蜂窝结构体的制造方法技术

技术编号:20288497 阅读:44 留言:0更新日期:2019-02-10 19:40
蜂窝结构体的制造方法具有下述工序:成型工序,将含有陶瓷粒子、有机粘结剂以及分散介质的混合物成型,得到成型体;脱脂工序,除去成型体中含有的有机粘结剂,得到脱脂体;以及浸渗工序,使金属硅浸渗到脱脂体的周壁和划分壁的内部。浸渗工序在惰性气体气氛下或真空下在1400~1900℃的温度进行。

Manufacturing method of honeycomb structure

The manufacturing method of honeycomb structure has the following processes: forming process, forming the mixture containing ceramic particles, organic binders and dispersing media to obtain the moulding body; degreasing process, removing the organic binders contained in the moulding body to obtain the degreasing body; and infiltration process, so that metal silicon infiltrates into the periphery of the degreasing body and the interior of the partition wall. The infiltration process is carried out in inert gas atmosphere or vacuum at the temperature of 1400-1900 C.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝结构体的制造方法
本专利技术涉及蜂窝结构体的制造方法。
技术介绍
在专利文献1中,作为被用作蓄热体等的热交换器的蜂窝结构体,公开了浸渗有金属硅的碳化硅质的蜂窝结构体。在专利文献1中,上述蜂窝结构体如下进行制造。首先,将含有碳化硅粉末、碳粉末、有机粘结剂以及水或有机溶剂的成型用原料混炼,制成能够挤出的坯土,之后挤出成型为蜂窝形状。然后,使所得到的成型体充分干燥后,在金属硅气氛下置于减压的惰性气体气氛或真空中,使金属硅浸渗到内部并同时对成型体进行烧制。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平8-94268号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1所公开的上述制造方法的情况下,在烧制时,需要将蜂窝结构体暴露在2000℃左右(该温度是使构成成型体的碳化硅粉末烧结的充分温度)的高温环境下,但从设备、能量等方面出发,准备上述高温环境成为制造成本增加的主要原因。本专利技术是鉴于这样的实情而进行的,其目的在于提供一种能够抑制制造成本的蜂窝结构体的制造方法。用于解决课题的手段用于实现上述目的的蜂窝结构体的制造方法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的制造方法,其特征在于,该制造方法具有下述工序:成型工序,将含有陶瓷粒子、有机粘结剂以及分散介质的混合物成型,得到成型体;脱脂工序,除去上述成型体中含有的上述有机粘结剂,得到脱脂体;以及浸渗工序,使金属硅浸渗到上述脱脂体的上述周壁和上述划分壁的内部;上述浸渗工序在惰性气体气氛下或真空下在1400~1900℃进行。根据上述构成,在浸渗工序中,不必准备用于使陶瓷粒子烧结的2000℃以上的高温环境,从设备、能量等方面出发能够抑制制造成本。此外,通过使浸渗工序中的加热温度为1900℃以下的温度,可抑制脱脂体的热膨胀,不容易产生因热膨胀所致的破损。因此成为在制造时不容易产生因热冲击所致的破损的制造方法。另外,通过上述构成的制造方法得到的蜂窝结构体为未烧结的蜂窝结构体,其中作为其构成成分的陶瓷粒子几乎不会被烧结而各自独立地存在。该未烧结的蜂窝结构体具有杨氏模量高、不容易变形的性质,作为热交换器是有用的。在上述蜂窝结构体的制造方法中,上述陶瓷粒子优选为含有碳化硅的粒子。碳化硅的热传导率高,因而作为热交换器是有用的。此外,由于碳化硅与金属硅的热膨胀系数相近,因而能够制造出不容易产生因热应力所引起的破损的蜂窝结构体。在上述蜂窝结构体的制造方法中,优选在上述浸渗工序中使用与上述脱脂体的气孔容积的1.00~1.05倍的体积相当的量的金属硅。根据上述构成,能够使蜂窝结构体的各壁的气孔率接近0%。另外,通过为1.05倍以下,能够抑制蜂窝结构体的孔道被所浸渗的金属硅堵塞、并且能够抑制制造成本。