蜂窝结构体制造技术

技术编号:20288493 阅读:41 留言:0更新日期:2019-02-10 19:40
蜂窝结构体具备筒状的周壁(11)、以及将周壁(11)的内部划分成沿周壁(11)的轴向延伸的多个孔道(S)的截面为蜂窝形状的划分壁(12)。划分壁(12)由骨架部分和填充部分构成,该骨架部分是将多个陶瓷粒子配置成与划分壁(12)的形状相当的形状而成的,该填充部分由填充在骨架部分中的陶瓷粒子间的间隙中的金属硅形成,骨架部分通过填充部分被保持为与划分壁(12)相当的形状。

Honeycomb structure

The honeycomb structure has a cylindrical perimeter (11) and a honeycomb-shaped partition wall (12) which divides the interior of the perimeter (11) into a plurality of channels (S) extending along the axis of the perimeter (11). The partitioning wall (12) is composed of a skeleton part and a filling part, which is composed of a plurality of ceramic particles arranged in a shape similar to that of the partitioning wall (12). The filling part is formed by metal silicon filled in the gap between ceramic particles in the skeleton part, and the skeleton part is maintained in the same shape as the partitioning wall (12) through the filling part.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝结构体
本专利技术涉及在周壁的内部具备截面为蜂窝形状的划分壁的蜂窝结构体。
技术介绍
专利文献1中公开了一种高温用热交换器,其具备在贯通地流过内侧的流体与存在于外侧的流体之间进行热量交换的多孔质碳化硅烧结体制造的元件。该热交换器的元件为具有在长度方向上延伸的多个孔道的蜂窝结构体。另外,该蜂窝结构体在多孔质碳化硅烧结体的表面浸渗有硅。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平06-345555号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在蜂窝结构体中,截面为蜂窝形状的划分壁会由于在孔道中通过的流体的温度而产生变形。特别是根据使用形态的不同,该蜂窝结构体内的温度差会增大,从而使变形也随之增大。因此,作为蜂窝结构体,要求有针对变形的耐性。解决课题的手段用于解决上述课题的蜂窝结构体是具备筒状的周壁、以及将上述周壁的内部划分成在上述周壁的轴向延伸的多个孔道的截面为蜂窝形状的划分壁的蜂窝结构体,其要点在于,上述划分壁由骨架部分和填充部分构成,该骨架部分是将多个陶瓷粒子配置成相当于上述划分壁的形状而成的,该填充部分由填充在上述骨架部分中的陶瓷粒子间的间隙中的金属硅形成;上述骨架部分通过上述填充部分被保持为与上述划分壁相当的形状。关于上述蜂窝结构体,优选上述陶瓷粒子是未烧结的。例如,在上述专利文献1所公开的蜂窝结构体的情况下,为陶瓷粒子相互通过烧结而结合的构成。与之相对,在上述构成中,骨架部分中的陶瓷粒子利用所填充的填充部件保持形状,陶瓷粒子相互间的结合受到抑制。由于在骨架部分采用这样的结构,因而能够提高针对变形的耐性。即能够提高杨氏模量。在上述蜂窝结构体中,上述陶瓷粒子与上述金属硅的体积比优选为60:40~40:60。陶瓷粒子的比例为60体积%以下的情况下,金属硅容易进入到陶瓷粒子间的间隙,因而针对变形的耐性容易提高;上述比例为40体积%以上的情况下,即使在未烧结时也容易充分确保划分壁的强度。在上述蜂窝结构体中,上述陶瓷粒子优选为碳化硅粒子。这种情况下,由于碳化硅的热传导率高,因此能够抑制在蜂窝结构体中产生温度差。并且作为热交换器是有用的。专利技术的效果根据本专利技术的蜂窝结构体,能够提高针对变形的耐性。附图说明图1是蜂窝结构体的立体图。图2是图1的2-2线端面图。图3是图1的3-3线端面图。图4是非烧结的蜂窝结构体的显微镜照片。图5是非烧结的蜂窝结构体的显微镜照片。图6是烧结蜂窝结构体的显微镜照片。图7的(a)、(b)是骨架部分的放大示意图。图8是成型工序的说明图。图9是加工工序(第1加工)的说明图。图10是加工工序(第2加工)的说明图。图11是加工工序(第3加工)的说明图。图12是脱脂工序的说明图。图13是浸渗工序的说明图。具体实施方式对蜂窝结构体的一个实施方式进行说明。如图1所示,蜂窝结构体10具备筒状的周壁11、以及将周壁11的内部划分成在周壁11的轴向延伸的多个孔道的截面为蜂窝形状的划分壁12。在周壁11的两端部分别设有朝径向外方向突出的环状的肋13。如图1~3所示,通过划分壁12划分出的孔道S由下述两种孔道构成:两端部均开放的第1孔道S1;以及两端部均封闭的第2孔道S2。