YAMAGUCHI SHINICHI (JP)
| WO2005005019A1 | 2005-01-20 | |||
| WO2008005249A2 | 2008-01-10 | |||
| WO2005005019A1 | 2005-01-20 |
| JP2006231162A | 2006-09-07 | |||
| JP2006334459A | 2006-12-14 | |||
| JP2005270969A | 2005-10-06 | |||
| EP1676622A1 | 2006-07-05 |
| MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 の結晶を有するセラミックス体をハニカム構造としたことを特徴とするハニカム構造体。 |
| 前記セラミックス体が多孔質であることを特徴とする請求項1に記載のハニカム構造体。 |
| セラミックスからなる隔壁により仕切られ、一端より他端に至る流通孔を複数備え、これら複数の流通孔の一端と他端のいずれか一方を交互に封止した封止部を有するハニカム構造体であって、 前記隔壁は、MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 の結晶を有してなることを特徴とするハニカム構造体。 |
| 1軸方向に延びたセラミックスからなる隔壁により仕切られ、一端より他端に至る流通孔を複数備え、これら複数の流通孔の一端と他端のいずれか一方を交互に封止した封止部を有するハニカム構造体であって、 前記隔壁は、MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 の結晶を有してなり、前記隔壁を温度1200℃で2時間維持する熱処理前後において、下記式(1)で表される変化率C R が20以下であることを特徴とするハニカム構造体。 C R =(|C a -C b |/C a )×100 ・・・(1) ただし、 C a :前記熱処理前の前記1軸方向における圧縮破壊強度(MPa) C b :前記熱処理後の前記1軸方向における圧縮破壊強度(MPa) |
| セラミックスからなる隔壁により仕切られ、一端より他端に至る流通孔を複数備え、これら複数の流通孔の一端と他端のいずれか一方を交互に封止した封止部を有するハニカム構造体であって、 前記隔壁は、MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 の結晶を有してなり、前記封止部の気孔率をP s 、前記隔壁の気孔率をP w としたとき、下記式(2)で表される比率P R が84以下であることを特徴とするハニカム構造体。 P R =(|P w -P s |/P w )×100 ・・・(2) |
| 前記隔壁の一端面を平面視した場合の前記流通孔は、角部が円弧状である4角形状であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載のハニカム構造体。 |
| 前記隔壁の一端面を平面視した場合の前記流通孔は、4角形状のものと8角形状のものとを有することを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載のハニカム構造体。 |
| 請求項3乃至7のいずれかに記載のハニカム構造体と、 前記ハニカム構造体を収容し、流入口および流出口を有するケースと、を備えてなり、 前記ケースの流入口から入った流体を、前記ハニカム構造体を通過させて、前記ケースの流出口から出すように構成したことを特徴とする浄化装置。 |
本発明は、セラミックスからなるハニカ 構造体に関する。また、内燃機関またはボ ラー等で発生する排気ガス等の流体に含ま る微粒子を捕集するためのハニカム構造体 よびこれを用いた浄化装置に関する。
従来、内燃機関等で発生する排気ガス中 含まれる炭素を主成分とする微粒子(特にデ ィーゼルエンジンの排気ガス中の微粒子(デ ーゼル微粒子)を捕集する目的で、セラミッ スからなるハニカム構造体が使用されてき 。
このハニカム構造体は、多孔質のセラミ クスからなる格子状の隔壁によって仕切ら た複数の流通孔を備えている。また、各流 孔の一端と他端のいずれか一方が交互に封 されている。これにより、排気ガスがフィ タの入口から流入して出口から流出する際 、排気ガス中の微粒子が隔壁に捕集される
