專利名稱：蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于去除柴油機(jī)的排氣中所含的微粒的蜂窩陶瓷過(guò)濾器中使用的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體、及其制造方法。
背景技術(shù)：
在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中，包含以由碳質(zhì)形成的煤煙和由高沸點(diǎn)烴成分形成的SOF 成分(Soluble Organic Fraction 可溶性有機(jī)成分)作為主要成分的PM(Particulate Matter 粒狀物質(zhì))，該P(yáng)M被大量放出到大氣中時(shí)，可能對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生不良影響。因此， 一直以來(lái)實(shí)行在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管的中途安裝用于捕獲PM的蜂窩陶瓷過(guò)濾器(以下將蜂窩陶瓷過(guò)濾器簡(jiǎn)稱為“蜂窩過(guò)濾器”)。對(duì)排氣中的PM進(jìn)行捕獲、凈化的蜂窩過(guò)濾器的一個(gè)實(shí)例示于圖1及圖2。蜂窩過(guò)濾器10包含如下的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體(以下有時(shí)也簡(jiǎn)記為蜂窩結(jié)構(gòu)體)、和將流出側(cè)密封流路3及流入側(cè)密封流路4的廢氣流入側(cè)端面8及廢氣流出側(cè)端面9以縱橫交錯(cuò)的形式進(jìn)行密封的上游側(cè)密封部6a和下游側(cè)密封部6b，所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體包含形成多個(gè)流出側(cè)密封流路3及流入側(cè)密封流路4的多孔質(zhì)隔壁2和外周壁1。該蜂窩過(guò)濾器要求在使用中高效地捕獲排氣所含的微粒、降低壓力損失且減少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，但在捕獲的微粒增多時(shí)，隔壁的細(xì)孔堵塞，壓力損失增高，因此需要燃燒除去所捕獲的微粒，使蜂窩過(guò)濾器進(jìn)行再生。這樣，由于蜂窩過(guò)濾器反復(fù)曝于燃燒微粒時(shí)的高溫中，所以要求具有高耐熱性和高耐熱沖擊性。在微粒大量堆積的狀態(tài)下進(jìn)行燃燒時(shí)，蜂窩過(guò)濾器的溫度變得極高，有時(shí)會(huì)隔壁發(fā)生部分熔損，因此需要考慮耐熔損性。作為構(gòu)成多孔質(zhì)隔壁的材料，通常使用堇青石，但在使用堇青石構(gòu)成了隔壁時(shí)，熱膨脹系數(shù)低，為IOX 10_7°C左右，所以難以發(fā)生由熱沖擊導(dǎo)致的龜裂，耐熱沖擊性優(yōu)異，但在微粒過(guò)多堆積的狀態(tài)下進(jìn)行燃燒時(shí)，蜂窩過(guò)濾器的溫度變得極高，隔壁有時(shí)會(huì)發(fā)生部分熔損。要想提高對(duì)該熔損的耐性，有效的是將多孔質(zhì)隔壁低氣孔率化并提高熱容量、和使用例如碳化硅、鈦酸鋁等更具有耐熱性的材料。然而，碳化硅具有所謂熱膨脹系數(shù)大的難點(diǎn)， 并且非常昂貴。鈦酸鋁具有所謂在1000 1200°C的溫度區(qū)域分解成TiO2和Al2O3的難點(diǎn)。作為不僅維持耐熱沖擊性還使耐熱性得以提高的堇青石系蜂窩陶瓷，日本特公昭 60-2270號(hào)(專利文獻(xiàn)1)公開了以堇青石作為主要成分且具有含有2 15%的從尖晶石、 莫來(lái)石及剛玉中選擇的至少1種的晶相的堇青石系蜂窩陶瓷，且記載有該蜂窩陶瓷在25°C 至1000°C的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為22X10_7°C以下，而且1450°C的軟化收縮率為 10%以下，平均細(xì)孔直徑為3 30 μ m。作為制造該堇青石系蜂窩陶瓷的方法，日本特公昭 60-2270號(hào)公開了如下的方法制備包含以化學(xué)組成為氧化硅42 52%、氧化鋁34 48% 及氧化鎂10 18%的方式所選擇的原料粉末、和從尖晶石、莫來(lái)石及氧化鋁中選擇的至少 1種的晶體的批料，進(jìn)行增塑并成形為蜂窩形狀、并干燥及燒成的方法。然而，日本特公昭60-2270號(hào)記載的蜂窩陶瓷，其目的是作為汽車廢氣凈化用催化劑的載體使用，所以不是用例如使用造孔材料等獲得高氣孔率的方法來(lái)制造。因此，氣孔率低，不具有蜂窩陶瓷過(guò)濾器所要求的充分的壓力損失特性。