如图1所示,在第1方向(图1的上下方向)上排列的各孔道S全部为相同种类的孔道。另外,在与第1方向正交的第2方向(图1的纸面前后方向)上相邻的各孔道S为相互不同种类的孔道。如图1和图3所示,在蜂窝结构体10中,在由沿第1方向排列的第2孔道S2构成的部分(由第2孔道S2构成的孔道列)分别设有第1连通部14a和第2连通部14b,它们按照在第1方向延伸的方式形成,将在第1方向上相邻的第2孔道S2彼此连通。第1连通部14a设于蜂窝结构体10的第1端部侧。第1连通部14a中的第1方向的一侧(图3的上侧)的端部(即基端)开口于周壁11,并且其另一侧(图3的下侧)的端部(即末端)到达至位于第1方向上的最靠另一侧的第2孔道S2。第2连通部14b设于蜂窝结构体10的第2端部侧。第2连通部14b中的第1方向的另一侧(图3的下侧)的端部(即基端)开口于周壁11,并且其一侧(图3的上侧)的端部(即末端)到达至位于第1方向上的最靠一侧的第2孔道S2。因此,在蜂窝结构体10的内部形成有第1流路和第2流路,该第1流路由第1孔道S1构成,并以蜂窝结构体10的轴向两端部作为流入口或流出口,该第2流路由第2孔道S2构成,并以形成于蜂窝结构体10的周壁11上的第1连通部14a和第2连通部14b的各开口作为流入口或流出口。图4中示出了蜂窝结构体10的横截面的显微镜照片。蜂窝结构体10由骨架部分和填充部分构成,该骨架部分是将多个陶瓷粒子配置成划分壁的形状而成的,该填充部分由填充在陶瓷粒子间的间隙中的金属硅形成。对构成蜂窝结构体10的骨架部分的材料没有特别限定,可以使用用于公知的蜂窝结构体10的材料,例如可以举出碳化硅、碳化钽、碳化钨等碳化物、氮化铝、氮化硅、氮化硼等氮化物。这些之中,优选使用碳化硅。对陶瓷粒子的平均粒径没有特别限定,优选为10~50μm的范围。陶瓷粒子的平均粒径可以通过利用电子显微镜对蜂窝结构体10的横截面进行观察来测定。需要说明的是,图6所示的显微镜照片示出了作为比较的蜂窝结构体(下文中也称为“烧结蜂窝结构体”)的横截面的显微镜照片,该作为比较的蜂窝结构体是通过在脱脂工序后进行烧制并对所得到的烧制体进行浸渗工序而得到的蜂窝结构体(下文中也称为“烧结蜂窝结构体”)。在烧结蜂窝结构体中,通过烧结形成陶瓷粒子相互结合而成的结合部(颈部,ネック)。陶瓷粒子以相互藉由颈部结合起来的状态构成骨架部分,成为在该骨架部分的间隙填充有填充部件的构成。图7(a)和图7(b)为将陶瓷粒子配置成与划分壁12相当的形状而成的骨架部分的一部分的放大示意图。在表示蜂窝结构体10、即未烧结的蜂窝结构体中的骨架部分的图7(a)中,尽管陶瓷粒子相互接触配置来构成骨架部分,但这些陶瓷粒子相互间不具有因烧制所致的颈部。另一方面,在示出烧结蜂窝结构体中的骨架部分的图7(b)中,陶瓷粒子相互藉由颈部结合而构成骨架部分。该颈部是通过烧制蜂窝结构体、陶瓷粒子被烧结而形成的部位。图7(a)的骨架部分通过填充部分保持为划分壁12的形状。换言之,构成骨架部分的陶瓷粒子大部分不具有通过烧结而结合成的颈部,以各粒子接触的状态进行配置,该接触配置的状态是由填充部分保持的。因此通过在陶瓷粒子间的间隙填充有金属硅而保持了划分壁12的形状。构成骨架部分的多个陶瓷粒子相互间是否具有颈部例如可以通过在对蜂窝结构体进行氢氟酸处理使金属硅溶解时骨架部分的形状是否得到了保持来进行确认。如图7(a)所示,在构成骨架部分的陶瓷粒子相互间不具有颈部的情况下,由于各陶瓷粒子以接触的状态进行配置,因而在氢氟酸处理后未能保持骨架部分的形状。与之相对,如图7(b)所示,在构成骨架部分的陶瓷粒子相互间具有通过烧结而结合成的颈部的情况下,在氢氟酸处理后可保持骨架部分的形状。在构成骨架部分的陶瓷粒子中,氢氟酸处理后的陶瓷粒子相互间的结合部(颈部)的个数相对于氢氟酸处理前的陶瓷粒子相互间的接点的个数的比例(下文中也称为“结合部比率”)优选为20%以下。通过使结合部比率为20%以下,适于提高针对变形的耐性。陶瓷粒子相互的接点与结合部的个数可以通过利用电子显微镜对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝结构体,其具备筒状的周壁、以及将所述周壁的内部划分成在所述周壁的轴向延伸的多个孔道的划分壁,该划分壁的截面为蜂窝形状,该蜂窝结构体的特征在于,所述划分壁由骨架部分和填充部分构成,该骨架部分是将多个陶瓷粒子配置成与所述划分壁相当的形状而成的,该填充部分由填充在所述骨架部分中的陶瓷粒子间的间隙中的金属硅形成,所述骨架部分通过所述填充部分被保持为与所述划分壁相当的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 JP 2016-1127401.一种蜂窝结构体,其具备筒状的周壁、以及将所述周壁的内部划分成在所述周壁的轴向延伸的多个孔道的划分壁,该划分壁的截面为蜂窝形状,该蜂窝结构体的特征在于,所述划分壁由骨架部分和填充部分构成,该骨架部分是将多个陶瓷粒子配置成与所述划分壁相当的形状而成的,该填充部分由填充在...

【专利技术属性】
技术研发人员:古贺祥启
申请(专利权)人:揖斐电株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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