[发明专利]气体过滤结构的选择方法

说明书

本发明涉及任选包括用于例如在柴油型内燃机废气管线中的催化 组分的过滤结构领域。

能够处理通常来自柴油发动机的气体并除去烟炱的过滤器，在现 有技术中是公知的。此种结构最经常地都具有蜂窝状结构，该结构的 一个表面允许进入待处理的废气，而另一个面排出处理过的废气。该 结构在进入面和排出面之间包括一组彼此平行并被多孔的壁隔开的相 邻管道或通道。这些管道在其一端或另一端被闭塞，以界定出沿着进 入面开口的入口室和沿着排出面开口的出口室。该通道还以使得废气 在穿过蜂窝状体的过程中，被强制穿过进口通道的侧壁以在出口通道 再汇合的顺序被交替闭塞。如此就使颗粒或烟炱沉积并积累在过滤体 的多孔壁上。

当前，为了过滤气体使用了多孔陶瓷过滤器，它们是用例如堇青 石、氧化铝、多铝红柱石、氮化硅、硅/碳化硅混合物或碳化硅制造的。

众所周知，在其使用的过程中，颗粒过滤器要相继经过过滤期(聚 积烟炱)和再生期(除去烟炱)。在过滤期，发动机排放出的烟炱颗 粒被保留并沉积在过滤器内部。而在再生期，在过滤器内部烟炱颗粒 被燃烧，为的是恢复其过滤性能。因此，过滤器在发动机的废气管线 中的使用和寿命涉及到的一个重要的标准就是其热机械强度。

另外，众所周知的是在发动机废气管线中放入如上所述的颗粒过 滤器会导致能改变发动机废气管线性能的压降。因此，该过滤器应该 被成形以避免这样的改变。

决定如上所述任选催化的过滤结构的选择的另一个标准是其烟炱 的沉积时间。此时间相当于当过滤器在第一次使用或在再生期之后期 间，为了达到其最大过滤效率时所必需的时间。假设此时间特别地取 决于足够量的烟炱在过滤器的孔隙中沉积以堵塞烟炱细颗粒直接穿过 过滤器壁。不适当的沉积时间直接的后果之一就是，在新的或者再生 期之后的过滤器中出现持久而有害的黑烟，而且在废气管线的出口处 存在有烟炱的痕迹。很明显，出于环境、外表(image)和使用舒适的 问题，汽车制造商希望在装有这种过滤器的汽车上抑制或者至少减少 这种现象出现。

烟炱的沉积是众所周知的不良现象，毫无疑问，由于在过滤器工 作的过程中，在过滤器上无法实时测量所沉积烟炱的质量。实际上唯 一可获得的，是通过分析过滤器出口处废气中存在的颗粒率来间接测 量烟炱沉积时间。

本发明目的方法涉及由多孔陶瓷材料制成的颗粒过滤器领域，这 些陶瓷材料包括在例如堇青石、氧化铝、多铝红柱石、氮化硅、硅/碳 化硅混合物，且优选碳化硅组成的组中。

本发明特别应用于此颗粒过滤器是碳化硅形成的过滤器，例如通 过烧结/重结晶方法得到的碳化硅(R-SiC)。这种催化过滤器的例子描 述在例如专利申请EP 816065、EP 1142619、EP 1455923和WO 2004/065088中，在其中更详细地叙述了它们的结构或其合成方法。按 照本发明的结构可以是简单的整体结构，或者优选是更复杂的组合结 构，最经常是通过被称为接缝胶(joint)的粘固剂(ciment)将多个整 体单元(éléments monolithiques)结合起来而得到的。

因此，本发明的目的是提供一种能选择适合延长用作为颗粒过滤 器的蜂窝状结构的方法，即能够解决在前面曝露的所有问题。

更具体说，本发明涉及含有颗粒气体的过滤结构的选择方法，所 述结构包括由多孔陶瓷材料构成的，并且包括至少一个，优选包括多 个多孔壁的过滤部分，所述方法的特征在于，从壁表面的第一图像 (première image)开始，进行所述第一图像的处理，该处理包括由结 构单元进行形貌腐蚀(érosion morphologique)，使得得到具有所述壁 微结构规则性和均匀性的第二特征图像。

按照一种有利的方式，根据由水银孔隙计测量的孔的中值孔径选 择结构单元的尺寸，任选形态。孔的中值孔径，在本说明书的意义上 应当理解为孔直径，对于该孔直径，有50体积％的孔小于和等于该孔 尺寸。

例如，该结构单元是根据其直径与孔的中值孔径之比为1.5-5，优 选为2.5-4.5的的方法选择的盘状物。

按照本发明的方法可包括例如以下的步骤：

-准备一部分壁，优选是抛光的，

-优选借助于扫描电子显微镜MEB，优选是背散射电子模式(BSE) 来获得图像，

-通过阈值化技术处理原始图像以得到数字化图像，