RU2119818C1 - Металлическая фольга и способ ее получения - Google Patents

Металлическая фольга и способ ее получения Download PDF

Info

Publication number
RU2119818C1
RU2119818C1 RU96117588A RU96117588A RU2119818C1 RU 2119818 C1 RU2119818 C1 RU 2119818C1 RU 96117588 A RU96117588 A RU 96117588A RU 96117588 A RU96117588 A RU 96117588A RU 2119818 C1 RU2119818 C1 RU 2119818C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
foil
zeolite
adhesion
chromium
Prior art date
Application number
RU96117588A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96117588A (ru
Inventor
Боде Ханс
Пуш Хенри
Original Assignee
Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6509500&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2119818(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх filed Critical Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2119818C1 publication Critical patent/RU2119818C1/ru
Publication of RU96117588A publication Critical patent/RU96117588A/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/16—Layered products comprising a layer of metal next to a particulate layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/183—Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • B01J20/28045—Honeycomb or cellular structures; Solid foams or sponges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B01J20/28061—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being in the range 100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3234—Inorganic material layers
    • B01J20/3238—Inorganic material layers containing any type of zeolite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/02—Cellular or porous
    • B32B2305/024—Honeycomb
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/538—Roughness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/30—Iron, e.g. steel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F01N2330/04—Methods of manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к покрытой цеолитом металлической фольге и способу изготовления покрытой цеолитом металлической фольги. Металлическая фольга 1 выполнена в виде элемента 5 с сотовой структурой. Фольга изготовлена из нержавеющей стали, содержащей алюминий и хром. Фольгу окисляют. На оксидный слой 2 наносят керамический слой 3 и слой цеолита 4. Оксидный слой имеет среднюю шероховатость поверхности 2-4 мкм и усредненную высоту неровностей профиля по крайней мере 0,2 мкм. Усовершенствованный способ обеспечивает надежную адгезионную прочность покрытия. 2 с. и 18 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к покрытой цеолитом металлической фольге, а также к способу ее получения.
Цеолиты представляют собой имеющие особый состав и соответствующим образом обработанные керамические материалы, отличающиеся благодаря своему составу и своей структуре особыми абсорбционными свойствами по отношению к определенным веществам. Типичной для цеолитов является их способность аккумулировать в низких температурных условиях большие количества газообразных веществ, которые они при повышенных температурах снова высвобождают.
Существует ряд направлений использования этих свойств цеолитов. Один из них состоит, например, в том, чтобы использовать цеолиты для аккумуляции углеводородов, образующихся в системе отработанных газов транспортного средства в фазе холодного запуска двигателя, до нагрева подключенного каталитического конвертера до определенной температуры с целью последующей конверсии указанных веществ. После нагрева системы отработанных газов до определенной температуры цеолит высвобождает углеводороды, которые в подсоединенном каталитическом конвертере окисляются до воды и двуокиси углерода.
Для этой, а также для других аналогичных целей цеолиты применяют прежде всего в качестве покрытий, наносимых на элементы с сотовой структурой, через которые может пропускаться отработанный газ. При этом, благодаря керамическому составу цеолитов на первых порах в качестве подложек использовали керамические элементы с сотовой структурой. Однако существует также тенденция применять в качестве подложек элементы с сотовой структурой, выполненные из металла, например, из высококачественной стали, и наносить на них покрытие из цеолита. Но при высоких переменных термических нагрузках, таких, в частности, которые имеют место в системе отработанных газов транспортных средств, важно обеспечить надежную адгезионную прочность покрытия, учитывая при этом различные температурные коэффициенты расширения металлических и керамических материалов.
Более близкой к изобретению является металлическая фольга в виде элемента с сотовой структурой, выполненная из нержавеющей стали, содержащей алюминий и предпочтительно содержащей хром, покрытая оксидным слоем и нанесенным на него из суспензии адгезионным керамическим слоем и слоем цеолита (патент ЕР 369576, кл. B 0 D 53/36, 1990 г.).
Каталитическая система на металлической фольге (металлической подложке) предназначена для дожигания выхлопных газов автомобильного двигателя.
Металлическую фольгу в виде элемента с сотовой структурой, выполненной из нержавеющей стали, содержащей хром, получают путем окисления с последующим нанесением на оксидный слой из суспензии адгезионного керамического слоя и затем слоя цеолита.