現在、耐熱性および耐熱衝撃性等に優れ、
分解がしにくく、熱処理を行なっても機械
特性が安定しているハニカム構造体および
れを用いた浄化装置が望まれている。
本発明の一形態に係るハニカム構造体は、M gTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 の結晶を有するセラミックス体をハニカム構 造としたことを特徴とする。
また、本発明の一形態に係るハニカム構造 は、セラミックスからなる隔壁により仕切 れ、一端より他端に至る流通孔を複数備え これら複数の流通孔の一端と他端のいずれ 一方を交互に封止した封止部を有するハニ ム構造体であって、前記隔壁は、MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 の結晶を有してなることを特徴とする。
また、本発明の一形態に係るハニカム構造
は、1軸方向に延びたセラミックスからなる
隔壁により仕切られ、一端より他端に至る流
通孔を複数備え、これら複数の流通孔の一端
と他端のいずれか一方を交互に封止した封止
部を有するハニカム構造体であって、前記隔
壁は、MgTi 2
O 5
-Al 2
TiO 5
の結晶を有してなり、前記隔壁を温度1200℃
2時間維持する熱処理前後において、下記式(
1)で表される変化率C R
が20以下であることを特徴とする。
C R
=(|C a
-C b
|/C a
)×100 ・・・(1)
ただし、
C a
:前記熱処理前の前記1軸方向における圧縮破
強度(MPa)
C b
:前記熱処理後の前記1軸方向における圧縮破
強度(MPa)
また、本発明の一形態に係るハニカム構造
は、セラミックスからなる隔壁により仕切
れ、一端より他端に至る流通孔を複数備え
これら複数の流通孔の一端と他端のいずれ
一方を交互に封止した封止部を有するハニ
ム構造体であって、前記隔壁は、MgTi 2
O 5
-Al 2
TiO 5
の結晶を有してなり、前記封止部の気孔率を
P s
、前記隔壁の気孔率をP w
としたとき、下記式(2)で表される比率P R
が84以下であることを特徴とする。
P R
=(|P w
-P s
|/P w
)×100 ・・・(2)
本発明の一形態に係る浄化装置は、前記 ニカム構造体と、前記ハニカム構造体を収 し、流入口および流出口を有するケースと を備えてなり、前記ケースの流入口から入 た流体を、前記ハニカム構造体を通過させ 、前記ケースの流出口から出すように構成 たことを特徴とする。
前記のハニカム構造体および浄化装置によ ば、耐熱性および耐熱衝撃性等に優れる。 た、チタン酸マグネシウム(MgTi 2 O 5 )はチタン酸アルミニウム(Al 2 TiO 5 )の高温での分解を抑制する。さらに、MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 は化学量論組成であるため、非化学量論組成 の結晶に比べて結晶に発生する力学的な歪み が生じにくい。これにより、熱処理を行って も熱処理前後において機械的特性の変化が少 ない。
1:ハニカム構造体
2:流通孔
3:封止部
4:隔壁
5:排気ガス流入口
6:排気ガス流出口
7:ケース
8:断熱材層
9:排気管
10:浄化装置
図1,2に示すように、本実施形態のハニカ 構造体1は、多孔質のセラミックスからなる 隔壁4の一端4aから他端4bに至る流通孔2を複数 備える。つまり、これら流通孔2は、例えば1 方向(図示の矢印A方向)に長い格子状の隔壁4 により仕切られて構成される。さらに、ハニ カム構造体1は各流通孔2の一端と他端のいず か一方を封止するための封止部3を有する。
また、ハニカム構造体1の一端(図3)および 他端(図4)を平面視した場合、隣接する流通孔 2のいずれか一方が封止部3(3a,3b)で封止されて いる。図3,4に示すように、封止部3a,3bは、例 ば市松模様状に配置されている。また、各 通孔2の平面形状は、円形状、各種角形状、 角部が円弧状である4角形状、または、4角形 のものと8角形状のものとを組合せた形状等 の種々の形状とすることができる。また、1 のハニカム構造体1に、異なる平面形状の流 孔2が混在してもよい。例えば図5に図示し ハニカム構造体1は、平面形状が4角形状の流 通孔2と、平面形状が8角形状の流通孔2とを含 んでいる。なお、多数の流通孔2は、交互に 止された部分を有していればよく、市松模 状に限定されない。
