碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体.pdf
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1、10申请公布号CN104185615A43申请公布日20141203CN104185615A21申请号201380014127222申请日20130328201207369220120328JPC04B38/00200601B01D53/86200601B01J27/224200601B01J35/04200601B01J37/34200601C04B35/56520060171申请人日本碍子株式会社地址日本爱知县72发明人富田崇弘松岛洁井上胜弘小林义政74专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司11243代理人钟晶於毓桢54发明名称碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体57摘要本发明。
2、提供耐热冲击性高的碳化硅质多孔体。本发明的碳化硅质多孔体含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相,碳化硅粒子彼此之间介由金属硅和氧化物相中的至少一种来结合。此外,氧化物相具有母相和分散相,所述分散相分散在母相中,且所述分散相的热膨胀率高于母相的热膨胀率。这里,氧化物相中的分散相的含有率的下限值优选为1质量,氧化物相中的分散相的含有率的上限值优选为40质量。此外,母相优选为堇青石,分散相优选为莫来石。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014091286PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0602622013032887PCT国际申请的公布数据WO2013/147321JA2013。
3、100351INTCL权利要求书1页说明书11页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书11页附图1页10申请公布号CN104185615ACN104185615A1/1页21一种碳化硅质多孔体,其含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相,所述碳化硅粒子彼此之间介由所述金属硅和所述氧化物相中的至少一种来结合,所述氧化物相具有母相和分散相,所述分散相分散在所述母相中,且所述分散相的热膨胀率高于所述母相的热膨胀率。2如权利要求1所述的碳化硅质多孔体,所述氧化物相中的所述分散相的含有率的下限值为1质量,上限值为40质量。3如权利要求1或2所述的碳化硅质多孔体,所述分散相的。
4、平均粒径的下限值为01M,上限值为5M。4如权利要求13任一项所述的碳化硅质多孔体,所述分散相为板状、针状、纤维状。5如权利要求14任一项所述的碳化硅质多孔体,碳化硅粒子的含有率的下限值为50质量,上限值为80质量,金属硅的含有率的下限值为15质量,上限值为45质量,氧化物的含有率的下限值为1质量,上限值为25质量。6如权利要求15任一项所述的碳化硅质多孔体,所述母相为含有碱土金属、铝和硅的氧化物,所述分散相为含有碱土金属、铝和硅中的1种以上的氧化物。7如权利要求16任一项所述的碳化硅质多孔体,所述母相为堇青石。8如权利要求17任一项所述的碳化硅质多孔体,所述分散相为莫来石。9一种蜂窝结构体,。
5、其由权利要求18任一项所述的碳化硅质多孔体构成。10一种电加热式催化剂载体,其使用权利要求18任一项所述的碳化硅质多孔体而构成。权利要求书CN104185615A1/11页3碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体技术领域0001本发明涉及碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体。背景技术0002由金属硅及氧化物相与碳化硅粒子结合而成的碳化硅质多孔体,因耐热冲击性优秀而被用作催化剂载体、DPF用材料例如,参照专利文献1、2。0003现有技术文献0004专利文献0005专利文献1日本专利第4307781号公报0006专利文献2日本专利第4398260号公报发明内容0007发明要解决的。
