电阻体、蜂窝结构体及电加热式催化剂装置制造方法及图纸

技术编号:23319971 阅读:39 留言:0更新日期:2020-02-11 19:34
电阻体(1)具有由硼硅酸盐构成的基体(10),所述硼硅酸盐包含选自由Na、Mg、K、Ca、Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr及Ra构成的组中的至少1种碱系原子。电阻体(1)具有导电性填料(11)较佳。蜂窝结构体(2)包含电阻体(1)而构成。电加热式催化剂装置(3)具有蜂窝结构体(2)。电阻体(1)在25℃~500℃的温度范围内,电阻率在0.0001~1Ω·m、电阻上升率在0.01×10

Resistance body, honeycomb structure and electric heating catalyst device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电阻体、蜂窝结构体及电加热式催化剂装置关联申请的相互参照本申请基于2017年6月30日申请的日本申请号2017-129229号及2017年12月19日申请的日本申请号2017-243080号,将其记载内容援引于此。
本公开涉及电阻体、蜂窝结构体及电加热式催化剂装置。
技术介绍
以往,在各种领域,在通电加热中使用了电阻体。例如,在车辆领域,由SiC等电阻体构成担载催化剂的蜂窝结构体、通过通电加热使蜂窝结构体发热的电加热式催化剂装置是众所周知的。需要说明的是,在现有的专利文献1中,记载了一种导电性陶瓷,其是在包含金属Si粉末20~35wt%、石英粉末5~15wt%、硼硅酸玻璃20~30wt%、粘土粉末30~40wt%的混合粉末中添加水进行混炼、成形后,在大气中在1200~1300℃的温度下进行热处理而成的。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-131302号公报
技术实现思路
为了通过通电加热而使电阻体高效地发热,相对于电阻体的电阻率有电流电压的最佳值。然而,如以SiC为代表的那样,就许多电阻体而言,电阻率的温度依赖性大,电流电压的最佳值根据电阻体的温度而发生变化。因此,变得需要电阻率的温度依赖性小的电阻体。若电阻体的电阻率根据温度而发生较大变化,则例如在恒电压控制的电路中,流过电阻体的电流的变动幅度变大。因此,为了避免该情况而电路变得复杂,电路的成本增加。就如SiC那样电阻率的温度变化大、并且显示随着温度变高而电阻率减少的NTC特性的电阻体而言,在通电加热时电流集中于电极间距离短的部分等中流过而局部发热。因此,显示NTC特性的电阻体容易产生温度分布。若在电阻体中产生温度分布,则在电阻体的内部产生热膨胀差,电阻体变得容易开裂。需要说明的是,随着温度变高而电阻率增加的特性被称为PTC特性。本公开的目的是提供电阻率的温度依赖性小、并且电阻率显示PTC特性或几乎没有电阻率的温度依赖性的电阻体、使用了该电阻体的蜂窝结构体、使用了该蜂窝结构体的电加热式催化剂装置。本公开的一方案在于一种电阻体,其具有由硼硅酸盐构成的基体,所述硼硅酸盐包含选自由Na、Mg、K、Ca、Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr及Ra构成的组中的至少1种碱系原子。本公开的另一方案在于一种蜂窝结构体,其包含上述电阻体而构成。本公开的又一方案在于一种电加热式催化剂装置,其具有上述蜂窝结构体。专利技术效果上述电阻体具有由包含选自由Na、Mg、K、Ca、Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr及Ra构成的组中的至少1种碱系原子的硼硅酸盐构成的基体。根据上述电阻体,在通电加热时支配电阻的区域成为作为母材的上述基体。上述基体与SiC相比,电阻率的温度依赖性小,并且电阻率显示PTC特性。因此,在上述电阻体中可包含的与上述基体不同的其他物质的电阻率显示PTC特性的情况下,上述电阻体的电阻率的温度依赖性小、并且能够显示PTC特性。另一方面,在上述其他物质的电阻率显示NTC特性的情况下,通过显示PTC特性的基体的电阻率与显示NTC特性的上述其他物质的电阻率的相加,能够按照温度依赖性小、并且显示PTC特性或几乎没有温度依赖性的方式设计上述电阻体的电阻率。因此,根据上述电阻体,通过采用上述基体,可得到电阻率的温度依赖性小、并且电阻率显示PTC特性或几乎没有电阻率的温度依赖性的电阻体。另外,上述电阻体由于如上所述可以按照电阻率不成为NTC特性的方式构成,所以能够避免通电加热时的电流集中。因此,上述电阻体不易在内部产生温度分布,不易产生因热膨胀差引起的开裂。需要说明的是,SiC通过以小电流进行通电加热,也能够不因热膨胀率差而产生开裂,但为了充分加热需要时间。进而,上述电阻体通过采用上述基体,能够谋求基体的低电阻化。