ハニカム構造体1は図1,2に示すように、全体 が例えば円柱状であり、その外径が100~200mm、 1軸方向の長さLが100~250mmである。1軸方向(A)に 対して垂直な断面において、流通孔2の個数 、例えば1平方インチ当たり50~800個である。 の断面における各流通孔2の断面積は、例え ば1~10mm 2 である。各流通孔2を仕切る隔壁4の厚み(1軸 向に対して直交する方向の厚み)は、例えば0 .05~1.0mmである。
隔壁4は化学量論組成のマグネシウムアルミ ニウムチタネート(MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 )の結晶を有してなるものである。ここで、 グネシウムアルミニウムチタネートは固溶 であり、X線回折チャートで2θ=25.5°~26.5°に インピークを有する。
隔壁4は化学量論組成のマグネシウムアルミ ニウムチタネートの固溶体であることから、 チタン酸マグネシウム(MgTi 2 O 5 )はチタン酸アルミニウム(Al 2 TiO 5 )の高温での分解を抑制する。チタン酸マグ シウムおよびチタン酸アルミニウムがいず も化学量論組成(定比)からなるため、非化学 量論組成の結晶に比べて結晶に発生する力学 的な歪みが抑制される。このため、熱処理前 後においても隔壁4の機械的特性は安定して り、熱処理後に機械的強度が著しく低下す ことがない。
隔壁4は、微量成分として、酸化チタン(TiO 2 ),酸化カリウム(K 2 O),酸化ナトリウム(Na 2 O),酸化マグネシウム(MgO),酸化アルミニウム(Al 2 O 3 )等の酸化物を含んでいてもよい。これら微 成分のうち、好適な多孔質のハニカム構造 とするために、酸化カリウム(K 2 O)は0.2質量%以下、酸化ナトリウム(Na 2 O)は0.9質量%以下であるとよい。なお、酸化カ リウム(K 2 O)および酸化ナトリウム(Na 2 O)の各含有量は、蛍光X線分析法またはICP(Induc tivity Coupled Plasma)発光分析法により求めるこ とができる。具体的には、酸化カリウム(K 2 O)および酸化ナトリウム(Na 2 O)については、それぞれ金属元素のK,Naの含有 量を測定して酸化物に換算すればよい。
化学量論組成のマグネシウムアルミニウム タネート(MgTi 2 O 5 -Al 2 TiO 5 )の結晶および上記微量成分の組成はX線回折 で同定することができる。また、隔壁4中に おける各成分の比率は、蛍光X線分析法また ICP(Inductivity Coupled Plasma)発光分析法により めることができる。
特に、隔壁4を構成する成分100質量%に対し 、チタン酸アルミニウム(Al 2 TiO 5 )は60~70質量%,チタン酸マグネシウム(MgTi 2 O 5 )は16~26質量%残部が酸化鉄(Fe 2 O 3 )であることが好適である。
通常、チタン酸アルミニウム(Al 2
TiO 5
)は、850~1280℃の範囲で熱分解する。このため
、隔壁4がチタン酸アルミニウム(Al 2
TiO 5
)を含むセラミックスである場合、この化合
の熱分解が生じても破壊しにくい耐熱衝撃
が求められる。本実施形態のハニカム構造
1は、チタン酸マグネシウムを含むので、熱
解が抑えられ、その結果、下記式(1)の値の
い圧縮破壊強度の変化率を達成できる。つ
り、温度1200℃で2時間維持する熱処理前後
おいて、下記式(1)で表される変化率C R
が20以下である。
C R
=(|C a
-C b
|/C a
)×100 ・・・ (1)
ただし、
C a
:前記熱処理前の1軸方向(図1,2におけるA方向)
おける圧縮破壊強度(MPa)
C b
:前記熱処理後の前記1軸方向における圧縮破
強度(MPa)
圧縮破壊強度C a ,C b は、例えばJASO M 505-87に準拠して測定される ものであり、変化率C R は、式(1)により求めればよい。測定用の試料 としては、ハニカム構造体1から一辺の長さ 10mmの立方体をくり抜いたものを用いればよ 。