Задачей изобретения является разработка металлической фольги, на которую можно наносить адгезионно-прочное покрытие из цеолита любой толщины. Целью настоящего изобретения является также способ получения указанной фольги. При этом прежде всего должна быть обеспечена возможность предварительной обработки металлического элемента с сотовой структурой после его изготовления и нанесения на него покрытия из цеолита.
Поставленная задача достигается описываемой металлической фольгой в виде элемента с сотовой структурой, выполненной из нержавеющей стали, содержащей алюминий и предпочтительно содержащей хром, покрытой оксидным слоем и нанесенным на него из суспензии адгезионным керамическим слоем и слоем цеолита, оксидный слой которой, согласно изобретению, имеет среднюю шероховатость поверхности 2-4 мкм, предпочтительно 3 мкм, а усредненная высота неровностей профиля составляет по крайней мере 0,2 мкм.
Поставленная задача достигается также описываемым способом получения металлической фольги в виде элемента с сотовой структурой, выполненной из нержавеющей стали, содержащей алюминий и предпочтительно содержащей хром путем ее окисления с последующим нанесением на оксидный слой из суспензии адгезионного керамического слоя и затем слоя цеолита, в котором согласно изобретению стальную фольгу окисляют до образования мелкозернистого слоя оксида алюминия.
Фольга, снабженная оксидным слоем и слоем, повышающим адгезию, образует с внешней стороны керамическую структуру, которую с помощью известных методов, практикуемых при использовании керамических элементов с сотовой структурой, можно покрывать слоем цеолита, что до настоящего времени было невозможно по отношению к металлическим подложкам и металлической фольге. При этом слой цеолита может содержать дополнительно также каталитически активный материал, прежде всего благородные металлы, или добавки этого материала можно вводить в последующем без ущерба для указанного слоя цеолита. Более того, такие комбинированные слои могут быть весьма эффективными в нейтрализаторах отработанных газов.
Для целей настоящего изобретения предпочтительна фольга из жаропрочной и коррозионно-стойкой стали, содержащая предпочтительно более 3,5% алюминия и более 15% хрома, более предпочтительно примерно 5% алюминия и примерно 20% хрома. На такую сталь можно наносить мелкозернистый слой из оксида алюминия без примесей или лишь с небольшим количеством примесей оксидов хрома и железа, как это подробнее поясняется на примерах выполнения и чертежах. Такое решение возможно в первую очередь благодаря продолжительному отжигу в воздушной среде. При этом образуется оксидный слой, который имеет среднюю шероховатость поверхности (среднее арифметическое отклонение профиля Ra) 2-4 мкм, предпочтительно 3 мкм, и усредненная высота неровностей профиля Rz которого составляет по крайней мере 0,2 мкм.
На этот оксидный слой методом окунания в золь-гель может быть нанесен повышающий адгезию керамический слой на основе оксида алюминия, содержащий в основном γ-Al2O3. Предпочтительно толщина этого повышающего адгезию керамического слоя составляет 1-5 мкм, более предпочтительно приблизительно 2 мкм. Указанный слой, повышающий адгезию, должен иметь при этом удельную поверхность от 100 до 200 м2/г, предпочтительно примерно 180 м2/г.
Предпочтительно из фольги до нанесения покрытия формируют элемент с сотовой структурой, в котором по крайней мере часть образующихся при этом мест контакта скрепляют пайкой твердым припоем.
Существенное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что сначала поверхность металлической фольги подвергают предварительной обработке таким образом, что в результате образуется очень равномерный и мелкозернистый оксидный слой, в основном слой из оксида алюминия. Было установлено, что нанести непосредственно на этот оксидный слой слой цеолита с достаточной адгезионной прочностью не удается, поскольку оксидный слой и слой цеолита обладают различными свойствами и различной структурой. Согласно изобретению в этом случае в качестве повышающего адгезию слоя может служить нанесенный из суспензии адгезионный керамический слой, причем этот слой, с одной стороны, характеризуется особенно хорошим сцеплением с оксидным слоем, а с другой стороны, имеет большое сходство с наносимым слоем цеолита, благодаря чему адгезионная прочность слоя цеолита к слою, повышающему адгезию, отвечает высоким требованиям. Кроме того, на слой, повышающий адгезию, после его нанесения можно еще воздействовать путем кальцинирования, улучшая тем самым дополнительно условия сцепления для наносимого в последующем слоя цеолита.
Как поясняется подробнее ниже при описании стадий осуществления способа, толщина слоев и их поверхностные свойства, равно как и состав цеолитового покрытия, играют важную роль для достижения в дальнейшем необходимой прочности сцепления, прежде всего при переменных термических нагрузках. Так, например, тонкий оксидный слой обеспечивает хорошую теплоотдачу между металлическим и керамическим слоями.
