一种包含以下组分的形成陶瓷的批料混合物:无机批料,例如氧化铝源,氧化钛源和二氧化硅源;成孔剂组合,其包括具有不同组成的第一成孔剂和第二成孔剂;有机粘合剂;以及溶剂。还揭示了一种制备陶瓷制品的方法,该方法包括将所述无机批料与所述包含不同组成的第一和第二成孔剂的成孔剂组合相混合,加入有机粘合剂和溶剂,形成生坯;对所述生坯进行烧制。揭示了包含具有不同组成的第一和第二成孔剂的组合的生坯,还揭示了用来进行烧制以制备钛酸铝之类的陶瓷制品的方法。
1.一种形成钛酸铝陶瓷的批料混合物,其包含:无机批料,其包括氧化铝源,氧化钛源和二氧化硅源;一种成孔剂组合,其包含第一成孔剂,以及组成不同于所述第一成孔剂的第二成孔剂;有机粘合剂;溶剂;其中第一成孔剂是淀粉,第二成孔剂是石墨。
2.如权利要求1所述的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物,其特征在于,所述淀粉包括玉米淀粉,大麦淀粉,豆类淀粉,马铃薯淀粉,大米淀粉,木薯淀粉,西谷椰子淀粉,小麦淀粉和美人蕉淀粉。
3.如权利要求1所述的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物,其特征在于,所述第一成孔剂是马铃薯淀粉,第二成孔剂是石墨。
4.如权利要求1所述的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物,其特征在于,以所述无机批料为基准计,所述第一成孔剂占5-25重量%,所述第二成孔剂占5-25重量%。
5.如权利要求1所述的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物,其特征在于,所述第一成孔剂由淀粉组成,以无机批料为基准计,所述第一成孔剂占5-15重量%,所述第二成孔剂占5-15重量%。
6.一种形成钛酸铝陶瓷的生坯,其包含:以下组分的均一混合物:无机批料,其包含氧化铝源,氧化钛源和二氧化硅源;成孔剂组合,其包含第一成孔剂,以及具有不同组成的第二成孔剂;有机粘合剂,所述生坯包含多个互连的孔壁,其形成穿过所述生坯的多条孔通道;其中第一成孔剂是淀粉,第二成孔剂是石墨。
7.一种制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,该方法包括以下步骤:将无机批料与成孔剂组合混合,形成批料组合物,所述成孔剂组合包括第一成孔剂和具有不同组成的第二成孔剂;向所述批料组合物加入有机粘合剂和溶剂,进一步混合,形成增塑的混合物;由所述增塑的混合物形成生坯;对所述生坯进行烧制,制得钛酸铝主相;其中第一成孔剂是淀粉,第二成孔剂是石墨。
8.如权利要求7所述的制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,其特征在于,所述无机批料与成孔剂组合的混合步骤还包括混合二氧化硅源、氧化铝源和氧化钛源。
9.如权利要求7所述的制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,其特征在于,所述烧制步骤制得孔隙率为40-65%的陶瓷制品。
10.如权利要求7所述的制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,其特征在于,所述无机批料与成孔剂组合的混合步骤包括混合所述第一成孔剂和第二成孔剂。
11.如权利要求7所述的制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,其特征在于,所述烧制步骤制得了具有以下材料组成的陶瓷制品:以氧化物重量%表示,包括40-65重量%的Al₂O₃,25-40重量%的TiO₂,以及3-12重量%的SiO₂。
12.如权利要求7所述的制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,其特征在于,所述烧制步骤还包括以下步骤:在第一阶段中,以大于14°C/小时且小于50°C/小时的第一平均温度变化速率升高加热炉的温度,以烧尽所述第一成孔剂,在第二阶段中,将加热炉温度在下限高于500°C、上限低于900°C的第一保持区域内保持小于120小时的时间,以烧尽第二成孔剂,在第三阶段中,以大于30°C/小时且小于80°C/小时的第二平均温度变化速率升高加热炉的温度,和在第四阶段中,将加热炉的温度在下限高于1350°C、上限低于1550°C的第二保持区域内保持至少4小时。
13.如权利要求12所述的制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,其特征在于,所述烧制步骤还包括第四阶段后的以下步骤:以大于100°C/小时的平均冷却速率,从所述高于1350°C的下限冷却到低于1000°C。
14.如权利要求7所述的制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,其特征在于,所述烧制步骤制得的陶瓷制品的孔隙率大于50%且小于60%;中值孔径大于10微米且小于15微米;在室温至800°C测得的热膨胀系数小于10×10^-7/°C,断裂模数值大于150psi。
15.一种对形成钛酸铝陶瓷的生坯进行烧制的方法,该方法包括以下步骤:提供形成钛酸铝陶瓷的生坯,该生坯包含无机批料和成孔剂组合,所述成孔剂组合包含第一成孔剂和组成不同于所述第一成孔剂的第二成孔剂,其中第一成孔剂是淀粉,第二成孔剂是石墨;在第一加热阶段中,以大于14°C/小时且小于50°C/小时的第一平均温度变化速率升高加热炉的温度,以烧尽所述第一成孔剂,在第二加热阶段中,将加热炉温度在下限高于500°C、上限低于900°C的第一保持温度区域内保持小于120小时的时间,以烧尽第二成孔剂,在第三阶段中,以大于30°C/小时且小于80°C/小时的第二平均温度变化速率升高加热炉的温度,在第四加热阶段中,将加热炉的温度在下限高于1350°C、上限低于1550°C的第二保持温度区域内保持至少4小时,所述形成的陶瓷制品具有钛酸铝主相。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,该方法还包括第四阶段后以大于100°C/小时的平均冷却速率从所述高于1350°C的下限冷却至低于1000°C的步骤。
17.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述在第二加热阶段保持加热炉温度的步骤持续小于100小时的时间。
18.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述在第二加热阶段保持加热炉温度的步骤持续小于80小时的时间。
19.一种对生坯进行烧制的方法,该方法包括以下步骤:提供包含形成钛酸铝的无机批料和成孔剂的生坯,在加热炉内加热至峰值温度,以形成钛酸铝主相,该峰值温度位于上限低于1550°C、下限高于1350°C的保持温度范围内,以大于100°C/小时的平均冷却速率从所述下限快速冷却至低于1000°C,使得钛酸铝主相的分解最小化;以成孔剂组合的形式提供成孔剂,所述成孔剂组合包含第一成孔剂以及组成不同于所述第一成孔剂的第二成孔剂,第一成孔剂是淀粉,第二成孔剂是石墨。
20.如权利要求19所述的对生坯进行烧制的方法,其特征在于,所述加热步骤包括在第一加热阶段中,以大于14°C/小时且小于50°C/小时的第一平均温度变化速率升高加热炉的温度,以烧尽所述第一成孔剂。
21.如权利要求19所述的对生坯进行烧制的方法,其特征在于,所述加热步骤还包括在第二加热阶段中,将加热炉温度在下限高于600°C、上限低于900°C的第一保持温度区域内保持小于120小时的时间,以烧尽所述第二成孔剂。
22.如权利要求21所述的对生坯进行烧制的方法,其特征在于,所述加热步骤还包括在第三阶段中,以大于30°C/小时且小于80°C/小时的第二平均温度变化速率升高加热炉的温度。
