钛酸铝系陶瓷的制造方法和钛酸铝系陶瓷技术

本发明专利技术是对含有钛源粉末和铝源粉末的原材料混合物进行烧成的钛酸铝系陶瓷的制造方法，其中，所述原材料混合物100重量份中的氧化物换算的铌含量为0.2质量份以上且2.5质量份以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钛酸铝系陶瓷的制造方法、钛酸铝系陶瓷、蜂窝结构体、柴油颗粒过滤器和钛酸铝系陶瓷成形烧成体的制造方法。
技术介绍
钛酸铝系陶瓷是含有钛和铝作为构成元素、在X射线衍射光谱中具有钛酸铝的结晶图案的陶瓷。钛酸铝系陶瓷已知为耐热性优异的陶瓷(例如Journal of the European Ceramic Society 22 (2002)P1811 1822)，一直以来被用作坩埚等烧成用的冶具等。钛酸铝系陶瓷近年来作为构成用于捕获由柴油发动机等内燃机排出的排气中所含微细碳离子的陶瓷过滤器的材料，在产业上的利用价值很高。作为制造该钛酸铝系陶瓷的方法，已知对含有氧化钛等钛源化合物的粉末和氧化铝等铝源化合物的粉末的原材料混合物进行烧成的方法(例如国际公开第2005 105704 号公报)。但是，除了通过气相法(氯法)等方法制造的昂贵的原材料粉末之外，通常的钛源粉末或铝源粉末中混有来自于原料矿石等的铌(Nb)等杂质。因而，原材料混合物中也混有铌等。
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供能够使用通常的钛源粉末或铝源粉末来制造机械强度优异的钛酸铝系陶瓷的方法。本专利技术为对含有1种以上钛源粉末和1种以上铝源粉末的原材料混合物进行烧成的钛酸铝系陶瓷的制造方法，其中，所述原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌的含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下。所述原材料混合物优选还含有1种以上的镁源粉末和/或1种以上的硅源粉末。所述烧成的温度优选为130(Tl650°C。所述原材料混合物中的钛源粉末的含量优选为3(Γ70质量份。所述原材料混合物中的铝源粉末的含量优选为3(Γ70质量份。当所述原材料混合物含有镁源粉末时，所述原材料混合物100质量份中的所述镁源粉末的含量优选为0. Γ20质量份。所述原材料混合物含有硅源粉末时，所述原材料混合物100质量份中的硅源粉末的含量优选为0.广10质量份。优选对所述原材料混合物的成形体进行烧成。所述成形体优选为蜂窝结构体。本专利技术还涉及使总质量为100质量份时的氧化物换算的铌含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下的钛酸铝系陶瓷。本专利技术还涉及包含所述钛酸铝系陶瓷的蜂窝结构体。本专利技术还涉及包含所述钛酸铝系陶瓷的柴油颗粒过滤器。本专利技术还涉及将由所述钛酸铝系陶瓷的制造方法获得的钛酸铝系陶瓷粉碎、对所得粉碎物进行成形、对所得成形体进行烧成的钛酸铝系陶瓷成形烧成体的制造方法。所述成形体优选为蜂窝结构体。附图说明表示原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量(质量份)与使用所述原材料混合物获得的钛酸铝系陶瓷的强度的关系的曲线。具体实施例方式(原材料混合物)所述原材料混合物含有钛源粉末和铝源粉末、所述原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下。所述原材料混合物100质量份中优选以氧化物换算计含有1. 0质量份以上的氧化铌。予以说明，所述原材料混合物所含的铌优选来源于钛源粉末、铝源粉末等原材料粉末。 这种原材料混合物由于可以由通常的廉价钛源粉末、铝源粉末等获得，因而可以削减钛酸铝系陶瓷的制造成本。所述原材料混合物优选还含有镁源粉末。予以说明，本专利技术中，如所述镁尖晶石 (MgAl2O4)等复合氧化物那样，含有以钛源化合物、铝源化合物和镁源化合物中的2种以上金属元素为成分的化合物粉末的混合物也可看成相当于混合了各个金属源粉末的原材料混合物。