変化率C R が20以下であると、チタン酸アルミニウム(Al 2 TiO 5 )は高温で分解しにくくなるため、使用を重 ても耐熱衝撃性を高い状態で維持すること できる。これにより、ハニカム構造体1の再 (隔壁4で捕集した微粒子を焼却または逆洗 せる等により除去して、再使用可能な状態 することを繰り返しても容易に破壊しない
また、本実施形態のハニカム構造体1は、封
止部3の気孔率をP s
、隔壁4の気孔率をP w
とした場合に、下記式(2)で規定された気孔率
の比率P R
が84以下である。これにより、再生するため
行う熱処理において、隔壁4と封止部3との
界に生じるクラックおよび溶損は発生しに
くなる。
P R
=(|P s
-P w
|/P w
)×100・・・(2)
式(2)で表される気孔率の比率P R が84以下であると、焼結工程における隔壁4お よび封止部3の収縮率の差が小さくなる。そ 結果、隔壁4と封止部3との境界の応力集中が 低減されるため、ハニカム構造体1の耐熱衝 性が向上する。これにより、再生における 壁4と封止部3との境界に生じるクラックおよ び溶損を減少させることができる。また、焼 成工程における封止部3の収縮率と隔壁4の収 率を予め略同等になるように調整すること より、封止部3と隔壁4を一体的に焼成して 、焼成後に封止部3と隔壁4との間で亀裂が発 生することが抑制される。
特に、隔壁4の気孔率(P w )は30%以上60%以下、封止部3の気孔率(P s )は9.6%以上60%以下にすればよく、これらの気 率(P w ),(P s )は、水銀圧入法を用いて測定することがで る。
図5に示すように、隔壁4の入口端面を平 視した場合の流通孔2の開放部分の形状を封 部分の面積より広い例えば8角形状とし、図 6に示すように、出口端面の開放部分の形状 封止部分より狭い例えば4角形状としてもよ 。一方、流通孔2の封止部分の形状は、上述 した開放部分の形状とは逆に隔壁4の入口端 側を4角形状とし、出口端面側を8角形状とし てもよい。
また、図7に示すように、隔壁4の入口端 を平面視した場合の流通孔2の開放部分の形 を封止部分の面積より広い角部が円弧状の えば4角形状とし、図8に示すように、出口 面の開放部分の形状を封止部分より狭い例 ば4角形状としてもよい。一方、流通孔2の封 止部分の形状は開放部分の形状とは逆にして 、隔壁4の入口端面側を4角形状とし、出口端 側を角部が円弧状の例えば4角形状としても よい。
このように構成することにより、図3,4に すように、流通孔2の形状が4角形状のみで る場合よりも、微粒子を捕集する隔壁4の表 積を大きくすることができるため、微粒子 捕集量を増大させることができる。また、 通孔2の開口面積をより広くすることで、微 粒子を好適に補集することができる。
特に、図7では、角部が円弧状である4角 状の流通孔2の水力直径は、これより面積の さい流通孔2の水力直径に対して、1.55倍以 1.95倍以下であることが好適である。このよ に、水力直径の比を1.55倍以上とすることで 、微粒子の捕集量を増大させることができる 。ここで、流通孔2の水力直径とは、隔壁4の 端面を平面視した場合の隔壁4に接する内接 円の直径をいい、光学顕微鏡を用いて測定す ることができる。
次に、ハニカム構造体1の製造方法について
説明する。
まず、調合原料を準備する。隔壁4が化学量
論組成のマグネシウムアルミニウムチタネー
ト(MgTi 2
O 5
-Al 2
TiO 5
)の結晶を有するハニカム構造体を得るには
原料である酸化チタン(TiO 2
)、酸化アルミニウム(Al 2
O 3
)および酸化マグネシウム(MgO)の各平均粒径を
制御する必要がある。
平均粒径が1~10μmである酸化チタン(TiO 2 )と平均粒径が1~10μmである酸化アルミニウム( Al 2 O 3 )とを用意する。そして、酸化チタン(TiO 2 )および酸化アルミニウム(Al 2 O 3 )をモル比でTiO 2 :Al 2 O 3 =40~60:60~40とし、酸化チタン(TiO 2 )および酸化アルミニウム(Al 2 O 3 )からなる成分100質量部に、平均粒径が1~10μm 酸化マグネシウム(MgO)を1~10質量部と、二酸 珪素(SiO 2 )を1~10質量部とを調合して調合原料を得る。