23.一种烧制形成钛酸铝陶瓷的生坯的方法,该方法包括以下步骤:提供形成钛酸铝陶瓷的生坯,该生坯包含无机批料和至少一种成孔剂,以成孔剂组合形式提供成孔剂,该组合包含第一成孔剂以及组成不同于第一成孔剂的第二成孔剂,第一成孔剂是淀粉,第二成孔剂是石墨;在第一加热阶段中,以大于14°C/小时且小于50°C/小时的第一平均温度变化速率在室温至500°C之间加热小于40小时的时间,在第一阶段之后,在第二加热阶段中,将加热炉温度在下限高于500°C、上限低于900°C的第一保持温度区域内保持小于40小时的时间,在第二阶段后,在第三加热阶段中,以大于30°C/小时的第二平均温度变化速率升高加热炉的温度,在第四加热阶段中,将加热炉的温度在下限高于1350°C、上限低于1550°C的第二保持温度区域内保持足够的时间,使所述生坯转化为陶瓷。
24.如权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括第四阶段后以大于100°C/小时的平均冷却速率从所述高于1350°C的下限冷却至低于1000°C的步骤。
25.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第一加热阶段中的加热步骤在室温和500°C之间进行小于30小时的时间。
26.如权利要求25所述的方法,其特征在于,所述第一加热阶段中的加热步骤在室温和500°C之间进行小于20小时的时间。
27.如权利要求23所述的方法,其特征在于,在所述第一加热阶段中300-500°C的温度范围内,加热速率约大于10°C/小时。
28.如权利要求27所述的方法,其特征在于,所述加热速率大于25°C/小时。
29.如权利要求27所述的方法,其特征在于,所述加热速率大于50°C/小时。
30.如权利要求27所述的方法,其特征在于,所述加热速率大于75°C/小时。
31.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第二加热阶段中的平均温度变化速率大于10°C/小时。
32.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第二加热阶段中保持加热炉温度的步骤持续小于30小时的时间。
33.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述第二加热阶段中保持加热炉温度的步骤持续小于20小时的时间。
34.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第二加热阶段中保持加热炉温度的步骤持续小于20小时的时间,所述第一保持温度区域的下限高于600°C,上限低于800°C。
35.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第三加热阶段的第二平均温度变化速率大于40°C/小时,且小于60°C/小时。
36.如权利要求35所述的方法,其特征在于,所述第三加热阶段的第二平均温度变化速率大于40°C/小时,且小于50°C/小时。
37.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第四加热阶段中保持加热炉温度的步骤持续至少10小时。
38.如权利要求23所述的方法,其特征在于,在所述第四加热阶段中,将加热炉温度保持在下限高于1420°C、上限低于1460°C的第二保持温度区域内的步骤持续至少15小时。
39.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第一平均温度变化速率大于第一保持温度区域内的第二加热阶段的平均加热速率。
40.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第三加热阶段中的第二平均温度变化速率大于所述第二加热阶段中的平均加热速率。
41.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述保持步骤包括将加热炉温度在高于1350°C、低于1550°C的第二保持温度区域内保持至少10小时。
42.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述形成的陶瓷制品具有钛酸铝主相。
43.如权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括在小于80小时的时间内,将输入加热炉的氧气浓度增大到大于15%的步骤。
44.如权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括在小于40小时的时间内,将输入加热炉的氧气浓度增大到大于15%的步骤。
45.如权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括在小于30小时的时间内,将输入加热炉的氧气浓度增大到大于15%的步骤。发明背景本申请要求2005年5月31日提交的名为“包含成孔剂组合的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物和生坯,以及它们的制造和烧制方法(Aluminumxa0TitanateCeramicxa0Formingxa0Batchxa0Mixturesxa0andxa0Greenxa0Bodiesxa0Includingxa0Porexa0FormerCombinationsxa0andxa0Methodsxa0ofxa0Manufacturingxa0andxa0Firingxa0Same)”的美国临时申请第60/686117号的优先权。发明领域本发明涉及一种包含成孔剂(porexa0former)的钛酸铝陶瓷批料混合物,包含成孔剂的钛酸铝生坯,以及用来制造和烧制钛酸铝陶瓷体的方法。技术背景使用烃类燃料(例如烃气、汽油或柴油燃料)的内燃机系统排放的废气会造成严重的大气污染。在这些废气中,许多污染物是烃类和含氧化合物,后者包括氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。许多年来,汽车工业一直在试图减少汽车发动机系统产生的污染物的量,人们在二十世纪七十年代中期引进了第一辆装有催化转化器的汽车。长久以来,人们优选将堇青石基材(通常为蜂窝体的形式)用作汽车催化转化器上用来负载催化活性组分的基材,这部分是由于堇青石陶瓷体具有高耐热冲击性。所述耐热冲击性与热膨胀系数成反比。也即是说,具有低热膨胀性质的蜂窝体具有良好的耐热冲击性,能够耐受在其使用过程中经历的很宽的温度起伏。但是,在许多应用中,例如在某些柴油机颗粒过滤器应用中,可能需要具有较高耐热冲击性的材料。因此,人们已经进行了很大的努力,力求开发出具有高耐热冲击性以及适用于这些更剧烈的柴油机颗粒过滤器应用的孔隙率、热膨胀系数(CTE)和断裂模数(MOR)的组合的材料和陶瓷蜂窝体制品。具体来说,钛酸铝陶瓷是一种用于所述高温用途的极佳的候选材料。为了在这些钛酸铝材料中达到所需的高孔隙率(通常高于40%),人们将石墨成孔剂加入无机批料中。然而,人们所不希望看到的是,加入石墨的时候,会导致为了完全烧尽石墨而不造成部件裂纹,需要极长的烧制周期(例如超过180小时)。另外,不希望使用高石墨用量,这是因为对高频干燥具有负面影响,所述高频干燥是用来对无机材料形成的生坯进行干燥的常规方法。因此,应当认识到,人们需要在钛酸铝制品中获得所需的高孔隙率、同时缩短烧制周期长度和/或不会产生裂纹的部件和/或使得干燥过程复杂化的方法的要求尚未得到满足。
发明内容
