[發明專利]多孔質材料及多孔質材料的制造方法以及蜂窩結構體

在審

• 申請號: 201710202850.3
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107266079A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 水野淳史;河野隆太;市川周一
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/64;C04B38/06;B01D46/24;F01N3/28;F01N3/022
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 鐘晶,陳彥

技術領域

本發明涉及多孔質材料及多孔質材料的制造方法以及蜂窩結構體。進一步詳細而言，本發明涉及即使在低氧氣氛中暴露于高溫時也難以損壞、耐熱性得以提高的多孔質材料及多孔質材料的制造方法以及蜂窩結構體。

背景技術

以往，作為用于捕集除去如柴油機的廢氣那樣的含塵流體中所含的粒子狀物質(顆粒物)的過濾器(柴油機顆粒過濾器(Diesel Particle Filter，DPF)等，使用蜂窩結構體。

作為該蜂窩結構體(過濾器)的構成材料，使用耐火性的碳化硅(SiC)、堇青石等、或者它們的復合材料等(例如參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-292388號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，專利文獻1中記載的蜂窩結構體在低氧氣氛中暴露于高溫時，有時會發生碳化硅的氧化分解而損壞。具體而言，如果在低氧條件下加熱碳化硅，則碳化硅會按照式(1)：SiC+O₂→SiO↑+CO↑進行氧化反應，該反應被稱為“活性氧化(active oxidation)”，是與通常的形成SiO₂的鈍化氧化(passive oxidation)不同的氧化反應。并且，在活性氧化中，當所產生的氣體狀態的SiO發生氧化反應時將會同時發生劇烈的放熱。因此，有時蜂窩結構體會因該放熱而損壞。

這里，在過濾器的再生時(即，燃燒除去在過濾器內堆積的顆粒物的操作時)，氧通過顆粒物的燃燒而被消耗。因此，再生時，過濾器會暴露于低氧氣氛中。也就是說，專利文獻1中記載的蜂窩結構體在其再生時暴露于低氧氣氛中，進行上述氧化反應。然后，在蜂窩結構體內發生劇烈的放熱，有時蜂窩結構體會因該放熱而損壞。

本發明是鑒于上述問題而完成的。本發明提供一種即使在低氧氣氛中暴露于高溫時也難以損壞、耐熱性得以提高的多孔質材料及多孔質材料的制造方法以及蜂窩結構體。

用于解決課題的方案

[1]一種多孔質材料，其由骨料和結合材構成，前述骨料含有含硅非氧化物，前述結合材含有使前述骨料彼此以保持了多個細孔的狀態結合的氧化物陶瓷，并且，

在前述骨料的表面具有含氧相，前述表面包含前述骨料與前述結合材的界面。

[2]如前述[1]所述的多孔質材料，其中，前述骨料中的氧的含有比例為前述骨料的質量的2～25質量％。

[3]如前述[1]或[2]所述的多孔質材料，其中，前述含氧相為含方英石的相。

[4]如前述[1]～[3]中任一項所述的多孔質材料，其中，前述結合材中，相對于全部前述結合材，含有50質量％以上的晶質堇青石。

[5]如前述[4]所述的多孔質材料，其中，前述結合材進一步含有選自由非晶質堇青石、氧化鋁、莫來石、尖晶石、假藍寶石和方英石構成的組中的至少一種。

[6]如前述[1]～[5]中任一項所述的多孔質材料，其中，前述含氧相的膜厚為0.2～3.0μm。

[7]如前述[1]～[6]中任一項所述的多孔質材料，其中，前述骨料含有碳化硅。

[8]如前述[1]～[7]中任一項所述的多孔質材料，其中，氣孔率為35～75％。

[9]如前述[1]～[8]中任一項所述的多孔質材料，其中，熱膨脹系數為5.5×10^-6/K以下。

[10]一種多孔質材料的制造方法，其具有：

成形工序，在含有含硅非氧化物的骨料粉末體中，添加含有堇青石化原料的結合材用原料以及有機粘合劑進行混合而得到混合物后，將前述混合物成形而得到成形體；

燒成工序，將所得到的前述成形體在含氧的氣氛中預燒，除去前述成形體中的有機粘合劑，然后，在1370～1450℃的溫度范圍進行正式燒成，得到使前述骨料粉末體彼此通過氧化物陶瓷結合而成的多孔質的燒成體；以及

多孔質材料形成工序，對所得到的前述燒成體在含氧的氣氛中在1000～1400℃的溫度范圍進行熱處理，從而使得在包含前述骨料粉末體與前述氧化物陶瓷的界面的、前述骨料粉末體的表面形成含氧相，得到多孔質材料。

[11]由前述[10]所述的多孔質材料的制造方法，其中，相對于多孔質材料，前述含氧相中含有0.05質量％以上的堿金屬。