CN102686843A - 多层基底支承体和排气处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于排气处理装置(例如用于汽车排气***中的催化转化器和柴油机颗粒分离器)中的垫或垫预成型件混合件。所述垫或混合件可用作将易碎整体件安装在排气处理装置的外部壳体内的安装垫或用作排气处理装置的端锥中的绝热件。
Description
本发明公开一种用于排气处理装置(例如用于汽车排气***中的催化转化器和柴油机颗粒分离器)中的垫或垫预成型件混合件。所述垫或预成型件可用作将易碎整体件安装在排气处理装置的外部壳体内的安装垫或用作排气处理装置的端锥中的绝热件。
排气处理装置被用于汽车上以减少来自发动机排放的大气污染。广泛使用的排气处理装置的实例包括催化转化器和柴油机颗粒分离器、选择性催化还原装置、NOx捕集器等。
用于处理汽车发动机排气的催化转化器包括：壳体；用于保持催化剂的易碎催化剂支承结构或基底，所述催化剂用于进行一氧化碳和碳氢化合物的氧化以及氮氧化物的还原；和安装垫，其设置在易碎催化剂支承结构的外表面与壳体的内表面之间，以将易碎催化剂支承结构弹性保持在壳体内。
用于对柴油机产生的污染进行控制的柴油机颗粒分离器通常包括：壳体；易碎颗粒过滤器或分离器，其用于收集来自柴油机排放的颗粒；和安装垫，其设置在过滤器或分离器的外表面与壳体的内表面之间，以将易碎过滤器或分离器结构弹性保持在壳体内。
构成易碎催化剂支承结构或基底的材料通常为表现出高耐热性、低热膨胀系数和低耐冲击性的易碎或脆性材料。所述易碎催化剂支承结构通常包括由易碎金属材料或脆性陶瓷材料(例如氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锆、堇青石、碳化硅等)制成的整体式结构。这些材料提供了具有多个气流通道的骨架式结构。这些整体件结构可能非常易碎，以至于即便是较小的冲击负荷或应力也往往会足以使其破裂或碎裂。为了保护易碎结构避免热冲击和机械冲击以及上述其它应力并且为了提供绝热性和气密性，将安装垫布置在易碎结构与壳体之间的间隙内。
包括基底的几何结构通常会促成高的表面积-体积比。在某些实施方案中，该基底几何结构包括多个较薄和易碎的元件。并无限制意义，基底的常用几何结构为整体件，其包括中空直角棱镜单元(cell)的阵列，其限定由较薄的易碎壁分开的细小流动通道，例如呈蜂窝型构造。
总之，对于基底的几何结构和材料的考虑通常会得到这样的基底，其易于受到冲击、碾压破碎或源于小冲击负荷或应力的其它机械故障的影响并且其在很高的温度下工作。为了解决基底易碎性质的问题，通常将基底保护在壳体内，所述壳体通常为金属壳体，其中在基底的外表面与壳体的内表面之间具有空间或间隙。为了保护基底避免热冲击和机械冲击以及其它应力并且为了提供绝热性，已知将至少一个安装材料片布置在基底与壳体之间的间隙内。
由于排气处理装置被设计来在显著高于环境温度的温度下工作并且被设计成在未工作时冷却至环境温度，因此排气处理装置被设计为承受显著的温度波动。基底的安装被设计来在装置所要暴露的整个温度范围(从环境温度到工作温度)内对基底进行保护。温度波动使基底安装***的设计面临严峻的挑战。
安装基底的常见方式包括在基底与金属壳体之间添加绝热安装垫。安装垫可包裹基底并且可通过在其周围封闭壳体而被压缩。选择压缩程度来在壳体与垫之间和垫与基底之间提供接合力，所述接合力产生的安装力或保持力不仅足够高以相对于外壳固定基底，而且足够低以避免损坏基底。另外，安装垫将固有地具有一定程度的耐热流性，并且在某些实施方案中是良好的绝热体；垫抵抗热从基底向壳体的传播，从而针对基底的给定稳态工作温度来降低外壳的稳态工作温度。
选择安装材料的类型和安装材料经受的环境温度压缩负荷以在排气处理装置经历的所有温度产生可接受的安装力或保持力，这仍然是造成困难的原因。解决此困难需要的是在基底与具有低导热系数的壳体之间的绝热材料，但其不会向装置增加不希望的重量或体积。
发明内容
公开一种多层垫，其包括：包含非膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含非膨胀型无机纤维片的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；布置在所述第一非膨胀型层与第二非膨胀型层之间的微孔无机绝热层。
还公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层安装垫，所述垫包括：包含非膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含非膨胀型无机纤维片的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和布置在所述第一非膨胀型层与第二非膨胀型层之间的微孔无机绝热层。
另外公开一种多层垫，其包括：包含膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含膨胀型无机纤维片的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；布置在所述第一膨胀型层与第二膨胀型层之间的微孔无机绝热层。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层安装垫，所述垫包括：包含膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含膨胀型无机纤维片的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和布置在所述第一膨胀型层与第二膨胀型层之间的微孔无机绝热层。
另外公开一种多层垫，其包括：包含非膨胀型或膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和在所述第一层与所述第二层之间的粘合构件。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层安装垫，所述垫包括：包含非膨胀型或膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和在所述第一层与所述第二层之间的粘合构件。
还公开一种多层垫，其包括：包含膨胀型或非膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和环绕所述第一层和所述第二层的外表面的至少一部分的捆扎构件。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层安装垫，所述多层垫包括：包含非膨胀型或膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和环绕所述第一层和所述第二层的外表面的至少一部分的捆扎构件。
还公开一种多层垫，其包括：包含非膨胀型或膨胀型无机纤维片的第一层，所述层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含微孔无机绝热层且具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；并且其中所述第一层和第二层封装在聚合物袋内。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层安装垫，所述多层垫包括：包含非膨胀型或膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含微孔无机绝热层且具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；并且其中所述第一层和第二层封装在聚合物袋内。
还公开一种多层垫，其包括：包含非膨胀型或膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层；和设置在所述第一层与所述第二层之间的粘结剂。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层安装垫，所述多层垫包括：包含非膨胀型或膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层；和设置在所述第一层与所述第二层之间的粘结剂。
还公开一种多层垫，其包括：包含膨胀型或非膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面的稀松布层；和布置在所述第一层与所述稀松布层之间的微孔无机绝热层。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层安装垫，所述多层垫包括：包含膨胀型或非膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面的稀松布层；和布置在所述第一层与所述稀松布层之间的微孔无机绝热层。