6、课题0008近年来,随着尺寸的大型化、孔格结构的复杂化或者使用环境变得更严酷,与以往的碳化硅质多孔体相比,要求更加提高耐热冲击性。这里,作为耐热冲击性的指标的抗热震系数R,在将断裂强度设为、泊松比设为、热传导率设为、杨氏模量设为E、热膨胀系数设为时,表示为0009R1/E0010因此,为了提高耐热冲击性,要求提高强度、降低泊松比、提高热传导率、降低杨氏模量、降低热膨胀系数,需要提高这些中的任一项。0011本发明是为了解决这样的课题而做出的,其主要目的是提供耐热冲击性高的碳化硅质多孔体。0012解决课题的方法0013本发明人等对于含有碳化硅粒子、金属硅、含有堇青石的氧化物相的碳化硅质多孔体进行了。
7、多种研究。在这样的多种研究中发现,作为氧化物相,含有堇青石和莫来石且莫来石在堇青石中分散的结构的耐热冲击性优秀。进而发现,氧化物相并不限于在堇青石中分散有莫来石的结构,只要在母相中分散有与母相相比热膨胀率高的分散相即可,从而完成了本发明。0014即,本发明的第1发明是碳化硅质多孔体,其含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相,前述碳化硅粒子彼此之间介由前述金属硅和前述氧化物相中的至少一种来结合。进而,该碳化硅质多孔体的前述氧化物相具有母相和分散相,所述分散相分散在所述母相中,且所述分散相的热膨胀率高于所述母相的热膨胀率。0015本发明的第2发明及第3发明分别是由本发明的第1发明的碳化硅质多孔体构成的蜂。
8、窝结构体和电加热式催化剂载体。0016发明效果0017该碳化硅质多孔体与以往的碳化硅质多孔体相比,耐热冲击性优秀。这里,耐热冲说明书CN104185615A2/11页4击性通过例如在规定的高温维持后取出到室温时是否有裂纹来判断。本发明的第2发明的蜂窝结构体、本发明的第3发明的电加热式催化剂载体,都使用了本发明的第1发明的碳化硅质多孔体,因此,耐热冲击性优秀。附图说明0018图1是实施例1的碳化硅质多孔体的细微结构的照片。0019图2是比较例4的碳化硅质多孔体的细微结构的照片。具体实施方式0020本发明的第1发明的碳化硅质多孔体含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相,碳化硅粒子彼此之间介由金属硅和氧化。
9、物相中的至少一种来结合。此外,本发明的第1发明的碳化硅质多孔体,作为烧结助剂还可以含有硼、碳、金属氧化物,也可以含有B4C、稀土金属的氧化物。作为碳化硅质多孔体的形状,例如可以列举板状、管状、莲藕状、蜂窝状等。在蜂窝状的情形下,例如隔壁厚度的最小值优选为30M,更优选为50M。此外,隔壁厚度的最大值优选为1000M,更优选为500M,特别优选为200M。此外,孔格密度的最小值优选为10孔格/CM2,更优选为20孔格/CM2,特别优选为50孔格/CM2。此外,孔格密度的最大值优选为200孔格/CM2,更优选为150孔格/CM2。0021本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的氧化物相具有母相和在母相中。
10、分散存在的分散相。此外,分散相与母相相比热膨胀率高。这里,对于母相与分散相之间的热膨胀率线热膨胀系数的差没有特别限定,例如优选为1106/K以上1105/K以下。需说明的是,氧化物相可以是结晶质,也可以是非晶质,还可以二者都含有。0022母相优选为含有碱土金属、铝和硅的氧化物。作为碱土金属,优选为MG、CA、SR,更优选为MG。具体而言,可以列举堇青石MG2AL4SI5O18、假蓝宝石MG4AL10SI2O23、钙长石CAAL2SI2O8、铝硅酸锶SRAL2SI2O8等。其中,优选堇青石。这是因为堇青石的热膨胀率小,能够进一步提高耐热冲击性。0023分散相优选为含有碱土金属、铝和硅中的1种以上。