日本特表2002-53(^62號(hào)(專利文獻(xiàn)2)公開了如下的陶瓷制品具有包含65 95重量％的含有堇青石的第1晶相、和5 35重量％的從莫來(lái)石、鋁酸鎂尖晶石及假藍(lán)寶石中選擇的第2晶相的晶相，具有由32 51重量％的Si02、35 49重量％的Al2O3及7 16重量％的MgO構(gòu)成的組成，具有約20%以上的氣孔率及在25 1000°C的溫度范圍的約 15. OX IO-V0C以下的熱膨脹系數(shù)。日本特表2002-530262號(hào)記載的蜂窩陶瓷，也是用于為了精制汽車的排氣而作為催化劑載體使用的物質(zhì)，其氣孔率基本上為25 40%左右，不具有蜂窩陶瓷過(guò)濾器所要求的充分的壓力損失特性。例如，通過(guò)使用造孔材料等，使日本特公昭60-2270號(hào)及日本特表2002-530262號(hào)記載的蜂窩陶瓷的氣孔率提高，可以改善蜂窩過(guò)濾器的壓力損失特性，但存在如下的問(wèn)題 通過(guò)提高氣孔率而使熱容量降低，過(guò)濾器再生時(shí)反復(fù)曝于急劇的升溫和高燃燒溫度時(shí)的耐性(耐熱沖擊性及耐熱性)變得不充分，產(chǎn)生熔損。另外，還存在不能充分確保作為與低壓力損失相反的特性的捕獲性能及強(qiáng)度的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供具有優(yōu)異的耐熱沖擊性及耐熱性且具有低壓力損失、良好的捕獲效率、及高強(qiáng)度的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體及其制造方法。用于解決問(wèn)題的方法鑒于上述目的精心研究的結(jié)果，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)使莫來(lái)石在堇青石中適度地析出，并進(jìn)一步適當(dāng)控制隔壁的細(xì)孔分布，由此能夠解決上述問(wèn)題，并想到了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，其特征在于，具有利用多孔質(zhì)隔壁形成的多個(gè)流路，所述多孔質(zhì)隔壁包含堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及/或尖晶石晶體，相對(duì)于這些晶體各自的X射線衍射強(qiáng)度的總和，堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為72%以上且不足85%，莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為15 25%，以及剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例為5 %以下(其中，各晶體的X射線衍射強(qiáng)度為將堇青石的 (102)面、莫來(lái)石的(110)面、剛玉的(104)面及尖晶石(220)面的X射線衍射強(qiáng)度分別換算成主峰的強(qiáng)度的值。)，所述多孔質(zhì)隔壁的真密度為2. 55 2. 70g/cm3,平均細(xì)孔徑為10 20 μ m,氣孔率為50 65%，細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的8 25%，細(xì)孔徑不足10 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的16 25%，及細(xì)孔分布偏差σ為0.5以下[其中，σ = Iog(D2tl)-Iog(D8tl),在表示細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積(對(duì)從最大的細(xì)孔徑到特定的細(xì)孔徑的細(xì)孔容積進(jìn)行累積得到的值)的關(guān)系的曲線中，D2表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的20%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑(μ m)，D8tl相同地表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的80%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑(μπι)。