PL214443B1

PL214443B1 - Ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu i sposób wytwarzania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu

Info

Publication number: PL214443B1
Application number: PL377839A
Authority: PL
Inventors: Jun Fujita; Naoshi Masukawa; Takashi Harada
Original assignee: Ngk Insulators Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2013-08-30
Also published as: EP1591431B1; WO2004063121A1; EP1591431A1; EP1591431A4; US7754309B2; KR20050094841A; JP4455818B2; PL377839A1; US20070059483A1; JP2004262669A; KR101025850B1

Description

Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 377839 (22) Data zgłoszenia: 14.01.2004 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

14.01.2004, PCT/JP04/000195 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

29.07.2004, WO04/063121 (11) 214443 (13) B1 (51) Int.Cl.

B32B 3/12 (2006.01) B32B 18/00 (2006.01) C04B 37/00 (2006.01) B01D 46/00 (2006.01) B01D 39/20 (2006.01) B01J 35/04 (2006.01) B01J 32/00 (2006.01)

Ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu i sposób wytwarzania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu

	(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo:	NGK INSULATORS, LTD., Nagoya-shi, JP
14.01.2003, JP, 2003-006072	(72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	JUN FUJITA, Nagoya-shi, JP
20.02.2006 BUP 04/06	NAOSHI MASUKAWA, Nagoya-shi, JP TAKASHI HARADA, Nagoya-shi, JP
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.08.2013 WUP 08/13	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Ewa Balińska

PL 214 443 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu i sposób wytwarzania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu.

Niniejszy wynalazek odnosi się w szczególności do ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu, stosowanego w filtrach do gromadzenia stałych cząstek z gazów spalinowych z silników spalinowych i kotłów, jak również w nośnikach katalizatorów, wykorzystujących katalizator w reaktorach chemicznych, piecach do reformowania ogniw paliwowych itp. oraz odnosi sie również do sposobu jego wykonywania.

Znany jest ceramiczny korpus 100' o strukturze plastra miodu, który ma konfigurację, w której liczne porowate segmenty 2' o strukturze plastra miodu, z których każdy ma dużą liczbę otworów cyrkulacyjnych 102', są łączone jeden z drugim przy pomocy warstwy kleju 3', umieszczanej między każdymi dwoma sąsiednimi porowatymi segmentami o strukturze plastra miodu, jak pokazano na fig. 1.

Jednakże w ceramicznym korpusie 100' o strukturze plastra miodu występuje następujący problem, odnoszący się do warstw kleju 3'.

W szczególności, mogą wystąpić pęknięcia w miejscu połączenia między jednym z segmentów 2' a odpowiednia dla niego warstwą kleju 3', w wyniku oddziaływania środowiska, w którym ceramiczna struktura korpusu 100' jest wykorzystywana. W takim przypadku, pęknięcia we wczesnym etapie mogą przekształcić się w szczeliny A, jak pokazano na fig. 2. Powoduje to zmniejszenie siły klejenia. Problem tego typu występuje w ceramicznym korpusie 100' o strukturze plastra miodu, znanym w stanie techniki.

Ponadto, etap klejenia dwóch segmentów 2' i 2' o strukturze plastra miodu, ustawionych jeden naprzeciw drugiego, podczas wykonywania ceramicznego korpusu 100' o strukturze plastra miodu, ma następujący przebieg: nakładany jest klej na jedną 2b' z dwóch powierzchni klejenia 2a' i 2b' odpowiednio w dwóch segmentach 2' i 2', dzięki czemu formowana jest warstwa kleju 3'; następnie druga z dwóch powierzchni klejenia 2a' i 2b' jest dociskana do warstwy kleju 3', w celu sklejenia dwóch segmentów 2' i 2' o strukturze plastra miodu ze sobą, jak pokazano na fig. 3.

W etapie klejenia występuje przemieszczanie się wilgoci od warstwy kleju 3' do segmentu 2' przez powierzchnię klejenia 2b' w wyniku porowatości segmentu 2'. Przemieszczanie się wilgoci powoduje powstanie miejsca połączenia B o dużej sile klejenia (zakreskowana część rysunku) między warstwą kleju 3' a powierzchnia klejenia 2b'. Jednakże to przemieszczenie wilgoci wytwarza miejsce połączenia b' o małej sile klejenia między drugą powierzchnią warstwy kleju 3' a powierzchnią klejenia 2a', w wyniku niedostatecznej ilości wilgoci. W ceramicznym korpusie 100' o strukturze plastra miodu występuje problem, polegający na tym, że powstawanie takiego miejsca połączenia b' o małej sile klejenia redukuje ogólną siłę klejenia warstwy kleju 3'.

Znana jest struktura ceramiczna według JP 2002102627 wykazująca dobrą wytrzymałość mechaniczną oraz dużą przewodność cieplną w wyniku zastosowania do łączenia poszczególnych ceramicznych segmentów o strukturze plastra, tworzących wynikową strukturę plastra miodu, warstwy klejowej o wysokiej jednorodności z zastosowaniem występów.

Ponadto z innego opisu patentowego nr EP1101910 znana jest struktura plastra miodu, zawierającą dużą liczbę segmentów o strukturze plastra miodu połączonych ze sobą za pomocą materiału wiążącego. Każdy z segmentów o strukturze plastra miodu posiada dużą liczbę kanałów ograniczonych ściankami działowymi i biegnących w kierunku osiowym. Zewnętrzne ścianki, przeznaczone do łączenia wykazują płaskość w zakresie 0,2 mm lub większą.

Biorąc pod uwagę wskazane wyżej problemy, celem niniejszego wynalazku jest skonstruowanie ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu, którego warstwa kleju ma większą siłę klejenia dzięki wykluczeniu przekształcania się pęknięć w szczeliny i dzięki wykluczeniu przemieszczania się wilgoci z warstwy kleju tylko do jednego z dwóch, umieszczonych jeden naprzeciw drugiego, segmentów o strukturze plastra miodu, jak również sposobu jego wytwarzania.

Ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu, utworzony przez łączenie licznych porowatych segmentów o strukturze plastra miodu za pomocą warstwy klejowej umieszczonej między każdymi sąsiednimi dwoma spośród licznych porowatych segmentów, przy czym korpus zawiera liczne wypusty, przymocowane do co najmniej jednej z powierzchni klejenia odpowiednio każdych sąsiednich dwóch segmentów, które to wypusty są osadzone w warstwie kleju, oraz przy czym dwa sąsiednie segmenty są umieszczone jeden naprzeciw drugiego z warstwą kleju umieszczoną między nimi, zaś wypusty są przymocowane do powierzchni segmentów o strukturze plastra miodu po wypaleniu tych

PL 214 443 B1 segmentów o strukturze plastra miodu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że substancja klejowa w warstwie klejowej występuje pomiędzy każda częścią wypustu i powierzchnią segmentu o strukturze plastra miodu, leżącą naprzeciw segmentu o strukturze plastra miodu, do której jest przymocowana.

Korzystnie, wypusty są formowane z dowolnego materiału, wybranego z grupy obejmującej materiały nieorganiczne i materiały organiczne, kombinacje przynajmniej dwóch materiałów wybranych z grupy obejmującej materiały nieorganiczne i materiały organiczne.

Korzystnie, wypusty są formowane tak, że mają grubość od 0,1 mm do 3,0 mm, zaś całkowita grubość, obejmująca grubość wypustu i grubość części warstwy klejowej, odpowiadającej części powierzchni klejenia, do której przymocowany jest wypust wynosi od 0,2 mm do 4,0 mm.