11、的氧化物。作为碱土金属、铝和硅全部含有的氧化物,可以列举假蓝宝石、钙长石、铝硅酸锶等。作为含有碱土金属、铝和硅中的2种的氧化物,可以列举莫来石AL6SI2O13、尖晶石MGAL2O4、镁橄榄石MG2SIO4、原顽辉石PROTOENSTATITEMGSIO3等。此外,作为含有碱土金属、铝和硅中的1种的氧化物,可以列举方石英SIO2、二氧化硅SIO2、氧化铝AL2O3、氧化镁MGO等。这些中,分散相优选为莫来石。这是因为其能够提高耐热冲击性。特别是,母相为堇青石时,能够进一步提高耐热冲击性。0024作为参考,在表1中显示了作为母相、分散相所例示的氧化物在室温800附近的线热膨胀系数的概略值。002。
12、5表10026说明书CN104185615A3/11页50027室温800附近的值0028氧化物相中的分散相的含有率的下限值优选为1质量。此外,氧化物相中的分散相的含有率的上限值优选为40质量。如果为1质量以上,则能够得到提高耐热冲击性的效果。此外,如果为40质量以下,则因热膨胀而导致的体积变化不会过大。氧化物相中的分散相的含有率的下限值更优选为7质量。此外,氧化物相中的分散相的含有率的上限值更优选为38质量。0029氧化物相中,分散相的平均粒径的下限值优选为01M,更优选为02M,特别优选为03M。分散相的平均粒径的上限值优选为5M,更优选为4M,特别优选为3M。如果为01M以上,则能够提高。
13、耐热冲击性。此外,如果为5M以下,则因分散相的热膨胀而导致的变形不会过大。这里,分散相的粒子的大小粒径,可以作为细微结构观察时的长径与短径的平均值来求出。需说明的是,这里所说的粒径,是指在观察视野所含的分散相的平均值平均粒径。需说明的是,细微结构观察是在20005000倍下进行的。分散相的形状可以是各向同性的形状例如球状,也可以是各向异性大的形状,如板状、针状、纤维状,更优选各向异性大的形状,进一步优选针状。这是因为其能够进一步提高耐热冲击性。0030本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的碳化硅的含有率的下限值优选为50质量,上限值优选为80质量。此外,金属硅的含有率的下限值优选为15质量,上限值。
14、优选为45质量。此外,氧化物的含有率的下限值优选为1质量,上限值优选为25质量。进而,本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的碳化硅的含有率的下限值更优选为55质量,上限值更优选为75质量。此外,金属硅的含有率的下限值更优选为20质量,上限值更优选为40质量。此外,氧化物的含有率的下限值更优选为2质量,上限值更优选为20质量。如果这样,则进一步提高耐热冲击性、电阻发热特性。0031本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度没有特别限定,但下限值优选为10MPA,更优选为20MPA。本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度的上限值优选为80MPA,更优选为70MPA。如果强度小于10MPA,则耐热冲击性下降。
15、,因而不优选。需说明的是,强度最好要高,但由于使用的是碳化硅质多孔体的关系,80MPA是上限。本说明书中,在说明书CN104185615A4/11页6碳化硅质多孔体是蜂窝结构体即,蜂窝结构的碳化硅质多孔体的情形下,强度是如下所示算出的值。其是将蜂窝结构的碳化硅质多孔体加工成以孔格贯通的方向为长度方向的试验片,通过基于JISR1601的弯曲试验算出弯曲强度后,使用另外测定的蜂窝结构体的开口率,由下述式算出的值。0032强度蜂窝结构体的弯曲强度/1开口率/1000033本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的杨氏模量没有特别的限定,但下限值优选为5GPA。此外,本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的杨氏模量。
16、的上限值优选为50GPA。如果杨氏模量小于5GPA,则刚性过小而不优选。此外,如果杨氏模量大于50GPA,则耐热冲击性下降而不优选。本说明书中,在碳化硅质多孔体为蜂窝结构体即,蜂窝结构的碳化硅质多孔体的情形下,杨氏模量是如下所示算出的值。其是将蜂窝结构的碳化硅质多孔体加工成以孔格贯通的方向为长度方向的试验片,通过基于JISR1602的共振法悬跨吊下50MM算出杨氏模量后,使用另外测定的蜂窝结构体的开口率,由下述式算出的值。0034杨氏模量蜂窝结构体的杨氏模量/1开口率/1000035本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度相对于杨氏模量的比强度/杨氏模量比的下限值优选为12103,更优选为161。