D8(1<D2(1。]。所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的20 800°C間的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為20X 10_7以下。所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的熱導(dǎo)率優(yōu)選為0. 17ff/mK以上。所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，在將沿著其隔壁切下的試樣(60mmX40mmX隔壁厚)在1650°C保持30秒后，未熔損而殘存的面積率優(yōu)選為75%以上。本發(fā)明的制造蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于，所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體具有利用多孔質(zhì)隔壁形成的多個(gè)流路，所述多孔質(zhì)隔壁包含堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及 /或尖晶石晶體，相對(duì)于這些晶體各自的X射線衍射強(qiáng)度的總和，堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為72%以上且不足85%，莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為15 25%， 以及剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例為5%以下(其中，各晶體的X 射線衍射強(qiáng)度為將堇青石的(102)面、莫來(lái)石的(110)面、剛玉的(104)面及尖晶石(220) 面的X射線衍射強(qiáng)度分別換算成主峰的強(qiáng)度的值。)，所述多孔質(zhì)隔壁的真密度為2. 55 2. 70g/cm3,平均細(xì)孔徑為10 20 μ m,氣孔率為50 65%，細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的8 25%，細(xì)孔徑不足10 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的16 25%，及細(xì)孔分布偏差σ為0. 5以下[其中、σ = log(D2tl)-log(D8tl)，在表示細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積(對(duì)從最大的細(xì)孔徑到特定的細(xì)孔徑的細(xì)孔容積進(jìn)行累積得到的值)的關(guān)系的曲線中，D^1表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的20%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑(μ m)，D8tl相同地表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的80%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑(μπι)。D8(1<D2Q。]所述方法包括如下工序相對(duì)于氧化硅源原料、氧化鋁源原料、氧化鎂源原料及莫來(lái)石粉末的總和，混合 16 40質(zhì)量％的氧化硅源原料、19 40質(zhì)量％的氧化鋁源原料、25 40質(zhì)量％的氧化鎂源原料、及0 40質(zhì)量％的莫來(lái)石粉末、造孔材料并混煉，制作坯土的工序，對(duì)得到的坯土進(jìn)行擠壓成形制作成形體的工序，對(duì)得到的成形體進(jìn)行燒成的工序，所述氧化硅源原料包含模徑(mode diameter 一 K徑)30 60 μ m、粒徑20 μ m 以下的粒子為10%以下、粒徑IOOym以上的粒子為10%以下、粒度分布偏差SD為0. 5以下[其中，SD= log (d80)-log (d20)，在表示粒徑與累積體積(表示特定的粒徑以下的粒子體積占總體積的百分?jǐn)?shù))的關(guān)系的曲線中，d20表示相當(dāng)于20%的累積體積的粒徑(μπι)， d80相同地表示相當(dāng)于80%的累積體積的粒徑(μ m)。此外，d20<d80。]的氧化硅粉末。本發(fā)明的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，不僅維持耐熱沖擊性、使耐熱性提高，而且具有低壓力損失、良好的捕獲效率、及高強(qiáng)度，所以適合于用于除去柴油機(jī)的排氣中所含的微粒的蜂窩陶瓷過(guò)濾器中。