Sposób wytwarzania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu, w którym łączy się liczne porowate segmenty o strukturze plastra miodu przy pomocy warstwy kleju, umieszczonej między każdymi sąsiednimi dwoma z licznych porowatych segmentów o strukturze plastra miodu, przy czym nanosi się substancję klejową na powierzchnię klejenia, do której są przymocowane wypusty i która jest jedną z umieszczonych naprzeciw siebie powierzchni klejenia każdych sąsiednich dwóch sklejanych ze sobą segmentów o strukturze plastra miodu, przy czym dzięki temu części wypustów osadza się w kleju i formuje się w ten sposób warstwę klejową, zaś następnie dociska się wzajemnie dwa segmenty o strukturze plastra miodu do siebie, z warstwą kleju umieszczoną pomiędzy nimi, w takim kierunku, żeby szczelina między umieszczonymi jedna naprzeciw drugiej powierzchniami klejenia zwężała się i skleja się w ten sposób dwa segmenty o strukturze plastra miodu ze sobą, przy czym części stanowiące wypusty mocuje się do segmentów o strukturze plastra miodu po wypaleniu tych segmentów o strukturze plastra miodu i po dociśnięciu do siebie dwóch segmentów o strukturze plastra miodu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że substancja klejowa warstwy klejowej występuje pomiędzy każdą z części stanowiących wypusty oraz powierzchnią segmentów o strukturze plastra miodu leżącą naprzeciw segmentu o strukturze plastra miodu, do której jest ona przymocowana.

Korzystnie, wypusty mocuje się do jednej z umieszczonych jedna naprzeciw drugiej powierzchni klejenia, zaś druga powierzchnia klejenia jest wykonana jako płaska, przy czym warstwę klejową formuje się tylko na pierwszej powierzchni klejenia, a następnie wykonuje się dociskanie.

Korzystnie, wypusty mocuje się do każdej z umieszczonych jedna naprzeciw drugiej powierzchni klejenia i formuje się warstwę kleju na każdej powierzchni klejenia, a następnie wykonuje się dociskanie.

Korzystne skutki wynalazku oraz osiągnięcia założonego celu uzyskano za pomocą cechy charakterystycznej według wynalazku, zgodnie z którą ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu ma konfigurację, w której liczne porowate segmenty o strukturze plastra miodu są łączone ze sobą wzajemnie (jeden z drugim) przy pomocy warstwy kleju, umieszczanej między każdymi dwoma sąsiednimi porowatymi segmentami, przy czym liczne wypusty, połączone z jedną z powierzchni klejenia dwóch segmentów, umieszczonych jeden naprzeciw drugiego, z warstwą kleju umieszczoną między nimi, są osadzone w warstwie kleju.

W przypadku/gdy dwie powierzchnie klejenia są oznaczone odpowiednio jako powierzchnie klejenia pierwsza i druga, wypusty mogą być połączone z dowolną powierzchnią klejenia pierwszą lub drugą, lub mogą być połączone z obiema powierzchniami klejenia pierwszą i drugą. Wypusty połączone z pierwszą powierzchnia klejenia nie stykają się z drugą powierzchnią klejenia. Podobnie, wypusty połączone z drugą powierzchnią klejenia nie stykają się z pierwszą powierzchnią klejenia.

Według pierwszej cechy charakterystycznej niniejszego wynalazku, rozszerzanie się pęknięć w kleju jest blokowane przez kontakt pęknięć z wypustami. Zapobiega to przekształcaniu się pęknięć w szczeliny.

Ponadto, osadzanie wypustów w warstwie kleju oznacza, że występuje warstwa kleju między grupą wypustów a powierzchnią klejenia segmentu, umieszczonego naprzeciw grupy wypustów. W konsekwencji, warstwa kleju jest wykonywana przez sekwencyjne formowanie grubszych części warstwy klejenia między powierzchniami klejenia w miejscach sąsiadowania dwóch segmentów i cieńszych części warstwy klejenia między każdym wypustem a odpowiednim miejscem na umieszczonej naprzeciw niego powierzchni klejenia. Powstaje miejsce połączenia o dużej sile klejenia między każdą grubszą częścią warstwy kleju a odpowiadającą jej powierzchnia klejenia jednego z dwóch segmentów, między którymi formowana jest warstwa kleju. Ponadto, inne miejsce połączenia o dużej sile klejenia występuje między każdą cieńszą częścią warstwy klejenia a odpowiednią częścią powierzchni klejenia drugiego z segmentów. To, które miejsce połączenia ze wspomnianych dwóch staje się miejscem połączenia

PL 214 443 B1 o dużej sile klejenia, zależy od tego, czy miejsce połączenia absorbuje wilgoć z warstwy kleju. W cieńszych częściach warstwy klejenia, części powierzchni klejenia naprzeciw wypustów absorbują więcej wilgoci z warstwy kleju, tworząc miejsca połączenia o dużej sile klejenia.

Druga cecha charakterystyczna niniejszego wynalazku polega na tym, że ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu posiadający pierwszą cechę charakterystyczną według niniejszego wynalazku, zawiera wypusty, przy czym wypusty są wykonywane z dowolnego materiału, wybranego z grupy obejmującej materiały nieorganiczne i materiały organiczne lub z kombinacji więcej niż dwóch materiałów, wybranych z grupy obejmującej materiały nieorganiczne i materiały organiczne.

Według drugiej cechy charakterystycznej niniejszego wynalazku, materiały na wypusty mogą być wybierane zależnie od warunków, w których ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu ma być używany.

Inaczej mówiąc, w przypadku gdy ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu jest używany w dogodnych warunkach, w zasadzie nie ma narzucanych ograniczeń na dobór materiałów na wypusty na przykład, materiały organiczne, takie jak tworzywo sztuczne i guma, materiały, które są identyczne z materiałami stosowanymi do wykonywania segmentów i kleju, materiały nieorganiczne, obejmujące inne rodzaje ceramiki, metale itp., mogą być stosowane do wykonywania wypustów.

W przypadku, gdy ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu jest używany w trudnych warunkach (obejmujących cykliczne grzanie i chłodzenie), wypusty są wytwarzane z tego samego materiału o dużej gęstości, z którego wykonywane są segmenty. Uniemożliwia to powstawanie naprężeń termicznych w ceramicznym korpusie o strukturze plastra miodu. Ponadto, ponieważ wypusty są wykonywane gęsto, wypusty mogą zapobiegać przemieszczaniu się wilgoci z warstwy kleju.

Trzecia cecha charakterystyczna niniejszego wynalazku polega na tym, że ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu zawiera dowolne cechy charakterystyczne Pierwszą lub drugą wedługniniejszego wynalazku, przy czym wypusty są wykonywane tak, że mają grubość od 0,1 mm do 3,0 mm i przy czym warstwa kleju jest wykonywana w taki sposób, że całkowita grubość każdej części warstwy kleju, obejmująca grubość części łączącej wypusty i grubość wypustów, wynosi od 0,2 mm do 4,0 mm.

Według trzeciej cechy charakterystycznej zgodnej z niniejszym wynalazkiem, jeśli całkowita grubość każdej części warstwy kleju, obejmująca część mocującą wypusty i grubość każdego wypustu, jest zbyt duża, jest to niepożądane, ponieważ zwiększa to stratę ciśnienia w korpusie o strukturze plastra miodu. Jeśli całkowita grubość każdej części warstwy kleju, obejmująca część mocującą wypusty i grubość wypustów jest zbyt mała, jest to również niepożądane, gdyż redukuje to siłę klejenia. Każdy wypust powinien mieć grubość przynajmniej 0,1 mm, aby zapobiegał przekształcaniu się pęknięć w szczeliny.