17、03。本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度相对于杨氏模量的比强度/杨氏模量比的上限值优选为30103,更优选为20103。0036本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的室温800的线热膨胀系数的下限值优选为38106/K,更优选为40106/K。本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的室温800的线热膨胀系数的上限值优选为48106/K,更优选为47106/K。线热膨胀系数最好要小,但由于使用的是碳化硅质多孔体的关系,38106/K是下限。此外,如果大于48106/K,则耐热冲击性下降,因而不优选。本说明书中,热膨胀系数是通过基于JISR1618的方法来测定的值。具体而言,是从蜂窝结构体切出纵3孔格横。
18、3孔格长20MM的试验片,测定40800的A轴方向相对于蜂窝结构体的流路的平行方向的平均线热膨胀系数热膨胀系数得到的值。0037本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的开孔率的下限值优选为10。此外,开孔率的上限值优选为70。如果开孔率小于10,则作为催化剂载体使用时,难以担载催化剂,因而不优选。如果开孔率大于70,则体积电阻率过大而不优选。需说明的是,开孔率的下限值更优选为20。此外,开孔率的上限值更优选为40。本说明书中,开孔率是根据通过水银压入法基于JISR1655得到的全细孔容积单位CM3/G和通过气相置换法并利用干式自动密度测定仪得到的表观密度单位G/CM3,由下述式算出的值。需说明的是,。
19、开孔率可以通过例如在制造碳化硅质多孔体时使用的造孔材料的量、SI/SIC比、烧结助剂量、烧成气氛等来调整。0038开孔率全细孔容积/1/表观密度全细孔容积1000039本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的平均气孔径没有特别的限定,下限值优选为2M。此外,平均气孔径的上限值优选为50M。如果平均气孔径小于2M,在作为催化剂载体使用时,难以担载催化剂,因而不优选。此外,如果平均气孔径大于50M,则因强度下降而不优选。平均气孔径的上限值更优选为15M。本说明书中,平均气孔径是由水银压说明书CN104185615A5/11页7入法基于JISR1655测定的值。0040本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的热。
20、传导率没有特别的限定,下限值优选为10W/MK。热传导率的上限值优选为70W/MK。如果热传导率小于10W/MK,则即使安装极和极进行通电来发热,也会有在温度分布中产生不均的可能,因而不优选。需说明的是,热传导率最好要高,但由于使用的是碳化硅质多孔体的关系,70W/MK是上限。本说明书中的热传导率是作为比热、热扩散系数与体积密度的乘积而求出的值。0041本发明的第1发明的碳化硅质多孔体优选具有由金属硅结合碳化硅粒子而成的结构。此外,优选由氧化物相覆盖金属硅。如果这样,易于进一步提高耐热冲击性、电阻发热特性。需说明的是,在由氧化物相覆盖金属硅的情形下,氧化物相的膜厚的下限值优选为01M。此外,氧。
21、化物相的膜厚的上限值优选为10M。0042对于本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的制造方法,以下列举碳化硅质多孔体为蜂窝结构体的情形为例进行说明。0043首先,将碳化硅粉末、金属硅粉末与氧化物相原料粉末混合,根据需要添加粘合剂、表面活性剂、造孔材料、水等,制作成型原料。相对于碳化硅粉末的质量和金属硅粉末的质量的合计,金属硅粉末的质量的下限值优选为约40质量。相对于碳化硅粉末的质量和金属硅粉末的质量的合计,金属硅粉末的质量的上限值优选为约40质量。碳化硅粉末的平均粒径的下限值优选为5M,更优选为20M。碳化硅粉末的平均粒径的上限值优选为100M,更优选为40M。金属硅粉末的平均粒径的下限值优选为0。
