蜂窝结构体、Si-SiC系复合材料、蜂窝结构体的制造方法及Si-SiC系复合材料的制造方法技术

技术编号:7835876 阅读:238 留言:0更新日期:2012-10-11 23:11
本发明专利技术的课题是更容易地形成电极部的同时,进一步降低体积电阻率。提供蜂窝结构体20,具备形成有作为流体流路的多个巢室23的隔壁部22。该蜂窝结构体20具备:电极部32,它形成于部分隔壁部22,具有SiC相、含Si氧化物、Al氧化物和碱土类金属氧化物的氧化物相,以及含有金属Si和金属Al且相对于金属Si和该金属Al的总量的金属Al的比例在0.001mol%以上20mol%以下的金属相;和发热部34,它是隔壁部22的一部分,体积电阻率高于电极部32。该蜂窝结构体,是在具有SiC相和含Si氧化物的氧化物相的蜂窝基材的部分表面上,形成含有金属Si和金属Al的浸渍基材和碱土类金属的化合物,在惰性气氛下加热,令金属Si及金属Al浸渍于蜂窝基材的气孔内而得到的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于。
技术介绍
作为传统所知的蜂窝结构体有,为了除去尾气中所含的氮氧化物、一氧化碳、烃等有害物质而负载催化剂的蜂窝结构体。其中,尾气温度为低温时,有时无法充分除去有害物质。因此,有提案提出,通过对蜂窝结构体进行加热,提高通过的尾气的温度从而提高尾气的浄化性能。例如,专利文献I提出了ー种通电发热用蜂窝体,是通过控制隔壁通电时的电流流动而控制发热的通电发热用蜂窝体,其具备有体积电阻率低的电极部和体积电阻率高的发热部,电极部形成于整个两端面,发热部的体积电阻率为O. I lOQcm,电极部的体积 电阻率在发热部的体积电阻率的1/10以下,至少发热部由金属与陶瓷的复合材料构成。[专利文献I]日本专利特开2010-229976号公报
技术实现思路
但是,专利文献I的蜂窝体中,例如,令Si-SiC系的蜂窝体表面与金属Si接触,在真空下加热令金属Si熔融浸溃,以未浸溃金属Si的中央部为发热部,以浸溃了金属Si的两端部为电极部。其中,浸溃金属Si时,在一般的量产条件的常压下有时无法充分浸溃。此夕卜,仅浸溃Si的话,有时电极部与发热部的电阻差不充分。因此,期望更容易形成电极部、进ー步降低电极部的体积电阻率。本专利技术鉴于此种问题而作,主要目的是提供Si-SiC系的蜂窝结构体中,电极部的形成更为容易且体积电阻率可以进一歩降低的。为达成上述目的而进行鋭意研究后,本专利技术者们发现,通过在Si-SiC系的蜂窝基材上熔融浸溃含金属Si的浸溃材料时,在浸溃材料中加入金属Al和碱土类金属化合物,可在常压进行浸溃,此外,可降低体积电阻率,从而完成了本专利技术。S卩,本专利技术的蜂窝结构体,是具有形成作为流体流路的多个巢室的隔壁部的蜂窝结构体,具备电极部,其形成于所述隔壁部的一部分,具有SiC相、氧化物相以及金属相,所述氧化物相包括Si氧化物、Al氧化物和碱土类金属氧化物,所述金属相包括金属Si和金属Al且相对于该金属Si和该金属Al的总量的金属Al的比例在O. OOlmol %以上20mol%以下;和发热部,其形成于所述隔壁部的剰余部分,体积电阻率高于上述电极部。本专利技术的Si-SiC系复合材料,具有SiC 相、含Si氧化物、Al氧化物和碱土类金属氧化物的氧化物相、和含金属Si和金属Al且相对于该金属Si和该金属Al的总量的金属Al的比例在O. OOlmol %以上20mol %以下的金属相。本专利技术的蜂窝结构体的制造方法,包括在具有形成作为流体流路的多个巢室的隔壁部、具有SiC相和含Si氧化物的氧化物相的蜂窝基材的部分表面,形成含有金属Si和金属Al的浸溃基材和碱土类金属化合物的形成エ序、和将形成有上述浸溃基材和碱土类金属化合物的蜂窝基材在惰性气氛下加热,令上述形成的浸溃基材所含的金属Si和金属Al浸溃于上述蜂窝基材 的气孔内的浸溃エ序。本专利技术的Si-SiC系复合材料的制造方法,包括在具有SiC相、含Si氧化物的氧化物相的多孔质基材表面,形成含有金属Si和金属Al的浸溃基材和碱土类金属化合物的形成エ序、和将形成有上述浸溃基材和碱土类金属化合物的蜂窝基材在惰性气氛下加热,令上述形成的浸溃基材所含的金属Si及金属Al浸溃于上述蜂窝基材的气孔内的浸溃エ序。本专利技术中,Si-SiC系的蜂窝结构体中,电极部的形成更为容易,且体积电阻率可进一歩降低。其原因虽不明确,但可推測如下。例如,在金属Si中加入了金属Al的浸溃基材,较之于未加金属Al的,浸溃基材的共熔点下降,且由于可以还原SiC相表面和浸溃基材表面的Si氧化物,因此可以提高SiC粒子表面和浸溃基材的润湿性。此外,还加入了碱土类金属化合物的浸溃基材,通过在熔融浸溃时使氧化物相的共熔点向下移动等而除去SiC表面和浸溃基材表面的Si氧化物,故SiC粒子表面与浸溃基材的润湿性较好。此外可推測,通过这两者的组合,即使基材中存在许多氧化物相时,也可令含金属Si的浸溃基材在常压浸溃。此外可以推測,由于金属Si与金属Al共同浸溃,较之于仅浸溃金属Si的情况,可以进ー步降低电极部的体积电阻率。