根据第一个方面,本发明涉及一种形成钛酸铝陶瓷的批料混合物,其包含:无机批料,其优选包括氧化铝源、氧化钛源和二氧化硅源;成孔剂组合,其包括第一成孔剂和组成与第一成孔剂不同的第二成孔剂;有机粘合剂;以及溶剂。认为在形成钛酸铝的批料混合物中使用成孔剂组合,在烧制过程中得到了较低的总体放热反应,和/或独立的放热反应,从而减小了部件在烧制的时候产生裂纹的倾向。另外,可以使用较低的石墨或碳的含量,从而减小干燥的难度。另外,使用成孔剂组合还可得到显著缩短的烧制周期时间。例如,某些成孔剂组合使得烧制周期时间小于180小时,更优选小于160小时,更优选小于120小时,在一些实施方式中小于100小时,甚至小于80小时。根据第二个方面,本发明涉及一种形成钛酸铝陶瓷的生坯,其包含以下组分的均一混合物:无机批料,其包括氧化铝源、氧化钛源和二氧化硅源;一种成孔剂组合,其包括第一成孔剂和具有不同组成的第二成孔剂;有机粘合剂;所述生坯包含多个互连的壁,这些壁形成多条穿过所述生坯的孔通道。根据另一个很宽的方面,本发明涉及一种制造钛酸铝陶瓷制品的方法。所述方法包括以下步骤:将无机批料与成孔剂组合混合起来,形成批料组合物,所述无机批料优选包括二氧化硅源、氧化铝源和氧化钛源,所述成孔剂组合包括第一成孔剂和具有不同组成的第二成孔剂;向所述批料组合物中加入有机粘合剂和溶剂,进一步混合,形成增塑的混合物;由所述增塑的混合物形成(优选通过挤出法)生坯;对所述生坯进行烧制,制得具有钛酸铝主要相的陶瓷制品。根据本发明另一个很宽的方面,提供了一种对生坯进行烧制、形成陶瓷制品的方法。所述烧制方法优选包括以下步骤:提供包含无机批料和成孔剂组合的生坯,所述无机批料包括氧化铝源、氧化钛源和二氧化硅源,所述成孔剂组合包括第一成孔剂和第二成孔剂,所述第二成孔剂的组成不同于第一成孔剂;在第一加热阶段,以大于14°C/小时且小于50°C/小时的第一平均温度变化速率升高加热炉的温度,以烧尽第一成孔剂;优选在第二加热阶段中,使得加热炉温度在下限大于500°C、上限低于900°C(更优选600-800°C)的第一保持温度区域内保持小于120小时的时间,以烧尽第二成孔剂;优选在第三加热阶段,以大于30°C/小时且小于80°C/小时的第二平均温度变化速率升高加热炉的温度;优选在第四加热阶段中,使得加热炉温度在下限高于1350°C且上限低于1550°C(更优选1420-1460°C)的第二保持温度区域内保持至少4小时。优选随后以大于100°C/小时的冷却速率,将温度从高于1350°C(更优选高于1420°C)的下限冷却至低于1000°C,所述形成的陶瓷制品具有钛酸铝主相。根据另一个宽泛的方面,提供了一种对生坯进行烧制的方法,该方法包括以下步骤:提供包含形成钛酸铝的无机批料和成孔剂的生坯;在加热炉内,加热到峰值温度(topxa0temperature),该峰值温度在上限低于1550°C(更优选低于1460°C)、下限高于1350°C(更优选高于1420°C)的保持温度范围内,形成钛酸铝主相;以大于100°C/小时的平均冷却速率,从下限快速冷却至低于1000°C,使得钛酸铝主相的分解最小化。根据本发明优选的方面,优选的成孔剂组合选自碳(例如石墨、活性炭,石油焦炭、炭黑等),淀粉(例如玉米淀粉,大麦淀粉,豆类淀粉,马铃薯淀粉,大米淀粉,木薯淀粉,豌豆淀粉,西谷椰子淀粉,小麦淀粉,美人蕉淀粉等),以及聚合物(例如聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯(优选珠粒)、聚丙烯(优选珠粒)、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙)、环氧树脂、ABS、丙烯酸类树脂、聚酯(PET)等)。最佳的是,所述第一成孔剂是淀粉(最优选马铃薯淀粉),第二成孔剂是石墨。所述第一成孔剂优选占无机批料的5-25重量%,所述第二成孔剂优选占无机批料的5-25重量%。更佳的是,第一成孔剂由淀粉组成,占无机批料的5-15重量%,第二成孔剂由石墨组成,占无机批料的5-15重量%。根据本发明的另一个宽泛的方面,提供了一种对生坯进行烧制的方法,该方法包括以下步骤:提供包含无机批料和至少一种成孔剂的生坯;在第一加热阶段中,以大于14°C/小时、小于50°C/小时的第一平均温度变化速率,在室温和500°C之间加热小于40小时的时间;在第一阶段之后,在第二加热阶段,加热炉的温度在下限高于500°C、上限低于900°C的第一保持温度区域内保持小于40小时;在第二阶段之后,在第三加热阶段,以大于约30°C/小时的第二平均温度变化速率使得加热炉的温度升高;在第四加热阶段中,将加热炉的温度保持在下限高于1350°C、上限低于1550°C的第二保持温度区域内足够的时间,使得生坯转化为陶瓷。附图简述图1是根据本发明的一个方面作为颗粒过滤器实施的钛酸铝陶瓷制品的正视示意图。图2是图1的颗粒过滤器的一部分的局部放大前视图。图3是根据本发明一个方面的烧制过程曲线图,显示了温度与时间的关系图。图4是根据本发明一个方面的烧制过程曲线图,显示了温度变化速率与时间的关系。图5是根据本发明另一个方面的烧制过程曲线图,显示了氧气浓度与时间的关系。图6是使用本发明时候的放热历程与时间的关系曲线图。图7是根据本发明的烧制过程的各种替代实施方式的曲线图。图8和9是根据本发明的烧制历程的其它替代的实施方式的曲线图。图10是根据本发明的示例性烧制过程的输入氧气浓度与时间关系的曲线图。发明详述根据第一个方面,本发明涉及一种可用来制备形成钛酸铝的生坯的批料混合物。具体来说,该批料混合物,当成形而成为生坯并烧制之后,可以制得具有较高孔隙率的陶瓷制品,例如孔隙率大于40%;更优选为40-65%。另外,所述批料在使用的时候,可以以极短的烧制周期时间制得钛酸铝陶瓷制品,即从加热炉开始加热到冷却循环结束的时间为例如小于180小时,小于160小时,甚至小于120小时,在一些实施方式中小于100小时,甚至小于80小时。较佳的是,所述批料混合物还有利于降低烧制过程中产生具有裂纹的陶瓷制品的倾向性。更具体来说,根据本发明实施方式的本发明批料混合物可包含具有成孔剂组合(即两种或更多种不同成孔剂的组合)的形成钛酸铝陶瓷的组合物。在本文中,“不同”表示具有互不相同的组成。在本文中,“成孔剂”表示一种批料添加物,该批料添加物有助于制得的陶瓷制品在完成烧制循环的时候具有形成于其中的互连孔隙(孔穴)。根据本发明一个优选的方面,所述成孔剂组合是作为两种或更多种有机材料的混合物的形式形成的。所述成孔剂组合将会在烧制过程(循环)中烧尽(分解或氧化,通常转化,生成CO或CO₂之类的气体),在最终的钛酸铝陶瓷制品中留下所需的空穴或孔隙,优选是开放互连的孔隙。所述成孔剂组合的“烧尽”优选在形成主要陶瓷相(例如钛酸铝相)之前发生,各成孔剂优选随后在烧制循环中,在不同的温度范围内烧尽。通过使用两种或更多种不同的成孔剂,将放热反应隔开,使得与现有技术的单成孔剂组合物(例如仅使用石墨)相比,总温度峰值降低。图1显示了常规的陶瓷制品20,例如其包含钛酸铝相。该制品20优选设计成颗粒过滤器,包括在使用时与进入的废气流相接触的进口端22,以及与进口端22相反的用来将过滤后的废气排出的出口端24。该制品20包括多条进入通道26,其延伸穿过过滤器的长度,还包括多条排出通道28,它们也与进入通道26并列地延伸穿过所述过滤器的长度。所述通道的形状通常是正方形,在其角上可包括小的圆角或斜角。尽管未显示,但是还应当理解,进入通道26和排出通道28各自的截面积可以是不同的。例如,所述进入通道的平均进入面积可以大于排出通道的平均排出面积。还可使用其它的通道形状,例如矩形、三角形、八角形、六角形、圆形或这些形状的组合。互穿孔壁30优选根据本发明,通过经由挤出模头对本发明的批料混合物组合物进行挤出,形成挤出的生坯从而形成。尽管挤出法是优选的成形方法,但是应当了解,所述成形步骤还可包括任意已知的用来使生坯成形的方法。在所述过滤器制品20中,对应的进入通道26和排出通道28优选用合适的栓塞32在进口端22和出口端24塞住。为了清楚起见,没有显示出口端的栓塞。但是,应当理解所述进入通道26在出口端24塞住,而排出通道在进口端22塞住。图2的放大图34说明了栓塞32在进口端22的一部分之上形成棋盘图案。栓塞优选由合适的陶瓷材料制成,在互穿壁之间径向延伸横穿,封堵各通道的一端。栓塞可通过例如USxa04,557,773中所述的方法形成。但是,可使用任意合适的堵塞技术。另外,如果需要的话,一部分与外壳38相邻的通道36可以在两端都堵塞,以提高强度。另外,尽管上文所述的制品是颗粒壁流过滤器,应当理解本发明的批料混合物以及烧制和制造方法还可用于非过滤器应用,例如用作催化的流通型基材。已经发现,与包含单组分成孔剂的现有技术的批料混合物相比,根据本发明方面的成孔剂组合有益地促进形成钛酸铝的生坯内的成孔剂更迅速地烧尽。