ここで、酸化マグネシウム(MgO)に代えて、Mg
を含むスピネル型構造の酸化物または焼成に
よりMgOに転化するMg含有化合物のいずれかで
ってもよい。
ハニカム構造体における圧縮破壊強度の変
率(C R
)は、二酸化珪素(SiO 2
)の含有量の影響を受ける。つまり、二酸化
素(SiO 2
)の含有量が高いほど、変化率(C R
)は低く、二酸化珪素(SiO 2
)の含有量が低いほど、変化率(C R
)は高くなる。このような観点から、変化率(C
R
)が20以下であるハニカム構造体を得るには、
調合原料における二酸化珪素(SiO 2
)を3~10質量部とするとよい。
上述のようにして得られた調合原料に、 ラファイト、澱粉または樹脂粉末等の造孔 の所定量を添加した後、さらに可塑剤、増 剤、滑り剤および水等を加えて、万能攪拌 、回転ミルまたはV型攪拌機等を使って混合 物とする。そして、この混合物を三本ロール ミルまたは混練機等を用いて混練し、可塑化 した杯土を得る。
次に、金型を用いて押出成形機を用いて 形する。成形体の外径を決定する内径が、 えば100~250mmであり、ハニカム構造体1の隔壁 4を形成するためのスリットを有する金型を いる。この金型を装着した押出成形機に前 杯土を投入し、圧力を加えてハニカム状に 形する。その後、成形体を乾燥して所定長 に切断加工する。
成形体の流通孔2の一端と他端のいずれか 一方を封止する。複数の流通孔2のうちの一 に、選択的にマスキングを施す。このとき 例えば、封止される流通孔2が市松模様状に 置されるように、マスキングする流通孔2を 選択する。マスキングを施した出口端面(図2 符号OF)をスラリーにディッピングする。な 、マスキングが施されていない出口端面(OF) を有する流通孔2には、予め入口端面(図2の符 号IF)から撥水性の樹脂をコーティングし先端 部の形状が平坦なピンを、入口端面(IF)から 通孔2に挿入しておき常温にて乾燥する。こ によって、成形体の出口側の封止部3bが形 される。そして、前記ピンを抜き、上述の 業と同じ作業を入口端面(IF)側でも行い、成 体の入口側の封止部3aを形成する。
次に、得られた成形体を焼成する。電気 またはガス炉等の焼成炉を用いて、成形体 温度1250℃~1700℃で0.5時間~5時間保持するこ により焼成する。
このように作製されたハニカム構造体1は、 チタン酸マグネシウム(MgTi 2 O 5 )およびチタン酸アルミニウム(Al 2 TiO 5 )が化学量論組成(定比)であるため、結晶相に 発生する力学的な歪みが抑制され、隔壁4の 処理前後における機械的特性の変化を低減 ることができる。
また、このように作製されたハニカム構 体1は、長期間にわたり効率よく流体中の微 粒子を捕集することができる。
本実施形態のハニカム構造体1を、ディー ゼルエンジン(不図示)の排気ガス中のディー ル微粒子を捕集するフィルタとして用いる 合について説明する。図9に示すように、本 実施形態の浄化装置10は、ハニカム構造体1と 、これを収容するケース7とを備えてなる。 ース7は例えばステンレス等の金属製であり その中央部が円筒状に、両端部が円錐台状 それぞれ形成されている。ケース7の中央部 にハニカム構造体1が収容され、ケース7の両 部に排気ガス(EG)の流入口5および流出口6が れぞれ形成されている。また、ケース7の中 央部内面には、ハニカム構造体1の側面を包 する例えばセラミックファイバー,ガラスフ イバー,カーボンファイバーおよびセラミッ クウィスカーの少なくともいずれか1種から る断熱材層8が形成されている。ケース7の流 入口5には排気管9が連結している。排気管9よ り排気ガス(EG)がケース7内に流入する。
ディーゼルエンジン(不図示)が作動して 排気ガス(EG)が排気管9よりケース7に流入す と、ハニカム構造体1の入口端面(IF)から、封 止部3aで封止されていない流通孔2の中に、排 気ガス(EG)が導入される。排気ガス(EG)が導入 れた流通孔2は、出口端面(OF)側の端部が封 部3bによって封止されているので、排気ガス (EG)の流出は遮られる。流出が遮られた排気 ス(EG)は、多孔質の隔壁4を通過し、出口端面 (OF)側が封止部3bで封止されていない隣接する 流通孔2より排出される。隔壁4では、その内 の気孔内で排気ガス(EG)中のディーゼル微粒 子が捕集される。つまり、隣接する流通孔2 は、浄化された空気が流入する。そして、 接する流通孔2の入口端面(IF)側の端部は封止 部3aで封止されているので、浄化された空気 排気ガス(EG)が混入しない。このようにして 、浄化装置10のハニカム構造体1に導入された 排気ガス(EG)は、ディーゼル微粒子を含まな 状態に浄化され、出口端面(OF)から外部に排 される。