因此,上述电阻体在含有上述其他物质的情况下,例如,通过选择电阻率低的物质作为上述其他物质、并且使其含量增加,容易使上述电阻体的电阻率下降。因此,上述电阻体与本体整体由上述基体构成的电阻体或SiC等相比,具有低电阻、并且能够减小电阻率的温度依赖性的优点。上述蜂窝结构体包含上述电阻体而构成。因此,上述蜂窝结构体在通电加热时,不易在结构体内部产生温度分布,不易产生因热膨胀差引起的开裂。另外,上述蜂窝结构体由于使用上述电阻体,所以在通电加热时,能够在更低温度下在早期发热。上述电加热式催化剂装置具有上述蜂窝结构体。因此,上述电加热式催化剂装置在通电加热时蜂窝结构体不易开裂,能够使可靠性提高。另外,上述电加热式催化剂装置由于使用上述蜂窝结构体,所以在通电加热时,能够在更低温度下在早期使上述蜂窝结构体发热,对催化剂的早期活化是有利的。需要说明的是,权利要求书中记载的括弧内的符号表示与后述的实施方式中记载的具体机构的对应关系,并不限定本公开的技术范围。附图说明关于本公开的上述目的及其他目的、特征、优点通过参照所附的附图以及下述的详细的记述,变得更明确。其附图为:图1是示意性表示实施方式1的电阻体的微结构的说明图,图2是示意性表示实施方式2的电阻体的微结构的说明图,图3是示意性表示实施方式3的蜂窝结构体的说明图,图4是示意性表示实施方式4的电加热式催化剂装置的说明图,图5是表示实验例1中的试样1及试样2的温度与电阻率的关系的图表,图6是表示实验例1中的试样2和试样1C的温度与电阻率的关系的图表,图7是表示实验例2中的碳酸钠的添加比例与试样的电阻率的关系的图表,图8是实验例3中的(a)试样2的铝的原子映射(mapping)图像和(b)发射部周边的光学显微镜图像,图9是实验例4中的试样2的发射部周边的铝的原子映射图像,图10是实验例5中的试样2的利用SEM-EDX得到的组成分析结果,图11是表示实验例6中的试样6及试样7的温度与电阻率的关系的图表,图12是实验例6中的试样6的材料截面的原子映射图像,图13是实验例6中的试样7的材料截面的原子映射图像,图14是实验例6中的试样6的从材料表面向深度方向的Ca的线轮廓,图15是实验例6中的试样7的从材料表面向深度方向的Ca的线轮廓,图16是表示实验例7中的试样8及试样9(1250℃烧成品)的温度与电阻率的关系的图表,图17是表示实验例7中的试样10~试样12(1300℃烧成品)的温度与电阻率的关系的图表。具体实施方式(实施方式1)对于实施方式1的电阻体,使用图1进行说明。如图1中例示的那样,本实施方式的电阻体1具有基体10。基体10为成为电阻体1的母材的部位。需要说明的是,基体10可以是非晶质,也可以是结晶质。基体10由包含选自由Na(钠)、Mg(镁)、K(钾)、Ca(钙)、Li(锂)、Be(铍)、Rb(铷)、Sr(锶)、Cs(铯)、Ba(钡)、Fr(钫)及Ra(镭)构成的组中的至少1种碱系原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻体(1),其具有由硼硅酸盐构成的基体(10),所述硼硅酸盐包含选自由Na、Mg、K、Ca、Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr及Ra构成的组中的至少1种碱系原子。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170630 JP 2017-129229;20171219 JP 2017-2430801.一种电阻体(1),其具有由硼硅酸盐构成的基体(10),所述硼硅酸盐包含选自由Na、Mg、K、Ca、Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Fr及Ra构成的组中的至少1种碱系原子。


2.根据权利要求1所述的电阻体,其中,在25℃~500℃的温度范围内,电阻率在0.0001Ω·m以上且1Ω·m以下、并且电阻上升率在0.01×10-6/K以上且5.0×10-4/K以下的范围,或电阻率在0.0001Ω·m以上且1Ω·m以下、并且电阻上升率在0以上且低于0.01×10-6/K的范围。


3.根据权利要求1或2所述的电阻体,其中,在所述硼硅酸盐中,B原子的含量为0.1质量%以上且5质量%以下。


4.根据权利要求1~3中任1项所述的电阻体,其中,在所述硼硅酸盐中,所述碱系原子的合计含量为10质量%以下。


5.根据权利要求1~4中任1项所述的电阻体,其中,所述硼硅酸盐包含选自由Na、Mg、K及Ca构成的组中的至少1种作为所述碱系原子,该碱系原子的合计含量为2质量%以下。


6.根据权利要求1~5中任1项所述的电阻体,其中,在所述硼硅...

【专利技术属性】
技术研发人员:德野刚大成濑淳一平田和希川北美香高山泰史
申请(专利权)人:株式会社电装
类型:发明
国别省市:日本;JP

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