22、1M,更优选为1M。金属硅粉末的平均粒径的上限值优选为20M,更优选为10M。氧化物相原料粉末的平均粒径的下限值优选为01M,更优选为1M。氧化物相原料粉末的平均粒径的上限值优选为50M,更优选为10M。它们的平均粒径是由激光衍射法测定的值。需说明的是,作为氧化物相原料粉末,可以使用具有母相的组成的原料和与之不反应的具有分散相的组成的原料,也可以使用烧成时发生反应而生成母相和分散相的原料。后者的情况下,例如只要以达到规定的组成的比率使用碱土金属源、AL源和SI源即可。作为碱土金属源、AL源、SI源,可以使用例如氧化物、氢氧化物、碳酸盐等。具体而言,可以使用滑石3MGO4SIO2H2O、高岭土2。
23、SIO2AL2O32H2O、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、碳酸钙、碳酸锶等。需说明的是,原料的配合比率可以基于碱土金属氧化物例如MGO与AL2O3与SIO2的三元系相图求出能够得到作为目标的母相和分散相的碱土金属氧化物例如MGO和AL2O3和SIO2的比率,基于该比率来确定。0044作为粘合剂,可以列举甲基纤维素、羟基丙氧基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等有机粘合剂。其中,优选并用甲基纤维素和羟基丙氧基纤维素。粘合剂的含量优选相对于成型原料全体为210质量。0045作为表面活性剂,可以使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。表面活性剂含。
24、量优选相对于成型原料全体为2质量以下。0046作为造孔材料,只要是烧成后成为气孔就没有特别的限定,可以列举例如石墨、淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、硅胶等。造孔材料的含量优选相对于成型原料全体为10质量以下。造孔材料的平均粒径的下限值优选为10M。此外,造孔材料的平均粒径的上限值优选为30M。如果小于10M,则不能充分形成气孔。如果大于30M,则在成型时会堵塞金说明书CN104185615A6/11页8属模具。造孔材料的平均粒径是由激光衍射法测定的值。此外,在使用吸水性树脂时,优选的平均粒径是吸水后的值。0047水的含量可以适当调整以达到易于成型的坯土硬度,但优选相对于成型原料全体为2060质量。。
25、0048接着,对成型原料进行混炼以形成坯土。作为对成型原料进行混炼以形成坯土的方法没有特别限定,可以列举例如使用捏合机、真空练泥机等的方法。0049接着,对坯土进行挤出成型以形成蜂窝成型体。挤出成型中,优选使用具有所希望的整体形状、孔格形状、隔壁厚度、孔格密度等的金属模具。作为金属模具的材质,优选为难以磨耗的超硬合金。蜂窝成型体是具有区划形成作为流体的流路的多个孔格的多孔质隔壁和位于最外周的外周壁的结构。蜂窝成型体的隔壁厚度、孔格密度、外周壁的厚度等,可以考虑干燥、烧成中的收缩,结合所要制作的蜂窝结构体的结构来适当确定。对于如此得到的蜂窝成型体,优选在烧成前进行干燥。干燥的方法没有特别限定,可。
26、以列举例如微波加热干燥、高频感应加热干燥等电磁波加热方式和热风干燥、过热水蒸气干燥等外部加热方式。作为干燥方法,从能够对成型体整体迅速且均匀地、不产生裂纹地进行干燥的方面考虑,优选利用电磁波加热方式使一定量的水分干燥后,通过外部加热方式使剩余的水分干燥。具体而言,作为干燥条件,优选在利用电磁波加热方式除去相对于干燥前的水分量为3099质量的水分后,利用外部加热方式干燥至3质量以下的水分。作为电磁波加热方式,优选为感应加热干燥,作为外部加热方式,优选为热风干燥。0050接着,在蜂窝成型体的中心轴方向长度并非是所希望的长度的情况下,优选切断两端面两端部来达到所希望的长度。切断方法没有特别限定,可以。
27、列举使用圆锯切断机等的方法。0051接着,烧成蜂窝成型体来制作蜂窝结构体。烧成之前,为了除去粘合剂等,优选进行预烧。预烧优选在大气气氛中进行。预烧温度的下限值优选为200。此外,预烧温度的上限值优选为600。此外,预烧时间的下限值优选为05小时。预烧时间的上限值优选为20小时。烧成优选在氮气、氩气等非氧化气氛下氧分压为104ATM以下进行。烧成温度的下限值优选为1300。烧成温度的上限值优选为1600。此外,烧成优选在常压下进行。此外,烧成时间的下限值优选为1小时。此外,烧成时间的上限值优选为20小时。此外,烧成后,为了提高耐久性,优选进行氧化处理。氧化处理优选在大气中还可以含有水蒸汽进行。此。
