[发明专利]通过物件取向控制烧成形状

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119要求2011年8月25日提交的美国临时申请系列第61/527272号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。

背景技术

本发明一般涉及通过烧成制件（ware）以生产多孔陶瓷制品的方法，具体涉及通过制件在烧成过程中的取向来控制多孔陶瓷制品形状的方法。

在制造陶瓷体时，陶瓷体通常经历挤出、干燥和烧成，以获得预定目标轮廓形状（例如具有圆形或椭圆形截面）。然而，在这样的制造过程中，挤出和干燥之后得到的生坯体的形状与预定目标轮廓形状相比有不同程度的偏差或“走形”（例如“沉陷型”走形或“滑移型”走形）。这种走形特性在烧成过程中有加剧的倾向，导致陶瓷体与预定目标轮廓形状的总偏差甚至比生坯体与预定目标轮廓形状的总偏差更大。与此同时，客户为陶瓷制品（如机动车尾气排放后处理系统中所用的那些陶瓷制品）制订的规格和尺寸要求越来越严格。

发明内容

本发明的一个实施方式涉及制备陶瓷体的方法。所述方法包括挤出生坯体，将所述生坯体挤出成预定目标轮廓形状。所述生坯体中至少有一些生坯体的测定形状与预定目标轮廓形状至少有部分偏差。所述方法还包括在窑中对生坯体进行烧成，制备陶瓷体。在烧成过程中，生坯体相对于窑内温度梯度取向，使得陶瓷体的测定形状与预定目标轮廓形状的平均偏差小于生坯体的测定形状与预定目标轮廓形状的平均偏差。

本发明的另一个实施方式涉及制备陶瓷体的方法。所述方法包括挤出生坯体，将所述生坯体挤出成预定目标轮廓形状。所述生坯体中至少有一些生坯体的测定形状与预定目标轮廓形状至少有部分偏差。所述方法还包括在窑中对生坯体进行烧成，制备陶瓷体。在烧成过程中，至少大部分生坯体相对于窑内温度梯度的取向相同。

在以下的详细描述中给出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或按文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施其实施方式而被认识。

应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特点的总体评述或框架。

包括的附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1A-C显示了具有相对于温度梯度的取向或行进方向的圆柱形陶瓷制品的二维俯视图；

图2A-D呈现了相对于目标轮廓形状的示例性形状族（shape family）的示意图；

图3绘出了用现有方法制备的一组湿体、生坯体和烧成体的圆度（circularity）；

图4绘出了目标轮廓形状大致呈椭圆形的部件的测定截面，采用的是主元分析法（PCA）；以及

图5A-B绘出了相对于窑内温度梯度均匀和随机取向的生坯体和烧成体的平均圆度以及圆度标准偏差。

具体实施方式

下面详细描述本发明的各种实施方式；若有附图，则参考附图描述。

本文所用的“目标轮廓形状”是指希望所制造的陶瓷制品能够匹配的所需理想形状，如希望所制造的陶瓷制品的面或者截面能够匹配的所需理想形状。这种面或者截面可以是例如理想的卵形、多边形或圆形。虽然对轮廓形状以及与轮廓形状之偏差的最通常的描述涉及卵形或椭圆形的形状、轮廓和/或剖面，但应理解，本文所述的方法同样适用于其他轮廓，例如但不限于圆柱形或圆形、多边形（正方形、矩形、六边形、八边形）等。

本文所用的术语“温度梯度”是指特定位置或物体周围温度变化最快的方向。假定温度（T）是三维空间的单值连续可微分函数，即

T=T(x,y,z),

其中x、y和z是所关注的位置的坐标，则温度梯度是下式所定义的矢量：