Zgodnie z czwartą cechą charakterystyczną niniejszego wynalazku w sposobie wykonywania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu, mającego dowolną z cech charakterystycznych wynalazku przedstawionych powyżej od pierwszej do trzeciej, warstwa kleju jest wytwarzana przez nakładanie kleju na jedną z powierzchni klejenia pary segmentów o strukturze plastra miodu, które mają zostać sklejone jeden z drugim, powierzchnię klejenia, z którą są połączone wypusty, w taki sposób, że wypusty są osadzone w kleju, a następnie dwa segmenty są sklejane jeden z drugim przez dociśniecie segmentów jednego do drugiego, przy czym między segmentami znajduje się rozmieszczona warstwa kleju, w takim kierunku, że szczelina między umieszczonymi jedna naprzeciw drugiej powierzchniami klejenia jest zmniejszana.

Według czwartej cechy charakterystycznej niniejszego wynalazku, miejsce połączenia o dużej sile klejenia powstaje między każdą z części warstwy kleju, w której osadzone są wypusty w pierwszym z dwóch segmentów, między którymi uformowana jest warstwa kleju, a odpowiednią częścią powierzchni klejenia drugiego segmentu. Wynika to stąd, że wypusty uniemożliwiają przemieszczanie wilgoci do pierwszego segmentu, na którym formowana jest warstwa kleju, zaś kiedy pierwszy segment jest przyklejany do drugiego, wilgoć przemieszcza się do drugiego segmentu. Inne miejsce połączenia o dużej sile klejenia powstaje między częściami warstwy kleju, w których nie są osadzone wypusty w drugim segmencie a odpowiadającymi im częściami powierzchni klejenia w pierwszym segmencie. Wynika to stad, że wilgoć przemieszcza się do drugiego segmentu.

Ponadto, kolejna, piąta cecha charakterystyczna niniejszego wynalazku polega na tym, że w sposobie wykonywania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu wypusty są połączone z jedną z dwóch przeciwnych powierzchni klejenia, zaś odpowiednia druga powierzchnia klejenia jest uformowana płasko i przy czym warstwa kleju jest uformowana na powierzchni klejenia z wypustami.

PL 214 443 B1

Zgodnie z tą cechą charakterystyczną rozwiązania według wynalazku, miejsce połączenia o dużej sile klejenia może powstać na styku każdej z części warstwy kleju, obejmującej części, w której osadzony jest wypust i odpowiadającej jej części drugiej powierzchni klejenia, zaś miejsce połączenia o dużej sile klejenia powstaje między każdą z części warstwy kleju, w której nie jest osadzony wypust, a odpowiadającą jej częścią pierwszej powierzchni klejenia.

Ponadto, zalety wynalazku wynikają również z tego, że sposób wykonywania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu posiada czwartą cechę charakterystyczną, zgodnie z którą wypusty są połączone z obiema przeciwnymi powierzchniami klejenia i przy czym warstwa kleju jest formowana odpowiednio na każdej powierzchni klejenia.

Według tej cechy charakterystycznej niniejszego wynalazku, warstwy kleju na powierzchniach klejenia są doprowadzone do styku jedna z drugą, a następnie warstwy kleju są dociskane jedna do drugiej w takim kierunku, że szczelina między przeciwnymi powierzchniami klejenia maleje, umożliwiając sklejenie segmentów ze sobą wzajemnie. W tym przypadku, miejsce połączenia o dużej sile klejenia, utworzone na warstwie kleju, jest stykiem części powierzchni klejenia naprzeciw każdego wypustu z częścią kleju, w której osadzony jest wypust. Miejsce połączenia o dużej sile klejenia, utworzone na warstwie kleju, jest stykiem części powierzchni klejenia, na którą klej jest nałożony, z częścią kleju, w której nie są osadzone wypusty.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykładowy widok znanego ze stanu techniki, tradycyjnego ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu, fig. 2 - schematycznie przekrój, wyjaśniający rozwój pęknięć w tradycyjnym ceramicznym korpusie o strukturze plastra miodu, znanym ze stanu techniki, fig. 3 - przekrój, wyjaśniający jak powstaje miejsce połączenia o dużej sile klejenia w tradycyjnym ceramicznym korpusie o strukturze plastra miodu, znanym ze stanu techniki, fig. 4A - przekrój ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu w przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, zaś fig. 4B - przekrój ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu w innym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, fig. 5A, 5B i 5C schematycznie widoki z góry, pokazujące przykłady układów wypustów na powierzchni klejenia segmentu według niniejszego wynalazku, fig. 6A, 6B i 6C - schematycznie widoki z góry, pokazujące odpowiednio inne przykłady wykonania układów wypustów na powierzchni klejenia segmentu według niniejszego wynalazku, fig. 7A - schematycznie przekrój, wyjaśniający, jak powstaje pęknięcie w ceramicznym korpusie o strukturze plastra miodu według niniejszego wynalazku, zaś fig. 7B schematycznie przekrój, wyjaśniający powstawanie miejsca połączenia o dużej sile klejenia w ceramicznym korpusie o strukturze plastra miodu według niniejszego wynalazku, fig. 8A i 8B - przekroje poprzeczne, wyjaśniające, jak powstaje miejsce połączenia o dużej sile klejenia ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu według niniejszego wynalazku, fig. 9 - schematycznie widok z góry segmentu o strukturze plastra miodu, stanowiącego korpus o strukturze plastra miodu w próbce testowej, którą użyto do pomiaru wytrzymałości na ścinanie, fig. 10 schematycznie przekrój poprzeczny, wyjaśniający sposób pomiaru wytrzymałości na ścinanie oraz fig. 11A i 11B - schematycznie przekroje, wyjaśniające trzypunktowy sposób pomiaru wytrzymałości na zginanie.

Poniżej zostaną przedstawione opisy najlepszych sposobów wykonania niniejszego wynalazku. Daje się zauważyć, że elementy składowe, które są takie same jak w stanie techniki przedstawionym na fig. 1-3, są oznaczone tymi samymi odnośnikami liczbowymi bez znaku ' i odpowiednio krótkie opisy zostaną podane dla tych elementów.

Fig. 4A przedstawia ceramiczny korpus 1 o strukturze plastra miodu jako pierwszy przykład wykonania niniejszego wynalazku. Fig. 4B przedstawia ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu 10 jako drugi przykład wykonania niniejszego wynalazku. Każdy z ceramicznych korpusów 1 i 10 o strukturze plastra miodu jest wykonany przez połączenie licznych porowatych segmentów 2 o strukturze plastra miodu ze sobą wzajemnie (jednego z drugim) przy pomocy warstwy klejowej 3, umieszczonej między każdymi sąsiednimi dwoma porowatymi segmentami 2, które mają dużą liczbę otworów cyrkulacyjnych, oddzielonych jeden od drugiego przy pomocy ścianek działowych i biegnących przez segmenty w kierunku ich osi.

W tym przypadku, liczne wypusty 4, połączone z jedną z powierzchni klejenia 2a i 2b odpowiednio dwóch segmentów 2 i 2, umieszczonych jeden naprzeciw drugiego z warstwą klejową 3 umieszczoną między nimi, są osadzone w warstwie klejowej 3.

W szczególności, korzystne jest, jeśli główny składnik porowatych segmentów 2 jest wykonany z SiC, jak również z grupy obejmującej materiał ceramiczny, metal z grupy Fe-Cr-Al, metal z grupy niklowej i metaliczny Si, przy czym materiał ceramiczny jest wybrany z grupy obejmującej węglik

PL 214 443 B1 krzemu, azotek krzemu, kordieryt, glin, murait, cyrkon, fosforan cyrkonu, tytanian glinu, tytan, jak również grupę złożoną z tych związków, z punktu widzenia wytrzymałości i odporności segmentów na ciepło. W tym kontekście, główny składnik oznacza składnik, który stanowi 80 % wagowo lub więcej wszystkich składników i który tworzy główną fazę krystaliczną.