还公开一种多层支承体，其包括：包含三维预成型件的微孔无机绝热层；和包裹所述预成型件的周边的至少一部分的柔性层。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层支承体，所述支承体包括包含三维预成型件的微孔无机绝热层；和包裹所述预成型件的外周的至少一部分的柔性层。
还公开一种多层支承体，其包括三维预成型件，所述三维预成型件包含微孔无机绝热材料内层，和施加在所述内层的至少一部分上的外层。
另外公开一种排气处理装置，其包括壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和设置在所述壳体与所述易碎结构之间的多层支承体，所述支承体包括三维预成型件，所述三维预成型件构成微孔无机绝热材料内层和施加在所述内层的至少一部分上的外层。
还提供一种多层垫，其包括：包含非膨胀型无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含膨胀型无机纤维片的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和布置在所述第一层与第二层之间的微孔无机绝热层。
另外公开一种多层垫，其包括：包含无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含无机纤维片的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；布置在所述第一层与第二层之间的微孔无机绝热层。
还公开一种多层垫，其包括：包含无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含微孔无机绝热层且具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；并且其中所述第一层和所述第二层封装在聚合物袋内。
另外公开一种多层垫，其包括：包含无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和下列中的任一者：(i)在第一层与第二层之间的粘合构件；(ii)捆扎构件，其环绕第一层和第二层的外表面的至少一部分，使得第一层与第二层接合；或(iii)稀松布层，其中第一层的第二主表面与第二层的第一主表面接合，并且稀松布层与第二层的第二主表面接合。
另外公开一种多层支承体，其包括：包含三维预成型件的微孔无机绝热层；和设置在所述三维预成型件的外周边的至少一部分的周围的柔性层。
附图说明
图1示出用于排气处理装置的安装垫的示例性实施方案。
图2示出用于排气处理装置的安装垫的另一示例性实施方案。
图3示出用于排气处理装置的安装垫的又一示例性实施方案。
图4示出用于排气处理装置的安装垫的又一示例性实施方案。
图5示出用于排气处理装置的安装垫的示例性实施方案。
图6示出用于排气处理装置的安装垫的示例性实施方案。
图7示出用于排气处理装置的混合式垫预成型件的示例性实施方案。
图8示出用于排气处理装置的混合式垫预成型件的另一示例性实施方案。
图9示出采用混合式安装垫的排气处理装置的示例性实施方案。
提供了一种用于将易碎基底安装在排气处理装置的壳体内的基底安装***。所述基底安装***包括微孔绝热层和至少第二层。所述基底安装***布置在易碎催化剂支承结构(例如易碎整体式基底)的外表面和排气处理装置壳体的内表面之间。
基底安装***的绝热层促进基底与壳体之间材料的绝热特性，从而针对基底的给定稳态工作温度降低壳体与绝热层外部的其它材料的稳态工作温度。在此类实施方案中，绝热性减小了绝热层外部的材料所承受的热应变，减小了基底所经受的安装力或保持力的变化。在一些实施方案中，绝热层使垫与基底绝热，从而针对基底的给定工作温度降低垫的工作温度。在此类实施方案中，减小了垫所承受的热应变，减小了基底所经受的安装力或保持力的变化。在其它实施方案中，绝热层布置在垫与壳体之间，从而针对基底的给定工作温度降低壳体的表面温度。在此类实施例方案，减小了壳体所承受的热应变，减小了基底所经受的安装力或保持力的变化。
排气处理装置通常包括易碎基底、壳体和安装***，所述安装***包括包含微孔无机绝热层的多层安装垫。任选地，所述装置还可包括另外的部件。
基底是排气处理装置中改进排气材料的部件。存在多种可包括基底的排气处理装置。一种排气处理装置是催化转化器；催化转化器的作用部分包括涂覆或浸渍有催化剂的基底，用以促进一氧化碳和碳氢化合物的氧化和氮氧化物的还原，至少部分消除了排气流中燃烧的不希望的产物。
基底整体件通常具有椭圆形或圆形截面构造，但也可能是其它形状。基底以一定间隙宽度距离与其壳体间隔开，所述间隙宽度距离将根据所用装置(例如催化转化器、柴油机催化剂结构或柴油机颗粒分离器)的类型和设计而变化。在一些实施方案中，该间隙可为至少0.05英寸(1.27mm)，在其它实施方案中，该间隙可高达一英寸(25.4mm)或更大。此间隙宽度通常可在约3mm至约25mm的范围内，并且约3mm至约8mm的范围是商业上常用的宽度。基底安装***设置在此空间中以对外部环境提供绝热且对陶瓷整体式基底提供机械支承，从而保护基底免于由机械冲击所导致的损坏。
柴油机颗粒过滤器是另一类型的排气处理装置。柴油机颗粒过滤器的作用部分包括充当过滤器的基底。柴油机颗粒分离器可包括一或多个多孔管状或蜂窝状结构(但具有在一端处封闭的通道)，其通过耐热材料安装在壳体内。颗粒从多孔结构中的排气中收集到，通常直到通过高温烧尽过程而得以再生。
另一类型的排气处理装置为选择性催化还原装置；选择性催化还原装置的作用部分包括基底，该基底涂覆有催化剂以促进化学还原和至少部分消除排气流中的不希望的产物。
另一类型的排气处理装置为NOx捕集器；NOx捕集器的作用部分包括催化基底，该催化基底包含碱性或碱土材料。捕集器以循环方式工作；在“吸附(sorbtion)”过程与“再生”过程之间循环。在吸附期间，基底吸入NOx物质并将其以硝酸盐物质截留在催化基底的表面上。在再生期间，还原材料被引入NOx捕集器内，并且从基底移除硝酸盐物质且将其还原为氮气。
主题安装***的非汽车应用包括但不限于用于化工排放(排气)烟囱的催化转化器。
在排气处理装置中，基底可在显著高于环境温度的温度下工作。并无限制意义，排气处理装置的某些实施方案的工作温度为约1000℃。由于基底基本上在高温下工作，因此其通常包含具有优异耐热性(即极高的熔点和极低的热膨胀系数)的材料。存在许多具有这些性质的材料，包括多种陶瓷、钨、铼和更多特殊材料。一组很常见的表现出优异耐热性的材料是陶瓷。排气处理装置基底通常包含耐热性易碎材料诸如由脆性、防火陶瓷材料(例如但不限于氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锆、堇青石、碳化硅等)形成的整体式结构。
许多常见陶瓷的性质为其低韧性。即，虽然许多陶瓷是坚硬的、强固的或同时坚硬且强固，但陶瓷倾向于展示出低韧性且倾向于在低应变水平下破裂。这使得陶瓷部件易于在排气处理装置通常所经历的机械负荷条件下毁坏或破裂。因此，通常结合用以保护基底的构件。
壳体是中空体，其至少部分地包封基底。壳体保护基底免于冲击、变形、张力、压缩或可能会损坏基底的其它机械负荷。在某些实施方案中，壳体包括薄外壳。壳体包含具有良好耐热性(即高熔点和高耐热性)的材料。构成排气处理装置壳体的材料通常为延性材料，其具有比整体件更低的耐热性、比整体件更高的热膨胀系数和比整体件更高的耐冲击性。并无限制意义，在某些实施方案中，排气处理装置壳体包含金属或金属合金，诸如耐高温钢。
本发明的基底安装***可包括至少一个微孔绝热层和至少一个柔性纤维垫，两者在组合时形成混合式安装***，以组装在排气处理装置内。绝热层和纤维垫可以多种方式组合以形成本发明的安装***，并且可采用多种技术来实现此类组合。
根据某些实施方案，可通过组合绝热层和第二层或更多层以形成多层单元来预先组装安装***。可利用多种装置和方法将绝热层和(多个)层保持在一起。根据某些实施方案，可通过使用细长捆扎构件(如止血带)将安装垫的各层连接在一起。止血带材料可包括条带、非粘性条带或膜或其组合。例如，在一些实施方案中，大多数止血带材料可包括止血带材料末端由胶带固定的非粘性条带，而在其它实施方案中，止血带材料的整个长度上可包括胶带或松紧带。
将安装垫的各层保持在一起的另一种方式是通过使用点状粘合。例如，在一些实施方案中，可将绝热层点状粘合至安装垫。通常，将粘合剂以点状方式施加到安装垫的各个区域。然后将包膜绝热层施加到安装垫的粘合剂处理面。然后通过施加压力将纤维垫和绝热层固定在一起，以形成用于组装在排气处理装置内的单个单元。