更具体来说,已经发现某些种类和优选的量的成孔剂的组合不仅可以提供高温柴油机颗粒过滤器用途需要的较高的孔隙率(例如大于40%),而且还可使得钛酸铝制品的烧制周期短得多(例如小于180小时,小于160小时,甚至小于120小时,在一些实施方式中小于100小时,甚至小于80小时)。在优选的实施方式中,与仅含石墨作为成孔剂的部件相比,烧尽石墨所需的时间减少了25%,甚至减少了50%或更多。另外,所述包含成孔剂组合的钛酸铝组合物可以减小制得的陶瓷部件在烧制的时候产生裂纹的总体倾向。具体来说,例如如图6所示,使用多种不同的成孔剂,在烧制过程中将放热反应的时间分隔开。具体来说,在烧制循环中,这些放热反应在两个不同的时间发生。例如,图6显示了与第一成孔剂的烧尽相关的第一放热峰60,以及与第二成孔剂的烧尽相关的第二放热峰70。这些峰60,70是基于包含两种不同成孔剂,并且根据本文描述的烧制过程烧制的实际样品进行测量的。如图所示,ΔT(°C)表示在烧制循环中,预烧制的陶瓷部件和包含成孔剂组合的生坯在各种温度下(°C)的温度差。因此,应当理解本发明得到了间隔的峰,从而与使用100%的石墨作为成孔剂的现有技术样品相比,减小了任意特定温度下的总体ΔT(°C)。因此,这允许烧制过程在此区域内加快,使得烧制时间变短。除了成孔剂组合以外,所述钛酸铝批料形成批料优选包含无机批料源。优选的无机批料源至少包括氧化铝和氧化钛源,最优选是氧化铝、氧化钛和二氧化硅源。可使用任意合适的氧化铝源或氧化钛源的形式。最佳的是,所述源的材料组成包含(以氧化物重量%表示)40-65重量%的Al₂O₃,25-40重量%的TiO₂,以及3-12重量%的SiO₂。所述材料组合物还可优选包含碱土金属氧化物。优选的碱土金属氧化物选自SrO,CaO和BaO。最佳的是,所述组合物包含SrO和CaO的组合。另外,所述材料组合物还可优选包含稀土金属,例如钇、镧或镧系元素中的一种或多种,以及它们的组合。最优选使用氧化镧(La₂O₃)。用于批料混合物和生坯的成孔剂的组合优选包含两种或更多种选自以下的有机成孔剂材料:碳(例如石墨、活性炭、石油焦炭、炭黑等),淀粉(例如玉米淀粉,大麦淀粉,豆类淀粉,马铃薯淀粉,大米淀粉,木薯淀粉,豌豆淀粉,西谷椰子淀粉,小麦淀粉,美人蕉淀粉等),以及聚合物(例如聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯(优选珠粒)、聚丙烯(优选珠粒)、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙)、环氧树脂、ABS、丙烯酸类树脂、聚酯(PET)等)。优选的聚合物具有低密度,即其密度优选小于0.97克/立方厘米;最优选小于0.93克/立方厘米。可以根据本发明使用这些成孔剂的各种组合,包括两种甚至三种不同成孔剂的组合。例如,可以使用聚合物和石墨的组合,或者淀粉和石墨的组合,或者聚合物和淀粉的组合。但是,最优选的组合包括中值粒径约为35-60微米的第一成孔剂(优选是淀粉,例如,马铃薯淀粉)与中值粒径约为20-40微米的第二成孔剂(优选是碳,例如石墨)的组合。但是,应当意识到,为了能够使用,所述成孔材料组合应优选由于从生坯烧尽而表现出在温度和/或时间上隔开的放热反应峰,以降低最大ΔT(°C)。根据本发明的其它实施方式,所述成孔剂组合优选包含:以所述批料混合物中的无机物总量为100%计算,大于或等于约5%且小于约25%的第一成孔剂,以及大于或等于约5%且小于约25%的第二成孔剂,作为添加物(superxa0addition)。最佳的是,所述成孔剂组合包含约5-15%的第一成孔剂,以及约5-15%的第二成孔剂。最佳的是,所述成孔剂组合包含含有约5-15%淀粉(优选马铃薯淀粉)的第一成孔剂,以及约5-15%的碳(优选石墨)。该组合表现出极佳的性质,能够获得极低的烧制周期时间,即小于180小时,小于160小时,甚至小于120小时。示例性的实施方式是烧制小于100小时,甚至小于80小时。另外,尽管优选的淀粉是马铃薯淀粉,但是应当理解例如可以使用较小粒度的淀粉。在一个优选的实施方式中,所述基本首先烧尽的第一成孔剂与随后烧尽的第二成孔剂相比,前者具有较大的中值粒径。这使得在不产生裂纹的前提下烧尽第二成孔剂的时间缩短。具体来说,使用本发明的成孔剂的组合可以制得具有钛酸铝主相的陶瓷制品,同时使得总烧制周期时间小于180小时,更优选小于160小时,更优选小于120小时。在一些实施方式中,完全烧制循环可以在小于100小时,甚至小于80小时,甚至小于70小时的时间内完成(例如见图8和图9)。还应认识到所述成孔剂组合还包含超过两种的不同种类的成孔剂。例如,一些实施方式可包括第三成孔剂,优选其含量大于或等于5%,且约小于25%。上述成孔剂的百分数都是以无机批料的重量为100%计算的添加量。根据本发明的另一个方面,发现通过利用在钛酸铝批料混合物中的成孔剂组合,本文所述的混合物(在成形制成生坯并烧制的时候)得到烧结的陶瓷制品,其特征是主晶相为钛酸铝,还表现出所需的物理性质。具体来说,这样制得的陶瓷制品的物理性质包括以下性质的组合:高孔隙率,优选大于40%(通过水银孔隙率测定法测得),更优选为45-65%,制品的中值孔径(MPS)优选大于10微米,更优选为10-20微米。另外,沿所述样品的轴向(挤出方向),在室温至800°C下测得的该陶瓷制品的热膨胀系数(CTE)约小于15×10^-7/°C;更优选在室温至800°C下测得小于10×10^-7/°C。另外,所述陶瓷体优选具有较高的强度,用断裂模数(MOR)衡量大于100psi;更优选大于150psi。本发明可以特别有用地用来制备无裂纹的蜂窝体钛酸铝陶瓷制品,更具体来说用来制造如图1和2所示以及参照此图所述的用来从废气流过滤颗粒物质的包含钛酸铝的陶瓷颗粒过滤器。对于本文所述的本发明的批料混合物,合适的氧化铝源是粉末,其在没有其它原料的情况下加热至足够高温度的时候,将会制得很纯的氧化铝。合适的氧化铝源包括α-氧化铝,过渡(transition)氧化铝,例如γ-氧化铝或ρ-氧化铝,水合氧化铝,三水铝石,刚玉(Al₂O₃),勃姆石(AlO(OH)),假勃姆石,氢氧化铝(Al(OH)₃),羟基氧化铝等,以及它们的混合物。所述氧化铝源的中值粒径优选小于35微米。合适的氧化钛源是金红石、锐钛矿或无定形氧化钛。氧化钛源的中值粒度对于避免未反应的氧化物被快速生长的晶体截留在结构中是很重要的。因此,所述中值粒度优选小于20微米。合适的二氧化硅源包括非晶态二氧化硅,例如热解法二氧化硅或溶胶-凝胶二氧化硅、硅酮树脂、基本不含碱金属的低-氧化铝沸石、硅藻土二氧化硅、高岭土,以及晶态二氧化硅,例如石英或方石英。另外,所述形成二氧化硅的源可包含在加热的时候形成游离二氧化硅的化合物,例如硅酸或硅-有机金属化合物。所述二氧化硅源的中值粒度优选小于30微米。如果使用锶作为优选的碱土金属氧化物,则合适的锶源是碳酸锶,其中值粒度优选小于20微米。如果使用钡,合适的优选的钡源是碳酸钡、硫酸钡或过氧化钡,优选的中值粒度小于20微米。如果使用钙,则钙源可以是碳酸钙或铝酸钙,其中值粒度优选小于20微米。如果使用稀土元素,则合适的稀土元素氧化物源是氧化镧(La₂O₃),氧化钇(Y₂O₃),任意镧系元素的氧化物,或者它们的组合。上述原料无机批料优选在混合步骤中作为粉末化材料充分混合,以使得无机原料紧密混合。可将所述成孔剂组合加入该混合物中,可以与其它的批料组分同时加入,或者在所述无机材料已经密切混合之后加入。在任意的情况下,所述成孔剂组合都密切地与所述无机批料混合,形成所述无机材料和成孔剂组合的均一的、优选粉末化的混合物。还向所述批料无机材料和成孔剂组合中加入了有机粘合剂体系,以帮助产生可成形且可模塑的可挤出混合物。用于本发明的优选的多组分有机粘合剂体系优选包含含纤维素组分、表面活性剂组分和溶剂的粘合剂。所述含纤维素组分可以是例如选自甲基纤维素、甲基纤维素衍生物、及其组合的有机纤维素醚粘合剂组分。所述表面活性剂组分优选是油酸或妥尔油。最后,所述溶剂可以是水,最优选是去离子化的水。然而,应当认识到尽管所述粘合剂体系是优选的,但是任何有机粘合剂体系均可用于本发明。使用包含以下含量的组分的粘合剂体系,获得了优良的结果:以无机材料为100重量份计,约0.2-2.0重量份的油酸或妥尔油,约2.5-6.0重量份的甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素粘合剂,以及约10-30重量份的水。