Ponadto, w odniesieniu do niniejszego wynalazku, w przypadku, gdy segmenty 2 są wykonane z metalicznego Si i SiC, korzystne jest, aby zawartość Si, określona jako Si/(Si + SiC) była równa od 5 do 50% wagowo, a jest bardziej korzystnie, jeśli zawartość Si jest od 10 do 40% wagowo. Powody tego są następujące. Jeśli zawartość Si jest mniejsza niż 5% wagowo, trudno uzyskać efekty dodania Si. Jeśli zawartość Si przekracza 50% wagowo, trudno uzyskać efekty odporności termicznej i wysokiej przewodności termicznej, które są charakterystyczne dla SiC.

W zasadzie nie są narzucone ograniczenia odnośnie stosowanego kleju, z którego formowana jest warstwa klejowa 3. Jednakże znane powszechnie kleje mogą być używane, o ile klej jest kompatybilny z materiałem użytym do wykonania segmentów 2. W przypadku, gdy segmenty 2 są wykonane z metalicznego Si i SiC, korzystne jest, jeśli klej jest również wykonany z materiału zawierającego przynajmniej jeden element grupy obejmującej metaliczny Si i SiC. Pożądane jest, aby klej był klejem ceramicznym, uzyskiwanym przez zmieszanie, na przykład, włókien nieorganicznych, takich jak włókna ceramiczne, proszku nieorganicznego, takiego jak proszek ceramiczny, lepiszcza organicznego/nieorganicznego itp. Ponadto, korzystne jest, jeśli klej jest wykonany z kleju zawierającego substancję koloidalną, na przykład roztwór koloidalny Si. Ponadto mogą być stosowane kleje różnych typów. W tym przypadku korzystne jest również, jeśli warstwa klejowa 3 jest utworzona z licznych warstw. W przypadku, gdy warstwa klejowa 3 jest utworzona z licznych warstw, jest również korzystne, jeśli skład warstw kleju stykających się z segmentami 2 jest zbliżony do składu segmentów 2 i odpowiednio skład licznych warstw kleju jest zmieniany między warstwami tak, że jedna z licznych warstw kleju ma większą zawartość jednego ze składników.

Formowane są wypusty 4 o dużej gęstości przy użyciu niemal tego samego materiału, który jest używany do wykonywania segmentów 2 i warstwy klejowej 3. Biorąc pod uwagę, że ceramiczne korpusy 1 i 10 o strukturze plastra miodu są narażone na działanie wysokich temperatur podczas eksploatacji, stosowanie materiałów organicznych i metali nie jest korzystne, ponieważ materiały organiczne i metale są wypalane, topione lub odparowywane w wysokiej temperaturze. Jeśli wypusty 4 są formowane przy użyciu niemal tego samego materiału, który jest użyty na segmenty 2 i warstwę klejową 3, wypusty 4 mają, na przykład, współczynnik rozszerzalności cieplnej i współczynnik przewodności cieplnej niemal równe odpowiednim współczynnikom dla segmentów 2 i warstwy klejowej 3. Dzięki temu nie występują naprężenia termiczne nawet w środowisku obejmującym cykliczne ogrzewanie i chłodzenie. Z tego powodu korzystne jest, jeśli wypusty 4, są formowane przy użyciu materiału, który jest używany do wykonywania segmentów 2 i warstwy klejowej 3. Ponadto, jeśli wypusty 4 są formowane z dużą gęstością, przemieszczanie wilgoci z warstwy klejowej 3 może być uniemożliwione przez wypusty 4.

W przypadku korpusu 1 o strukturze plastra miodu, wypusty 4 są połączone z powierzchnią klejenia 2a jednego z dwóch segmentów 2 (patrz fig. 4A). W przypadku korpusu 10 o strukturze plastra miodu, wypusty 4 są połączone z obiema powierzchniami klejenia 2a i 2b odpowiednio dwóch segmentów 2 i 2 (patrz fig. 4B).

W szczególności, wypusty 4 mogą być połączone z powierzchnią klejenia 2b (lub 2a) jednego z segmentów 2 w następującym procesie. Na powierzchni klejenia 2b (lub 2a) formowana jest warstwa podstawowa. Następnie, odpowiednik warstwy klejowej 3, która będzie nakładana później, jest nakładany na warstwę podstawową w pożądanych miejscach tak, że ma pożądaną grubość. Następnie, warstwa podstawowa i odpowiednik warstwy kleju 3 są ogrzewane i suszone.

Ponadto, wypusty 4 są umieszczane na powierzchni klejenia segmentu 2 w następujący sposób. Fig. 5A do 6C odpowiednio pokazują przykłady rozmieszczenia wypustów 4. Ponadto, każda z fig. 5A do 6C pokazuje płaskie kształty odpowiadające wypustom i rozmieszczenie wypustów niezależnie od tego, do której powierzchni klejenia, spośród dwóch powierzchni klejenia pary segmentów 2 i 2, mogą być dołączone wypusty 4. Na fig. 5A do 6C wypusty 4 są zaznaczone ukośnymi kreskami.

Inaczej mówiąc, każdy wypust 4 ma kształt koła, biorąc pod uwagę kształt jego przekroju, zgodnie z fig. 5A. Dwa wypusty są mocowane do każdego z dwóch przeciwnych boków jednego z dwóch segmentów 2 w kierunku wzdłużnym. Na fig. 0>B, każdy z wypustów 4 ma kształt prostokąta, którego szerokość jest równa szerokości jednego z dwóch segmentów 2, biorąc pod uwagę kształt jego przekroju. Jeden wypust jest połączony z każdym z dwóch przeciwnych boków jednego z dwóch

PL 214 443 B1 segmentów 2 w kierunku wzdłużnym. Na fig. 5C, każdy wypust 4 ma kształt prostokąta, którego szerokość jest równa szerokości jednego z dwóch segmentów 2, biorąc pod uwagę kształt jego przekroju. Duża liczba wypustów 4 (w tym przykładzie siedem wypustów) jest przymocowana do jednego z dwóch segmentów 2 w zasadzie w równych odstępach w kierunki wzdłużnym segmentu 2.

Ponadto, na fig. 6A, każdy z wypustów 4 ma kształt taśmy, której długość jest równa długości jednego z dwóch segmentów 2 w kierunku wzdłużnym, biorąc pod uwagę kształt jego przekroju. Jeden wypust jest połączony z każdym z dwóch przeciwnych boków końcowych jednego z dwóch segmentów 2 w kierunku szerokości. W tym przypadku można oczekiwać efektu, w którym dwie części końcowe segmentu 2 w kierunku szerokości blokują pęknięcia, które mogłyby powstać w kierunku szerokości segmentu 2.

Na fig. 6B każdy z wypustów 4 ma kształt taśmy, której długość jest równa długości jednego z dwóch segmentów 2 w kierunku wzdłużnym, biorąc pod uwagę kształt jego przekroju, duża liczba wypustów (w tym przypadku cztery wypusty) jest przymocowana do jednego z dwóch segmentów 2 w przybliżeniu w równych odstępach w kierunku szerokości segmentu 2. W tym przypadku można oczekiwać efektu, w którym dwa wypusty boczne i środkowe segmentu 2 w kierunku szerokości blokują powstawanie pęknięć, które mogły by w przeciwnym przypadku powstawać w kierunku szerokości segmentu 2.

Na fig. 6C, każdy z wypustów 4 ma kształt małego kwadratu, biorąc pod uwagę kształt jego przekroju. Duża liczba wypustów (w tym przykładzie 30 wypustów) jest przymocowana naprzemiennie do całej powierzchni klejenia jednego z dwóch segmentów 2. W tym przypadku można oczekiwać efektu, w którym środek segmentu 2 zarówno w kierunku szerokości jak i długości blokuje powstawanie pęknięć, które w przeciwnym przypadku mogłyby powstawać w segmencie 2.