圖1為垂直于流路而示出蜂窩過(guò)濾器的一例的示意剖面圖。圖2為平行于流路而示出蜂窩過(guò)濾器的一例的示意剖面圖。圖3為表示多孔質(zhì)隔壁的細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積的關(guān)系的曲線圖。圖4為表示氧化硅粉末的粒度分布的一例的曲線圖。圖5為示意性表示粒子的粒度分布的曲線圖。圖6為表示非晶質(zhì)氧化硅粉末的一例的SEM照片。
具體實(shí)施例方式[1]蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體本發(fā)明的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，其特征在于，具有利用多孔質(zhì)隔壁形成的多個(gè)流路，所述多孔質(zhì)隔壁包含堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及/或尖晶石晶體，相對(duì)于這些晶體各自的X射線衍射強(qiáng)度的總和，堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為72%以上且不足 85%，莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為15 25%，以及剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例為5%以下(其中，各晶體的X射線衍射強(qiáng)度為將堇青石的 (102)面、莫來(lái)石的(110)面、剛玉的(104)面及尖晶石(220)面的X射線衍射強(qiáng)度分別換算成主峰的強(qiáng)度得到的值。)，所述多孔質(zhì)隔壁的真密度為2. 55 2. 70g/cm3，平均細(xì)孔徑為10 20 μ m，氣孔率為50 65%，細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的8 25%，細(xì)孔徑不足IOym的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的16 25%，及細(xì)孔分布偏差σ為0. 5 以下。在此，細(xì)孔分布偏差σ為用下式定義的值。σ = Iog(D20)-Iog(D80)[其中，如圖3所示，在表示細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積(對(duì)從最大的細(xì)孔徑到特定的細(xì)孔徑的細(xì)孔容積進(jìn)行累積得到的值)的關(guān)系的曲線中，D2tl表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的 20%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑(μ m) ,D8tl相同地表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的80%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑(μπι)。D8(i<D2(i。]。所述細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積的關(guān)系可以用汞壓入法進(jìn)行測(cè)定。特別優(yōu)選用水銀孔隙度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。多孔質(zhì)隔壁如前述那樣在堇青石中析出莫來(lái)石、剛玉、尖晶石的各晶體，所以真密度為2. 55 2. 70g/cm3，多孔質(zhì)隔壁的熱容量增大，而且通過(guò)莫來(lái)石、剛玉、尖晶石的存在可以提高隔壁本身的耐熱性。進(jìn)而，通過(guò)使多孔質(zhì)隔壁的平均細(xì)孔徑、氣孔率及細(xì)孔徑的結(jié)構(gòu)為上述的范圍，由此可以較多地存在特定尺寸的細(xì)孔，使超過(guò)50 μπι的細(xì)孔的比例減少，所以可以改善耐熱性，同時(shí)可以得到具有低壓力損失特性、良好的捕獲效率、及高強(qiáng)度的蜂窩陶瓷過(guò)濾器。