在上述蜂窝结构体的制造方法中,优选在上述浸渗工序中使用纯度小于98%的金属硅。由于低纯度的金属硅的熔点低,因而通过使用低纯度的金属硅,能够将浸渗工序所需要的加热温度抑制得较低。由此,能够抑制制造成本。在上述蜂窝结构体的制造方法中,优选在上述浸渗工序中在使金属硅块与上述脱脂体接触的状态下进行加热。根据上述构成,由于不必准备专利文献1那样的金属硅气氛的环境,因而能够抑制制造成本。在上述蜂窝结构体的制造方法中,上述成型工序为通过挤出成型得到上述成型体的工序;在上述浸渗工序中,按照挤出成型时的挤出方向为上下方向的方式来设置上述脱脂体,并且以在上述脱脂体之上载置有金属硅块的状态进行加热。根据上述构成,能够通过利用熔融的金属硅顺着脱脂体的各壁流向下方侧的作用而使金属硅有效地浸渗。另外,通过使上述挤出方向为上下方向来设置脱脂体,能够容易地相对于在浸渗工序时作用于脱脂体的负荷(脱脂体的自重、金属硅块的重量)维持脱脂体的形状。在上述蜂窝结构体的制造方法中优选具有下述的加工工序:通过使被加热至上述有机粘结剂烧失的温度的加工具与上述成型体接触而除去上述成型体的一部分;在上述加工工序之后进行上述脱脂工序。在上述蜂窝结构体的制造方法中,优选上述蜂窝结构体具备连通部,该连通部将一部分上述孔道彼此连通、并且该连通部的一端开口于上述周壁;上述加工工序为形成上述连通部的工序。根据上述各构成,由于与加工具接触的部分的有机粘结剂烧失,因而在加工具接触时的阻力小,在加工具所接触的部分的周边部分不容易发生变形或破坏。另外可减少所产生的加工屑的量。专利技术的效果根据本专利技术的蜂窝结构体的制造方法,能够抑制制造成本。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是成型工序的说明图。图5是加工工序(第1加工)的说明图。图6是加工工序(第2加工)的说明图。图7是加工工序(第3加工)的说明图。图8是脱脂工序的说明图。图9是浸渗工序的说明图。图10是加工工序(第2加工)的说明图。图11的(a)、(b)是浸渗工序的说明图。图12是未烧结的蜂窝结构体的显微镜照片。图13是烧结蜂窝结构体的显微镜照片。具体实施方式以下对本专利技术的一个实施方式进行说明。首先对用于热交换器的蜂窝结构体的一例进行说明。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。上述构成的蜂窝结构体10能够通过划分壁12在以直线状流经第1流路的流体和以S字状流经第2流路的流体之间进行热交换。下面基于图4~11对上述蜂窝结构体10的制造方法进行说明。蜂窝结构体10通过依次经历以下记载的成型工序、加工工序、脱脂工序、浸渗工序来制造。(成型工序)作为蜂窝结构体10的成型中使用的原料,制备含有陶瓷粒子、有机粘结剂和分散介质的粘土状的混合物。作为上述陶瓷粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝结构体的制造方法,该蜂窝结构体具备筒状的周壁、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,其特征在于,该制造方法具有下述工序:成型工序,将含有陶瓷粒子、有机粘结剂以及分散介质的混合物成型,得到成型体,脱脂工序,除去所述成型体中含有的所述有机粘结剂,得到脱脂体,以及浸渗工序,使金属硅浸渗到所述脱脂体的所述周壁和所述划分壁的内部,所述浸渗工序在惰性气体气氛下或真空下在1400℃~1900℃进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 JP 2016-1127411.一种蜂窝结构体的制造方法,该蜂窝结构体具备筒状的周壁、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,其特征在于,该制造方法具有下述工序:成型工序,将含有陶瓷粒子、有机粘结剂以及分散介质的混合物成型,得到成型体,脱脂工序,除去所述成型体中含有的所述有机粘结剂,得到脱脂体,以及浸渗工序,使金属硅浸渗到所述脱脂体的所述周壁和所述划分壁的内部,所述浸渗工序在惰性气体气氛下或真空下在1400℃~1900℃进行。2.如权利要求1所述的蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,所述陶瓷粒子为含有碳化硅的粒子。3.如权利要求1或权利要求2所述的蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,在所述浸渗工序中,使用与所述脱脂体的气孔容积的1.00~1.05倍的体积相当的量的金属硅。4.如权利要求1~3中任一项所述的蜂窝结构体...

【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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