所述粘合剂体系的单独组分与所述无机粉末材料以及成孔剂组合的物质以任意合适的已知方式混合,制得所述无机粉末材料、成孔剂组合和粘合剂体系的紧密的均一混合物。该形成钛酸铝的批料混合物能够成形而制得陶瓷生坯,例如优选通过挤出进行成形。例如,可以首先将粘合剂体系中所有的组分混合起来,然后将该混合物加入之前与成孔剂组合混合起来的粉末化的无机材料中。在此情况下,粘合剂体系的全部部分可以一次加入,或者粘合剂体系可以分成多份,以合适的间隔依次加入。或者,粘合剂体系的组分可以一个接一个地加入陶瓷批料中,或者可以将粘合剂体系的两种或更多种组分的预先制备的混合物加入所述陶瓷粉末材料和成孔剂组合中。例如,可以首先将所述干组分加入无机批料和成孔剂组合混合物中,然后加入液体组分。另外,所述粘合剂体系可以首先与所述陶瓷粉末材料的一部分混合。在此情况下,陶瓷粉末的剩余部分随后加入所述制备的混合物中。在任意的情况下,优选所述粘合剂体系以预定的比例均一地与所述无机批料粉末和成孔剂组合混合,以形成均一的批料混合物。所述粘合剂体系、陶瓷无机材料和成孔剂组合的均一混合可通过任意已知的捏合过程完成。然后对制得的刚性、均匀、均一、可挤出的批料混合物进行进一步增塑,然后进行成形或其它方式的处理,使其形成生坯。这些成形或形成处理可通过任意已知的常规陶瓷成形法完成,例如挤出法、注塑法、粉浆浇注法、离心浇注法、压注法、加压模塑法等。对于适合用作催化剂载体或颗粒过滤器的薄壁蜂窝体基材的制备,最优选使用通过具有狭缝的挤出模头的挤出操作。例如,美国专利第6,696,132号揭示了“Honeycombxa0Withxa0Varyingxa0Sizexa0andxa0Diexa0ForManufacturing”。然后,优选在烧制之前,对所述由增塑的可挤出批料混合物成形制造的(优选挤出的)形成钛酸铝陶瓷的生坯进行干燥。干燥可通过任意常规的干燥方法完成。例如,可使用以下干燥方法,例如热空气干燥、电磁能量干燥(例如RF或微波),真空干燥,冷冻干燥或其组合。然后干燥后的生坯体在合适的最高温度下加热足够的时间,进行合适的烧制(在下文中将更详细地描述),以制得烧制的陶瓷体。钛酸铝是通过对上述本发明的批料组合物制得的生坯进行烧制而形成的主要晶相。所述烧制条件可根据工艺条件变化,例如批料具体组成、生坯的尺寸和设备的性质。然而,图3、7-9中显示了生坯的优选的烧制条件历程:加热炉温度(°C)与烧制消耗时间(小时)的关系。具体来说,这些历程40,40a-40j显示了使用本文所述的批料混合物的时候,经历以下过程所需的阶段:烧尽成孔剂,优选本文所述的成孔剂组合;以及制备钛酸铝相。具体来说,所述生坯优选在加热炉内加热至峰值温度(循环的最高温度),优选该温度在上限低于1550°C、下限高于1350°C的温度范围内,在一些实施方式中为低于1460°C且高于1420°C,在此温度范围优选保持超过4小时;更优选保持4-30小时;更优选保持6-20小时。在烧制过程中,在陶瓷制品中形成主要的陶瓷晶相,对于上述批料,该主要陶瓷晶相为钛酸铝。如图3和图7所示,在烧制循环过程中,加热炉温度根据预定的时间-温度烧制历程40,40a-40d升高。具体来说,优选的对生坯进行烧制的方法包括以下步骤:提供包含形成钛酸铝的无机批料、至少一种成孔剂(最优选本文描述的成孔剂组合)的生坯,然后根据烧制历程40或40a-40d对生坯进行烧制。下面将参照图3描述烧制历程,其优选包括四个加热阶段42,43,46和50,优选随后进行冷却阶段55,见下文所述。该描述同样可用于图7描述的烧制历程,但是为了清楚而除去数字。用来实施本方法的加热炉优选是常规的氧气控制加热炉,其能够达到约1500°C的峰值烧制温度,具有氧气控制的环境,输入量控制在小于21%O₂。应当理解,本文描述的本发明的烧制循环可用来烧制包含单独的或多种成孔剂的生坯。根据本发明的第一个方面,在第一加热阶段42,所述加热炉的温度以大于14°C/小时的第一平均温度变化速率(用虚线42a表示)升高,以烧尽第一成孔剂。更精确来说,所述第一温度变化速率可为14-50°C/小时。在第一阶段42中,如果升温过慢,会造成第一烧制循环时间延长,而升温过快则会产生有裂纹的部件。测量了平均温度变化速率(ARR),在本文中定义如下:ARR=(T_b-T_e)/(t_b-t_e)式中:T_b是加热循环阶段开始时候的起始加热炉温度,T_e是加热循环阶段结束时候的加热炉温度,t_b是加热循环阶段开始的时间,t_e是加热循环阶段结束的时间。对于第一阶段42,该阶段开始时的温度T_b为室温(25°C),该加热阶段结束时的温度T_e是在第二加热阶段43下端45L处测量的温度。第一阶段开始时的时间t_b为0小时,第一阶段42结束的时间t_e是达到第二加热阶段43的下端45L的温度的时间。接下来,优选在第二加热阶段43中,在第一保持温度区域45内,将加热炉的温度保持在以下的保持温度范围内:其下区温度45L高于500°C,上区温度45U低于900°C;更优选高于600°C且低于800°C。所述加热炉在此第一保持温度区域45内的保持时间44(t_b-t_e)小于120小时,更优选小于100小时,更优选小于60小时,最优选小于40小时,以基本完全烧尽第二成孔剂。在一个优选的实施方式中,所述保持时间小于20小时,以基本烧尽第二成孔剂。最佳的是,所述保持时间为10-100小时;更优选为10-60小时,最优选为10-40小时。在第二加热阶段43内,加热炉温度优选基本保持恒定。但是应当理解,所述加热炉温度还应进行控制,在该区域内略微升高(见图7的40d),前提是在保持时间44内,所述温度保持在所述第一保持温度区域45之内。在第二加热阶段43结束之后,已经基本烧尽成孔剂组合的生坯进行第三加热阶段处理46。在此阶段46中,加热炉温度以上文定义的第二平均温度变化速率(ARR)快速升高,该速率大于30°C/小时且小于80°C/小时;为30-60°C/小时,甚至为40-60°C/小时。另外,在第三阶段46中升温过慢会造成烧制时间延长,而升温过快会造成部件裂纹。第三加热阶段46(如虚线46a所示)的ARR从温度超过上限45U的时间t_b测量到加热炉温度等于第四加热阶段50的下限52L的温度的时间t_e。在第四加热阶段50中,加热炉的温度优选在第二保持温度区域52内保持,所述区域52的温度下限52L高于1350°C,温度上限52U低于1550°C,更优选高于1420°C且低于1460°C。所述加热炉温度在上下限52L,52U之间的保持时间51至少为4小时;更优选为4-20小时;更优选为6-15小时;最优选为7-13小时。所述保持时间51是从加热炉温度最初达到下限52L的时间测量到在第四加热阶段50末尾、加热炉温度再次达到下限52L的时间。在所述保持阶段内,所述温度也可升高、降低或基本保持恒定,只要其在所述保持温度范围内持续至少4小时即可。在第四加热阶段50完成之后,在陶瓷制品中形成了钛酸铝主相,优选在冷却阶段55中降低加热炉温度,以完成陶瓷制品的冷却。如本文所述,在峰值温度进行最后的保持之后,进行冷却,优选在第一冷却阶段54中进行冷却,该第一冷却阶段开始于第四加热阶段50的下限52L,以大于100°C/小时、更优选大于120°C/小时的平均速率冷却至低于1000°C。最佳的是,在下限52L和1000°C之间,所述冷却速率为100-160°C/小时。平均冷却速率如上文所述来确定,开始温度T_b是下限52L的温度,结束温度T_e为1000°C,开始时间t_b是在保持时间5xa01结束时达到下限52L的时间,结束时间t_e是在冷却阶段55中,达到1000°C的时间。在达到低于1000°C的加热炉温度之后,如果需要,加热炉温度可以在第二冷却阶段56中以相同的或更慢的速率变化,例如速率小于100°C/小时,直至达到室温。实际上,所述冷却速率是负值。但是,为了清楚,表述为正的冷却速率,而不是负的加热速率。具体来说,根据具有很宽的实用性的本发明的一个方面,发现以大于100°C/小时的冷却速率从处于峰值温度的第二保持阶段(即从第四加热阶段50)快速冷却可以显著减少之前形成的钛酸铝相的分解。因此,在陶瓷制品内保持了较高百分数的钛酸铝。