nacisków, co powoduje wzrost udziału pęcherzyków i zmniejszenie siły wiązania. Jednakże, występowanie zjawiska separacji segmentów 2 nie było wykrywane podczas wywierania głównego nacisku.

Przeciwnie, w przypadku sposobów wiązania z porównawczych przykładów 2, 3, 4 i 5, przewidujących przykładanie wstępnego nacisku z siłą równą lub większą niż 0,098 MPa (1 kg/cm²), obserwowano występowanie zjawiska separacji segmentów 2 podczas wstępnych nacisków i sposoby te nie pozwalają na dokończenie wykonywania ceramicznych struktur 1 plastra miodu.

Jak opisano powyżej, według pierwszej cechy charakterystycznej niniejszego wynalazku, główny nacisk działa jednocześnie na wszystkie odpowiednie segmenty i nie działa jako siła rozdzielająca jakiekolwiek segmenty. Zatem możliwe jest utrzymywanie warstw kleju, służących do wiązania odpowiednich porowatych segmentów, w oryginalnym stanie, jak przy układaniu. Odpowiednio, możliwe jest jednorodne wiązanie odpowiednich porowatych segmentów 2 z wymaganą siłą klejenia, niezależnie od kolejności ich układania.

Według drugiej cechy charakterystycznej niniejszego wynalazku, możliwe jest usuwanie pęcherzyków, uwięzionych podczas układania, w czasie wywierania wstępnych nacisków, bez powodowania ruchu innych, już związanych segmentów. Zatem, poza zaletami pierwszej charakterystyki niniejszego wynalazku, można dodatkowo zwiększyć siłę klejenia.

Według trzeciej cechy charakterystycznej niniejszego wynalazku, wstępny nacisk jest wykonywany z siłą równą lub mniejszą niż 0,049 MPa (0,5 kg/cm²). Zatem, można zapobiec separacji segmentów podczas wywierania wstępnych nacisków, jak również usunąć pęcherzyki. W ten sposób możliwe jest dalsze zwiększenie siły klejenia poza zaletami rozwiązania według niniejszego wynalazku omówionych wcześniej.

Claims

1. Sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu, którą wykonuje się przez łączenie licznych porowatych segmentów warstwami kleju, przy czym stosuje się porowate segmenty posiadające liczne przepływowe otwory przelotowe, przedzielone ściankami działowymi i biegnące w kierunku osiowym, w którym to sposobie odpowiednie porowate segmenty układa się w stos umieszczając warstwy kleju między odpowiadającymi sobie powierzchniami klejonymi, znamienny tym, że porowate segmenty (2) w kształcie plastra miodu łączy się ze sobą tak, że wykonuje się głów8

PL 208 589 B1 ny docisk (F1, F2) przy ciśnieniu prasowania w granicach od 0,049 MPa do 0,147 MPa w całości poprzez porowate segmenty (2) w kształcie plastra miodu, usytuowane w najbardziej zewnętrznej warstwie, po ułożeniu w stos zadanej liczby segmentów, przy czym główny docisk (F1, F2) przeprowadza się za pomocą prasujących dociskaczy jarzmowych (12) zawierających żebra prasujące (12a) w ilości równoważnej porowatym segmentom (2) w kształcie plastra miodu usytuowanym w najbardziej zewnętrznej warstwie bryły (1) o strukturze plastra miodu, przy czym stosuje się żebra prasujące (12a) umieszczone na powierzchni prasującej, prasujących dociskaczy jarzmowych (12) w pobliżu przybliżonych środków powierzchni porowatych segmentów (2) w kształcie plastra miodu w najbardziej zewnętrznej warstwie bryły (1) o strukturze plastra miodu.

2. Sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu według zastrz. 1, znamienny tym, że odpowiednie porowate segmenty (2) w kształcie plastra miodu poddaje się podczas układania w stos wstępnemu dociskowi (f1, f2) ze słabszym naciskiem niż podczas wywierania głównego docisku (F1, F2).

3. Sposób spajania ceramicznej bryły o strukturze plastra miodu według zastrz. 2, znamienny tym, że wstępny docisk (f1, f2) wykonuje się z naciskiem równym bądź mniejszym niż 0,049 MPa.