(1)晶相本發(fā)明的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)隔壁，包含堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及/或尖晶石晶體，相對(duì)于這些晶體各自的X射線衍射強(qiáng)度的總和，堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為72%以上且不足85%，莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為15 25%， 以及剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例為5%以下。多孔質(zhì)隔壁的堇青石、莫來(lái)石、剛玉及尖晶石各晶體的X射線衍射強(qiáng)度，是將堇青石的(102)面的X射線衍射強(qiáng)度I莫來(lái)石的(110)面的X射線衍射強(qiáng)度Ijwwaic^ 剛玉的(104)面的X射線衍射強(qiáng)度I (1(14)、及尖晶石(220)面的X射線衍射強(qiáng)度Iifes5i22t0 換算成各晶體的X射線衍射圖案中強(qiáng)度最高的衍射峰的強(qiáng)度(主峰強(qiáng)度)得到的值。使用各晶體的相對(duì)于JCPDS卡記載的主峰強(qiáng)度的強(qiáng)度比的值、堇青石(10 面50%、莫來(lái)石 (110)面50%、剛玉(104)面40%、及尖晶石(220)面40%，利用下式進(jìn)行向主峰強(qiáng)度 (堇青石的(500)面、莫來(lái)石的(210)面、剛玉的(113)面及尖晶石(311)面的X射線衍射強(qiáng)度)的換算。(堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度)=(I堇青石(102)/50)X 100…式1
(莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度)=(I莫來(lái)石(110)/50)X 100…式2(剛玉晶體的X射線衍射強(qiáng)度)=(I剛玉細(xì)/40)X 100…式3(尖晶石晶體的X射線衍射強(qiáng)度)=(I尖晶石(_/40)Χ100···式4通過(guò)這樣的換算，可以避免各晶體的主峰相互重疊而不能求出正確的強(qiáng)度等問(wèn)題，并可以更精確地比較各晶體的含量。堇青石、莫來(lái)石、剛玉及尖晶石各晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例，以各晶體的X射線衍射強(qiáng)度除以它們的總和而求出。例如莫來(lái)石的X射線衍射強(qiáng)度的比例可以用下式求出(I 莫來(lái)石(110)/50) X 100/((I 堇青石(102)/50) X 100+ (I 莫來(lái)石(110)/50) X 100+ (I 剛玉
(104)/40) X 100+(I 尖晶石(220)/40) X 100)所述堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例不足72%時(shí)，熱膨脹系數(shù)增大，耐熱沖擊性下降。另一方面，在為85%以上時(shí)，耐熱性下降，過(guò)濾器再生時(shí)容易產(chǎn)生熔損。所述堇青石的比例優(yōu)選為75 83%。所述莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例不足15%時(shí)，耐熱性下降，過(guò)濾器再生時(shí)容易產(chǎn)生熔損。進(jìn)而，析出的莫來(lái)石的量減少，所以不能期望高強(qiáng)度。另一方面，超過(guò)25% 時(shí)，熱膨脹系數(shù)增大，耐熱沖擊性下降。所述莫來(lái)石的比例優(yōu)選為17 23%。所述剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例超過(guò)5%時(shí)，熱膨脹系數(shù)增大，耐熱沖擊性下降。所述各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例優(yōu)選為3%以下。(2)平均細(xì)孔徑多孔質(zhì)隔壁的平均細(xì)孔徑為10 20 μ m的范圍。