28、外,氧化处理的温度的下限值优选为1100。此外,氧化处理的温度的上限值优选为1400。此外,氧化处理时间的下限值优选为1小时。此外,氧化处理时间的上限值优选为20小时。需说明的是,预烧及烧成可以使用例如电炉、煤气炉等来进行。0052由本发明的第1发明的碳化硅质多孔体构成的蜂窝结构体,例如通过担载贵金属催化剂而作为DPF、催化转换器触媒使用。即,本发明的蜂窝结构体的一种利用方式是催化剂载体。此外,催化转换器中的电加热方式的催化转换器,要求较高的耐热冲击性,因此,特别优选使用利用了本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的电加热式催化剂载体。0053需说明的是,本发明并不受上述实施方式的任何限定,只要属于。
29、本发明的技术范围,能够以各种方式来实施,这是不言自明的。0054实施例说明书CN104185615A7/11页90055以下,显示具体制作由本发明的碳化硅质多孔体构成的蜂窝结构体的例子。0056实施例10057按照表2所示的质量比例混合碳化硅粉末、金属硅粉末、滑石3MGO4SIO2H2O、氢氧化铝、二氧化硅。这里,滑石、氢氧化铝、二氧化硅是形成氧化物相的材料。需说明的是,根据后述的X线衍射测定,可以确定到在实施例1中母相为堇青石,分散相为莫来石。向其中添加作为粘合剂的羟基丙基甲基纤维素、作为造孔材料的吸水性树脂,同时添加水,形成成型原料,将成型原料混炼、练泥,制作圆柱状的坯土。粘合剂的含量相对。
30、于碳化硅SIC粉末和金属硅金属SI粉末的合计为7质量,造孔材料的含量相对于碳化硅粉末和金属硅粉末的合计为2质量,水的含量相对于碳化硅粉末和金属硅粉末的合计为35质量。碳化硅粉末的平均粒径为30M,金属硅粉末的平均粒径为6M。此外,造孔材料的平均粒径为20M。需说明的是,碳化硅、金属硅及造孔材料的平均粒径是由激光衍射法测定的值。0058使用挤出成型机将得到的圆柱状坯土成型为蜂窝形状,得到蜂窝成型体。对所得的蜂窝成型体进行感应加热干燥后,使用热风干燥机在120干燥2小时,得到蜂窝干燥体。0059对于所得到的蜂窝干燥体,在大气气氛中在550脱脂3小时,之后,在AR非活性气氛中在约1450烧成2小时,。
31、进而在1200进行4小时的氧化处理,得到蜂窝结构的碳化硅质多孔体蜂窝结构体。0060此时的蜂窝结构体的隔壁厚度为90M,孔格密度为90孔格/CM2。此外,蜂窝结构体的底面是直径93MM的圆形,蜂窝结构体的孔格延伸方向上的长度为100MM。将该蜂窝结构体的断面的细微结构的照片示于图1。此外,为了比较,将没有分散相的比较例4的蜂窝结构体的断面细微结构的照片示于图2。就金属SI、SIC、堇青石、莫来石的鉴定而言,在利用粉末XRD进行构成相的鉴定的同时,基于利用EPMA进行的定性、定量分析及元素分布的结果来进行。由此,确认了实施例1的蜂窝结构体含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相,氧化物相具有母相堇青石和。
32、在母相中分散的分散相莫来石。0061所得到的蜂窝结构的碳化硅质多孔体的开孔率为36,平均细孔径为12M,强度为41MPA,杨氏模量为22GPA,热传导率为46W/MK,平均线热膨胀系数为43106K1。此外,在评价耐热冲击性的电炉剥落试验中,评价为“”,显示出高耐热冲击性。将这些结果汇集于表3。需说明的是,该表3中也显示了后述的实施例211及比较例15的结果。0062需说明的是,各参数的值是如下所示求出的值。0063组成0064蜂窝结构体的碳化硅质多孔体的组成利用粉末X线衍射的内部标准法测定。需说明的是,原料的组成比与碳化硅质多孔体的组成比之间的偏差为1左右。0065开孔率0066根据通过水银。