Способ изготовления покрытой цеолитом металлической фольги включает следующие стадии:
- стальную фольгу, содержащую алюминий и предпочтительно содержащую хром, окисляют таким образом, что на поверхности образуется мелкозернистый слой оксида алюминия;
- на оксидный слой наносят из суспензии адгезионный керамический слой, предназначенный для повышения адгезии;
- на керамический слой, предназначенный для повышения адгезии, наносят слой цеолита.
Предпочтительно оксидный слой получают путем продолжительного отжига при температуре 900-1000oC, предпочтительно при 950oC, в воздушной среде.
Жаропрочная и коррозионно-стойкая сталь, содержащая, например, около 5% алюминия и приблизительно 20% хрома, благодаря продолжительной, в течение нескольких часов, обработке при температуре порядка 950oC в воздушной среде может покрываться особенно мелкозернистым слоем оксида алюминия.
На фиг. 1а-1г представлена поверхность такой фольги в исходном состоянии (фиг. 1а), после отжига в течение 5 часов (фиг. 1б), после отжига в течение 24 часов (фиг. 1в) и после отжига в течение 48 часов (фиг. 1г) при температуре отжига 950oC в нормальной воздушной среде. В результате образуется состоящий почти из чистого оксида алюминия слой практически без примесей хрома или железа. Этот поверхностный слой является очень мелкозернистым и имеет среднюю шероховатость поверхности порядка 3 мкм и усредненную высоту неровностей профиля по крайней мере 0,2 мкм. Прочность сцепления адгезионного керамического слоя с такой поверхностью особенно высокая.
Нанесение такого керамического слоя на основе оксида алюминия осуществляют предпочтительно по известному методу окунания в золь-гель, причем прежде всего применяют алюминиево-оксидный золь с содержанием твердых частиц порядка 10 мас.%. Нанесенный таким путем повышающий адгезию слой после процесса окунания подвергают отжигу в течение приблизительно 3 часов при температуре 500-650oC, предпочтительно при 550oC, и этот слой представляет собой в основном γ-Al2O3.
Точно так же методом окунания в золь-гель может быть нанесен слой цеолита, причем такая методика особенно целесообразна в тех случаях, когда указанный слой, кроме цеолита, содержит еще 10-30 мас.% оксида алюминия, предпочтительном примерно 20 мас.%. При этом цеолит можно наносить в NH + 4 - либо H+-форме, получаемой известным путем за счет ионного обмена. Предназначенный для нанесения цеолит после гомогенизации смеси путем продолжительного, в течение нескольких часов, измельчения в коллоидной мельнице связывают в керамическую матрицу, представляющую собой предпочтительно золь на основе оксида алюминия.
Особенно целесообразно применять описанный способ на готовых элементах с сотовой структурой, выполненных из металлической фольги, причем эти элементы с сотовой структурой из по крайней мере частично структурированной фольги могут пакетироваться, свертываться или использоваться в каком-либо другом виде. Наиболее типичным является применение элементов с сотовой структурой в виде попеременно чередующихся слоев из гладких и гофрированных стальных листов, образующих пропускные каналы для потока отработанных газов. При нанесении покрытия на элементы с сотовой структурой методом окунания в золь-гель на боковых поверхностях каналов остаются большие количества наносимого материала и поэтому их необходимо удалять. Для этой цели применяют известный из уровня техники метод продувки с помощью сжатого воздуха, однако такая методика затрудняет получение максимально равномерной толщины наносимого слоя.
Согласно изобретению особенно предпочтительно удалять избыточный материал покрытия после нанесения последнего путем центрифугирования элемента с сотовой структурой, при котором пропускные каналы должны располагаться в радиальном направлении относительно оси центрифуги. Для получения наиболее равномерной толщины слоя центрифугирование следует осуществлять последовательно в направлении обоих торцов и с этой целью элемент с сотовой структурой после этапа центрифугирования необходимо поворачивать на 180oC .
Если один раз выбранная толщина усиливающего адгезию слоя, составляющая, например, 2 мкм, в ходе дальнейшего технологического процесса остается неизменной, то толщину цеолитового покрытия можно увеличивать, в частности, за счет двукратного или многократного повторения процесса нанесения этого покрытия, включающего нанесение собственно покрытия, центрифугирование и кальцинирование. При такой методике за каждый повторяемый цикл нанесения покрытия можно достичь толщины цеолитового слоя порядка 15 мкм.