W przypadku ceramicznego korpusu 10 o strukturze plastra miodu, jak pokazano na fig. 7A, w dwóch segmentach, skonfigurowanych we wspomniany sposób, rozszerzanie pęknięć, powstających w warstwie kleju 3 jest blokowane, kiedy pęknięcia osiągną wypusty 4. Blokada ta może uniemożliwić przekształcanie się pęknięć w szczeliny. Podobnie, wypusty 4 mogą blokować powstawanie pęknięć i ta blokada może uniemożliwić przekształcanie się pęknięć w szczeliny, w przypadku ceramicznego korpusu 1 o strukturze plastra miodu.

Ponadto, jak pokazano na fig. 7B, grubsza część 3a warstwy kleju 3, uformowana między powierzchniami klejenia pary segmentów 2 i 2, jak również cieńsza część 3b warstwy kleju, uformowana miedzy jednym z wypustów 4 a odpowiadającą mu częścią powierzchni klejenia, są wykonywane powtarzalnie w warstwie klejowej 3 ceramicznego korpusu 1 o strukturze plastra miodu. Warstwa pośrednia B o dużej sile klejenia (zaznaczona skośnymi kreskami na fig. 7B) jest formowana w miejscu połączenia grubej części 3a i odpowiadającej jej części warstwy kleju jednego z dwóch segmentów 2, na którym warstwa kleju 3 jest formowana. Warstwa pośrednia B o dużej sile klejenia występuje w miejscu połączenia każdej cieńszej części 3b i odpowiadającej jej części warstwy kleju drugiego segmentu 2, naprzeciw jednego z wypustów 4. „Jeden z dwóch segmentów 2, na którym warstwa kleju jest formowana” oznacza segment 2, mający wypusty 4 (dolny segment 2 na fig. 7B).

Ogólnie, siła klejenia warstwy klejowej 3 może zostać zwiększona jak opisano powyżej w przypadku ceramicznych korpusów 1 i 10 o strukturze plastra miodu. Dzieje się tak dlatego, że wypusty 4 blokują rozszerzanie się pęknięć, a ponieważ wypusty 4 powodują powstawanie warstw pośrednich B o dużej sile klejenia na powierzchni klejenia odpowiednich segmentów 2 i 2.

Ponadto, w przypadku ceramicznych korpusów 1 i 10 o strukturze plastra miodu, korzystne jest, jeśli grubość t1 każdego wypustu 4, jak pokazano na fig. 4A, jest równa od 0,1 mm do 3,0 mm i jeśli warstwa klejowa 3 jest formowana w taki sposób, że grubość kleju T warstwy klejowej 3, obejmująca grubość t2 każdej części warstwy klejowej 3, która łączy się z wypustem 4 i grubość t1 wypustu 4 jest równa od 0,2 mm do 4,0 mm. Grubość t2 jest grubością cieńszej części 3b jak pokazano na fig. 7B.

Taka konfiguracja umożliwia uniknięcie zwiększania strat ciśnienia podczas eksploatacji ceramicznych korpusów 1 i 10 o strukturze plastra miodu, a jednocześnie zwiększa siłę klejenia warstwy kleju 3. Jest niepożądane, aby całkowita grubość warstwy kleju 3 i grubość wypustów 4 były zbyt duże. Wynika to stąd, że zwiększa to straty ciśnienia każdego z korpusów 1 i 10 o strukturze plastra miodu. Jest niepożądane, aby całkowita grubość warstwy kleju 3 i grubość każdego z wypustów 4 były zbyt małe. Wynika to stąd, że redukuje to siłę klejenia każdego z korpusów 1 i 10 o strukturze plastra miodu.

Poniżej zostanie opisany sposób wykonywania ceramicznych korpusów 1 i 10 o strukturze plastra miodu.

PL 214 443 B1

Sposób wykonywania korpusów o strukturze plastra miodu według niniejszego wynalazku obejmuje przede wszystkim uformowanie segmentu 2 o strukturze plastra miodu. W zasadzie nie są narzucane ograniczenia na proces wykonywania segmentu 2. Ogólnie, sposób wykonywania, który obejmuje wykonanie ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu może być użyty jako proces wykonywania segmentu 2. Segment 2 może być wykonywany w następującym procesie.

Segment 2 jest wykonywany z SiC, jak również może być zastosowany dowolny materiał wybrany z grupy obejmującej ceramikę, metal z grupy Fe-Cr-Al, metal z grupy niklowej i metaliczny Si, przy czym materiał ceramiczny jest wybrany z grupy obejmującej węglik krzemu, azotek krzemu, kordieryt, glin, murait, cyrkon, fosforan cyrkonu, tytanian glinu i tytan, jak również mieszaniny tych związków. Do tych materiałów dodawane są lepiszcze, takie jak metyloceluloza i hydroksypropoksylowa metyloceluloza, czynnik aktywny powierzchniowo, woda itp. W ten sposób wykonywany jest plastyczny materiał na korpus ceramiczny.

Materiał ceramicznego korpusu jest formowany, na przykład w procesie formowania przez wytłaczanie, w uformowane korpusy o strukturze plastra miodu, mające dużą liczbę otworów cyrkulacyjnych 102', które są oddzielone od siebie ściankami działowymi, które biegną przez uformowany korpus w kierunku ich osi (patrz fig. 1). ·

Uformowane korpusy o strukturze plastra miodu są suszone, na przykład przy użyciu mikrofal, gorącego powietrza itp. Następnie, uformowane korpusy o strukturze plastra miodu są wypalane. W ten sposób można wykonywać segmenty 2 o strukturze plastra miodu, jak pokazano na fig. 1.

W przypadku niniejszego wynalazku, po wykonaniu segmentów 2, do powierzchni klejenia segmentów 2 są mocowane wypusty 4. Następnie, segmenty 2, do których są przymocowane wypusty 4, są sklejane ze sobą i odpowiednio segmenty 2 są integrowane w jeden korpus. Sposób wykonywania według niniejszego wynalazku obejmuje etap mocowania wypustów 4 do segmentów, przyklejanie segmentów jednego do drugiego i integrowanie ich w jeden korpus.

Najpierw zostanie opisany etap mocowania wypustów 4 do segmentów 2 o strukturze plastra miodu. Kiedy wypusty 4 są mocowane z powierzchnią klejenia, układ rozmieszczenia wypustów 4 jest wybierany spośród różnych układów, jak pokazano na fig. 5A do 6C, zależnie od potrzeby. Etap ten jest etapem mocowania wypustów 4 do powierzchni klejenia 2b (lub powierzchni klejenia 2a, lub obu powierzchni klejenia 2a i 2b). Środek do formowania wypustów 4 jest umieszczany na każdej ustalonej części powierzchni klejenia 2b (lub powierzchni klejenia 2a, lub obu powierzchni klejenia 2a i 2b), na której mają być uformowane odpowiednie wypusty 4, w ustalonej ilości, po czym jest ogrzewany i suszony. Umożliwia to mocowanie wypustów 4 do powierzchni klejenia 2b (lub powierzchni klejenia 2a, lub obu powierzchni klejenia 2a i 2b). Korzystnie, środek do formowania wypustów 4 jest cieczą i ciekły środek do formowania wypustów 4 jest rozmieszczany w ustalonych częściach, następnie jest utwardzany i mocowany do powierzchni klejenia. Korzystne jest, jeśli sposób rozmieszczania środka do formowania wypustów 4 w ustalonych częściach jest sposobem rozmieszczania środka w ustalonych częściach powierzchni klejenia w ustalonej ilości, na przykład przy użyciu pompy, która może zawsze dozować środek w określonej ilości. Korzystne jest, jeśli sposób mocowania rozmieszczonych punktów środka do formowania wypustów 4 do powierzchni klejenia i formowania w ten sposób wypustów 4 jest sposobem mocowania rozmieszczonych punktów materiału do formowania wypustów 4 do powierzchni klejenia przy pomocy procesu ogrzewania i procesu suszenia. W celu realizacji sposobu można stosować różne powszechnie stosowane układy grzewcze, układy do suszenia i układy do suszenia termicznego. Pod tym względem, korzystne jest, jeśli rozmieszczone punkty środka do formowania wypustów 4 są ogrzewane i/lub suszone pod ciśnieniem, aby wypusty 4 mogły być formowane z ustaloną grubością. Jeśli trzeba, na powierzchnię klejenia 2b (lub powierzchnię klejenia 2a, lub obie powierzchnie klejenia 2a i 2b), można nałożyć przy użyciu natrysku środek bazowy, zanim zostanie rozmieszczony środek do formowania wypustów 4. Nałożenie środka bazowego umożliwia zwiększenie siły klejenia między powierzchnia klejenia a każdym z wypustów 4.

