[發明專利]鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體、其制造方法及用于制造其的原料粉末

有效

• 申請號: 200880116297.0
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN101861288A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 諏訪部博久;吉田優;熊谷友正;山根英也
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C04B35/46
• 分類號: C04B35/46;B01D39/00;B01D39/20;B01D46/00;F01N3/02;C04B38/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 朱丹

1.一種鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其具有用多孔的間壁隔開的多個通路，其特征在于，所述間壁至少由固溶有MgO及SiO₂的鈦酸鋁的主結晶和玻璃相構成，所述玻璃相含有40～80質量％的SiO₂及1～20質量％的MgO，所述間壁的剖面中的玻璃相的平均尺寸為30μm以下，所述間壁的剖面中的所述玻璃相相對于所述鈦酸鋁的主結晶及所述玻璃相的合計面積的面積比率為2～12％。

2.一種鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其具有用多孔的間壁隔開的多個通路，其特征在于，所述間壁至少由固溶有MgO及SiO₂的鈦酸鋁的主結晶和玻璃相構成，所述玻璃相含有40～80質量％的SiO₂及1～20質量％的MgO，所述間壁的剖面中的玻璃相的平均尺寸為30μm以下，所述玻璃相相對于所述鈦酸鋁的主結晶及所述玻璃相的合計的質量分數為1質量％以上且不足10質量％。

3.如權利要求1或2所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其特征在于，所述固溶有MgO及SiO₂的鈦酸鋁的主結晶中，MgO的固溶量為0.2～5質量％，以及SiO₂的固溶量為0.1～1.5質量％。

4.如權利要求1～3中任一項所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其特征在于，所述間壁的氣孔率為40～70％，平均細孔直徑為10～40μm，細孔分布偏差σ為0.4以下，其中，σ＝log(D20)-log(D80)，D20是在表示細孔直徑與累積細孔容積之間的關系的曲線中表示在相當于整個細孔容積的20％的細孔容積時的細孔直徑，單位為μm，D80同樣表示在相當于整個細孔容積的80％的細孔容積時的細孔直徑，單位為μm，其中D80＜D20，所述累積細孔容積是累積了從最大的細孔直徑到特定的細孔直徑之間的細孔容積的值。

5.如權利要求1～4中任一項所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其特征在于，所述間壁的通氣度為2×10^-12m²以上。

6.如權利要求1～5中任一項所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其特征在于，所述蜂窩狀結構體的A軸壓縮強度為4MPa以上。

7.如權利要求1～6中任一項所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其特征在于，所述間壁的熱膨脹系數為12×10^-7/℃以下。

8.如權利要求1～7中任一項所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其特征在于，將所述間壁在1100℃的氣氛中保持100小時時，鈦酸鋁的剩余率為95％以上。

9.一種鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體的制造方法，其特征在于，相對于100質量份的將含有0.05～0.5質量％Na₂O的氧化鋁粉末與含有0.5質量％以下Na₂O的二氧化鈦粉末調節至以摩爾比計為47∶53～53∶47的范圍內的粉末的合計量，至少混合1～6質量份的二氧化硅粉末和0.5～5質量份的平均粒徑5μm以下的氧化鎂源粉末，由該混合而成的材料制作蜂窩狀結構的成型體后，再以10～100℃/hr的平均速度在1300℃至1350℃的溫度范圍內升溫，并在1400～1650℃的最高保持溫度下進行煅燒，由此得到至少由固溶有MgO及SiO₂的鈦酸鋁的主結晶和玻璃相構成的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體。

10.如權利要求9所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體的制造方法，其特征在于，所述氧化鋁粉末的平均粒徑為0.1～10μm，所述二氧化鈦粉末的平均粒徑為0.05～3μm，以及所述二氧化硅粉末的平均粒徑為0.1～30μm。

11.如權利要求9或10所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體的制造方法，其特征在于，所述氧化鋁粉末的平均粒徑為2～6μm。

12.如權利要求9～11中任一項所述的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體的制造方法，其特征在于，在所述混合材料中加入造孔物質。

13.如權利要求9～12中任一項所述的鈦酸鋁陶瓷蜂窩狀結構體的制造方法，其特征在于，在所述最高保持溫度下保持24小時以上。

14.一種用于制造鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體的原料粉末，用于制造至少由固溶有MgO及SiO₂的鈦酸鋁的主結晶和玻璃相構成的鈦酸鋁質陶瓷蜂窩狀結構體，其特征在于，是相對于100質量份的將含有0.05～0.5質量％Na₂O的氧化鋁粉末和含有0.5質量％以下Na₂O的二氧化鈦粉末調節至以摩爾比計為47∶53～53∶47范圍內的粉末的合計量，至少混合了1～6質量份的二氧化硅粉末和0.5～5質量份的平均粒徑5μm以下的氧化鎂源粉末而成的。