或者，可采用双面胶带将绝热层和纤维垫连接在一起。在此实施方案中，可将双面胶带施加到包膜绝热层或纤维垫。将包膜绝热层置于纤维垫的条带处理面的上方或将纤维垫置于包膜绝热层的条带处理面的上方。对绝热层和纤维垫施加压力使两个部件彼此粘附在一起以固定和形成用于组装在排气处理装置内的单个单元。
除了点状粘合和双面胶带之外，将绝热层和纤维垫粘合在一起的其它方式包括刷涂/滚涂粘合剂、涂覆喷涂型粘合剂或涂覆热熔融体以将两个部件固定在一起，从而形成用于组装在排气处理装置内的单个单元。可将刷涂/滚涂型粘合剂、喷涂型粘合剂或热熔融体涂覆到包膜绝热层或纤维垫上，然后将部件彼此堆叠布置，并通过以类似于上述的方式施加压力，从而将部件固定在一起。
在一个替代实施方案中，可将绝热层和纤维垫封装在单个聚合物袋内。封装材料或袋可由聚乙烯聚合物形成，所述聚乙烯聚合物收缩包裹或真空成形于绝热层和纤维垫的周围，从而形成用于安装在排气处理装置内的多层单元。
根据其它实施方案，包括绝热层和纤维垫的安装***可通过形成两个部件的夹层混合件来形成单个单元。夹层混合件通常包括内夹层和外夹层。根据某些实施方案，本发明的夹层混合件可包括将绝热层(内夹层)布置在两个柔性纤维层(外夹层)之间或将柔性纤维层(作为内夹层)布置在两个绝热层(外夹层)之间。可使用单种柔性纤维层和绝热层或可使用不同类型的柔性纤维层和绝热层来形成夹层混合件。
另外，夹层混合件可包括多个内夹层、多个外夹层、若干个夹层混合层或多个内夹层和/或外夹层的若干个混合层。在一个此类实施方案中，柔性纤维层和绝热层通过稀松布保持在一起。稀松布用作将绝热层保持到柔性纤维层的外夹层。绝热层根据其在安装***内的位置可能需要或可能不需要通过膜封装。例如，当绝热层布置在柔性纤维层与稀松布之间时，由于稀松布的孔隙度，可能需要封装绝热层。由于柔性纤维层通常表现出低孔隙度，因此将绝热层布置在两层柔性纤维层之间可无需封装绝热层。可使用各种类型的稀松布，包括茶袋、铝箔、乙烯和Isofrax纸材(Unifrax I LLC(Niagara Falls，New York)以商标ISOFRAX
市售的纤维)。除了稀松布之外，还可用粘合剂来辅助形成多层安装***。此粘合剂可为存在于柔性纤维层或稀松布内的聚合物。
夹层混合件的一个替代实方案例利用热和压力将(多个)柔性纤维层和绝热层粘合在一起。在一个此类实施方案中，绝热层布置在两个柔性纤维层之间。将绝热层布置在两个柔性纤维层之间使得绝热层在安装***的外部视图中不可见。绝热层可能会或可能不会被封装在收缩包裹物内或包裹在膜内。此类实施方案的实例包括夹置于低基重安装垫(例如得自Unifrax I LLC(Niagara Falls，New York)的ISOMAX
AV1)的两个层之间的得自WackerChemie GmbH(Munich)的Wacker WDS
1000绝热层。
夹层混合式安装***的另一替代实施方案包括涂覆喷撒粘结剂以将绝热层粘附到两个柔性纤维层和粘附在两个柔性纤维层之间。喷撒粘结剂用作粘合剂并被涂覆在绝热层和柔性纤维层的表面上(根据需要)以确保各个部件具有足够的粘附力，从而形成用于安装在排气处理装置内的单个单元安装***。
在一个替代实施方案中，安装***包括具有内层和外层的预成型圆柱体，该预成型圆柱体可作为单个单元组装在排气处理装置内。一个此类实施方案包括预成型为圆柱体的绝热层和至少一个包裹绝热层的柔性纤维层。在此实施方案中，将绝热层挤压成圆柱形状以形成预成型圆柱体的内层。然后将至少一个柔性纤维层包裹在绝热材料圆柱体周围，以形成预成型圆柱体的外层。在此实施方案中，安装***的圆柱形状使得安装***在需要时可滑动包裹在排气处理装置的基底的上方。
预成型圆柱体安装***的另一个实施方案包括将绝热层和纤维材料层一起预成型为作为单个单元的圆柱形状，而无需单独将安装垫包裹在圆柱形绝热层周围。所得预成型圆柱体包括两个单独且不同的绝热和纤维垫材料层，其中内圆柱层包含绝热材料，外圆柱层包含柔性纤维材料。
上述绝热层是以低导热系数为特征的材料层。如同任何其它设计方法，在排气处理装置的设计期间，重量减轻和空间节省的考虑必须与成本考虑相权衡。需要具有低密度或低体积且占据较少空间的材料。在某些实施方案中，绝热层具有低密度和低体积。在某些实施方案中，对于小于0.1的应变，绝热层的刚度介于3MPa与5MPa之间。例如，在小于0.1的应变时，与模量接近零(0)的单独的安装垫以及模量也接近零(0)的组合式安装***相比，绝热层WDSFlexible Contour(得自Porextherm GmbH(Kempten，Germany))具有大约4MPa的模量。
安装支承***提供了接合力，所述接合力通过压缩构成支承***的材料来产生。虽然许多材料是可压缩的，但只有可压缩且具有显著弹性的材料才可将由此提供给它们的能量作为接合力返回到该***。非刚性材料在低应力下将会发生大的应变并且吸收造成该应变的能量，即应变能。非刚性的显著弹性材料在低应力下将会发生大的应变，吸收应变能并且将大部分应变能作为恢复力返回。该恢复力有助于安装力或保持力。刚性材料在低应力下将会发生小的应变并且吸收应变能。刚性的显著弹性材料在低应力下将会发生小的应变，吸收应变能并且将大部分应变能作为恢复力返回。
主题安装***包含一层或多层材料，所有这些材料同时被机械加载，使得所有层经历基本上相同的应力。这种加载为“串联加载(series loading)”。在串联加载中，非刚性层将会发生较大应变，因此比刚性层吸收的应变能大。因为在给定加载循环期间吸收到材料中的应变能的量与该材料的滞后侵蚀(hysteretic erosion)之间存在正相关，所以可通过将较刚性材料与非刚性材料串联合并来保护较刚性材料免受某些类型的侵蚀。在某些实施方案中，刚性绝热层(相对于安装垫)与非刚性安装垫串联合并到安装***中。
绝热层可包含至少一种选自可以薄、具有一定程度柔性的片材获得的一类材料的材料，所述片材表现出低导热系数且基本上是非膨胀型的。根据某些实施方案，绝热层为微孔无机绝热层，其包含表现出极低导热系数的薄柔性片材。
此微孔无机绝热件可作为薄柔性片材获得，所述薄柔性片材在20℃和约350kg/m3密度下的导热系数小于约0.021W/mK。在某些实施方案中，绝热层为包含薄柔性片材的微孔绝热件，所述薄柔性片材在20℃和约350kg/m3下的导热系数小于约0.021W/mK，并且对于小于约1000℃的温度，导热系数小于0.055W/mK。
在某些实施方案中，绝热层为包含薄柔性片材的微孔无机绝热件，所述薄柔性片材在20℃和约350kg/m3密度下的导热系数小于约0.021W/mK，并且对于小于1000℃的温度，导热系数小于0.055W/mK，具有介于约260kg/m3和约520kg/m3之间的体积密度。如果具有较大密度的微孔无机绝热件具有足够的柔性以包裹和符合基底的外表面，则该微孔无机绝热件是可以接受的。在某些实施方案中，具有这些性质的绝热层可作为厚度介于约3mm与约20mm之间的薄柔性片材获得。
在某些实施方案中，绝热层基本上是不可压缩的。一种类型的微孔无机绝热件在约350kg/m3的密度下表现出表I所示的压缩性能。在表I中，所列出的压力为在所列出的温度下以所列出的百分比压缩材料所需的压力。
表I
| 压缩 | 20℃ | 400℃ | 800℃ | |
| 1％ | 0.034MPa | 0.028MPa | 0.028MPa | |
| 3％ | 0.089MPa | 0.083MPa | 0.110MPa | |
| 5％ | 0.151MPa | 0.144MPa | 0.165MPa | |
| 10％ | 0.275MPa | 0.295MPa | 0.350MPa |
微孔无机绝热层包含细碎金属氧化物和遮光剂(即，使红外线辐射最小化的材料)；并且还任选地包含增强无机纤维，诸如玻璃长丝。无机绝热层以其预安装形式可密封于聚合物膜诸如聚乙烯中，尽管可出于经济性和功能性而非组成的原因来选择所述膜。也可能出于加工考虑，可将少量有机纤维或颗粒掺入到微孔绝热层中。
细碎金属氧化物可包括以下材料中的至少一种：热解硅石、电弧氧化硅、低碱性沉淀二氧化硅、二氧化硅气凝胶、类似制备的氧化铝及其混合物。在一个实施方案中，细碎金属氧化物包括热解硅石。细碎金属氧化物可具有约50至约700m2/g，特别是约70至约400m2/g的BET比表面积。
微孔绝热层中的材料粒度足够小使得传热机制得到控制。颗粒和纤维材料的尺寸被设计来形成直径小于约0.1微米、小于平均空气自由路径的孔。通过限制孔中的空气量和空气运动，限制了空气和对流传热这两种传导，从而减小了导热系数。