Następnie zostanie opisany etap przyklejania segmentów jednego do drugiego i integrowania ich w jeden korpus. W etapie tym, jak pokazano na fig. 5, klej jest nakładany na powierzchnię klejenia 2b w taki sposób, że wypusty 4 są osadzone w kleju i w ten sposób formowana jest warstwa klejowa 3, w przypadku gdy wypusty 4 są mocowane tylko do powierzchni klejenia 2b spośród umieszczonych jedna naprzeciw drugiej powierzchni klejenia 2a i 2b segmentów 2 i 2, które są sklejane jeden z drugim. W przeciwnym przypadku, jak pokazano na fig. 8B, klej jest nakładany odpowiednio na powierzchnie klejenia 2a i 2b w taki sposób, że wypusty 4, przymocowane do powierzchni klejenia 2a są osadzone w kleju nałożonym na powierzchnię klejenia 2a, zaś wypusty 4 przymocowane do powierzchni klejenia 2b

PL 214 443 B1 są osadzone w kleju nałożonym na powierzchnię klejenia 2b i w ten sposób formowana jest warstwa kleju 3, w przypadku gdy wypusty 4 są przymocowane do obu, umieszczonych jedna naprzeciw drugiej, powierzchni klejenia 2a i 2b odpowiednio dwóch segmentów 2 i 2, które są sklejane ze sobą. W obu przypadkach, po uformowaniu warstwy kleju 3, dwa segmenty są dociskane jeden do drugiego, z warstwą kleju 3 umieszczoną między oboma segmentami, w takim kierunku, że szczelina między umieszczonymi jedna naprzeciw drugiej powierzchniami klejenia 2a i 2b jest zwężana (w kierunku wskazywanym przez strzałki P na fig. 8A i 8B). W ten sposób dwa segmenty są sklejane jeden z drugim. Ponadto, większą siłę sklejania można uzyskać dobierając rodzaj kleju, jeśli sklejane segmenty są dodatkowo suszone i/lub wypalane. „Klej jest nakładany w taki sposób, że wypusty 4 są osadzone w kleju” oznacza, że klej jest nakładany w takiej ilości, że cała bryła każdego z wypustów 4 jest zakrywana przez warstwę kleju 3.

W przypadku sposobu realizacji pokazanego na fig. 8A, wypusty 4 są formowane na powierzchni klejenia 2b segmentu 2, zaś powierzchnia klejenia 2a drugiego segmentu 2 jest płaska.

W tym przypadku, warstwa klejowa 3 jest formowana tylko na powierzchni klejenia 2b. Wspomniany wcześniej ceramiczny środek klejący może zostać użyty w tym przypadku jako klej w warstwie klejowej 3. Po uformowaniu warstwy klejowej 3, jak pokazano strzałkami w na fig. 8A, wilgoć przemieszcza się przez części powierzchni klejenia 2b, do których nie są przymocowane wypusty 4, od warstwy klejowej 3 do segmentu 2, do którego wypusty 4 zostały przymocowane, aż drugi segment 2 zostanie doklejony. Wówczas, w częściach powierzchni klejenia 2b, do których wypusty 4 są przymocowane, przemieszczanie wilgoci nie występuje, ponieważ wypusty 4 blokują przemieszczanie w wilgoci. Następnie, powierzchnia klejenia 2a jest stykana z warstwą kleju 3 i drugi segment 2 jest doklejany. W konsekwencji, jak pokazano strzałkami w, wilgoć przemieszcza się do segmentu 2, który został właśnie doklejony, od części warstwy klejowej 3 odpowiadających częściom powierzchni klejenia 2a, 2b, do których są przymocowane odpowiednie wypusty 4, przez powierzchnię klejenia 2a. W przypadku wykonywanego w ten sposób ceramicznego korpusu 1 o strukturze plastra miodu, pojawiają się warstwy pośrednie B o dużej sile klejenia (zaznaczone ukośnymi kreskami na fig. 8A) na obu powierzchniach klejenia 2a i 2b, w wyniku przemieszczeń wilgoci, wskazywanych strzałkami w.

Inaczej mówiąc, miejsce połączenia każdej z grubszych części warstwy kleju i odpowiedniej części powierzchni klejenia segmentu, do którego wypusty 4 są przymocowane (dolny segment w każdej ilustracji na fig. 8A) staje się połączeniem o dużej sile klejenia. Miejsce połączenia między każdą z cieńszych części warstwy kleju i odpowiednią częścią powierzchni klejenia segmentu, do którego wypusty nie są przymocowane, staje się połączeniem o dużej sile klejenia.

Ponadto, w przypadku sposobu realizacji jaki pokazano na fig. 8B, wypusty 4 są formowane w powierzchniach klejenia 2a i 2b odpowiednio w dwóch segmentach 2 i 2. W tym przypadku, warstwa klejowa 3 jest formowana na każdej z powierzchni klejenia 2a i 2b przez nałożenie kleju na każdą z powierzchni klejenia 2a i 2b w taki sposób, że wypusty 4, przymocowane do powierzchni klejenia 2a są osadzone w kleju nałożonym na powierzchnię klejenia 2a, zaś wypusty 4, przymocowane do powierzchni klejenia 2b są osadzone w kleju nałożonym na powierzchnię klejenia 2b. Po uformowaniu warstwy klejowej 3, jak pokazano strzałkami w, wilgoć przemieszcza się od górnej warstwy klejowej 3 do górnego segmentu 2 przez części powierzchni klejenia 2a, do których nie są przymocowane wypusty i wilgoć przemieszcza się z dolnej warstwy klejowej 3 do dolnego segmentu 2 przez części powierzchni klejenia 2b, do których nie są przymocowane wypusty 4. Jednocześnie, w częściach powierzchni klejenia 2a i 2b, do których są przymocowane wypusty 4, przemieszczanie wilgoci nie występuje, ponieważ wypusty 4 blokują ruch w wilgoci.

Następnie, warstwy klejowe 3 są stykane jedna z drugą, a zatem dwa segmenty 2 są sklejane jeden z drugim. W przypadku wykonanego w ten sposób ceramicznego korpusu 10 o strukturze plastra miodu powstają miejsca połączenia warstwy pośredniej B o dużej sile klejenia (zazn aczone ukośnymi liniami na fig. 8B) na obu powierzchniach klejenie 2a i 2b, w wyniku ruchów wilgoci, wskazywanych przez strzałki w.

Miejsce połączenia między każdą z grubszych części warstwy kleju a odpowiadającej jej części powierzchni klejenia, do której nie są przymocowane wypusty 4, staje się miejscem połączenia o dużej sile klejenia. Ponadto, miejsce połączenia między każdą z cieńszych części warstwy kleju a odpowiadającą jej częścią powierzchni klejenia, do której nie są przymocowane wypusty 4 staje się miejscem połączenia o dużej sile klejenia.

