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Zellulaerer Werkstoff fuer Hochtemperaturanwendungen und Verfahren zu seiner Herstellung

Cellular material for e.g. high temperature catalysis, comprises thermo-mechanically stable material coated with calcium-aluminum oxide compounds
 
: Böttge, D.; Adler, J.; Standke, G.

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DE 102008061644 A: 20081212
DE 102008061644 A: 20081212
C04B0038
Deutsch
Patent, Elektronische Publikation
Fraunhofer IKTS ()

Abstract
(A1) Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Werkstoffwissenschaften und betrifft einen zellulaeren Werkstoff, der beispielsweise fuer katalytische Hochtemperaturprozesse zum Einsatz kommen kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines zellulaeren Werkstoffs, welcher gleichzeitig eine hohe thermomechanische Bestaendigkeit und eine hohe spezifische Oberflaeche aufweist. Die Aufgabe wird geloest durch einen zellulaeren Werkstoff, bestehend aus einem zellulaeren Traeger, dessen umhuellende Oberflaeche mit einer Schicht bedeckt ist, die zu mindestens 95 Masse-% aus Calcium-Aluminiumoxid-Verbindungen besteht, die zu mindestens 75 Masse-% aus einer aluminiumreichen Calcium-Aluminiumoxid-Verbindung besteht und die zu mindestens 86 Masse-% aus Aluminiuimoxid besteht und maximal 0,1 Masse-% einer Si-Verbindung enthaelt. Die Aufgabe wird weiterhin geloest durch ein Verfahren, bei dem auf ein thermoschockbestaendiges zellulaeres Traegermaterial oder auf eine darauf befindliche Schicht eine Suspension aufgebracht wird, die Aluminiumoxid- und Calciumoxid-Partikel enthaelt und zu einer Schicht fuehrt, die zu mindestens 95 Masse-% aus Calcium-Aluminiumoxid-Verbinden besteht und gesintert wird.

 

WO 2010066649 A1 UPAB: 20100630 NOVELTY - The cellular substrate is made from a thermo-mechanically stable material. The surface is coated with a layer comprising at least 95 wt% of calcium-aluminum oxide compounds. This contains at least 75 wt% of aluminum-rich calcium aluminum oxide. This in turn, includes at least 85 wt% of aluminum oxide and no more than 0.1 wt% of a silicon compound. The cellular substrate is made from SiC, Si3N4, mullite, cordierite, and/or Al2O3. It is alternatively made from high-temperature alloys. These are e.g. CrNi steels, nickel-based alloys, FeCrAl alloys or FeCrAlY alloys. DETAILED DESCRIPTION - The cellular substrate is open-cell foam or a parallel-channel monolith. The former has a mean cell size expressed as 8-600 pores per inch. The latter has 20-600 cells per square inch. The channel cross section is wavy, triangular, rectangular or hexagonal. There is an intermediate layer between substrate and outer layer. This has a rough surface after application. The mean roughness index is 3-15 mu m and/or the depth of roughness Rz is in the range 20-100 mu m. A further layer of mullite is added. A further, variant composition of the layer is described. The layer thickness is 10-300 mu m. The specific surface area of the layer after heat treatment at up to 1000 degrees C for 100 hours, is 100 m2/g; after treatment at temperatures exceeding 1000 degrees C for 100 hours it is at least 5 m2/g. In the method of manufacture, a thermal shock resistant substrate is used, optionally with a coating. A suspension is applied to this, containing aluminum oxide or calcium oxide or calcium-aluminum particles. The layer is sintered at 10% or more, above the temperature of use, especially at 1000-1300 degrees C. An INDEPENDENT CLAIM is included for the method of manufacture USE - A cellular material for e.g. high temperature catalysis. ADVANTAGE - The new cellular material is suitable for temperatures exceeding 1000 degrees C. It has high resistance to thermo-mechanical stressing, as well as a large specific surface area. The method of manufacture is simple and low in cost.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-139552.html