遮光剂可包括以下材料中的至少一种：钛铁矿、二氧化钛、铁(II)/铁(III)混合氧化物、二氧化铬、氧化锆、二氧化锰、氧化铁、金红石、硅酸锆、碳化硅及其混合物。遮光剂的粒度可小于约15微米，在某些实施方案中，在约0.1至约10微米的范围内。
绝热层的增强纤维可包含广泛的材料族。材料族包括能够提供将微孔颗粒保留在内聚单元中所需的结构的任何无机纤维。增强纤维可选自硅酸铝、硅酸镁、岩棉或其组合。在某些实施方案中，绝热层的增强纤维可包括纺织玻璃纤维或石英纤维中的至少一种，诸如SiO2含量大于60重量％并且在一些实施方案中大于90重量％的耐高温纤维、氧化硅纤维、由R玻璃制成的纺织纤维、由S2玻璃制成的纺织纤维、由ECR玻璃制成的纺织纤维和由硅酸铝制成的纤维。纤维直径可大于约1.5微米。
可从Porextherm GmbH(Kempten，Germany)商购获得的绝热片材包含55重量％的HDK N25高度分散的氧化硅(BET 280m2/g)、40重量％的硅酸锆、密度为320kg/m3且厚度为10mm的5重量％的纺织玻璃纤维(硅含量＞92％)。该片材基本上不可压缩。
另一种这样的微孔无机绝热材料为得自Porextherm GmbH(Kempten，Germany)的WDS
Flexible Contour绝热件。WDSFlexible Contour微孔绝热件(WDS)为一种示例性材料，其包含约50％的氧化硅、约45％的硅酸锆和约5％的其它材料(包括增强玻璃纤维)，所述增强玻璃纤维可用作绝热层，其以低密度的薄材料的形式表现出上述低导热系数。并无限制意义，WDS
Flexible Contour在商业上的生产厚度为3mm、5mm、7mm、10mm和20mm。类似的微孔绝热材料得自Microtherm(Alcoa，Tennessee)。
微孔无机绝热层直接地或者通过中间部件(例如但不限于柔性纤维层)间接地接合基底。绝热层安装于排气处理装置中，介于壳体与基底之间。将绝热层放置于排气处理装置的其它部件之间确定了哪些部件位于绝热层的基底侧(热侧)上和哪些部件位于绝热层的壳体侧(冷侧)上。
无机纤维支承或安装垫为具有显著弹性的可压缩材料层。安装垫由基底加热并且至少间接地由排气加热，因此也可在高于环境温度的温度下工作。支承或安装垫通常包含能够耐受高温环境同时仍具有显著弹性且可压缩的材料。纤维安装垫可包含以下材料：范围从例如非晶玻璃纤维(诸如S玻璃)等相对低廉的材料到例如高氧化铝陶瓷氧化物纤维等更昂贵的材料。取决于待使用安装垫的应用和条件，膨胀型材料以及非膨胀型材料已用于且将继续用于安装垫中。
纤维安装垫通过中间部件间接地或直接地接合基底，并且相对于壳体将其基本上固定。至少一个纤维安装垫设置于排气处理装置中，介于壳体与基底之间。压缩安装的纤维安装垫，使得其通过中间部件间接地或直接地将负荷提供到壳体和基底上。如上文所述，压缩负荷量基本上与压缩量成比例。由法向力引起的摩擦力也基本上与压缩量成比例。这些力、压缩力和摩擦力一起或单独地将基底相对于壳体基本上固定。“基本上固定”表示基底可相对于壳体移动的量很小，即在提供保持力的材料的最大弹性应变极限内。在某些实施方案中，提供保持力的材料的最大弹性应变极限为材料厚度的约1％。
柔性纤维材料是指至少一种片材或层，其主要包含耐高温纤维，诸如但不限于陶瓷纤维，并且任选地在所述至少一种片材或层内或在另外的片材或层中包含膨胀型材料、增强材料等。耐高温纤维或陶瓷纤维片或层可呈各种形式，诸如纸材、毯、垫或毡，前提条件是此类形式提供所需的绝热性和机械支承。
在某些实施方案中，纤维安装垫可包含得自Unifrax I LLC(Niagara Falls，N.Y)的Fiberfrax
纸。该产品由具有大约50/50氧化铝/氧化硅和70/30纤维/细粒(shot)比率的大量硅酸铝纤维制成。约93重量％的该纸制品为陶瓷纤维/细粒，剩余的7％呈有机胶乳粘结剂的形式。对于较高的基底整体件温度，可采用由Fibermax
多晶莫来石陶瓷纤维(得自Unifrax)或氧化铝纤维制备的纸材。可使用的其它陶瓷纤维包括由玄武岩、工业熔渣、氧化铝、氧化锆、氧化锆-硅酸盐、硅酸铝和铬、锆石和钙改性的硅酸铝等形成的那些。
柔性纤维材料层可包含膨胀剂或膨胀型材料。膨胀型材料可包含未膨胀蛭石、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐或可膨胀石墨中的至少一种，并且可使用有机和/或无机粘结剂而成型为片材以提供所需程度的湿强度。膨胀型材料的片材可通过例如美国专利No.3,458,329中描述的标准造纸技术来制备，该专利的公开内容以引用的方式并入本文中。
柔性纤维材料层可以若干不同方式(包括手铺置或机器铺置的常规造纸过程)来制备。可采用手抄纸模具、长网造纸机或真空圆网抄纸机来制备柔性膨胀型纤维安装垫。在任一情况下，压制包含下述多种组分的絮凝含水浆料以移除大部分水，然后干燥该垫。该工艺为本领域的技术人员所熟知。
在其它实施方案中，柔性纤维安装垫可包含耐高温纤维的基本上非膨胀型复合片材以及粘结剂。在某些实施方案中，安装垫为“一体式”，这意味着在制造之后，安装垫具有自支承结构而无需由织物、塑料或纸材构成的增强层或密封层(包括缝编至该垫的那些)，并且可操作或操纵而无需分解。所谓“基本上非膨胀型”是指片材在施加热量时不容易膨胀(而膨胀型纸材预期会出现膨胀)。当然，片材基于其热膨胀系数而会发生一定程度的膨胀。然而，与基于膨胀性质发生的膨胀相比，该膨胀量很小。应当理解，这种类型的安装垫基本上不含膨胀型材料。
包括可用于非膨胀型安装垫中的陶瓷纤维的耐高温纤维包括多晶氧化物陶瓷纤维，诸如莫来石、氧化铝、高氧化铝硅铝酸盐、硅铝酸盐、氧化锆、二氧化钛、氧化铬等。在某些实施方案中，所述纤维为耐火纤维。当陶瓷纤维为硅铝酸盐时，所述纤维可包含介于约55至约98％的氧化铝和介于约2至约45％的氧化硅，在某些实施方案中，氧化铝与氧化硅之比介于70∶30和75∶25之间。合适的多晶氧化物耐火陶瓷纤维及其制备方法包括于美国专利No.4,159,205和No.4,277,269中，所述专利以引用的方式并入本文中。FIBERMAX
多晶莫来石陶瓷纤维可以毯、垫或纸的形式得自Unifrax ILLC(Niagara Falls，New York)。用于非膨胀型安装垫中的纤维可基本上不含细粒、具有极低的细粒含量，通常大约为标称值约5％或更少。此类纤维的直径通常可为约1微米至约10微米。
用于非膨胀型安装垫中的粘结剂通常为在性质上可为牺牲性的有机粘结剂。所谓“牺牲性”是指粘结剂最后将会从安装垫中烧尽，仅留下纤维作为最终安装垫。合适的粘结剂包括水性和非水性粘结剂，但利用的粘结剂通常为反应性热固性胶乳，所述胶乳在固化后为可从安装的安装垫中烧尽的柔性材料，如上所指出。合适的粘结剂或树脂的实例包括但不限于丙烯酸、苯乙烯-丁二烯、乙烯基吡啶、丙烯腈、氯乙烯、聚氨酯等的水基胶乳。其它树脂包括低温柔性热固性树脂，例如不饱和聚酯、环氧树脂和聚乙烯酯。具体的可用粘结剂包括但不限于HI-STRETCH V-60TM(B.F.Goodrich Co.(Akron，Ohio)的丙烯腈基胶乳的商标)。所述粘结剂的溶剂可包括水或合适的有机溶剂，诸如用于所用粘结剂的丙酮。粘结剂在溶剂(如果使用)中的溶液强度可根据所需的粘结剂负荷和粘结剂体系的可加工性(粘度、固体含量等)通过常规方法来测定。
类似地，非膨胀型安装垫可通过常规造纸技术来制备。通过采用该工艺，将无机纤维与粘结剂混合以形成混合物或浆料。然后可用水来稀释浆料以增强形成，并且最终可用絮凝剂和助滤助留化学物质将其絮凝。然后，可将絮凝混合物或浆料放置于造纸机上以成型为陶瓷纸垫。垫或片材可通过用常规造纸设备对所述浆料或混合物进行真空浇注并且通常烘箱中干燥来形成。
或者，纤维可通过常规方法诸如干燥气流成网法加工成垫。该阶段的垫具有极低的结构完整性，并且相对于常规催化转化器和柴油分离器安装垫而言很厚。如果使用该替代技术，可通过浸渍将粘结剂添加至垫中以形成短纤维复合材料，以对所述垫进行进一步加工。在形成垫而非如上文针对常规造纸技术所指出的形成垫的预浸渍体之后，添加粘结剂。
在另一实施方案中，高指数的晶状熔融形成的耐火陶瓷纤维以受控方式在高于莫来石结晶温度980℃的温度(诸如在990℃至约1400℃的范围内的温度)下进行热处理，以获得特定量的结晶度和微晶大小，从而以催化转化器安装垫的形式提高纤维性能。在某些实施方案中，此类纤维将具有至少约5至约50％的结晶度(如由x射线衍射所检测)和约
至约