W przypadku sposobu wykonywania, skonfigurowanego w ten sposób według niniejszego wynalazku, wypusty 4 blokują ruch wilgoci w od części warstwy klejowej 3 odpowiadających częściom

PL 214 443 B1 powierzchni klejenia, do których są przymocowane wypusty 4 do segmentu 2, na którym uformowana jest warstwa klejowa 3. Kiedy drugi segment 2 jest przyklejany, następuje ruch wilgoci w do drugiego segmentu 2. Powstaje miejsce połączenia w warstwie pośredniej B między każdą z części warstwy klejowej 3, odpowiadających częściom powierzchni klejenia, do których przymocowane są odpowiednie wypusty 4, a powierzchnią klejenia 2a (lub 2b) pierwszego segmentu 2. Przeciwnie, występuje ruch wilgoci w od części warstwy klejowej 3, w których nie są osadzone wypusty 4 do segmentu 2, na którym warstwa klejowa 3 jest uformowana. Odpowiednio, powstaje miejsce połączenia B o dużej sile klejenia miedzy każda z części warstwy klejowej 3, w której nie są osadzone wypusty 4 a powierzchnią klejenia 2b (lub 2a) segmentu 2.

W przypadku sposobu wykonywania według niniejszego wynalazku, miejsca połączenia B o dużej sile klejenia mogą być uzyskiwane na powierzchniach klejenia 2a i 2b odpowiednio w obu segmentach 2 i 2, które są sklejane ze sobą przy użyciu wypustów 4. Umożliwia to zwiększenia siły klejenia warstwy klejowej 3.

Następnie zostanie opisany przykładowo pomiar siły klejenia warstwy klejowej 3.

(Przykład doświadczalny 1)

Korpus S o strukturze plastra miodu jako próbka testowa został uformowany w następujących etapach. Jak pokazano na fig. 9, wypusty 4 zostały przymocowane tylko do jednego z dwóch segmentów 2 według przykładowego układu, pokazanego na fig. 5C, zaś powierzchnia klejenia drugiego segmentu 2 została uformowana jako płaska. Została nałożona warstwa klejowa 3 o grubości 1 mm na powierzchnię klejenia, do której zostały przymocowane wypusty 4. Następnie drugi segment 2 został przyklejony do pierwszego segmentu 2. Po czym segmenty 2 były suszone w temp. 100^°C przez 30 minut pod naciskiem 1,0 kg/cm. Korpus S o strukturze plastra miodu jako próbka testowa został uformowany tak, że ma powierzchnię klejenia, która jest prostokątem o długości L1 = 150 mm i szerokości L2 = 35 mm. Każdy z wypustów 4 został uformowany tak, że ma kształt prostokąta o długości L2 = 35 mm i szerokości L3 = 10 mm. Osiem (8) wypustów 4 wykonano w powierzchni klejenia w odstępach L4 = 10 mm między każdymi sąsiednimi wypustami 4. Dla uproszczenia, fig. 5 pokazuje tylko sześć (6) wypustów 4.

Ponadto, korpusy S o strukturze plastra miodu jako próbka testowa zostały skonfigurowane tak, że każdy z wypustów 4 ma następującą grubość: 0,1 mm (przykład 1), 0,5 mm (przykład 2) i 1,0 mm (przykład 3). W tym przypadku, korpus o strukturze plastra miodu, który nie ma wypustów, został użyty jako przykład porównawczy. Poza brakiem wypustów, korpus o strukturze plastra miodu, użyty jako przykład porównawczy, został skonfigurowany w tych samych warunkach jak korpusy S stosowane jako próbki testowe.

Sposób wykonywania doświadczenia: jak pokazano na fig. 10, jeden z dwóch segmentów 2 o strukturze plastra miodu był podtrzymywany przez umieszczenie segmentu 2 między zaciskami G i G (odległość między nimi była równa 35 mm) i nacisk P został przyłożony do drugiego segmentu 2. W ten sposób mierzono wytrzymałość na ścianie każdego z korpusów o strukturze plastra miodu.

Wyniki doświadczenia: wytrzymałość na ścianie każdego z korpusów o strukturze plastra miodu odpowiednio przykładu porównawczego i przykładów 1 do 3, mierzono pięć razy. Tabela 1 pokazuje wartości pomiarowe i wartości średnie.

T a b e l a 1

	Grubość (mm)	Wytrzymałość na ścinanie (kPa)	Średnio
Przykład porównawczy	Bez wypustów	163	152	157	164	148	157
Przykład 1	Grubość wypustu 0,1	181	190	228	215	198	202
Przykład 2	Grubość wypustów 0,5	315	306	310	346	322	320
Przykład 2	Grubość wypustów 0,5	315	306	310	346	322	320
Przykład 3	Grubość wypustów 1,0	192	213	143	226	184	192

Jak wyraźnie widać w tabeli 1, korpus o strukturze plastra miodu, posiada wystarczającą wytrzymałość w przypadku, gdy wypusty 4 mają grubość ustaloną dla przykładu 2, wytrzymałość korpusu bez wypustów 4 (przykład porównawczy) była mniejsza niż- pozostałych korpusów zaopatrzonych w wypusty 4 (przykłady 1 i 3). W konsekwencji, można przyjąć, że korpusy z wypustami 4 mają większą wytrzymałość niż korpus bez wypustów 4.

PL 214 443 B1 (Doświadczenie 2)

Korpus S1 o strukturze plastra miodu jako próbka testowa został uformowany przez zintegrowanie próbek testowych S11 i S12, każda mierząca 71 mm x 30 mm x 15 mm, warstwą klejową 3, umieszczoną między próbkami testowymi, jak pokazano na fig. 11A. W ilustracji reprezentującej ten korpus SI, odnośnik C wskazuje miejsce połączenia pokryte klejem, zaś D - przyklejana powierzchnię.

Próbki testowe S21 i S22, każda mierząca 71 mm x 30 mm x 15 mm, zostały użyte do wykonania korpusu S2 jako próbki testowej. Korpus S2 o strukturze plastra miodu został uformowany przez przymocowanie wypustu 4 do próbki testowej S21 i przez zintegrowanie wypustu 4 i drugiej próbki testowej S22 z warstwą klejową 3, umieszczoną między wypustem 4 a próbką testową S22, jak pokazano na fig. 11B.

Na fig. 11A i 11B, długość L5 była równa 71 mm, zaś długość L6 była równa 30 mm.

W ilustracji reprezentującej korpus S2 o strukturze plastra miodu jako próbkę testową, odnośnik D wskazuje miejsce połączenia między klejem a segmentem; E miejsce połączenia między segmentem a wypustem, zaś F - miejsce połączenia między wypustem a klejem.

Sposób wykonywania doświadczenia: kiedy zastosowano trzypunktowy sposób pomiaru wytrzymałości na zginanie w odniesienia do korpusu o strukturze plastra miodu, pokazanego na fig. 11A, obciążenie P było wywierane na centralną część warstwy kleju 3 i w ten sposób mierzono wytrzymałość warstwy (poziom 1). Kiedy trzypunktowy sposób pomiaru wytrzymałości na zginanie wykonywano w odniesieniu do korpusu o strukturze plastra miodu, pokazanego na fig. 11B, obciążenie P było wywierane na miejsce połączenia F między wypustem a klejem (poziom 2).

Wynik doświadczenia: Wytrzymałość odpowiednio do przypadków poziomów 1 i 2 była mierzona dziesięć razy. Tabela 2 pokazuje wartości pomiaru, wartości maksymalne, wartości minimalne, wartości średnie i standardowe odchylenia.

