[發明專利]多孔質材料、蜂窩結構體及多孔質材料的制造方法

在審

• 申請號: 201710982490.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107973604A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 泉有仁枝;富田崇弘
• 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;C04B35/63;C04B35/636;C04B38/06
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙)11432
• 代理人: 王軼,鄭雪娜

技術領域

本發明涉及多孔質材料、蜂窩結構體及多孔質材料的制造方法。更詳細而言，涉及高強度的多孔質材料、蜂窩結構體、及用于制造該多孔質材料的多孔質材料的制造方法。

背景技術

使用堇青石等氧化物相的粘結劑將碳化硅粒子(SiC粒子)等骨料粘結而得到的具備多個細孔的多孔質材料具有耐熱沖擊性等優異特性。使用這些多孔質材料，形成具有由隔壁區劃形成的多個隔室的蜂窩結構體，將該蜂窩結構體作為催化劑載體、DPF(柴油顆粒過濾器)，用于尾氣的凈化處理等各種用途(例如參見專利文獻1、2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第4111439號公報

專利文獻2：日本特許第4227347號公報

發明內容

近年來，使用了上述多孔質材料的催化劑載體、DPF有時根據使用的用途而要求大型的尺寸。因此，制造蜂窩直徑較寬且軸向的長度(蜂窩長度)較長的大型蜂窩結構體。另一方面，還制造了將隔室結構復雜化以實現高功能化、高性能化或將區劃形成隔室的隔壁薄壁化以抑制壓力損失的大型蜂窩結構體以外的蜂窩結構體。

對于這些蜂窩結構體，在使用時，施加較大的熱負荷及力學負荷。因此，由多孔質材料形成的蜂窩結構體要求除了具備耐熱沖擊性以外、還要具備針對力學負荷的足夠的強度(機械強度)。

因此，本發明是鑒于上述實際情況而實施的，其課題在于提供一種高強度的多孔質材料、使用了該多孔質材料的蜂窩結構體、以及多孔質材料的制造方法。

為了解決上述的課題，本發明提供以下的多孔質材料、蜂窩結構體、及多孔質材料的制造方法。

[1]一種多孔質材料，其包括骨料和粘結劑，該粘結劑以堇青石為主成分，并將所述骨料與所述骨料之間粘結，其中，所述骨料、所述粘結劑以及細孔相交的三相界面的表面平滑地粘結。

[2]根據所述[1]中記載的多孔質材料，其中，所述粘結劑中包含鍶、釔、及鋯中的至少一個成分。

[3]根據所述[1]或[2]中記載的多孔質材料，其中，所述多孔質材料的彎曲強度為5.5MPa以上。

[4]根據所述[1]～[3]中的任意一項中記載的多孔質材料，其中，所述骨料的至少一部分被所述粘結劑覆蓋。

[5]根據所述[2]～[4]中的任意一項中記載的多孔質材料，其中，燒成后的所述多孔質材料中包含的所述鍶、所述釔、及所述鋯的各成分的總含有率為0.2質量％～3.0質量％。

[6]根據所述[1]～[5]中的任意一項中記載的多孔質材料，其中，所述骨料含有碳化硅粒子及氮化硅粒子中的至少一方。

[7]根據所述[1]～[6]中的任意一項中記載的多孔質材料，其中，燒成后的所述多孔質材料中包含的包括鈉及鉀在內的堿金屬成分的總含有率為0.05質量％以下。

[8]根據所述[1]～[7]中的任意一項中記載的多孔質材料，其中，對包含所述多孔質材料的顯微鏡觀察用試樣進行鏡面研磨，在顯微鏡下觀察所述多孔質材料暴露出來的試樣截面，得到截面圖像，在該截面圖像上出現的、所述粘結劑與所述細孔的邊界線上，相對于曲率局部最大的位置的切線方向而言，所述邊界線的彎曲角度的代表值為0°～25°。

[9]一種蜂窩結構體，其由所述[1]～[8]中的任意一項中記載的多孔質材料構成，且具備隔壁，該隔壁區劃形成從一方端面延伸至另一方端面的多個隔室。

[10]根據所述[9]中記載的蜂窩結構體，其中，所述蜂窩結構體的蜂窩彎曲強度為4.0MPa以上。

[11]根據所述[9]或[10]中記載的蜂窩結構體，其中，所述蜂窩結構體具備多個封孔部，該多個封孔部配設于所述一方端面上的規定的所述隔室的開口部及所述另一方端面上的剩余的所述隔室的開口部。

[12]一種多孔質材料的制造方法，所述多孔質材料的制造方法用于制造所述[1]～[8]中的任意一項中記載的多孔質材料，其中，包括以下工序：成型體形成工序：將含有骨料、粘結劑、造孔材料、及粘合劑的成型原料擠出成型，形成成型體；和燒成工序：將擠出成型的所述成型體在惰性氣體氣氛下于規定燒成溫度進行燒成，形成多孔質材料，所述粘結劑含有鍶、釔、及鋯中的至少一個成分。

[13]根據所述[12]中記載的多孔質材料的制造方法，其中，包含：燒成后的所述多孔質材料中包含的所述鍶、所述釔、及所述鋯的各成分的總添加率為0.2質量％～3.0質量％的添加物。

[14]根據所述[12]或[13]中記載的多孔質材料的制造方法，其中，所述鍶為碳酸鍶。