复合烧结体、蜂窝结构体、电加热催化器及复合烧结体的制造方法技术

本发明专利技术涉及复合烧结体、蜂窝结构体、电加热催化器及复合烧结体的制造方法，其课题在于，提高复合烧结体的耐氧化性及耐热冲击性。复合烧结体包含硅相和堇青石相。该复合烧结体中，将利用X射线衍射法得到的硅的(111)晶面的峰强度及堇青石的(110)晶面的峰强度分别设为I1及I2时，I1/(I1+I2)为0.70以上且0.80以下。另外，该复合烧结体中，硅粒子的体积基准下的中值粒径为9μm以上。据此，能够提高复合烧结体的耐氧化性及耐热冲击性。体的耐氧化性及耐热冲击性。体的耐氧化性及耐热冲击性。

【技术实现步骤摘要】
复合烧结体、蜂窝结构体、电加热催化器及复合烧结体的制造方法


[0001]本专利技术涉及复合烧结体及其制造方法、包含该复合烧结体而构成的蜂窝结构体、以及具备该蜂窝结构体的电加热催化器。

技术介绍

[0002]以往，为了对从汽车等的发动机中排出的废气中包含的HC、CO、NOx等有害物质进行净化处理，使用在柱状的蜂窝结构体等担载有催化剂的催化转换器。该催化转换器中，在废气的净化处理时，催化剂需要升温至活性温度，但是，在发动机刚启动后等，催化转换器的温度较低，因此，废气的净化性能有可能降低。特别是，在插电式混合动力汽车(PHEV)、混合动力汽车(HV)中，仅利用马达进行行驶，由此催化剂的温度容易降低。因此，利用了电加热催化器(EHC：Electrically Heating Catalyst)，其在导电性的催化转换器连接一对电极，通过通电而使催化转换器自身发热，由此将催化剂预热。
[0003]专利文献1中公开如下技术，即，被利用于电加热催化器的蜂窝结构体中，将构成蜂窝结构体的电阻体硅粒子彼此面接合，并在该硅粒子的连接体的周围设置包含硼硅酸盐及堇青石的基质。据此，抑制了蜂窝结构体暴露于高温氧化气氛时的电阻增加(即、耐氧化性提高)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2020－161413号公报