本发明人确定,在1400-1000°C之间,钛酸铝不稳定,因此希望一旦钛酸铝相在峰值温度下保持过程中形成,处于该不稳定温度范围内的时间尽可能短。较佳的是,可通过在此温度范围内快速冷却、特别是在低于1000°C的时候冷却,可以获得较低的CTE。另外,还发现在低于1000°C的温度下,钛酸铝相的分解会在动力学上受限。因此,在低于该温度的时候,如果需要,可采用较慢的冷却。如前文所述,本文所述的批料混合物的主要应用是用来制备可用作催化剂载体和/或柴油机颗粒过滤器(其也可包含催化剂)的包含钛酸铝的高强度蜂窝体制品。图3的加热循环的各个阶段的加热速率见图4。可以看出,在第一阶段42,加热速率是正值,在第二阶段43为零或接近为零,在第三阶段46为正值,在第四阶段50接近零,在冷却阶段55为负值(冷却)。在一个优选的实施方式中,所述输入氧气含量在烧制循环过程中也受到控制。还可通过控制氧气速率进一步控制成孔剂组合的烧尽速率。例如,在第一加热阶段42,所述输入氧气含量可以保持在小于10%(优选约6%)的初始低水平,然后在第一保持过程43,优选保持在约小于15%(标称优选约10%)的第二水平,然后在剩下的阶段46、50、54、56中进一步优选升高到约小于30%(标称优选约20%)的第三水平。因此,应当意识到,在烧制循环过程中,氧气速率优选要升高,以帮助控制放热峰条件。较佳的是,通过使用本发明的批料混合物和本发明的烧制历程,可以使得陶瓷制品的烧制时间比在批料混合物中使用单独组分成孔剂的情况短得多。见标为65的比较例,其中单独的成孔剂是聚乙烯珠粒,以及标为75的实施例,其中单独的成孔剂是30%的石墨。在各种情况下,比较例的烧制时间超过180小时。通过本发明,使得烧制时间小于180小时,更优选小于160小时,更优选小于120小时。在一些实施方式中,烧制时间小于100小时(见40c),甚至小于80小时(见40d-j)。在本发明另一个宽泛的方面中,将会参照图8和图9描述其它示例性的烧制循环。具体来说,将参照图9更详细地描述这些快速烧制循环。然而,应当意识到,该描述同样可应用于图8的实施方式,所有这些实施方式均为可用于烧制陶瓷制品(例如钛酸铝陶瓷制品)的烧制循环。然而,应当理解该烧制循环可用来烧制其它陶瓷制品,例如含堇青石的陶瓷制品。因此,根据本发明其它实施方式的该烧制循环包括在第一加热阶段42中,将加热炉的温度以大于14°C/小时的第一平均温度变化速率从室温(RT)升高到500°C(用虚线42a表示),以基本烧尽第一成孔剂,或至少将其转化成炭。最佳的是,所述第一平均温度变化速率为14-50°C/小时。根据某些实施方式,在大约300-500°C范围内的温度变化速率约大于10°C/小时,或者大于25°C/小时,甚至大于50°C/小时,在一些实施方式中约大于75°C/小时(见40h)。测量所述平均变化速率(ARR),其定义如上文所述。接下来,加热炉温度优选在第二加热阶段43内,在第一保持温度区域45内,在下区温度45L高于500°C、上区温度45U低于900°C的保持温度区域内保持;更优选该温度范围高于600°C且低于800°C。所述加热炉在此第一保持温度区域45内的保持时间44小于40小时,甚至小于30小时,甚至小于20小时,以基本烧尽第二成孔剂。在一个优选的实施方式中,所述保持时间小于15小时,以烧尽第二成孔剂。一些小部分(例如<10%)的成孔剂物质可以在高于900°C的温度下除去。根据这些实施方式,所述保持时间为10-40小时;甚至低达10-30小时。在第二加热阶段43中,加热炉温度可以基本保持恒定,或者进行控制,在所述区域内以大于10°C/小时、甚至例如大于15°C/小时的平均变化速率略微升高。在一些实施方式中,在600-800°C之间,所述变化速率大于或等于约20°C/小时。在第二加热阶段43完成时,对已经基本烧尽成孔剂组合的生坯进行第三加热阶段46。在此阶段46内,加热炉温度更快地升高(与第二阶段43相比),如上文定义的第二平均温度变化速率(ARR)大于或等于约30°C/小时,甚至大于或等于约40°C/小时。根据示例性的实施方式,所述第二平均温度变化速率大于或等于约40°C/小时,小于或等于约60°C/小时;甚至大于或等于约40°C/小时,且小于或等于约50°C/小时。第三加热阶段46(用虚线46a表示)的ARR从温度超过上限45U的时间测量到加热炉的温度等于第四加热阶段50的下限52L的时间。在第四加热阶段50中,加热炉的温度优选保持在温度下限52L高于1350°C、温度上限52U低于1550°C的第二保持温度区域52之内一段足够的时间,以形成所需的陶瓷相,例如钛酸铝相。根据某些示例性的实施方式,加热炉温度保持在高于1400°C且低于1460°C。加热炉温度可优选保持在上下限52L,52U之间至少10小时的保持时间51。为了确保合适的陶瓷相形成以及短的烧制周期,保持时间可为12-20小时。保持时间51由加热炉温度首先达到下限52L的时间测量到第四加热阶段50的末尾、加热炉温度再次达到该下限52L的时间。在此保持过程中,温度也可升高、降低或保持基本恒定,只要在该保持温度范围内保持成相所需的时间即可。这些循环还可用于烧制由仅含单种成孔剂的批料形成的生坯制品。在加热阶段过程中,在烧制循环的早期阶段,输入加热炉的氧气浓度优选控制在较低的水平。所述方法优选包括以下步骤:在小于80小时的时间内将输入加热炉的氧气浓度升高到大于15%。在一些实施方式中,在小于40小时的时间内,将氧气的输入浓度控制在大于15%,甚至在小于30小时的时间内控制在大于15%(见图10)。所述氧气可以在第一阶段42保持在较低的水平,然后在第二阶段43和第三阶段46增大,在第四阶段中保持恒定或减小。在第四加热阶段50完成之后,优选在陶瓷制品中形成钛酸铝的主相,优选在冷却阶段55降低加热炉的温度,以完成陶瓷制品的冷却。如本文定义,冷却在最后一次峰值温度的保持过程之后进行,以大于100°C/小时,大于120°C/小时,甚至大于140°C/小时的平均冷却速率冷却至低于1000°C。最佳的是,在下限52L和1000°C之间,冷却速率为100-160°C/小时。平均冷却速率如前文所述确定。在完成低于1000°C的加热炉温度之后,加热炉温度可以以与上文所述相同或较慢(如果需要,例如小于100°C/小时)的速率降低,直至达到室温。实际上,所述冷却速率是负值。然而,为了清楚,表示为正的冷却速率而非负的加热速率。为了进一步说明本发明的关键方面,描述了许多使用本发明形成的陶瓷制品的例子。但是应当理解这些实施例仅仅用来说明,本发明范围不限于此,可以在不背离本发明范围的前提下对本发明进行各种改良和变化。实施例1适合用来形成包含钛酸铝作为主要晶相的陶瓷制品的无机粉末批料混合物列于表II;为实施例A-H。通过将表II所列的指定无机混合物的无机组分组合并干混合起来,制备各实施例组合物A-H。向这些混合物中加入一定量的表I所示的成孔剂组合。然后,加入表II所列的有机粘合剂体系,该中间体混合物进一步与作为溶剂的去离子水混合,形成增塑的陶瓷批料混合物。粘合剂体系组分和成孔剂组合在表I和表II中以重量百分数的形式列出,以无机物总量为100%计。表II列出了实施例中使用的实际原料,各自使用的粘合剂体系,以及最终陶瓷制品中优选的材料组合物的组分的氧化物重量。各种增塑的混合物通过挤出模头、在适于形成具有300孔/英寸²(46.5孔/厘米²)和12密耳(0.305毫米)厚的孔壁的蜂窝体制品的条件下进行挤出。由各批料混合物组合物成形的(挤出的)生坯陶瓷蜂窝体进行充分干燥,以除去任何可能含有的水分或液相。然后对它们进行烧制循环(见上文),以除去有机粘合剂体系,成孔剂组合,然后对蜂窝体进行烧结,形成陶瓷制品。具体来说,各种基材的生坯根据上述优选的适于形成具有钛酸铝主要晶相的陶瓷体的烧制条件进行烧制。下表I还报道了由本发明的批料混合物和生坯制得的陶瓷制品的选择的性质。制得的各陶瓷体的性质包括通过四点负荷法测得的300/12陶瓷制品的断裂模数(MOR)强度,单位为psi;在室温至800°C下、用膨胀测量法测得的陶瓷制品的热膨胀系数(CTE)(×10^-7/°C);体积%开放孔隙率,单位为%;用汞孔隙率测定法测得的中值孔径(MPS),单位为μm。表I-钛酸铝批料混合物实施例实施
例编
号
xa0AT批
xa0xa0料