或者,本专利技术的蜂窝结构体的制造方法,包括令具有形成作为流体流路的多个巢室的隔壁部、具有SiC相和含Si氧化物的氧化物相的部分蜂窝基材,与酸性溶液接触而除去上述蜂窝基材所含的氧化物相的氧化物相除去エ序、在除去了上述氧化物相的蜂窝基材上形成含有金属Si和金属Al的浸溃基材的形成エ序、和将形成有上述浸溃基材的蜂窝基材在惰性气氛下加热,令上述形成的浸溃基材所含的金属Si及金属Al浸溃于上述蜂窝基材气孔内的浸溃エ序。该制造方法中,以预先除去基材所含的氧化物相而形成浸溃基材,代替在浸溃基材中加入碱土类金属化合物。这样,也可在含有SiC相和含Si氧化物的氧化物相的基材上,令含有金属Si的浸溃基材在常压下浸溃。此外,较之于仅浸溃金属Si的情况,可以进ー步降低体积电阻率。此外,该制造方法中,也可采用上述的蜂窝结构体及其制造方法的各种形式。附图说明[图I]蜂窝结构体20的构成的概略一例的显示说明图。[图2]形成エ序及浸溃エ序的一例的显示说明图。[图3]形成エ序及浸溃エ序的一例的显示说明图。[图4]蜂窝结构体20B的构成的概略一例的显示说明图。[图5]蜂窝结构体20C的构成的概略一例的显示说明图。[图6]各实验例的试验条件及浸溃处理后的观察结果的汇总说明图。[图7]浸溃处理后的截面的反射电子图像。[图8]浸溃处理后的截面的反射电子图像。 [图9]氟化氢处理前后的蜂窝基材的截面的反射电子图像。符号说明20,20B, 20C蜂窝结构体、21蜂窝段、22隔壁部、23巢室、27接合层、32,32B, 32C电极部、34,34B,34C发热部、40,40B浸溃材料料层、41碱土类金属化合物层、42浸溃基材。具体实施例方式接着,使用附图说明本专利技术的实施方式。本专利技术的蜂窝结构体,例如,作为负载净化汽车引擎尾气的催化剂的催化剂载体,配设于引擎的排气管。[第I实施方式]图I是本专利技术的蜂窝结构体20的构成的概略一例的显示说明图。该蜂窝结构体20,如图I所示,具备形成作为流体流路的多个巢室23的隔壁部22。该蜂窝结构体20,具有巢室23的两端开放的结构,具备有形成于部分隔壁部22的电极部32和作为隔壁部22的一部分的体积电阻率高于电极部32的发热部34。该蜂窝结构体20中,形成隔壁部22后,通过对其端部区域进行规定的浸溃处理,令隔壁部22的一部分成为电极部32。该隔壁部22中,未形成为电极部32的区域为发热部34,电极部32与发热部34邻接。在该蜂窝结构体20的电极部32间施加电压的话,发热部34由于通电而发热。该蜂窝结构体20的外形并无特别限定,可以为圆柱状、四棱柱状、楕圆柱状、六棱柱状等形状。此外,巢室23,作为其截面形状,可以为四边形、三角形、六边形、八边形、圆形、楕圆形等形状。此处,主要说明蜂窝结构体20的外形为圆柱状、巢室23的形状为截面四边形的情況。隔壁部22的构成是,其部分形成为电极部32,同时其剩余部分为发热部34。隔壁部22,其气孔率优选在20体积%以上85体积%以下,更优选25体积%以上50体积%以下。此外,该隔壁部22,其平均孔径优选在2μπι以上30μπι以下的范围内。这样,形成电极部32时,气孔内容易浸溃浸溃基材,且可充分除去尾气所含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.28 JP 2011-069938;2012.03.09 JP 2012-053091.ー种蜂窝结构体,是具有形成作为流体流路的多个巢室的隔壁部的蜂窝结构体,具备: 电极部,其形成于所述隔壁部的一部分,具有SiC相、氧化物相以及金属相,所述氧化物相包括Si氧化物、Al氧化物和碱土类金属氧化物,所述金属相包括金属Si和金属Al且相对于该金属Si和该金属Al的总量的金属Al的比例在O. OOlmol %以上20mol %以下;和发热部,其形成于所述隔壁部的剰余部分,体积电阻率高于所述电极部。2.根据权利要求I所述的蜂窝结构体,其中,所述电极部形成于所述蜂窝结构体的一侧端部和与该端部相対的另ー侧端部。3.根据权利要求I或2所述的蜂窝结构体,其中,所述电极部形成于所述蜂窝结构体的上游侧的端部和下游侧的端部。4.根据权利要求I 3任意一项所述的蜂窝结构体,其中,所述电极部与所述发热部邻接,朝向该发热部,所述金属相越来越少。5.根据权利要求I 4任意一项所述的蜂窝结构体,其中,所述电极部的体积电阻率在所述发热部的体积电阻率的1/2以下。6.根据权利要求I 6任意一项所述的蜂窝结构体,其中,所述电极部的杨氏模量在所述发热部的杨氏模量的I. 4倍以下。7.一种蜂窝结构体的制造方法,包括 在具有形成作为流体流路的多个巢室的隔壁部、具有SiC相和含Si氧化物的氧化物相的蜂窝基材的部分表面,形成含有金属Si和金属Al的浸溃基材和碱土类金属化合物的形成エ序、和 将形成有所述浸溃基材和碱土类金属化合物的蜂窝基材在惰性气氛下加热,令所...

【专利技术属性】
技术研发人员:古川昌宏近士真理子松田和幸
申请(专利权)人:日本碍子株式会社
类型:发明
国别省市:

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