的微晶大小。当采用此类纤维时，安装垫在汽车排气处理装置应用通常所遇到的整个广泛的工作温度范围下提供了将易碎催化剂支承结构保持在壳体内的最小压力。通过举例但不进行限制，此安装垫可提供以下至少之一的最小保持压力：i)在900℃下测试至少200次循环之后为至少2psi(at least 2 psi after atleast 200 cycles and/or after 1000℃ of testing at 900℃)；或ii)在750℃下测试至少1000次循环之后为至少约5psi。可用于该实施例中的陶瓷纤维为包含氧化铝和氧化硅的熔融形成的陶瓷纤维，包括但不限于熔纺的耐火陶瓷纤维。这些包括硅铝酸盐，例如具有约40至约60％的氧化铝和约60至约40％的氧化硅，并且在一些实施方案中，具有约47至约53％的氧化铝和约47至约53％的氧化硅的那些硅铝酸盐纤维。熔融形成的纺制纤维具有高化学纯度并且可具有在约1至约14μm的范围内，并且在某些实施方案中，在约3至6.5μm的范围内的平均直径。以本领域中所熟知的方式对所述纤维进行改善处理，以获得大于90％的纤维指数，这意味着它们包含不到10％的细粒，并且通常包含仅约5％的细粒。
在另一个实施方案中，用于低温排气处理装置中的基底的柔性纤维非膨胀型安装垫包含耐高温的非晶无机纤维并且任选地包含粘结剂。所述纤维可具有高达约1260℃的使用温度、小于约20x106psi的杨氏模量和小于约5μm的几何平均直径。所述纤维可包括以下物质中的至少一种：非晶氧化铝/氧化硅纤维、氧化铝/氧化硅/氧化镁纤维(诸如得自Owens Coming(Toledo，Ohio)的S-2玻璃)、矿物棉、E玻璃纤维、氧化镁-氧化硅纤维(诸如得自Unifrax ILLC(Niagara Falls，New York)的ISOFRAX
纤维)，或者氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维(诸如得自Unifrax I LLC(Niagara Falls，New York)的INSULFRAX
纤维或得自Thermal Ceramics Company的SUPERWOOLTM纤维)。
氧化铝/氧化硅纤维通常包含约45％至约60％的Al2O3和约40％至约55％的SiO2；并且所述纤维可包含约50％的Al2O3和约50％的SiO2。氧化铝/氧化硅/氧化镁玻璃纤维通常包含约64％至约66％的SiO2、约24％至约25％的Al2O3和约9％至约10％的MgO。E玻璃纤维通常包含约52％至约56％的SiO2、约16％至约25％的CaO、约12％至约16％的Al2O3、约5％至约10％的B2O3、高达约5％的MgO、高达约2％的氧化钠和氧化钾以及痕量的氧化铁和氟化物，并且典型组成为55％的SiO2、15％的Al2O3、7％的B2O3、3％的MgO、19％的CaO和痕量的上述材料。
根据某些实施方案，柔性纤维材料层包含生物可溶性无机纤维的层、层片或片材。针对无机纤维，术语“生物可溶性”是指在生理性介质或模拟生理性介质(诸如模拟肺液)中可溶解或以其它方式可分解的无机纤维。可通过测量所述纤维在模拟生理性介质中随时间的溶解度来评估这些纤维的溶解度。转让给Unifrax I LLC的美国专利No.5,874,375公开了一种用于测量纤维在生理性介质中的生物溶解度(即非耐久性)的方法，该专利以引用的方式并入本文中。其它方法适用于评估无机纤维的生物溶解度。根据某些实施方案，生物可溶性纤维在37℃下作为0.1g样品暴露于流速为0.3ml/min的模拟肺液中时，表现出至少30ng/cm2-hr的溶解度。根据其它实施方案，生物可溶性无机纤维在37℃下作为0.1g样品暴露于流速为0.3ml/min的模拟肺液中时，可表现出至少50ng/cm2-hr或至少100ng/cm2-hr或至少1000ng/cm2-hr的溶解度。
并无限制意义，可用于制备排气处理装置的柔性纤维材料层的生物可溶性无机纤维的合适实例包括公开于以下专利中的那些生物可溶性无机纤维：美国专利No.6,953,757、6,030,910、6,025,288、5,874,375、5,585,312、5,332,699、5,714,421、7,259,118、7,153,796、6,861,381、5,955,389、5,928,075、5,821,183和5,811,360，所述专利均以引用的方式并入本文中。
根据某些实施方案，生物可溶性碱土金属硅酸盐纤维可包括镁的氧化物和氧化硅的混合物的纤维化产物。这些纤维通常被称为硅酸镁纤维。硅酸镁纤维通常包含约60至约90重量％的氧化硅、大于0至约35重量％的氧化镁和5重量％或更少的杂质的纤维化产物。根据某些实施方案，碱土金属硅酸盐纤维包含约65至约86重量％的氧化硅、约14至约35重量％的氧化镁、0至约7重量％的氧化锆和5重量％或更少的杂质的纤维化产物。根据其它实施方案，碱土金属硅酸盐纤维包含约70至约86重量％的氧化硅、约14至约30重量％的氧化镁和5重量％或更少的杂质的纤维化产物。关于氧化镁-氧化硅纤维的更多信息可见于美国专利No.5,874,375中，该专利以引用方式并入本文中。
合适的硅酸镁纤维可以注册商标ISOFRAX从Unifrax I LLC(NiagaraFalls，New York)商购获得。市售的ISOFRAX纤维通常包含约70至约80重量％的氧化硅、约18至约27重量％的氧化镁和4重量％或更少的杂质的纤维化产物。
根据某些实施方案，生物可溶性碱土金属硅酸盐纤维可包含钙、镁的氧化物和氧化硅的混合物的纤维化产物。这些纤维通常被称为氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维。根据某些实施方案，氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维包含约45至约90重量％的氧化硅、大于0至约45重量％的氧化钙、大于0至约35重量％的氧化镁和10重量％或更少的杂质的纤维化产物。通常，生物可溶性氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维包含约15％至约35％的CaO、约2.5％至约20％的MgO和约60至约70％的SiO2。
可用的氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维可以注册商标INSULFRAX从UnifraxI LLC(Niagara Falls，New York)商购获得。INSULFRAX纤维通常包含约61至约67重量％的氧化硅、约27至约33重量％的氧化钙和约2至约7重量％的氧化镁的纤维化产物。其它合适的氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维可以商品名SUPERWOOL 607和SUPERWOOL 607MAX从Thermal Ceramics(Augusta，Georgia)商购获得。SUPERWOOL 607纤维包含约60至约70重量％的氧化硅、约25至约35重量％的氧化钙和约4至约7重量％的氧化镁以及痕量的氧化铝。SUPERWOOL 607MAX纤维包含约60至约70重量％的氧化硅、约16至约22重量％的氧化钙和约12至约19重量％的氧化镁以及痕量的氧化铝。
生物可溶性纤维通常为可熔融形成的非晶无机或玻璃纤维，为具有高化学纯度(大于约98％)的纤维，并且可具有在约1至约10μm的范围内，并且在某些实施方案中，在约2至4μm的范围内的平均直径。虽然未特别要求，但可以本领域中所熟知的方式对所述纤维进行改善处理。
任选地，非膨胀型柔性纤维材料层包含粘结剂。合适的粘结剂包括水性和非水性粘结剂，但通常利用的粘结剂为反应性热固性胶乳，所述反应性热固性胶乳在固化后为在高达至少约350℃下稳定的柔性材料。可采用约5至约10％的胶乳。
根据示例性实施方案，柔性纤维材料层基于100％的柔性纤维材料层总重计可包含至少25、50、75、85或95重量％的生物可溶性无机纤维。根据某些示例性实施方案，柔性纤维材料层基于100重量％的柔性纤维材料层总重计包含约25至约100重量％的碱土金属硅酸盐纤维。柔性纤维材料层基于100重量％的柔性纤维材料层总重计或者可包含约50至约100重量％的碱土金属硅酸盐纤维。根据一个实施方案，安装垫基于100重量％的柔性纤维材料层总重计包含约66重量％的碱土金属硅酸盐纤维。
在某些实施方案中，柔性纤维材料层包含具有高氧化硅含量的熔融形成的非晶耐高温浸析玻璃纤维(leached glass fiber)的一个或多个非膨胀型层片，并且任选地包含粘结剂或适用于充当粘结剂的其它纤维。所谓术语“高氧化硅含量”是指纤维包含的氧化硅高于纤维中的任何其它组成成分。事实上，这些纤维在浸析后的氧化硅含量通常大于包含氧化硅的任何其它玻璃纤维(包括S玻璃纤维，但除衍生自结晶石英的纤维或纯氧化硅纤维之外)。在一个实施方案中，应当理解，安装垫可不含膨胀型材料、衍生自溶胶凝胶的玻璃氧化硅纤维和/或背衬层或增强层。