Предпочтительно содержание цеолита в наносимом на элемент с сотовой структурой покрытии составляет по крайней мере 30 г/м2 поверхности подложки.
Очевидно, что такие типичные стадии обработки покрытия, как сушка нанесенных покрытий до процесса кальцинирования при соблюдении условий, предотвращающих образование трещин и тому подобное, относятся к преимуществам настоящего изобретения.
В целях наглядности настоящее изобретение поясняется на чертежах, на которых изображено: на фиг. 1а-1г - различные стадии процесса окисления фольги, выполненной из высококачественной стали; на фиг. 2 - схематическая структура изготовленной согласно изобретению фольги с покрытием из цеолита и на фиг. 3 - типичный металлический элемент с сотовой структурой в поперечном разрезе.
На фиг. 2 представлена, без соблюдения масштаба, металлическая фольга 1, снабженная оксидным слоем 2, керамическим слоем 3, предназначенным для повышения адгезии, и цеолитовым слоем 4. Как показано схематически, повышающий адгезию слой 3 через оксидный слой 2 имеет скорее механическое сцепление с металлической фольгой 1, тогда как адгезия между слоем 3, служащим для повышения адгезии, и цеолитовым слоем 4 обусловлена очень сходным составом их материалов и связанными с этим силами сцепления.
На фиг. 3 в поперечном разрезе представлен типичный, сформированный из гладких и гофрированных стальных листов элемент 5 с сотовой структурой, соединенный в местах контакта 6 листов друг с другом пайкой твердым припоем. Таким путем образуются пропускные каналы 7 для газов.
Элементы с сотовой структурой, покрытые цеолитом по способу согласно изобретению, особенно пригодны для использования в нейтрализаторах отработанных газов в транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания в фазе холодного запуска двигателя.

Claims (20)

1. Металлическая фольга в виде элемента с сотовой структурой, выполненная из нержавеющей стали, содержащей алюминий и предпочтительно содержащей хром, покрытая оксидным слоем и нанесенным на него из суспензии адгезионным керамическим слоем и слоем цеолита, отличающаяся тем, что оксидный слой имеет среднюю шероховатость поверхности 2 - 4 мкм, предпочтительно 3 мкм, а усредненная высота неровностей профиля составляет по крайней мере 0,2 мкм.
2. Фольга по п. 1, отличающаяся тем, что фольга 1 выполнена из жаропрочной и коррозионностойкой стали, содержащей предпочтительно более 3,5% алюминия и более 15% хрома, прежде всего приблизительно 5% алюминия и приблизительно 20% хрома.
3. Фольга по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что оксидный слой 2 представляет собой мелкозернистый слой оксида алюминия без примесей или только с небольшим количеством примесей окисдов хрома и железа, образуемый предпочтительно путем продолжительного отжига в воздушной среде.
4. Фольга по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что повышающий адгезию керамический слой 3 на основе оксида алюминия нанесен методом окунания в золь-гель и содержит в основном γ-Al2O3 .
5. Фольга по п. 4, отличающаяся тем, что повышающий адгезию керамический слой 3 имеет толщину 1 - 5 мкм, предпочтительно приблизительно 2 мкм.
6. Фольга по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что повышающий адгезию керамический слой 3 имеет удельную поверхность в пределах 100 - 200 м2/г, предпочтительно приблизительно 180 м2/г.
7. Фольга по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что из фольги 1 до нанесения покрытия формируют элемент 5 с сотовой структурой и по крайней мере часть образующихся при этом мест контакта 6 скрепляют пайкой твердым припоем.
8. Способ получения металлической фольги в виде элемента с сотовой структурой, выполненной из нержавеющей стали, содержащей алюминий и предпочтительно содержащей хром, путем ее окисления с последующим нанесением на оксидный слой из суспензии адгезионного керамического слоя и затем слоя цеолита, отличающийся тем, что стальную фольгу окисляют до образования мелкозернистого слоя оксида алюминия.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что фольгу 1 выполняют из жаропрочной и коррозионностойкой стали, содержащей предпочтительно более 3,5% алюминия и более 15% хрома, прежде всего приблизительно 5% алюминия и приблизительно 20% хрома.
10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что из фольги 1 до нанесения покрытия формируют элемент 5 с сотовой структурой и по крайней мере часть образующихся мест контакта 6 скрепляют пайкой твердым припоем.