33、压入法基于JISR1655得到的全细孔容积CM3/G和通过气相置换法并利用干式自动密度测定仪得到的表观密度G/CM3,由下述式算出。0067开孔率全细孔容积/1/表观密度全细孔容积1000068平均气孔径0069利用水银压入法基于JISR1655测定。说明书CN104185615A8/11页100070强度0071将蜂窝结构体加工成以孔格贯通的方向为长度方向的试验片纵5孔格横10孔格长度40MM,通过基于JISR1601的弯曲试验算出弯曲强度。之后,使用另外测定的上述蜂窝结构体的开口率,由下述式算出。0072强度蜂窝结构体的弯曲强度/1开口率/1000073杨氏模量0074将蜂窝结构体加工成以。
34、孔格贯通的方向为长度方向的试验片纵5孔格横10孔格长度70MM,利用将悬跨设为50MM的共振法测定杨氏模量。0075热传导率0076算出比热、热扩散系数与体积密度的乘积。需说明的是,比热由DSC法、热扩散系数由光交流法来测定。此外,体积密度由下述式来算出。0077体积密度1/1/表观密度全细孔容积0078平均线热膨胀系数0079基于JISR1618,测定室温800的平均线热膨胀系数。0080电炉剥落试验急速冷却试验0081将蜂窝结构体在电炉内在规定温度加热2小时,在达到均匀温度后,取出到室温,目测观察有无裂纹的产生。此时,将规定温度为700时没有产生裂纹者设为“”、规定温度为700时产生裂纹者。
35、设为“”、在该温度以下的温度产生裂纹者设为“”。产生裂纹的温度越高,则表明耐热冲击性越高。0082实施例2100083除了原料组成为表2所示之外,按照实施例1来制造实施例210的碳化硅质多孔体。0084实施例110085除了使用碳酸钙替代滑石、原料组成为表2所示之外,按照实施例1来制造实施例11的碳化硅质多孔体。0086比较例1、20087除了使用碳酸锶替代滑石、原料组成为表2所示之外,按照实施例1来制造比较例1、2的碳化硅质多孔体。0088比较例3、40089除了原料组成为表2所示之外,按照实施例1来制造比较例3、4的碳化硅质多孔体。0090比较例50091除了与滑石一起使用碳酸锶、原料组成。
36、为表2所示之外,按照实施例1来制造比较例5的碳化硅质多孔体。0092由表3可知,电炉剥落试验的评价中,相对于实施例111中为“”,比较例35中为“”、比较例1、2中为“”。由此可知,与比较例15的碳化硅质多孔体相比,实施例111的碳化硅质多孔体的耐热冲击性优秀。0093对于这样的试验结果,进行如下的考察。实施例111中,具有母相和分散相,满足分散相与母相相比热膨胀系数大的条件,而比较例14中,没有分散相,比较例5中虽说明书CN104185615A109/11页11然具有分散相,但母相与分散相相比热膨胀系数大,因此,可以认为实施例111中得到良好的试验结果,而比较例15中没有取得良好的结果。此外。
37、,实施例111中,平均线热膨胀系数46106/K以下、热传导率30W/MK以上、强度/杨氏模量比160以上全部满足,而比较例15中,平均线热膨胀系数、热传导率、强度/杨氏模量比中的至少一个没有满足。这也被认为是实施例111中取得良好的试验结果而比较例15中没有取得良好的结果的主要原因。0094需说明的是,在母相为堇青石、分散相为莫来石的实施例15中,有平均线热膨胀系数低、热传导率高、强度/杨氏模量比高的倾向,因而可知优选这样的组合。此外,在母相为堇青石、分散相的种类不同的实施例610中,也取得良好的试验结果,由此可以推断,分散相的种类即使不是这里所显示的材料,只要与母相相比热膨胀率高,就可取得。
38、同样的效果。此外,在母相不是堇青石而是钙长石的实施例11中,也取得良好的试验结果,由此可以推断,母相的种类即使不是这里所示的材料,也能取得同样的效果。0095表200960097表30098说明书CN104185615A1110/11页120099产业上的利用可能性0100本发明的碳化硅质多孔体可以用作催化剂载体、DPF材料。例如,由本发明的碳说明书CN104185615A1211/11页13化硅质多孔体构成的窝结构体可以通过担载例如贵金属催化剂从而作为催化转换器使用。即,蜂窝结构体的一种利用方式是催化剂载体。特别是,用于催化转换器中的电加热方式的催化转换器的催化剂载体由于要求较高的耐热冲击性,因此特别优选使用本发明的碳化硅质多孔体。说明书CN104185615A131/1页14图1图2说明书附图CN104185615A14。
- 内容关键字: 碳化硅 多孔 蜂窝 结构 加热 催化剂 载体
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