一般来讲，浸析玻璃纤维将具有至少67重量％的氧化硅含量。在某些实施方案中，浸析玻璃纤维包含至少90重量％的氧化硅，并且在这些实施方案中的某些中，包含约90重量％至小于约99重量％的氧化硅。所述纤维也基本上不含细粒，并且施加将所述易碎结构保持在所述壳体内的最小保持压力，所述最小保持压力为以下之一：(i)在约900℃的热面温度下测试1000次循环之后为至少约10kPa，其中间隙体积密度为约0.3至约0.5g/cm3且间隙膨胀百分比为约5％；或(ii)在约300℃的热面温度下测试1000次循环之后为至少约50kPa，其中间隙体积密度为约0.3至约0.5g/cm3且间隙膨胀百分比为约2％。
这些浸析玻璃纤维的平均纤维直径可大于至少约3.5微米，并且通常大于至少约5微米。平均而言，玻璃纤维通常具有约9微米、高达约14微米的直径。因此，这些浸析玻璃纤维为非吸入性纤维。
具有高氧化硅含量并且适用于制备催化转化器或其它已知的气体处理装置的柔性纤维材料层的浸析玻璃纤维的实例包括以商标BELCOTEX得自BelChem Fiber Materials GmbH(Germany)、以注册商标REFRASIL得自HitcoCarbon Composites，Inc.(Gardena California)和以商品名PS-23(R)得自Polotsk-Steklovolokno(Republic of Belarus)的那些浸析玻璃纤维。
BELCOTEX纤维为标准型短纤维预制纱线。这些纤维具有约550特的平均细度并且通常由经氧化铝改性的硅酸制成。BELCOTEX纤维为非晶态纤维，并且通常包含约94.5％的、约4.5％的氧化铝、小于0.5％的氧化钠和小于0.5％的其它组分。这些纤维具有约9微米的平均纤维直径和在1500至1550℃的范围内的熔点。这些纤维具有高达1100℃的耐热温度，并且通常不含细粒。
REFRASIL纤维(如同BELCOTEX纤维)为具有高氧化硅含量的非晶浸析玻璃纤维，其提供在1000至1100℃温度范围内应用的绝热性。这些纤维具有介于约6和约13微米之间的直径，并且具有约1700℃的熔点。所述纤维在浸析后通常具有约95重量％的氧化硅含量。氧化铝可以约4重量％的量存在，并且其它组分以1％或更少的量存在。
得自Polotsk-Steklovolokno的PS-23(R)纤维为具有高氧化硅含量并且适用于需要耐至少约1000℃的应用的绝热性的非晶玻璃纤维。这些纤维具有在约5至约20mm的范围内的纤维长度和约9微米的纤维直径。这些纤维(如同REFRASIL纤维)具有约1700℃的熔点。
通过在形成柔性纤维材料层之前进一步处理浸析玻璃纤维，或者在形成之后进一步处理由这些纤维制成的柔性纤维材料层，甚至在循环之后，也可充分提高柔性纤维材料层的保持压力性能，以可适用于排气处理装置中。在一个具体实施方案中，这些浸析玻璃纤维(或包含这些纤维的安装垫)可在范围从高于至少约900℃(诸如约900℃至约1100℃)的温度下进行热处理，使得甚至在1000次膨胀和收缩循环之后，采用这些纤维的安装垫也可在排气处理装置内施加所需的最小保持压力。
该实施方案的柔性纤维材料层可包含高达100重量％的包含氧化硅的经浸析和经表面处理的玻璃纤维。然而，在其它实施方案中，柔性纤维材料层可任选地包含其它已知的纤维(诸如氧化铝/氧化硅纤维)或适用于制备所需特定温度应用的安装垫的其它陶瓷或玻璃纤维。因此，氧化铝/氧化硅纤维(诸如耐火陶瓷纤维)可任选地用于高温应用或温度范围广泛的应用中。其它陶瓷或玻璃纤维(诸如S玻璃)可与浸析玻璃氧化硅纤维一起用于类似或较低温度的应用中。然而，在这些情况下，柔性纤维材料层优选地包含至少50重量％的包含氧化硅的经浸析和经表面处理的玻璃纤维。换句话讲，在垫制备中利用的大部分纤维将为包含氧化硅的经浸析和经表面处理的玻璃纤维，并且在某些实施方案中，至少80重量％的所述纤维将为包含氧化硅的经浸析和经表面处理的玻璃纤维。
在某些替代实施方案中，可将诸如S2玻璃等纤维以大于0至约50重量％的量(基于100重量％的垫总重计)添加至柔性纤维材料层中。在其它替代实施方案中，除浸析玻璃纤维之外，柔性纤维材料层还可包含耐火陶瓷纤维。当利用耐火陶瓷纤维，即氧化铝/氧化硅纤维等时，其可以范围从大于0至小于约50重量％的量(基于100重量％的柔性纤维材料层总重计)存在。
柔性纤维材料层可能包含或可能不包含粘结剂。柔性纤维材料层中可包含单种类型的粘结剂或不止一种类型的粘结剂的混合物。合适的粘结剂包括有机粘结剂、无机粘结剂和这两种粘结剂的混合物。根据某些实施方案，膨胀型或非膨胀型柔性纤维材料层包含一种或多种有机粘结剂。有机粘结剂可作为固体、液体、溶液、分散体、胶乳或类似形式来提供。有机粘结剂可包括热塑性或热固性粘结剂，其在固化后为可从安装的安装垫中烧尽的柔性材料。合适的有机粘结剂的实例包括但不限于丙烯酸胶乳、(甲基)丙烯酸胶乳、苯乙烯和丁二烯的共聚物、乙烯基吡啶、丙烯腈、丙烯腈和苯乙烯的共聚物、氯乙烯、聚氨酯、乙酸乙烯酯和乙烯的共聚物、聚酰胺、硅树脂等。其它树脂包括低温柔性热固性树脂，例如不饱和聚酯、环氧树脂和聚乙烯酯。
有机粘结剂可以大于0至约20重量％、约0.5至约15重量％、约1至约10重量％或约2至约8重量％的量(基于柔性纤维材料层的总重计)包含于安装垫中。
柔性纤维材料层可包含代替或结合树脂或液体粘结剂的聚合物粘结剂纤维。这些聚合物粘结剂纤维基于100重量％的总组成可以范围从大于0至约20重量％、约1至约15重量％和约2至约10重量％的量使用，以有助于将经热处理的纤维粘合在一起。粘结剂纤维的合适实例包括聚乙烯醇纤维、聚烯烃纤维(诸如聚乙烯和聚丙烯)、丙烯酸纤维、聚酯纤维、乙烯乙酸乙烯酯纤维、尼龙纤维及其组合。
当使用有机粘结剂时，将组分混合以形成混合物或浆料。然后使纤维和粘结剂的浆料成型为柔性纤维材料层结构，并且移除所述粘结剂，从而提供包含经热处理的氧化硅纤维(和任选的其它纤维)的柔性纤维材料层。通常，采用牺牲性粘结剂以首先将纤维粘合在一起。所谓“牺牲性”是指有机粘结剂最后将会从柔性纤维材料层中烧尽，仅留下经热处理的氧化硅纤维(和其它陶瓷或玻璃纤维，如果使用的话)作为柔性纤维材料层。
除有机粘结剂之外，柔性纤维材料层也可包含无机粘结剂材料。并无限制意义，合适的无机粘结剂材料包括无机颗粒材料，氧化铝、氧化硅、氧化锆及其混合物的胶态分散体。
柔性纤维材料层可通过常用于制备柔性纤维材料层的任何已知技术来制备。例如，通过采用造纸工艺，将纤维与粘结剂或其它粘结剂纤维混合以形成混合物或浆料。纤维组分可以约0.25％至5％稠度或固体含量混合(0.25-5份固体：99.75-95份水)。然后可用水来稀释浆料以增强形成，并且最终可用絮凝剂和助滤助留(drainage retention aid)化学物质将其絮凝。可将絮凝混合物或浆料放置于造纸机上以成型为含有纤维的纸的层片或片材。或者，层片或片材可通过真空浇注所述浆料来形成。在任一种情况下，层片或片材通常在烘箱中干燥。关于所采用的标准造纸技术的更详细说明，参见美国专利No.3,458,329，该专利的公开内容以引用的方式并入本文中。
在其它实施方案中，所述纤维可通过常规方法(诸如干式气流成网法)而加工成柔性纤维材料层。该阶段的柔性纤维材料层具有极低的结构完整性，并且相对于常规催化转化器和柴油分离器安装垫而言很厚。因此可以本领域中公知的方式对所得的柔性纤维材料层进行干式针刺，以压实柔性纤维材料层并增加其强度。某些纤维的热处理可发生在形成垫之前或针刺柔性纤维材料层之后。
如果使用了干式气流成网技术，则柔性纤维材料层或者可通过浸渍将粘结剂添加至柔性纤维材料层中以形成纤维复合材料来加工。在该技术中，在形成柔性纤维材料层而非如上文关于常规造纸技术所指出形成柔性纤维材料层的预浸渍体之后，添加粘结剂。制备柔性纤维材料层的该方法通过减少破损有助于保持纤维长度。然而，应当理解，热处理可发生在添加任何粘结剂之前。
用粘结剂浸渍柔性纤维材料层的方法包括将柔性纤维材料层完全浸没到液体粘结剂***中，或对垫进行刷涂、涂布、浸涂、滚涂、溅涂或喷涂。在连续工序中，可以卷筒形式输送的柔性纤维材料层可在传送带或稀松布上退绕且移动通过将粘结剂涂覆至柔性纤维材料层的喷嘴。或者，垫可重力给料通过喷嘴。然后使垫/粘结剂预浸渍体在压辊之间通过，所述压辊移除大量液体并且将预浸渍体压实至其大约所需的厚度。然后使压实的预浸渍体穿过烘箱以移除任何残留的液体并且在需要时部分地固化粘结剂以形成复合材料。干燥和固化温度主要取决于所用的粘结剂和溶剂(如果有的话)。然后可切削或辊压复合材料以便储存或运输。
还可通过以下步骤以成批模式制备柔性纤维材料层：将垫的一部分浸入液体粘结剂中，移除预浸渍体并挤压移除过量液体，然后干燥以形成复合材料，并储存或切削至一定的尺寸。
注意：由这些纤维制备的柔性纤维材料层就在某些催化转化器应用中的方便使用而言可能密度过低。因此，可通过本领域中已知的方式对其进行进一步压实，以得到更高的密度。一种此类压实方式为对纤维进行针刺(needlepunch)，以使其缠结和缠绕。另外或或者，可使用水刺方法。另一种替代方式为通过将纤维滚压穿过压辊而将其压成柔性纤维材料层。可容易地使用这些柔性纤维材料层压实方法中的任一种或这些方法的组合来获得所需形式的安装垫。