11. Способ по пп. 8, 9 или 10, отличающийся тем, что на фольге 1 образуют мелкозернистый слой 2 оксида алюминия с содержанием лишь небольших количеств оксидов хрома и железа, предпочтительно путем продолжительного отжига в воздушной среде.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что оксидный слой 2 получают путем продолжительного отжига при температуре 900 - 1000oC, предпочтительно при 950oC, в воздушной среде.
13. Способ по одному из пп. 8 - 12, отличающийся тем, что повышающий адгезию керамический слой 3 на основе оксида алюминия наносят методом окунания в золь-гель и что этот слой представляет собой в основном γ-Al2O3 .
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что повышающий адгезию керамический слой 3 наносят в виде алюминиевооксидного золя, прежде всего с содержанием твердых частиц приблизительно 10%.
15. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что повышающий адгезию керамический слой 3 после нанесения методом окунания подвергают в течение приблизительно 3 ч кальцинированию при температуре 500 - 650oC, предпочтительно при 550oC.
16. Способ по одному из пп. 8 - 15, отличающийся тем, что слой 4 цеолита наносят методом окунания в золь-гель и кроме цеолита он содержит 10 - 30 мас.% оксида алюминия, предпочтительно приблизительно 20 мас.%.
17. Способ по одному из пп. 10 - 16, отличающийся тем, что после нанесения методом окунания повышающего адгезию слоя 3 и/или слоя 4 цеолита на элемент 5 с сотовой структурой остающиеся в его ячейках 7 избыточные количества материала покрытия удаляют путем центрифугирования элемента 5 с сотовой структурой.
18. Способ по одному из пп. 8 - 17, отличающийся тем, что целит 4 наносят в NH + 4 - или H+-форме, получаемой по обычной методике за счет ионного обмена.
19. Способ по одному из пп. 8 - 18, отличающийся тем, что наносимый цеолит 4 путем продолжительного измельчения в коллоидной мельнице связывают в керамическую матрицу, предпочтительно представляющую собой золь на основе оксида алюминия.
20. Способ по одному из пп. 8 - 19, отличающийся тем, что на элемент с сотовой структурой наносят цеолит в количестве из расчета по крайней мере 30 г/м2 поверхности подложки.
RU96117588A 1994-02-04 1995-01-31 Металлическая фольга и способ ее получения RU2119818C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP4403500.4 1994-02-04
DE4403500A DE4403500A1 (de) 1994-02-04 1994-02-04 Mit Zeolith beschichtbare metallische Folie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2119818C1 true RU2119818C1 (ru) 1998-10-10
RU96117588A RU96117588A (ru) 1998-11-20

Family

ID=6509500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96117588A RU2119818C1 (ru) 1994-02-04 1995-01-31 Металлическая фольга и способ ее получения

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0741609B1 (ru)
JP (1) JP3468772B2 (ru)
KR (1) KR100353497B1 (ru)
CN (1) CN1081489C (ru)
BR (1) BR9506694A (ru)
DE (2) DE4403500A1 (ru)
MX (1) MX9602917A (ru)
RU (1) RU2119818C1 (ru)
WO (1) WO1995021022A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517941C2 (ru) * 2008-05-07 2014-06-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Сотовый элемент из фольги и способ его изготовления

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19636064A1 (de) * 1996-09-05 1998-03-12 Basf Ag Verfahren zur Hydrierung
US6689328B1 (en) 1997-05-09 2004-02-10 Nippon Steel Corporation Metal honeycomb body for exhaust gas purification catalyst and method for producing the same
FR2763517B1 (fr) * 1997-05-22 1999-08-06 Ecia Equip Composants Ind Auto Procede de fabrication d'un convertisseur catalytique a base d'oxydes
US6428761B1 (en) * 2000-09-29 2002-08-06 Engelhard Corporation Process for reduction of gaseous sulfur compounds
JP4480414B2 (ja) 2004-02-10 2010-06-16 株式会社キャタラー フィルタ触媒の製造方法
JP4439961B2 (ja) * 2004-03-23 2010-03-24 パナソニック株式会社 排ガス浄化材の製造法
DE102007042618A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-12 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur Erzeugung einer Oxidschicht auf einer metallischen Folie, Folie mit Oxidschicht und daraus hergestellter Wabenkörper
DE102007042616A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-12 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Metallische Folie zur Herstellung von Wabenkörpern und daraus hergestellter Wabenkörper
DE102010022276A1 (de) 2010-05-31 2011-12-01 Lothar Griesser Katalysator für die Katalytische Verdampfung und Vergasung flüssiger Brennstoffe
US10610829B2 (en) 2017-02-28 2020-04-07 Nippon Steel Chemical & Material, Co., Ltd. Honeycomb substrate for catalyst support, and catalytic converter for exhaust gas purification

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1531134A (en) * 1975-08-20 1978-11-01 Atomic Energy Authority Uk Methods of fabricating bodies and to bodies so fabricated
JPS558874A (en) * 1978-07-06 1980-01-22 Hitachi Zosen Corp Plate denitrification catalyst
US4247422A (en) * 1979-03-26 1981-01-27 Ford Motor Company Metallic supported catalytic system and a method of making it
DE3010950A1 (de) * 1980-03-21 1981-10-01 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung und verwendung eines katalysatortraeger
DE3600043A1 (de) * 1986-01-03 1987-09-24 Rennebeck Klaus Verfahren zur herstellung eines wabenkoerpers mit parallelen kanalwaben, fuer die denitrierung in gasstroemen
DE3766263D1 (de) * 1986-01-30 1991-01-03 Nippon Steel Corp Rostfreies band als katalysatortraeger fuer kraftfahrzeugabgase und verfahren zu seiner herstellung.