技术实现思路

[0007]但是，认为：专利文献1的蜂窝结构体中，硅粒子彼此连接的部位为局部的微结构，因此，蜂窝结构体的各部位的体积电阻率的偏差较大，耐氧化性的提高有限。认为：该局部的微结构是由硼硅酸盐阻碍硅粒子彼此的烧结而引起的。另外，该蜂窝结构体包含硼硅酸盐，因此，烧成收缩变大，难以尺寸精度良好地形成蜂窝结构体。
[0008]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其一个目的在于，提高复合烧结体的耐氧化性及耐热冲击性。
[0009]本专利技术的优选的一个方案所涉及的复合烧结体包含硅相和堇青石相。所述复合烧结体中，将利用X射线衍射法得到的硅的(111)晶面的峰强度及堇青石的(110)晶面的峰强度分别设为I1及I2时，I1/(I1+I2)为0.70以上且0.80以下。所述复合烧结体中的硅粒子的体积基准下的中值粒径为9μm以上。
[0010]优选为，所述复合烧结体的强度除以杨氏模量得到的值再除以热膨胀系数而求出的值为2.0
×
102K以上。
[0011]优选为，所述复合烧结体的气孔率为30％以上且50％以下。
[0012]优选为，所述复合烧结体的平均气孔径为2.5μm以上且4.0μm以下。
[0013]优选为，所述复合烧结体于20℃的体积电阻率为1.0Ω
·
cm以上且100Ω
·
cm以下。
[0014]优选为，将所述复合烧结体在950℃的大气中暴露50小时之后的暴露后的复合烧结体的体积电阻率的变化率为100％以下。
[0015]本专利技术还涉及蜂窝结构体。本专利技术的优选的一个方案所涉及的蜂窝结构体具备：筒状的外壁；以及格子状的隔壁，该隔壁将所述外壁的内部分隔为多个隔室。所述外壁及所述隔壁是包含上述的复合烧结体而构成的。
[0016]本专利技术还涉及进行从发动机中排出的废气的净化处理的电加热催化器。本专利技术的优选的一个方案所涉及的电加热催化器具备：上述的蜂窝结构体；以及一对电极端子，该一对电极端子固定于所述蜂窝结构体的外侧面而对所述蜂窝结构体赋予电流。
[0017]本专利技术还涉及复合烧结体的制造方法。本专利技术的优选的一个方案所涉及的复合烧结体的制造方法包括：a)将包含硅原料及堇青石原料的原料粉末成型而得到成型体的工序；b)对所述成型体进行烧成而得到复合烧结体的工序。所述复合烧结体包含硅相和堇青石相。所述复合烧结体中，将利用X射线衍射法得到的硅的(111)晶面的峰强度及堇青石的(110)晶面的峰强度分别设为I1及I2时，I1/(I1+I2)为0.70以上且0.80以下。所述复合烧结体中的硅粒子的体积基准下的中值粒径为9μm以上。
[0018]优选为，所述复合烧结体相对于所述成型体的烧成收缩率为10％以下。
[0019]优选为，所述硅原料的体积基准下的中值粒径为5μm以上。
[0020]专利技术效果
[0021]本专利技术中，能够提高复合烧结体的耐氧化性及耐热冲击性。
附图说明
[0022]图1是一个实施方式所涉及的电加热催化器的截面图。
[0023]图2是表示蜂窝结构体的制造流程的图。
[0024]图3是实施例的蜂窝结构体的SEM图像。
[0025]图4是比较例的蜂窝结构体的SEM图像。
[0026]符号说明
[0027]1…
电加热催化器、2
…
蜂窝结构体、21
…
外壁、22
…
隔壁、23
…
隔室、41
…
电极端子、S11～S13
…
步骤。
具体实施方式
[0028]图1是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的电加热催化器(EHC：Electrically Heating Catalyst)的截面图。电加热催化器1为在一个方向上较长的柱状部件，图1中示出与电加热催化器1的长度方向垂直的截面。电加热催化器1进行从汽车等的发动机中排出的废气的净化处理。
[0029]电加热催化器1具备：蜂窝结构体2、一对电极层31、以及一对电极端子41。蜂窝结构体2、一对电极层31及一对电极端子41具有导电性。蜂窝结构体2为具有蜂窝结构的大致圆柱状的部件，且是电加热催化器1中供催化剂担载的载体。一对电极层31固定于蜂窝结构体2的外侧面。一对电极层31为配置成夹着沿着蜂窝结构体2的长度方向延伸的中心轴J1而
对置的箔状或板状的部件。各电极层31沿着蜂窝结构体2的外侧面而设置。应予说明，电加热催化器1中，蜂窝结构体2的外形不限定于大致圆柱状，可以进行各种变更。另外，电极层31及电极端子41的数量及配置也可以进行各种变更。电加热催化器1中，可以省略电极层31，将电极端子41直接固定于蜂窝结构体2。
[0030]一对电极端子41借助接合部42而固定于一对电极层31的表面。换言之，一对电极端子41隔着一对电极层31而间接地固定于蜂窝结构体2的外侧面。电极端子41为例如大致带状的部件。电极端子41与省略图示的电源连接。如果从该电源经由电极端子41而向一对电极层31之间施加电压，则电流流通于蜂窝结构体2(即、赋予电流)，蜂窝结构体2利用焦耳热而发热。据此，担载于蜂窝结构体2的催化剂被预热。向电加热催化器1施加的电压为例如12V～900V，优选为64V～600V。应予说明，该电压可以适当变更。
[0031]蜂窝结构体2为内部被分隔为多个隔室23的隔室结构体。蜂窝结构体2具备外壁21和隔壁22。外壁21为沿着长度方向(即、与图1中的纸面垂直的方向)延伸的筒状的部位。与长度方向垂直的外壁21本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合烧结体，其特征在于，包含硅相和堇青石相，将利用X射线衍射法得到的硅的(111)晶面的峰强度及堇青石的(110)晶面的峰强度分别设为I1及I2时，I1/(I1+I2)为0.70以上且0.80以下，硅粒子的体积基准下的中值粒径为9μm以上。2.根据权利要求1所述的复合烧结体，其特征在于，所述复合烧结体的强度除以杨氏模量得到的值再除以热膨胀系数而求出的值为2.0
×
102K以上。3.根据权利要求1或2所述的复合烧结体，其特征在于，所述复合烧结体的气孔率为30％以上且50％以下。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的复合烧结体，其特征在于，所述复合烧结体的平均气孔径为2.5μm以上且4.0μm以下。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的复合烧结体，其特征在于，所述复合烧结体于20℃的体积电阻率为1.0Ω
·
cm以上且100Ω
·
cm以下。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的复合烧结体，其特征在于，将所述复合烧结体在950℃的大气中暴露50小时之后的暴露后的复合烧结体的体积电阻率的变化率为100％以下。7.一种蜂窝结构体，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：细田和也，阿闭恭平，山本规介，富田崇弘，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：