xa0xa0xa0xa0成孔剂1


xa0xa0xa0xa0成孔剂2


xa0xa0成孔剂3


xa0xa0xa0孔隙率
xa0xa0xa0(%)

xa0xa0xa0xa0MPS(
xa0xa0xa0xa0微米)

室温至800°C
的CTE(10^-7/
xa0xa0xa0xa0°C)

xa0xa0xa0MOR
xa0xa0xa0(psi)
xa0xa0xa0xa01
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa05%石墨
xa0xa0xa0xa05%PE珠粒
-----
xa0xa0xa0xa041.5
xa0xa0xa0xa011.9
xa0xa0xa0xa0-0.2
xa0xa0xa0-----
xa0xa0xa0xa02
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa05%石墨
xa0xa0xa0xa010%PE珠粒
-----
xa0xa0xa0xa048.8
xa0xa0xa0xa013.7
xa0xa0xa0xa02.0
xa0xa0xa0-----
xa0xa0xa0xa03
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%PE珠粒
-----
xa0xa0xa0xa050.2
xa0xa0xa0xa014.1
xa0xa0xa0xa03.4
xa0xa0xa0-----
xa0xa0xa0xa04
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa020%石墨
xa0xa0xa0xa020%PE珠粒
-----
xa0xa0xa0xa061.1
xa0xa0xa0xa018.5
xa0xa0xa0xa09.8
xa0xa0xa0-----
xa0xa0xa0xa05
xa0xa0xa0xa0E
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa012.5%PE珠粒
-----
xa0xa0xa0xa054.6
xa0xa0xa0xa016.0
xa0xa0xa0xa05.1
xa0xa0xa0-----
xa0xa0xa0xa06
xa0xa0xa0xa0B
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%PE珠粒
-----
xa0xa0xa0xa050.9
xa0xa0xa0xa015.2
xa0xa0xa0xa02.6
xa0xa0xa0184
xa0xa0xa0xa07
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%PP珠粒
-----
xa0xa0xa0xa050.1
xa0xa0xa0xa015.7
xa0xa0xa0xa02.7
xa0xa0xa0192
xa0xa0xa0xa08
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa012.5%PP珠粒
-----
xa0xa0xa0xa051.8
xa0xa0xa0xa012.8
xa0xa0xa0xa06.8
xa0xa0xa0224
xa0xa0xa0xa09
xa0xa0xa0xa0B
xa0xa0xa0xa012.5%石墨
xa0xa0xa0xa015%玉米淀粉
-----
xa0xa0xa0xa054.1
xa0xa0xa0xa015.3
xa0xa0xa0xa04.8
xa0xa0xa0161
xa0xa0xa0xa010
xa0xa0xa0xa0B
xa0xa0xa0xa015%石墨
xa0xa0xa0xa015%玉米淀粉
-----
xa0xa0xa0xa053.6
xa0xa0xa0xa015.5
xa0xa0xa0xa04.6
xa0xa0xa0155
xa0xa0xa0xa011
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa05%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa046.2
xa0xa0xa0xa014.7
xa0xa0xa0xa00.9
xa0xa0xa0265
xa0xa0xa0xa012
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa054.3
xa0xa0xa0xa018.1
xa0xa0xa0xa03.1
xa0xa0xa0166
xa0xa0xa0xa013
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa051.8
xa0xa0xa0xa017.3
xa0xa0xa0xa02.7
xa0xa0xa0215
xa0xa0xa0xa014
xa0xa0xa0xa0C
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa05%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa044.2
xa0xa0xa0xa014.6
xa0xa0xa0xa02.3
xa0xa0xa0285
xa0xa0xa0xa015
xa0xa0xa0xa0C
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa015%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa055.3
xa0xa0xa0xa018.7
xa0xa0xa0xa03.3
xa0xa0xa0179
xa0xa0xa0xa016
xa0xa0xa0xa0D
xa0xa0xa0xa015%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa051.2
xa0xa0xa0xa018.1
xa0xa0xa0xa02.1
xa0xa0xa0194
xa0xa0xa0xa017
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa020%石墨
xa0xa0xa0xa05%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa047.0
xa0xa0xa0xa014.9
xa0xa0xa0xa02.2
xa0xa0xa0231
xa0xa0xa0xa018
xa0xa0xa0xa0C
xa0xa0xa0xa020%石墨
xa0xa0xa0xa015%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa055.4
xa0xa0xa0xa019.8
xa0xa0xa0xa05.3
xa0xa0xa0183
xa0xa0xa0xa019
xa0xa0xa0xa0D
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa048.8
xa0xa0xa0xa018.2
xa0xa0xa0xa01.8
xa0xa0xa0221
xa0xa0xa0xa020
xa0xa0xa0xa0D
xa0xa0xa0xa015%石墨
xa0xa0xa0xa05%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa053.0
xa0xa0xa0xa018.5
xa0xa0xa0xa03.3
xa0xa0xa0165
xa0xa0xa0xa021
xa0xa0xa0xa0D
xa0xa0xa0xa015%石墨
xa0xa0xa0xa015%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa054.0
xa0xa0xa0xa012.9
xa0xa0xa0xa03.2
xa0xa0xa0153
xa0xa0xa0xa022
xa0xa0xa0xa0D
xa0xa0xa0xa020%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa055.0
xa0xa0xa0xa018.6
xa0xa0xa0xa03.2
xa0xa0xa0165
xa0xa0xa0xa023
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa015%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa053.0
xa0xa0xa0xa017.2
xa0xa0xa0xa01.9
xa0xa0xa0181
xa0xa0xa0xa024
xa0xa0xa0xa0C
xa0xa0xa0xa015%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa053.2
xa0xa0xa0xa018.0
xa0xa0xa0xa03.4
xa0xa0xa0198
xa0xa0xa0xa025
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa020%石墨
xa0xa0xa0xa05%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa049.2
xa0xa0xa0xa012.7
xa0xa0xa0xa04.1
xa0xa0xa0249
xa0xa0xa0xa026
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa015%石墨
xa0xa0xa0xa015%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa054.8
xa0xa0xa0xa019.2
xa0xa0xa0xa04.1
xa0xa0xa0137
xa0xa0xa0xa027
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa012.5%石墨
xa0xa0xa0xa012.5%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa054.0
xa0xa0xa0xa018.4
xa0xa0xa0xa03.1
xa0xa0xa0169
xa0xa0xa0xa028
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa012.5%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa051.4
xa0xa0xa0xa017.3
xa0xa0xa0xa02.6
xa0xa0xa0208
xa0xa0xa0xa029
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%玉米淀粉
-----
xa0xa0xa0xa049.9
xa0xa0xa0xa013.4
xa0xa0xa0xa06.0
xa0xa0xa0240
xa0xa0xa0xa030
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa05%石墨
xa0xa0xa0xa020%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa057.1
xa0xa0xa0xa021.1
xa0xa0xa0xa03.76
xa0xa0xa0133
xa0xa0xa0xa031
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa012.5%美人蕉淀粉
-----
xa0xa0xa0xa051.5
xa0xa0xa0xa019.4
xa0xa0xa0xa01.9
xa0xa0xa0180
xa0xa0xa0xa032
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa012.5%西米淀粉
-----
xa0xa0xa0xa053.0
xa0xa0xa0xa018.2
xa0xa0xa0xa03.6
xa0xa0xa0173
xa0xa0xa0xa033
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa012.5%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa051.5
xa0xa0xa0xa017.0
xa0xa0xa0xa07.4
xa0xa0xa0219
xa0xa0xa0xa034
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa010%绿豆淀粉
-----
xa0xa0xa0xa054.0
xa0xa0xa0xa016.0
xa0xa0xa0xa02.9
xa0xa0xa0220
xa0xa0xa0xa035
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa08%绿豆淀粉
-----
xa0xa0xa0xa052.3
xa0xa0xa0xa014.5
xa0xa0xa0xa03.4
xa0xa0xa0248
xa0xa0xa0xa036
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa012.5%玉米淀粉
-----
xa0xa0xa0xa050.6
xa0xa0xa0xa015.1
xa0xa0xa0xa05.3
xa0xa0xa0179
xa0xa0xa0xa037
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa015%玉米淀粉
-----
xa0xa0xa0xa050.1
xa0xa0xa0xa015.2
xa0xa0xa0xa06.4
xa0xa0xa0173
xa0xa0xa0xa038
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa08%石墨
xa0xa0xa0xa010%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa053.2
xa0xa0xa0xa017.0
xa0xa0xa0xa02.7
xa0xa0xa0194
xa0xa0xa0xa039
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa08%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa052.2
xa0xa0xa0xa016.3
xa0xa0xa0xa01.4
xa0xa0xa0210
xa0xa0xa0xa040
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa07%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa051.2
xa0xa0xa0xa016.7
xa0xa0xa0xa02.5
xa0xa0xa0223
xa0xa0xa0xa041
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa08%石墨
xa0xa0xa0xa08%马铃薯淀粉
-----
xa0xa0xa0xa050.4
xa0xa0xa0xa017.1
xa0xa0xa0xa01.7
xa0xa0xa0224
xa0xa0xa0xa042
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa05%石墨
xa0xa0xa0xa05%马铃薯淀粉
5%玉米淀粉
xa0xa0xa0xa051.5
xa0xa0xa0xa015.1
xa0xa0xa0xa02.0
xa0xa0xa0235
xa0xa0xa0xa043
xa0xa0xa0xa0A
xa0xa0xa0xa010%石墨
xa0xa0xa0xa05%马铃薯淀粉
5%玉米淀粉
xa0xa0xa0xa051.8
xa0xa0xa0xa016.2
xa0xa0xa0xa02.3
xa0xa0xa0168
表II-实施例批料xa0xa0xa0xa0实施例批料
xa0xa0A
xa0xa0B
xa0xa0C
xa0xa0D
xa0xa0E
xa0xa0xa0xa0无机物