无论采用上述何种技术，可例如通过模压来切削柔性纤维材料层，从而形成具有公差可重现的精确形状和尺寸的安装垫。柔性纤维材料层在通过针刺等压实时表现出合适的操作性，这意味着其可易于操作并且不会像许多其它纤维毯或垫一样易碎到在使用者手中破裂的程度。可将其容易且柔性地配合或包裹在催化剂支承结构或类似易碎结构的周围而不会破裂，然后设置在催化转化器壳体内部。在某些实施方案中，对熔融形成的具有高氧化硅含量的浸析玻璃纤维进行表面处理，导致包含多个浸析的高氧化硅含量的玻璃纤维的柔性纤维材料层的保持压力性能提高。
根据一个实施方案，可通过将无机颗粒材料施加至纤维表面的至少部分上来对纤维的外表面进行处理。可用于处理浸析玻璃纤维的纤维表面外部的可用无机颗粒材料包括但不限于氧化铝、氧化硅、氧化锆及其混合物的胶态分散体。根据一个实施方案，用于处理浸析玻璃纤维的外表面，从而增加安装垫的整体保持压力性能的无机材料为氧化铝的胶态分散体。
柔性纤维材料层的至少一部分纤维的外表面的至少一部分可包括胶态氧化铝、氧化硅、氧化锆及其混合物的连续或不连续涂层。可通过任何合适的方式(不限于通过涂布、浸涂、喷涂、溅涂等)将胶态氧化物涂覆到纤维的外表面。可以连续或不连续的方式将胶态氧化物涂覆到纤维的外表面上。此外，将胶态氧化物涂覆到纤维外表面的过程可在制备玻璃纤维期间或之后进行。
柔性纤维材料层可包括一个或多个膨胀型纤维垫，或仅一个或多个非膨胀型纤维垫，以及混合垫内至少一个膨胀型垫或层和至少一个非膨胀型垫或层的组合。
另外，单独的柔性纤维材料层可接触微孔绝热层的任一表面，例如但不限于至少一个靠近基底的膨胀型垫和至少一个靠近壳体的非膨胀型垫。
当排气处理装置从环境温度循环至工作温度时，构成装置的部件达到其各自的工作。排气处理装置中任何给定部件的工作温度可能低于装置本身的工作温度，因为一些部件与较高温度的部件是绝热的。部件在受热时将以其热膨胀系数成比例地膨胀。
此膨胀使得部件中的应变状态发生变化。由于并非所有部件都经历相同的热应变，因此热应变导致部件干扰力发生变化。即，部件应变状态的变化导致部件应力状态发生相应的变化，并最终导致该部件和与其接合的其它部件之间的力发生变化。
在某些实施方案中，设置绝热层以直接接合基底，柔性纤维材料层设置于绝热层上方并直接将其接合，并且壳体设置于安装垫上方并直接将其接合。在其它实施方案中，设置柔性纤维材料层以直接接合基底，绝热层设置于柔性纤维材料层上方并直接将其接合，并且壳体设置于绝热层上方并直接将其接合。
在绝热层布置在基底和柔性纤维材料层之间的实施方案中，绝热层使柔性纤维材料层和安装于绝热层的冷侧上的所有其它部件(冷侧部件)与基底和流自基底的绝热，从而促进柔性纤维材料层和其它冷侧部件的工作温度低于基底的工作温度。
因为环境温度低于柔性纤维材料层的工作温度，所以提高较低的柔性纤维材料层工作温度和其它冷侧部件工作温度降低了柔性纤维材料层和其它冷侧部件在任何给定工作周期期间所经历的温度变化幅度和最高温度。温度变化幅度的降低导致安装垫和其它冷侧部件的热应变的变化幅度相应地降低。因为部件应变状态的变化导致部件应力状态发生相应的变化，并最终导致该部件和其接合的其它部件之间的力发生变化，降低部件热应变的变化幅度会导致该部件和其接合的其它部件之间的力的变化降低。
基底通过由其它部件的压缩而产生的安装力保持在适当的位置。这些安装力具有设计上限和下限。上限为损坏基底所需的力；安装力不足以破坏基底。下限为基底在使用中将经历的最大位移力；相对于使用中所经历的所有位移力，安装力至少足以将基底保持在适当的位置。如上文所述，热应变可使在操作过程中产生的实际安装力发生变动。通过使产生安装力的部件绝热，降低了部件热应变的变化幅度，这些部件和基底之间的安装力的变化幅度也同样如此。通过降低其它部件和基底之间的安装力的变化幅度，简化了将安装力保持在其设计极限内的过程。
在柔性纤维材料层设置在基底与绝热层之间的实施方案中，绝热层使柔性纤维材料层与周围环境之间绝热并且允许安装垫的工作温度高于替代温度。在某些实施方案中，柔性纤维材料层另外包含膨胀型材料。在柔性纤维材料层包含膨胀型材料的那些实施方案中，柔性纤维材料层在基底与绝热层之间的布置允许柔性纤维材料层的工作温度高到足以诱发膨胀型材料中膨胀响应。
在某些实施方案中，多层安装***可用作排气处理装置中的端锥绝热件。根据某些实施方案，提供用于排气处理装置的端锥。端锥通常包括外金属锥、内金属锥和设置在外金属端锥与金属端锥之间的间隙或空间内的端锥绝热件。
根据其它实施方案，端锥可包括外金属锥和邻近外金属锥的内表面布置的至少一个锥绝热体。根据这些实施方案，端锥组合件不具有内金属锥。相反，以某种方式使锥绝热件硬化以得到自支承锥结构，该自支承锥结构对流经装置的高温气体具有耐性。
提供一种包括至少一个端锥的排气处理装置。所述排气处理装置包括：壳体；布置在壳体内的易碎结构；用于将排气管连接至壳体的入口和出口端锥组合件，每个端锥组合件包括内端锥壳体和外端锥壳体；和端锥绝热件，其包括本文所述各实施方案中描述的多层安装***。
图1示出多层垫10的第一个示例性实施方案。安装垫10包括包含非膨胀型无机纤维片的第一层12，第一层12具有第一主表面14和与第一主表面相对的第二主表面16。垫10包括包含非膨胀型无机纤维片的第二层18，第二层18具有第一主表面20和与第一主表面20相对的第二主表面22。微孔无机绝热层24布置在所述第一非膨胀型层12与第二非膨胀型层18之间。
图2示出包括包含膨胀型无机纤维片的第一层32的多层垫30，第一层32具有第一主表面34和与第一主表面34相对的第二主表面36。垫30还包括包含膨胀型无机纤维片的第二层38，第二层38具有第一主表面40和与第一主表面40相对的第二主表面42。微孔无机绝热层44布置在所述第一膨胀型层32与第二膨胀型层38之间。
图3示出包括包含非膨胀型无机纤维片的第一层52的多层垫50，第一层52具有第一主表面54和与第一主表面54相对的第二主表面56。包括微孔无机绝热层且具有第一主表面60和与第一主表面60相对的第二主表面62的第二层58与所述第一层52相邻接触布置。粘合构件64设置在所述第一层52与所述第二层58之间。
图4示出包括包含非膨胀型无机纤维片的第一层72的多层垫70，第一层72具有第一主表面74和与第一主表面74相对的第二主表面76。包括微孔无机绝热层且具有第一主表面80和与第一主表面80相对的第二主表面82的第二层78与所述第一层72相邻设置。捆扎构件84环绕第一层72和第二层78，以使其保持相邻接触。根据图4示出的实施方案，胶带86用于接合捆扎材料84的相对两端。
图5示出包括包含非膨胀型无机纤维片的第一层92的多层垫90，第一层92具有第一主表面94和与第一主表面94相对的第二主表面93。第二层96包括微孔无机绝热层且具有第一主表面98和与第一主表面98相对的第二主表面100。使第一层92和第二层96相邻接触并且将其封装在普通聚合物袋102中。
图6示出包括包含非膨胀型无机纤维片的第一层112的多层垫110，第一层112具有第一主表面114和与第一主表面114相对的第二主表面116。使具有第一主表面120和与第一主表面120相对的第二主表面122的稀松布层118与层112的第一主表面或第二主表面之一相邻接触。微孔无机绝热层124布置在第一非膨胀型层112与所述稀松布层118之间。
图7示出包括包含三维预成型件132的微孔无机绝热层的多层支承体130。纤维或膨胀型垫材料的柔性层134包裹所述预成型件132的周边的至少一部分。
图8示出包括三维预成型件的多层支承体140，所述三维预成型件构成微孔无机绝热材料的内层142和施加在所述内层142的至少一部分上的外层144。
排气处理装置的一种示例性构造以催化转化器示出，通常以图9中的数字150表示。应当理解，排气处理装置不限于用在示例性图9中示出的催化转化器中，因此示出该构造仅用于阐释所述装置。事实上，安装垫可用于安装或支承任何适于处理排气的易碎结构，例如柴油机催化剂结构、柴油机颗粒过滤器等。催化转化器150可包括大致管状的壳体152，壳体152通常由通过凸缘154固定在一起的两片金属(例如耐高温的钢)形成。壳体152包括位于一端的入口156和位于其相对端的出口(未示出)。入口156和出口适于在其外端处形成，以此使得其可固定至内燃机排气***的管道。
装置150包含催化剂支承结构(例如易碎陶瓷整体式基底160)，该支承结构由混合式基底安装***170支承并限制在壳体152内，混合式基底安装***170具有至少一个微孔绝热层172和第二层174。
实施例
根据上述工序和方法形成两个安装垫。比较安装垫包括非膨胀型垫，而主题安装垫包括与比较安装垫的非膨胀型垫基本上类似的非膨胀型层，另外还包括包含微孔氧化硅的微孔无机绝热层。