このような浄化装置10には、本実施形態 ハニカム構造体1をフィルタとして好適に用 ることができ、長期間にわたり効率よくデ ーゼル微粒子を捕集することができる。
なお、本実施形態では流体として排気ガ を用いた例について説明したが、流体とし 液体を用いることも可能である。例えば、 体として上水または下水を用いることが可 であり、本実施形態の浄化装置を液体の濾 用としても適用できる。
まず、表1に示される酸化チタンX:酸化チタ Y:酸化アルミニウムの比率が、モル比で20:20 :60である成分100質量部と、酸化マグネシウム (MgO)を5質量部と、二酸化珪素(SiO 2 )を5質量部とを調合した調合原料を得た。
この調合原料に造孔剤としてグラファイ を所定量添加した。その後、さらに可塑剤 増粘剤、滑り剤および水を加えて、回転ミ を使ってスラリーとした。そして、混練機 用いて回転ミルにより得られたスラリーを 練し、可塑化した杯土を得た。
次に、成形体の外径を決定する内径が250m mであり、ハニカム構造体1の隔壁4を形成する ためのスリットを有する金型を装着した押出 成形機に前記杯土を投入した。そして、前記 杯土に圧力を加えてハニカム状に成形した。 その後、成形体を乾燥して所定長さに切断加 工した。
次に、市松模様状になるように、一部の 通孔2にマスキングを施した後、出口端面(OF )をスラリーにディッピングした。撥水性の 脂をコーティングした先端部の形状が平坦 あるピンを、入口端面(IF)から流通孔2に挿入 しておき常温にて乾燥した。これにより、成 形体の出口側の封止部3bが形成された。そし 、ピンを抜き、上述の作業と同じ作業を入 端面(IF)側でも行い、成形体の入口側の封止 部3aを形成した。なお、封止部3a,3bとも隔壁4 形成するのに用いた調合原料と同種の調合 料を用いた。
そして、電気炉を用いて成形体を1500℃で 4時間焼成してハニカム構造体を得た。
得られたハニカム構造体の隔壁4を構成す るセラミックスの組成については、X線回折 を用いて同定した。その組成式を表1に示す
また、ハニカム構造体1から、一辺の長さ が10mmである立方状にくり抜いた試料(封止部3 a,3bを含めない。)をそれぞれ20個作製した。 の後、各試料の1軸方向Aの圧縮破壊強度を測 定して、測定値の平均値および標準偏差を算 出した。なお、1軸方向Aにおける圧縮破壊強 は、JASO M 505-87に準拠して測定した。その 果を表1に示す。
表1からわかるように、隔壁4を構成する 成がチタン酸マグネシウムおよびチタン酸 ルミニウムの少なくともいずれかが非化学 論組成(不定比)である試料No.2~4は、いずれも 圧縮破壊強度の平均値が3.82MPa以下であり、 準偏差は0.6MPa以上であった。
一方、チタン酸マグネシウムおよびチタ 酸アルミニウムが化学量論組成(定比)で固 している試料No.1は、圧縮破壊強度の平均値 4.32MPaであり試料No.2~4より高かった。さらに 、試料No.1の標準偏差は0.4MPaであり、試料No.2~ 4より小さかった。これらの結果より、試料No .1のように、化学量論組成のチタン酸マグネ ウムおよびチタン酸アルミニウムを含むハ カム構造体1は、隔壁4の機械的特性が高く そのばらつきが小さいハニカム構造体であ といえる。
次に、表2に示される、平均粒径がいずれも 5μmである酸化チタンX:酸化チタンY:酸化アル ニウムの比率が、モル比で20:20:60である成 100質量部と、平均粒径が5μmである酸化マグ シウム(MgO)を5質量部と、二酸化珪素(SiO 2 )を5質量部とを調合して調合原料を得た。
その後、実施例1に示した方法と同じ方法 でハニカム構造体を作製した。
