电加热型催化剂用载体及废气净化装置制造方法及图纸

技术编号:24286391 阅读:85 留言:0更新日期:2020-05-26 18:36
本发明专利技术提供电加热型催化剂用载体及废气净化装置。在具有蜂窝结构体和电极层的电加热型催化剂用载体的基础上,提供能够有效地抑制因由蜂窝结构体的热膨胀率与电极层的热膨胀率之差所引起的热应力而导致蜂窝结构体产生裂纹的电加热型催化剂用载体、以及使用了该电加热型催化剂用载体的废气净化装置。电加热型催化剂用载体具备:蜂窝结构体,该蜂窝结构体具有区划形成多个隔室的隔壁,该隔室从一个底面至另一个底面而形成流体的流路;一对电极层,该一对电极层形成于蜂窝结构体的侧面且配置成隔着所述蜂窝结构体的中心而对置,所述一对电极层与所述蜂窝结构体电接合,在所述电极层的蜂窝结构体侧存在热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分。

Carrier for electrically heated catalyst and waste gas purification device

【技术实现步骤摘要】
电加热型催化剂用载体及废气净化装置
本专利技术涉及电加热型催化剂用载体及废气净化装置。特别是,在具有蜂窝结构体和电极层的电加热型催化剂用载体的基础上,涉及如下电加热型催化剂用载体及使用了该电加热型催化剂用载体的废气净化装置,该电加热型催化剂用载体能够有效地抑制因由蜂窝结构体的热膨胀率与电极层的热膨胀率之差所引起的热应力而导致蜂窝结构体产生裂纹。
技术介绍
以往,在以堇青石、碳化硅为材料的蜂窝结构体担载有催化剂的部件被用于对从汽车发动机排出的废气中的有害物质的处理。这种蜂窝结构体通常具有柱状的蜂窝结构体,该蜂窝结构体具有区划形成多个隔室的隔壁,这些隔室构成废气的流路、且从一个底面延伸至另一个底面。在利用担载于蜂窝结构体的催化剂对废气进行处理的情况下,需要使催化剂升温至规定的温度,但是,以往,在发动机启动时,由于催化剂温度较低,因此,产生无法将废气充分净化的问题。因此,开发出了被称为电加热催化器(EHC)的系统,该系统在由导电性陶瓷构成的蜂窝结构体配置有电极,通过通电而使蜂窝结构体本身发热,由此,在发动机启动前或发动机启动时使得担载于蜂窝结构体的催化剂升温至活化温度。专利文献1中提出一种蜂窝结构体,该蜂窝结构体为催化剂载体,并且,通过施加电压,还作为加热器发挥作用,能够抑制施加有电压时的温度分布的不均。具体而言,提出如下内容,即,在柱状的蜂窝结构体的侧面,呈沿着蜂窝结构体的隔室延伸的方向延伸的带状,配置一对电极部(以下,也称为“电极层”。),在与隔室延伸的方向正交的截面中,将一对电极部中的一个电极部以相对于一对电极部中的另一个电极部而言隔着蜂窝结构体的中心的方式配置于相反侧,由此,抑制施加有电压时的温度分布的不均。在相对于蜂窝结构体而配置电极层时,需要:接合部分的接合强度良好,接合部分的电阻变化率低,接合部分的接触热阻低。专利文献2中,作为其对策,提出了如下蜂窝结构体,该蜂窝结构体具备:蜂窝状的陶瓷体和接合于所述陶瓷体的外周面的接合部,该陶瓷体包含金属Si,且具有区划形成多个隔室的隔壁及位于最外周的外周壁,这些隔室构成流体的流路,并从一个端面延伸至另一个端面,所述接合部具备:位于所述陶瓷体的所述外周面侧的以金属硅化物为主成分的扩散层、以及形成在所述扩散层上的金属层,所述金属层包含金属成分作为主成分,且分散有热膨胀系数为5.0×10-6/℃以下的化合物。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2013/146955号专利文献2:日本特开2014-51402号公报
技术实现思路
专利文献2所涉及的专利技术中,在蜂窝结构体的外周面侧配置有:以金属硅化物为主成分的扩散层、以及形成在所述扩散层上的电极层(金属层)。但是,通常电极层的热膨胀率高于蜂窝结构体的热膨胀率,因此,专利文献2所涉及的专利技术中,热膨胀率的关系为蜂窝结构体<扩散层<电极层,由此,存在如下问题,即,因由电加热型催化剂用载体的升温所引起的各部件的热膨胀差而产生热应力,在蜂窝结构体产生裂纹。为了抑制由各部件的热膨胀差所引起的热应力,考虑降低电极层的热膨胀率来降低热膨胀差,但是,由于电极层的材料会对电加热型催化剂用载体的发热性能造成影响,所以难以调整热膨胀率。因此,需要缓和热应力的其他对策。本专利技术是考虑以上问题而实施的,其课题在于,在具有蜂窝结构体和电极层的电加热型催化剂用载体的基础上,提供电加热型催化剂用载体及使用了该电加热型催化剂用载体的废气净化装置,该电加热型催化剂用载体能够有效地抑制因由蜂窝结构体的热膨胀率与电极层的热膨胀率之差所引起的热应力而导致蜂窝结构体产生裂纹。本专利技术人进行了潜心研究,结果发现,通过在电极层的蜂窝结构体侧存在具有特定的热膨胀率的部分,能够解决上述课题。因此,本专利技术如下进行确定。(1)一种电加热型催化剂用载体,其中,具备:蜂窝结构体,该蜂窝结构体具有区划形成多个隔室的隔壁,该隔室从一个底面至另一个底面而形成流体的流路;以及一对电极层,该一对电极层形成于蜂窝结构体的侧面,且配置成隔着所述蜂窝结构体的中心而对置,所述一对电极层与所述蜂窝结构体电接合,在所述电极层的蜂窝结构体侧存在热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分。