xa0xa0xa0xa0氧化铝(Al0)
xa0xa046.57
xa0xa042.21
xa0xa046.57
xa0xa046.57
xa0xa049.67
xa0xa0xa0xa0氧化铝(CP5)
xa0xa00.0
xa0xa07.72
xa0xa00.0
xa0xa00.0
xa0xa00.0
xa0xa0xa0xa0Al(OH)₃
xa0xa03.71
xa0xa00.0
xa0xa03.71
xa0xa03.71
xa0xa00.0
xa0xa0xa0xa0氧化钛(Titania)
xa0xa0xa0xa0Ti-Pure(纯)
xa0xa029.95

xa0xa030.16

xa0xa029.95

xa0xa029.95

xa0xa030.33

xa0xa0xa0xa0二氧化硅(Cerasil300)
xa0xa010.19
xa0xa010.26
xa0xa07.64
xa0xa08.92
xa0xa010.31
xa0xa0xa0xa0二氧化硅树脂
xa0xa00.0
xa0xa00.0
xa0xa08.49
xa0xa04.25
xa0xa00.0
xa0xa0xa0xa0SrCO₃
xa0xa08.0
xa0xa08.06
xa0xa08.0
xa0xa08.00
xa0xa08.10
xa0xa0xa0xa0CaCO₃
xa0xa01.38
xa0xa01.39
xa0xa01.38
xa0xa01.38
xa0xa01.39
xa0xa0xa0xa0La₂O₃
xa0xa00.2
xa0xa00.2
xa0xa00.2
xa0xa00.2
xa0xa00.2
xa0xa0xa0xa0有机粘合剂体系





xa0xa0xa0xa0甲基纤维素
xa0xa04.5
xa0xa04.5
xa0xa04.5
xa0xa04.5
xa0xa04.5
xa0xa0xa0xa0妥尔油
xa0xa01.0
xa0xa01.0
xa0xa01.0
xa0xa01.0
xa0xa01.0
xa0xa0xa0xa0溶剂(水)
xa0xa015
xa0xa017
xa0xa012
xa0xa021
xa0xa015
xa0xa0xa0xa0氧化物重量%





xa0xa0xa0xa0Al₂O₃
xa0xa051.12
xa0xa051.13
xa0xa051.11
xa0xa051.11
xa0xa051.19
xa0xa0xa0xa0TiO₂
xa0xa031.33
xa0xa031.33
xa0xa031.34
xa0xa031.33
xa0xa031.29
xa0xa0xa0xa0SiO₂
xa0xa010.65
xa0xa010.64
xa0xa010.65
xa0xa010.66
xa0xa010.62
xa0xa0xa0xa0SrO
xa0xa05.87
xa0xa05.87
xa0xa05.87
xa0xa05.87
xa0xa05.87
xa0xa0xa0xa0CaO
xa0xa00.83
xa0xa00.83
xa0xa00.83
xa0xa00.83
xa0xa00.83
xa0xa0xa0xa0La₂O₃
xa0xa00.2
xa0xa00.20
xa0xa00.2
xa0xa00.20
xa0xa00.2
xa0xa0xa0xa0总量:
xa0xa0100.0
xa0xa0100.0
xa0xa0100.0
xa0xa0100.0
xa0xa0100.0
上面的表I和表II说明了代表性的批料组分,有机粘合剂体系,成孔剂组合,以及根据本发明的方面制得的钛酸铝陶瓷批料混合物和陶瓷制品的一些实施例的各种物理性质。根据本发明的各陶瓷制品在烧制的时候,包含主要陶瓷相,优选为钛酸铝相,更优选包含至少50%的钛酸铝相;更优选至少60%。上面各实施例包括优选的均一材料组合物,以氧化物重量%表示,其含量为40-65%的Al₂O₃,25-40%的TiO₂和3-12%的SiO₂。更优选该组合物包含45-55%的Al₂O₃,27-35%的TiO₂,以及8-12%的SiO₂。另外,所述组合物优选还包含2-10%的碱土金属氧化物,例如SrO,CaO,BaO或其组合。在最优选的实施方式中,所述组合物包含SrO和CaO的组合。由所述实施例可以看出,所述组合物优选包含少量的(优选0.01-2%的)稀土元素氧化物,例如La₂O₃。可任选地使用Y₂O₃或镧系元素的氧化物。上面列出的各个实施例还表现出大于40%、更优选大于40%且小于65%的互连孔壁的孔隙率(使用孔隙计,通过汞侵入孔隙率法测量)。然而,许多实施方式的孔隙率大于45%且小于60%;甚至大于50%,甚至为50-60%,许多是50-55%。根据本发明的另一个方面,制得的钛酸铝陶瓷制品的中值孔径优选大于10微米;甚至为10-25微米;甚至为12-20微米;在一些实施方式中为15-19微米。另外,根据本发明的钛酸铝陶瓷制品优选在室温至800°C下测得的CTE小于15×10^-7/°C;甚至小于10×10^-7/°C;许多是小于5×10^-7/°C。在一些实施方式中,在室温至800°C的CTE小于3×10^-7/°C。这些CTE数值在2英寸×1/4英寸×%英寸的多孔样品上,沿轴向测得(沿2英寸的长度,即挤出方向测得)。使用根据本发明的批料混合物制得的钛酸铝陶瓷制品表现出良好的强度,其MOR值优选大于100psi,更优选大于150psi,最优选大于200psi。表I中所列的MOR值是在壁厚0.012英寸(0.305毫米)的300孔/英寸²(46.5孔/厘米²)的样品上测得的,所述样品的长度为5英寸(127毫米),宽度为1英寸(25.4毫米),高度为ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="64"/>英寸(12.7毫米)。根据本发明一个优选的方面,使用本发明的批料混合物制得的钛酸铝陶瓷制品优选表现出以下材料性质的组合:孔隙率大于50%且小于60%;中值孔径优选大于10微米且小于15微米;在室温至800°C下测得的CTE小于10×10^-7/°C,具有良好的强度,其MOR值优选大于150psi。本发明人发现,钛酸铝陶瓷制品中该物理性质的组合特别适合用于柴油机颗粒过滤器用途。应当理解,尽管已经结合本发明的某些说明性的具体实施方式具体描述了本发明,但是应了解本发明不限于此,可以在不背离本发明由所附权利要求限定的宽阔的范围的前提下进行许多改良。