T a b e l a 2

	Wytrzymałość na trzypunktowe zginanie (kPa)
Numer próbki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	max	min	średnio	σ
Poziom 1	Części klejone w tradycyjny sposób (bez wypustów)	22	60	45	52	42	97	81	77	65	66	97	22	60,7	20,5
	Części pęknięte	D	D	D	D	D	D	D	D	D	D
Poziom 2	Części zawierające wypusty	112	150	145	195	147	146	168	158	120	174	195	112	152	23,2
	Części pęknięte	D	F	D	D	F	F	D	F	F	F

Jak wyraźnie widać w tabeli 2, miejsce połączenia D między klejem a segmentem ulegało pękaniu podczas badania wytrzymałości kleju według poziomu I, kiedy nie było wypustów 4 (fig. 11A). W przypadku poziomu 2, uwzględniającego wypusty 4 (fig. 11B), występuje miejsce połączenia o dużej sile klejenia i odpowiednio, w pewnych przypadkach, miejsce połączenia F między wypustem a klejem okazywało się stosunkowo słabe, tak że pęknięcia występowały w miejscu połączenia F wypustu z klejem. Porównanie między poziomami 1 i 2 pokazało, że poziom 2, obejmujący wypusty 4, miał większą wytrzymałość niż poziom 1, w którym nie było wypustów 4, pod względem wszystkich wartości maksymalnych, wartości minimalnych i wartości średniej. W konsekwencji, można stwierdzić, że, korzystnie, wypusty 4 powinny być dodane do korpusu o strukturze plastra miodu w celu zwiększenia siły klejenia.

Możliwość zastosowania w przemyśle

Według niniejszego wynalazku zgodnie z pierwszą cechą charakterystyczną, można zapewnić ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu, w którym rozwój pęknięć i ruch wilgoci z warstwy kleju są blokowane w sposób maksymalny i w którym można zwiększyć odpowiednio siłę klejenia warstwy kleju.

PL 214 443 B1

Według wynalazku zgodnie z drugą cecha charakterystyczną, materiał na wypusty może być maksymalnie dopasowany i odpowiednio można uzyskać materiał na wypusty, wolny od defektów, wykazujący własności fizyczne odpowiednie dla wysokich temperatur korpusu o strukturze plastra miodu i warstwy kleju poza efektami uzyskiwanymi w innych przykładach wykonania niniejszego wynalazku.

Według wynalazku zgodnie z trzecią cecha charakterystyczną, wypusty mogą zostać rozmieszczone miedzy każdymi sąsiednimi dwoma segmentami, a równocześnie, warstwa kleju między każdymi sąsiednimi dwoma segmentami może mieć wymaganą grubość tak, aby uniemożliwić wzrost strat ciśnienia i umożliwić zwiększenie siły klejenia warstwy kleju poza innymi efektami niniejszego wynalazku.

Miejsce połączenia o dużej sile klejenia może zostać utworzone między każdą z części warstwy kleju, odpowiadającą części powierzchni klejenia, do której przymocowany jest wypust, a drugą powierzchnią klejenia, przy czym miejsce połączenia o dużej sile klejenia może zostać utworzone między każdą z części warstwy kleju, w której nie są osadzone wypusty, a pierwszą powierzchnią klejenia. Jednocześnie wypusty mogą zapobiegać rozwijaniu się pęknięć i odpowiednio można wykonywać w sposób niezawodny ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu, w którym zwiększona jest siła klejenia warstwy kleju.

Dodatkowo miejsce połączenia o dużej sile klejenia powstaje w miejscu połączenia każdej z części warstwy kleju odpowiadającej części powierzchni klejenia, do której są przymocowane wypusty i każdej z części powierzchni klejenia naprzeciw wypustu. Miejsce połączenia o dużej sile klejenia jest formowane w miejscu połączenia każdej z części warstwy kleju, w której nie są osadzone wypusty, a powierzchnią klejenia, na którą nałożony jest klej. Jednocześnie wypusty mogą blokować rozwój pęknięć i odpowiednio można wykonywać w sposób niezawodny ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu, przy zwiększonej klejenia warstwy kleju.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu, utworzony przez łączenie licznych porowatych segmentów o strukturze plastra miodu za pomocą warstwy klejowej umieszczonej między każdymi sąsiednimi dwoma spośród licznych porowatych segmentów, przy czym korpus zawiera liczne wypusty, przymocowane do co najmniej jednej z powierzchni klejenia odpowiednio każdych sąsiednich dwóch segmentów, które to wypusty są osadzone w warstwie kleju, oraz przy czym dwa sąsiednie segmenty są umieszczone jeden naprzeciw drugiego z warstwą kleju umieszczoną między nimi, zaś wypusty są przymocowane do powierzchni segmentów o strukturze plastra miodu po wypaleniu tych segmentów o strukturze plastra miodu, znamienny tym, że substancja klejowa w warstwie klejowej (3) występuje pomiędzy każdą częścią wypustu (4) i powierzchnią segmentu (2) o strukturze plastra miodu, leżącą naprzeciw segmentu (2) o strukturze plastra miodu, do której jest przymocowana.
2. Ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu według zastrz. 1, znamienny tym, że wypusty (4) są formowane z dowolnego materiału, wybranego z grupy obejmującej materiały nieorganiczne i materiały organiczne, kombinacje przynajmniej dwóch materiałów wybranych z grupy obejmującej materiały nieorganiczne i materiały organiczne.
3. Ceramiczny korpus o strukturze plastra miodu według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wypusty (4) są formowane tak, że mają grubość od 0,1 mm do 3,0 mm, zaś całkowita grubość, obejmująca grubość wypustu (4) i grubość części warstwy klejowej (3), odpowiadającej części powierzchni klejenia, do której przymocowany jest wypust (4) wynosi od 0,2 mm do 4,0 mm.
4. Sposób wytwarzania ceramicznego korpusu o strukturze plastra miodu, w którym łączy się liczne porowate segmenty o strukturze plastra miodu przy pomocy warstwy kleju, umieszczonej między każdymi sąsiednimi dwoma z licznych porowatych segmentów o strukturze plastra miodu, przy czym nanosi się substancję klejową na powierzchnię klejenia, do której są przymocowane wypusty i która jest jedną z umieszczonych naprzeciw siebie powierzchni klejenia każdych sąsiednich dwóch sklejanych ze sobą segmentów o strukturze plastra miodu, przy czym dzięki temu części wypustów osadza się w kleju i formuje się w ten sposób warstwę klejową, zaś następnie dociska się wzajemnie dwa segmenty o strukturze plastra miodu do siebie, z warstwą kleju umieszczoną pomiędzy nimi, w takim kierunku, żeby szczelina między umieszczonymi jedna naprzeciw drugiej powierzchniami klejenia zwężała się i skleja się w ten sposób dwa segmenty o strukturze plastra miodu ze sobą, przy

PL 214 443 B1 czym części stanowiące wypusty mocuje się do segmentów o strukturze plastra miodu po wypaleniu tych segmentów o strukturze plastra miodu i po dociśnięciu do siebie dwóch segmentów o strukturze plastra miodu, znamienny tym, że substancja klejowa warstwy klejowej (3) występuje pomiędzy każdą z części stanowiących wypusty (4) oraz powierzchnią segmentów (2) o strukturze plastra miodu leżąca naprzeciw segmentu (2) o strukturze plastra miodu, do której jest ona przymocowana.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wypusty (4) mocuje się do jednej z umieszczonych jedna naprzeciw drugiej powierzchni klejenia (2a, 2b), zaś druga powierzchnia klejenia jest wykonana jako płaska, przy czym warstwę klejową (3) formuje się tylko na pierwszej powierzchni klejenia, a następnie wykonuje się dociskanie.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wypusty (4) mocuje się do każdej z umieszczonych jedna naprzeciw drugiej powierzchni klejenia (2a, 2b) i formuje się warstwę kleju na każdej powierzchni klejenia, a następnie wykonuje się dociskanie.