将比较安装垫和主题安装垫两者均置于基本上相同的催化转化器中。将热电偶点焊到每个催化转化器的壳体上。将每个催化转化器的基底电连接并经20分钟的时间加热至750℃的温度。然后将基底在750℃下保持30分钟的时间，并且记录壳体的温度。将基底经20分钟的时间进一步加热至1,000℃的温度，将该温度保持另外30分钟，然后再次记录壳体的温度。结果在表II中示出。
表II
壳体的温度在750℃的基底温度下降低42℃和在1,000℃的基底温度下降低84℃分别表示绝热效率增加12％和18％。结果显示，主题垫与常规比较垫相比降低了壳体的温度。另外，绝热效率在较高的基底温度下增加。
虽然结合各图中所示的多个实施方案对***进行了描述，但应当理解可使用其它类似的实施方案或可对所述实施例进行修改或添加，以执行相同的功能。此外，可组合多个示例性实施方案来产生所需的结果。因此，基底安装***和排气处理装置不应限于任何单个实施例，而应根据所附权利要求的表述的广度和范围进行理解。
主题多层垫的第一个示例性实施方案包括：包含无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含微孔无机绝热层且具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；并且其中所述第一层和所述第二层封装在聚合物袋内。第一个示例性实施例的第一层可为非膨胀型的或膨胀型的。
主题多层垫的第二个示例性实施方案包括：包含三维预成型件的微孔无机绝热层；和设置在所述三维预成型件的周边的至少一部分周围的柔性层。第二个示例性实施方案的柔性纤维层可包含无机纤维片，并且柔性纤维层可为非膨胀型的或膨胀型的。
主题多层垫的第三个示例性实施方案包括：包含无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；包含微孔无机绝热层的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和下列中的任一者：(i)第一层与第二层之间的粘合构件；(ii)捆扎构件，其环绕第一层和第二层的外表面的至少一部分，使得第一层与第二层接合；或(iii)稀松布层，其中第一层的第二主表面与第二层的第一主表面接合，并且稀松布层与第二层的第二主表面接合。第三个示例性实施方案的第一层可为非膨胀型的或膨胀型的。
在上述第一个、第二个或第三个示例性实施方案中的任何一者中，无机纤维可选自高氧化铝多晶纤维、陶瓷纤维、耐火陶瓷纤维、莫来石纤维、玻璃纤维、生物可溶性纤维、石英纤维、氧化硅纤维及其组合。高氧化铝多晶纤维可含有约72至约100重量％氧化铝和约0至约28重量％氧化硅的纤维化产物。陶瓷纤维可包括含有约45至约72重量％氧化铝和约28至约55重量％氧化硅的纤维化产物的硅酸铝纤维。生物可溶性纤维可包括含有约65至约86重量％氧化硅、约14至约35重量％氧化镁和约5重量％或更少杂质的纤维化产物的氧化镁-氧化硅纤维。生物可溶性纤维还可包括含有约45至约90重量％氧化硅、大于0至约45重量％氧化钙和大于0至约35重量％氧化镁的纤维化产物的氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维。氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维可含有约60至约70重量％氧化硅、约16至约35重量％氧化钙和约2至约19重量％氧化镁的纤维化产物。
还提供一种排气处理装置，其包括：壳体；位于所述壳体内的易碎结构；和上述任一示例性实施方案中的多层垫或支承体，其设置在壳体与易碎结构之间。
还提供一种用于排气处理装置的端锥，其包括：外金属锥；内金属锥；和设置在所述外金属端锥和内金属端锥之间的锥绝热件，所述锥绝热件包括上述任一示例性实施方案中的多层垫或支承体。
还提供一种用于排气处理装置的端锥，其包括：外金属锥；和邻近所述外金属端锥的内表面设置的自支承锥绝热件，其包括上述任一示例性实施方案中的多层垫或支承体。
在上述第一个示例性实施方案中，聚合物袋可收缩包裹第一层和第二层，和/或聚合物袋可包含聚乙烯聚合物。
在上述第三个示例性实施方案中，粘合构件可包含粘合剂。另外，在上述第三个示例性实施方案中，捆扎构件可包含止血带。此外，在上述第三个示例性实施方案中，稀松布可为茶袋、铝箔、乙烯或纸材中的至少一者。
Claims (22)
1.一种多层垫，所述多层垫包括：
包含无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；
与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含微孔无机绝热层且具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；且
其中所述第一层和所述第二层封装在聚合物袋内。
2.一种多层支承体，所述多层支承体包括：
微孔无机绝热层，其包含三维预成型件；和
柔性纤维层，其设置在所述三维预成型件的外周的至少一部分的周围。
3.根据权利要求2所述的多层支承体，其中所述柔性纤维层包含无机纤维片。
4.根据权利要求3所述的多层支承体，其中所述柔性纤维层是非膨胀型的。
5.根据权利要求3所述的多层支承体，其中所述柔性纤维层是膨胀型的。
6.一种多层垫，所述多层垫包括：
包含无机纤维片的第一层，所述第一层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；
包含微孔无机绝热层的第二层，所述第二层具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；和
下列中的任一者：
(i)粘合构件，其位于所述第一层与所述第二层之间；
(ii)捆扎构件，其环绕所述第一层和所述第二层的外表面的至少一部分，使得所述第一层与所述第二层接合；或
(iii)稀松布层，其中所述第一层的第二主表面与所述第二层的第一主表面接合，且所述稀松布层与所述第二层的第二主表面接合。
7.根据权利要求1或6所述的多层垫，其中所述第一层是非膨胀型的。
8.根据权利要求1或6所述的多层垫，其中所述第一层是膨胀型的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层垫或支承体，其中所述无机纤维选自高氧化铝多晶纤维、陶瓷纤维、耐火陶瓷纤维、莫来石纤维、玻璃纤维、生物可溶性纤维、石英纤维、氧化硅纤维及其组合。
10.根据权利要求9所述的多层垫，其中所述高氧化铝多晶纤维包含约72至约100重量％氧化铝和约0至约28重量％氧化硅的纤维化产物。
11.根据权利要求9所述的多层垫，其中所述陶瓷纤维包括含有约45至约72重量％氧化铝和约28至约55重量％氧化硅的纤维化产物的硅酸铝纤维。
12.根据权利要求9所述的多层垫，其中所述生物可溶性纤维包括含有约65至约86重量％氧化硅、约14至约35重量％氧化镁和约5重量％或更少杂质的纤维化产物的氧化镁-氧化硅纤维。
13.根据权利要求9所述的多层垫，其中所述生物可溶性纤维包括含有约45至约90重量％氧化硅、大于0至约45重量％氧化钙和大于0至约35重量％氧化镁的纤维化产物的氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维。
14.根据权利要求13所述的多层垫，其中所述氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维包括约60至约70重量％氧化硅、约16至约35重量％氧化钙和约2至约19重量％氧化镁的纤维化产物。
15.一种排气处理装置，所述排气处理装置包括：
壳体；
位于所述壳体内的易碎结构；和
权利要求1至14中任一项所述的多层垫或支承体，其设置在所述壳体和所述易碎结构之间。
16.一种用于排气处理装置的端锥，所述端锥包括：
外金属锥；
内金属锥；和
设置在所述外金属端锥与内金属端锥之间的锥绝热件，所述锥绝热件包含权利要求1至14中任一项所述的多层垫或支承体。
17.一种用于排气处理装置的端锥，所述端锥包括：
外金属锥；和
自支承锥绝热件，其包含权利要求1至14中任一项所述的多层垫或支承体且邻近所述外金属端锥的内表面设置。
18.根据权利要求1所述的多层垫，其中所述聚合物袋收缩包裹所述第一层和所述第二层。
19.根据权利要求1所述的多层垫，其中所述聚合物袋包含聚乙烯聚合物。
20.根据权利要求6所述的多层垫，其中所述粘合构件包含粘合剂。
21.根据权利要求6所述的多层垫，其中所述捆扎构件包含止血带。
22.根据权利要求6所述的多层垫，其中所述稀松布为茶袋、铝箔、乙烯或纸材中的至少一者。
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