平均細(xì)孔徑不足10 μ m時(shí)，壓力損失增大，無(wú)法得到低的壓力損失特性。另一方面，超過(guò)20μπι時(shí)，強(qiáng)度會(huì)降低。平均細(xì)孔徑優(yōu)選為11 19 μ m，更優(yōu)選為12 18μ 。(3)氣孔率多孔質(zhì)隔壁的氣孔率為50 65%的范圍。氣孔率不足50%時(shí)，壓力損失增大，無(wú)法得到低的壓力損失特性。另一方面，超過(guò)65%時(shí)，熱容量減小，容易產(chǎn)生熔損，而且捕獲效率和強(qiáng)度會(huì)降低。多孔質(zhì)隔壁的氣孔率優(yōu)選為51 64%，更優(yōu)選為52% 63%。(4)細(xì)孔結(jié)構(gòu)多孔質(zhì)隔壁中，細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積占總細(xì)孔容積的8 25 %，細(xì)孔徑不足IOym的細(xì)孔容積占總細(xì)孔容積的16 25%、及細(xì)孔分布偏差σ為0. 5以下。在細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積不足8%時(shí)，壓力損失特性下降，超過(guò)25%時(shí)，使強(qiáng)度下降的粗大細(xì)孔的比例增大，強(qiáng)度下降。細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積優(yōu)選為9
，更優(yōu)選為10 23%。細(xì)孔徑不足10 μ m的細(xì)孔，確保比其孔徑大的細(xì)孔的連通性，使壓力損失特性提高。細(xì)孔徑不足IOym的細(xì)孔容積不足16%時(shí)，無(wú)法確保細(xì)孔的連通性，所以壓力損失增大。超過(guò)25 %時(shí)雖然可以確保連通性，但細(xì)孔徑超過(guò)10 μ m的細(xì)孔的比例相對(duì)地減少，所以壓力損失惡化。細(xì)孔徑不足10 μ m的細(xì)孔容積優(yōu)選為17 。隔壁的細(xì)孔具有所述氣孔率、平均細(xì)孔徑及細(xì)孔徑分布，且細(xì)孔分布偏差σ [用如前所述的σ = Iog(D20)-Iog(D80)定義的值]為0.50以下時(shí)，平均細(xì)孔徑10 20μπι的細(xì)孔的比例增多，細(xì)孔分布變得比較尖銳。具有這樣的細(xì)孔結(jié)構(gòu)的隔壁具有低的壓力損失
8特性，且具有高強(qiáng)度。細(xì)孔分布偏差σ超過(guò)0.50時(shí)，對(duì)壓力損失特性及強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響的細(xì)孔的比例增多，所以無(wú)法得到兼顧強(qiáng)度與低的壓力損失特性的蜂窩陶瓷過(guò)濾器。細(xì)孔分布偏差σ優(yōu)選0. 45以下，更優(yōu)選0. 40以下。(5)熱膨脹系數(shù)蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的20 800°C間的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為20X 10_7以下。熱膨脹系數(shù)位于所述范圍的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，具有高耐熱沖擊性。所述熱膨脹系數(shù)升高超過(guò)20X 10_7 時(shí)，耐熱沖擊性下降，所以不優(yōu)選。所述熱膨脹系數(shù)優(yōu)選lOXlO—7 18X10_7。(6)熱導(dǎo)率蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的熱導(dǎo)率優(yōu)選為0. 17ff/mK以上。通過(guò)熱導(dǎo)率位于所述范圍，多孔質(zhì)隔壁的熱傳導(dǎo)變得良好，耐熱性提高，且過(guò)濾器再生時(shí)難以發(fā)生熔損。所述熱導(dǎo)率不足0. 17W/mK時(shí)，多孔質(zhì)隔壁的耐熱性下降，過(guò)濾器再生時(shí)容易產(chǎn)生熔損。所述熱導(dǎo)率優(yōu)選 0. 25ff/mK 以上。(7)熔損耐性將從所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體沿著隔壁切下的試樣(60mmX40mmX隔壁厚)在1650°C 保持30秒后，優(yōu)選未熔損而殘存的面積率為75%以上。