(2)根据(1)所述的电加热型催化剂用载体,其中,热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分的热膨胀率与所述蜂窝结构体的热膨胀率之差为1.0[ppm]/K以上。(3)根据(1)或(2)所述的电加热型催化剂用载体,其中,热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分的热膨胀率低于所述电极层的热膨胀率。(4)根据(1)~(3)中的任一项所述的电加热型催化剂用载体,其中,热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分为热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的中间层。(5)根据(4)所述的电加热型催化剂用载体,其中,所述中间层的厚度为3μm~400μm。(6)根据(4)或(5)所述的电加热型催化剂用载体,其中,所述中间层的面积大于所述电极层的面积,在所述蜂窝结构体的侧面的投影面中,所述电极层的投影面全部包含在所述中间层的投影面内。(7)根据(1)~(6)中的任一项所述的电加热型催化剂用载体,其中,所述蜂窝结构体以硅-碳化硅复合材料或碳化硅为主成分。(8)根据(1)~(7)中的任一项所述的电加热型催化剂用载体,其中,热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分为氧化物陶瓷、或者、氧化物陶瓷与金属或金属化合物的混合物。(9)根据(1)~(8)中的任一项所述的电加热型催化剂用载体,其中,所述电极层为氧化物陶瓷与金属或金属化合物的混合物。(10)一种废气净化装置,其中,具有:(1)~(9)中的任一项所述的电加热型催化剂用载体,该电加热型催化剂用载体设置于用于使得来自发动机的废气流通的废气流路的中途;以及筒状金属部件,该筒状金属部件对所述电加热型催化剂用载体进行收纳。专利技术效果根据本专利技术,能够在具有蜂窝结构体和电极层的电加热型催化剂用载体的基础上,提供如下电加热型催化剂用载体及使用了该电加热型催化剂用载体的废气净化装置,该电加热型催化剂用载体能够有效地抑制因由蜂窝结构体的热膨胀率与电极层的热膨胀率之差所引起的热应力而导致蜂窝结构体产生裂纹。附图说明图1是示出本专利技术中的蜂窝结构体的一个例子的图。图2是示出本专利技术的一个实施方式中的电加热型催化剂用载体的结构的图。图3是本专利技术的一个实施方式中的蜂窝结构体的侧面的投影面。图4是示出按照本专利技术的实施例制造的电加热型催化剂用载体的结构的图。符号说明10…蜂窝结构体,11…隔壁,12…隔室,13a、13b…电极层,14a、14b…热膨胀率低于蜂窝结构体的热膨胀率的部分。具体实施方式以下,参照附图,对本专利技术的电加热型催化剂用载体的实施方式进行说明,不应限定于此而对本专利技术进行解释,只要未脱离本专利技术的范围,则可以基于本领域技术人员的知识本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电加热型催化剂用载体,其中,具备:/n蜂窝结构体,该蜂窝结构体具有区划形成多个隔室的隔壁,该隔室从一个底面至另一个底面而形成流体的流路;以及/n一对电极层,该一对电极层形成于蜂窝结构体的侧面,且配置成隔着所述蜂窝结构体的中心而对置,/n所述一对电极层与所述蜂窝结构体电接合,/n在所述电极层的蜂窝结构体侧存在热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分。/n

【技术特征摘要】
20181116 JP 2018-2159391.一种电加热型催化剂用载体,其中,具备:
蜂窝结构体,该蜂窝结构体具有区划形成多个隔室的隔壁,该隔室从一个底面至另一个底面而形成流体的流路;以及
一对电极层,该一对电极层形成于蜂窝结构体的侧面,且配置成隔着所述蜂窝结构体的中心而对置,
所述一对电极层与所述蜂窝结构体电接合,
在所述电极层的蜂窝结构体侧存在热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分。


2.根据权利要求1所述的电加热型催化剂用载体,其中,
热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分的热膨胀率与所述蜂窝结构体的热膨胀率之差为1.0[ppm]/K以上。


3.根据权利要求1或2所述的电加热型催化剂用载体,其中,
热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分的热膨胀率低于所述电极层的热膨胀率。


4.根据权利要求1~3中的任一项所述的电加热型催化剂用载体,其中,
热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的部分为热膨胀率低于所述蜂窝结构体的热膨胀率的中间层。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:冈本直树井上崇行
申请(专利权)人:日本碍子株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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