得られたハニカム構造体の封止部3を構成 するセラミックスの組成については、X線回 法を用いて同定した。その組成式を表2に示 。
また、封止部3と隔壁4との接合状態を観 するため、ファイバースコープを用いて、A 方向から光を照射した。封止部3と隔壁4と 間に隙間がなければ、光は端面から透過せ 、封止部3と隔壁4との間に隙間があれば、光 は端面から透過する。端面から光の透過が部 分的にでも確認されたハニカム構造体を「確 認」とし、確認されなかったハニカム構造体 を「未確認」とした。その結果を表2に示す
表2からわかるように、封止部3を構成す チタン酸マグネシウムおよびチタン酸アル ニウムがともに非化学量論組成(不定比)であ る試料No.6~8は隙間が確認された。一方、封止 部3を構成する組成がチタン酸マグネシウム よびチタン酸アルミニウムとも化学量論組 (定比)である試料No.5は隙間が確認されなか た。これらの結果より、試料No.5のように、 学量論組成のチタン酸マグネシウムおよび タン酸アルミニウムを含むハニカム構造体1 は、捕集効率の高いハニカム構造体であると いえる。
まず、酸化チタンおよび酸化アルミニウム 比率がモル比でTiO 2 :Al 2 O 3 =40:60である成分100質量部に、酸化マグネシウ ム(MgO)を5質量部と、表3に示される含有量の 酸化珪素(SiO 2 )とを調合して調合原料を得た。
次に、得られた調合原料より、実施例1に示 した方法と同じ方法でハニカム構造体を作製 した。そして、得られた各ハニカム構造体よ り一辺の長さが10mmである立方状にくり抜い 試料のA軸方向における圧縮破壊強度を測定 た。この測定値をC a として表3に示す。
また、ハニカム構造体を温度1200℃で2時間 処理した。その後、一辺の長さが10mmである 方状にくり抜いた試料のA軸方向における圧 縮破壊強度を測定した。この測定値をC b として表3に示す。1軸方向(A軸方向)における 縮破壊強度C a ,C b より圧縮破壊強度の変化率(C R )を算出した。
また、同じ方法で得られた別のハニカム 造体を電気炉に入れて、一定温度で1時間保 持した。その後、室温(24℃)中に取り出した このハニカム構造体にクラックが確認され ときの前記一定温度と室温(24℃)との温度差 耐熱衝撃温度として表3に示す。
表3からわかるように、圧縮破壊強度の変化 率(C R )が20を超えている試料No.12(再生可能回数738回 )に対し、圧縮破壊強度の変化率(C R )が20以下の試料No.9~11は、耐熱衝撃温度が高 再生可能回数も755回以上と多かった。この 果より、試料No.12のように、圧縮破壊強度の 変化率C R が20以下のハニカム構造体1は、耐熱衝撃性が 高いハニカム構造体であるといえる。
平均粒径が5μmであるTiO 2 と平均粒径が5μmであるAl 2 O 3 とを用意した。モル比がTiO 2 :Al 2 O 3 =40:60である成分100質量部に、平均粒径が5μm ある酸化マグネシウム(MgO)を5質量部と、二 化珪素(SiO 2 )を5質量部とを調合して調合原料を得た。
その後、実施例1に示した方法と同じ方法 でハニカム構造体を作製した。なお、封止部 3a,3bの気孔率は造孔剤であるグラファイトの 積比率により調整した。このグラファイト 体積比率を表4に示す。
得られたハニカム構造体を電気炉に入れて
一定温度で1時間保持した。その後、室温(24
℃)中に取り出した。このハニカム構造体に
ラックが確認されたときの前記一定温度と
温(24℃)との温度差を耐熱衝撃温度として表4
に示す。
また、封止部3および隔壁4のそれぞれの気孔
(P s
),(P w
)は水銀圧入法により測定し、その測定値お
びこの測定値から算出される比率(P R
)を表4に示した。
表4からわかるように、比率(P R )が84を超えている試料No.13(耐熱衝撃温度720℃ )に対し、比率(P R )が84以下の試料No.14~17は、耐熱衝撃温度760℃ 上で高かった。この結果より、試料No.14~17 ように、気孔率の比率P R 84以下のハニカム構造体1は、耐熱衝撃性が高 いハニカム構造体であるといえる。
Next Patent: NEGATIVE ELECTRODE AND METHOD FOR PRODUCING NEGATIVE ELECTRODE