通過(guò)所述試驗(yàn)如果未熔損而殘存的面積率為75%以上，則可以得到具有良好的耐熱性、且具有低的壓力損失特性和良好的捕獲效率、高強(qiáng)度的蜂窩陶瓷過(guò)濾器。通過(guò)所述試驗(yàn)未熔損而殘存的面積率優(yōu)選80%以上。對(duì)所述試驗(yàn)進(jìn)行以下的詳細(xì)說(shuō)明。將從蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體切下的隔壁的試樣(沿著1片的隔壁，切下流路方向的長(zhǎng)度為60mm、與流路方向垂直的方向的長(zhǎng)度為40mm、及厚度為隔壁厚的試樣)在1650°C的爐內(nèi)保持30秒鐘后，從爐中取出，用圖像解析裝置算出未熔損而殘存的區(qū)域的投影面積，用相對(duì)于原來(lái)的試樣的投影面積60X40 = 2400mm2的百分率 (% )加以表示。[2]制造方法本發(fā)明的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體利用以下工序制造對(duì)氧化硅源原料、氧化鋁源原料、氧化鎂源原料、進(jìn)而根據(jù)需要的莫來(lái)石粉末、造孔材料等進(jìn)行混合及混煉，制作坯土的工序， 對(duì)得到的得坯土進(jìn)行擠壓成形來(lái)制作成形體的工序，對(duì)得到的成形體進(jìn)行燒成的工序。為了得到含有堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及/或尖晶石晶體的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，相對(duì)于按照主要成分的組成為41 47質(zhì)量％的Si02、42 51質(zhì)量％的Al2O3及 7 11質(zhì)量％的MgO的方式，相對(duì)于氧化硅源原料、氧化鋁源原料、氧化鎂源原料及莫來(lái)石粉末的總和，混合16 40質(zhì)量％的氧化硅源原料、19 40質(zhì)量％的氧化鋁源原料、25 40質(zhì)量％的氧化鎂源原料、及0 40質(zhì)量％的莫來(lái)石粉末。(該原料粉末的混合物稱為堇青石/莫來(lái)石化原料。)作為氧化硅源原料，除了氧化硅粉末外，優(yōu)選使用高嶺土粉末(未加工高嶺土)、煅燒高嶺土粉末等，作為氧化鋁源原料，優(yōu)選使用氧化鋁、氫氧化鋁等，作為氧化鎂源原料，優(yōu)選使用滑石。莫來(lái)石粉末的配合不是必須的，但為了調(diào)節(jié)晶相中的莫來(lái)石晶體的比例而可以以 0 40質(zhì)量％的范圍配合莫來(lái)石粉末。在配合了莫來(lái)石粉末的情況下，還具有在燒成時(shí)難以產(chǎn)生裂紋的效果。莫來(lái)石粉末的平均粒徑優(yōu)選5 30 μ m。在不配合莫來(lái)石粉末的情況下，優(yōu)選混合30 40質(zhì)量％的氧化硅源原料、30 40質(zhì)量％的氧化鋁源原料、及25 40 質(zhì)量％的氧化鎂源原料。
成形體的燒成在如下的條件下進(jìn)行例如以2 100°C /小時(shí)的速度加熱到 1380 1435°C的最高溫度，在最高溫度保持5 30小時(shí)后，以不足100°C /小時(shí)的速度冷卻到 IOOO0Co作為所述氧化硅源原料，優(yōu)選使用含有10 20質(zhì)量％ (相對(duì)于堇青石/莫來(lái)石化原料的總量)氧化硅粉末。所述氧化硅粉末優(yōu)選使用模徑30 60 μ m、粒徑20 μ m以下的粒子為10%以下、粒徑100 μ m以上的粒子為10%以下、粒度分布偏差SD為0. 5以下[其中，SD = log (d80) -log (d20)，在表示粒徑與累積體積(表示特定的粒徑以下的粒子體積占總體積的百分?jǐn)?shù))的關(guān)系曲線中，d20表示相當(dāng)于20%的累積體積的粒徑(ym)，d80相同地表示相當(dāng)于80%的累積體積的粒徑(μ m)。并且d20<d80。]的粉末。通過(guò)在堇青石/莫來(lái)石化原料含有10 20質(zhì)量％的氧化硅粉末，可得到優(yōu)選的氣孔結(jié)構(gòu)。氧化硅量超過(guò)20質(zhì)量％時(shí)，為了使晶相中的堇青石晶體及莫來(lái)石晶體的比例維持在本發(fā)明規(guī)定的范圍，需要使作為其他的氧化硅源原料的高嶺土、滑石等減少。因此， 在擠壓成形時(shí)的配向方向的低熱膨脹化不充分，耐熱沖擊性下降。氧化硅粉末量不足10質(zhì)量％時(shí)，細(xì)孔的量減少，所以壓力損失特性下降。氧化硅粉末量?jī)?yōu)選12 18質(zhì)量％。