DE3625330A1 (de) * 1986-07-26 1988-02-04 Thyssen Edelstahlwerke Ag Traegermaterial fuer katalysatoren
US4829655A (en) * 1987-03-24 1989-05-16 W. R. Grace & Co.-Conn. Catalyst support and method for making same
US5120694A (en) * 1989-07-28 1992-06-09 Uop Method of coating aluminum substrates with solid adsorbent
JPH06389A (ja) * 1992-03-02 1994-01-11 Nippon Steel Corp 自動車触媒用高耐熱型メタル担体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517941C2 (ru) * 2008-05-07 2014-06-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Сотовый элемент из фольги и способ его изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
CN1139393A (zh) 1997-01-01
DE59503925D1 (de) 1998-11-19
EP0741609B1 (de) 1998-10-14
JP3468772B2 (ja) 2003-11-17
JPH09505238A (ja) 1997-05-27
BR9506694A (pt) 1997-11-18
KR100353497B1 (ko) 2003-01-24
MX9602917A (es) 1997-06-28
DE4403500A1 (de) 1995-08-10
CN1081489C (zh) 2002-03-27
EP0741609A1 (de) 1996-11-13
WO1995021022A1 (de) 1995-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2119818C1 (ru) Металлическая фольга и способ ее получения
EP2373405B1 (en) Method and catalyst for removal of nitrogen oxides in a flue gas
EP2047903B1 (en) Catalyst for purifying exhaust gas
US5208206A (en) Method of manufacturing an exhaust gas purifying catalyst
US20060121240A1 (en) Coating material, ceramic honeycomb structure and method for production thereof
US5874153A (en) Zeolite-coatable metallic foil process for producing the metallic foil
JPH09262484A (ja) 高耐熱衝撃性セラミックハニカム触媒
RU2235005C2 (ru) Способ изготовления спеченного сотового элемента
JP5106261B2 (ja) メタルハニカム基材、その製造方法、及びメタルハニカム触媒コンバータ
US5234882A (en) Catalyst and preparation thereof
RU96117588A (ru) Металлическая фольга, покрытая слоем цеолита
JP3953944B2 (ja) 金属箔及びハニカム構造体
US4933223A (en) Matrix for the support of catalytically active compounds, and method for producing the matrix
US5981026A (en) Zeolite-coatable metallic foil and process for producing the metallic foil
EP0704241A1 (en) Catalyst structure comprizing a cellular substrate and a layer of catalytically active material
EP1063396B1 (en) Ceramic honeycomb structure, ceramic honeycomb catalyst carrier, and ceramic honeycomb catalytic converter using the same
US7647696B2 (en) Catalyst substrate having improved thermal durability
JP2618161B2 (ja) 金属ハニカム触媒コンバータとその製造方法
JPH0478447A (ja) 触媒メタル担体とその製造方法
JP4083548B2 (ja) 耐酸化性に優れた金属製ハニカム構造体及びその製造方法
JP2502201B2 (ja) ガス浄化触媒用メタル担体およびその製造方法
JP2502260Y2 (ja) 触媒コンバ―タの金属触媒担体
JP2003535977A (ja) ハニカム体のためのバリヤを備えた金属シート
WO1997030193A1 (en) Catalyst on metal substrate by simultaneous electrophoretic deposition of catalyst and catalyst adhesion material
JPH04156945A (ja) 構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130201