另外，所述原材料混合物中还可含有钛酸铝本身、钛酸铝镁本身。例如，作为原材料混合物使用钛酸铝镁时，可看成相当于兼具钛源化合物、铝源化合物和镁源化合物的原材料混合物。所述原材料混合物优选还含有硅源粉末。(钛源粉末)钛源粉末只要是含有钛的无机粉末则无特别限定，优选为氧化钛的粉末。作为氧化钛， 例如优选使用氧化钛(IV)、氧化钛(III)、氧化钛(II)等，优选使用氧化钛(IV)。氧化钛(IV)可以是无定形的、也可以是结晶。作为氧化钛(IV)的结晶型，可举出锐钛矿型、金红石型、板钛矿型等，优选为锐钛矿型、金红石型。本专利技术中，钛源粉末优选并非是通过气相法(氯法)等制造的昂贵粉末，而是通过通常的制造方法获得的粉末。作为钛源粉末，例如可举出以钛铁矿等铁钛矿石为原料利用硫酸法获得的氧化钛粉末等。另外，钛源粉末还可含有铌，钛源粉末100质量份中的氧化物换算的铌含量优选为ο. Γ2质量份、更优选为ο. η质量份。作为钛源粉末，还可使用通过在空气中进行烧成而变成二氧化钛(氧化钛)的化合物的粉末。作为该化合物，例如可举出钛盐、钛醇盐、氢氧化钛、氮化钛、硫化钛、钛金属等。 作为钛盐，具体地可举出三氯化钛、四氯化钛、硫化钛(IV)、硫化钛(VI)、硫酸钛(IV)等。作为钛醇盐，具体地可举出乙醇钛(IV)、甲醇钛(IV)、叔丁醇钛(IV)、异丁醇钛(IV)、正丁醇钛(IV)、四异丙醇钛(IV)和它们的螯合物等。予以说明，钛源粉可以含有在其制造工序中不可避免地含有的微量成分。钛源粉末的粒径并无特别限定，通常利用激光衍射法测定的以体积基准计相当于累积百分率50%的粒径(D50)优选为0. Γ20 μ m。另外，为了使原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量为0. 1质量份以上且2. 5质量份以下，原材料混合物100质量份中的钛源粉末的含量优选为3(Γ70质量份、更优选为45飞0质量份、进一步优选为5(Γ60质量份。(铝源粉末)铝源粉末只要是含有铝的无机粉末则无特别限定，优选为氧化铝。氧化铝可以是无定形的，也可以是结晶。作为氧化铝的结晶型，可举出Y型、δ型、θ型、α型等，优选为α型。作为铝源粉末，还可使用通过在空气中进行烧成而变成氧化铝的化合物的粉末。 作为该化合物，例如可举出铝盐、铝醇盐、氢氧化铝、金属铝等。铝盐可以是与无机酸的盐、也可以是与有机酸的盐。作为与无机酸的盐，可举出硝酸铝、硝酸铵铝等铝硝酸盐，碳酸铵铝等铝碳酸盐等。作为与有机酸的盐，可举出草酸铝、醋酸铝、硬脂酸铝、乳酸铝、月桂酸铝等。作为铝醇盐，可举出异丙醇铝、乙醇铝、仲丁醇铝、叔丁醇铝等氢氧化铝可以是无定形的、也可以是结晶。作为氢氧化铝的结晶型，例如可举出铝土矿型、三羟铝石型、诺三水铝石(7 π 〃卜，卜)型、软水铝石型、拟软水铝石型等。作为无定形的氢氧化铝，例如还可举出将铝盐、铝醇盐等水溶性铝化合物的水溶液水解而获得的铝水解物。予以说明，铝源粉末还可含有在其制造工序中不可避免地含有的微量成分。铝源粉末的粒径并无特别限定，通常利用激光衍射法测定的以体积基准计相当于累积百分率50%的粒径(D50)优选为广ΙΟΟμπι。另外，原材料混合物中100质量份中的铝源粉末的含量优选为3(Γ70质量份、更优选为35飞0质量份、进一步优选为4(Γ50质量份。(硅源粉末)硅源粉末只要是含有硅元素的无机粉末则无特别限定，优选为氧化硅的粉末。作为氧化硅可举出二氧化硅、一氧化硅等。作为硅源粉末，还可使用通过在空气中进行烧成而变成氧化硅(二氧化硅)的化合物的粉末。作为该化合物，例如可举出硅酸、碳化硅、氮化硅、硫化硅、四氯化硅、醋酸硅、硅酸钠、正硅酸钠、长石、玻璃料等。作为具体的硅源粉末，从工业上易于获得、成分组成稳定等的观点出发，优选使用玻璃料等。玻璃料是指将玻璃粉碎后得到的薄片或粉末状的玻璃。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎健太郎，当间哲朗，鱼江康辅，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：