氧化硅粉末的模徑不足30 μ m時(shí)，使壓力損失特性惡化的微小細(xì)孔增多。另一方面，氧化硅粉末的模徑超過(guò)60 μ m時(shí)，使強(qiáng)度下降的粗大細(xì)孔增多，所以不優(yōu)選。氧化硅粉末的模徑優(yōu)選35 55 μ m。在此，如圖5所示，模徑是指在體積基準(zhǔn)的粒度分布圖中體積為最大的粒徑。使用粒徑20 μ m以下的粒子超過(guò)10質(zhì)量％的氧化硅粉末時(shí)，使壓力損失特性惡化的微小細(xì)孔增加，所以蜂窩陶瓷過(guò)濾器的壓力損失特性惡化。為了不使壓力損失特性惡化， 需要確保細(xì)孔的連通性，為此，優(yōu)選使用粒徑20 μ m以下的粒徑的粒子為2質(zhì)量％以上的氧化硅粉末。更優(yōu)選3 9質(zhì)量％。使用粒徑100 μ m以上的粒徑的粒子超過(guò)10質(zhì)量％的氧化硅粉末時(shí)，粗大細(xì)孔增多，蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度下降。優(yōu)選8質(zhì)量％以下。氧化硅粒子的模徑為30 60 μ m、粒徑20 μ m以下的粒子為10質(zhì)量％以下、粒徑 100 μ m以上的粒子為10質(zhì)量％以下時(shí)，通過(guò)使氧化硅粉末的粒度分布偏差SD為0. 5以下， 形成的細(xì)孔分布變得尖銳，所以壓力損失下降，且使強(qiáng)度惡化的細(xì)孔的比例減少。在此，粒度分布偏差SD為用下式定義的值。SD = Iog(d80)-log(d20)在此，如圖4所示，在表示粒徑與累積體積(表示特定的粒徑以下的粒子體積占總體積的百分?jǐn)?shù))的關(guān)系的曲線(累積粒度分布曲線)中，d20表示相當(dāng)于20%的累積體積的粒徑(μ m)，d80相同地表示相當(dāng)于80%的累積體積的粒徑(μ m)。d20 < d80。粒度可以使用麥奇克(Microtrack)粒度分布測(cè)定裝置(MT3000)進(jìn)行測(cè)定。粒度分布偏差SD超過(guò)0. 5時(shí)，氧化硅粒子的粒度分布變寬，形成的細(xì)孔分布也變寬，因此使壓力損失特性及強(qiáng)度惡化的細(xì)孔的比例增加，難以得到低的壓力損失和高強(qiáng)度。 粒度分布偏差SD優(yōu)選0. 4以下，更優(yōu)選0. 3以下。具有如上所述的粒徑分布的氧化硅粒子，可通過(guò)利用分級(jí)裝置進(jìn)行的分級(jí)、具有任意粒徑的多個(gè)氧化硅粒子的混合、或使條件最佳化的粉碎來(lái)獲得。氧化硅粒子可以使用晶質(zhì)的材料，也可以使用非晶質(zhì)的材料，但從調(diào)整粒度分布的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選非晶質(zhì)。非晶質(zhì)氧化硅可通過(guò)粉碎對(duì)高純度的天然硅石加以高溫熔融制造而成的鑄錠(ingot)來(lái)得到。氧化硅粒子可以含有Na20、K20、Ca0等作為雜質(zhì)，但為了防止熱膨脹系數(shù)增大，所述雜質(zhì)的含量以總量計(jì)優(yōu)選0. 1質(zhì)量％以下。氧化硅粒子的圓球度優(yōu)選0. 5以上。圓球度不足0. 5時(shí)，不僅使壓力損失特性惡化的微小細(xì)孔增多，而且使強(qiáng)度下降的粗大細(xì)孔增多。圓球度優(yōu)選0. 6以上，更優(yōu)選0. 7以上。另外，氧化硅粒子的圓球度，是如下的面積之比的平均值對(duì)利用圖像解析從電子顯微鏡照片中得到的20個(gè)粒子的各投影像求出的投影面積、和將通過(guò)重心的直線與粒子外周交叉的2點(diǎn)間的長(zhǎng)度的最大值作為直徑的圓的面積之比。作為圓球度高的氧化硅粒子，例如優(yōu)選圖6所示的球狀的非晶質(zhì)氧化硅。該球狀氧化硅粒子可通過(guò)使微粉碎后的高純度天然硅石噴鍍到高溫火焰中，并同時(shí)進(jìn)行粒子的熔融和球狀化而得到。球狀氧化硅粒子優(yōu)選通過(guò)分級(jí)等方法進(jìn)行粒度的調(diào)整。作為氧化硅源原料，除了氧化硅粉末以外，還優(yōu)選含有未加工高嶺土或煅燒高嶺土。相對(duì)于堇青石/莫來(lái)石化原料，優(yōu)選以1 25質(zhì)量％的配合量使用未加工高嶺土或煅燒高嶺土。尤其是在不配合莫來(lái)石粉末的情況下，優(yōu)選以15 25質(zhì)量％的配合量進(jìn)行使用。相對(duì)于堇青石/莫來(lái)石化原料，優(yōu)選添加5 10質(zhì)量％的造孔材料。造孔材料在燒成過(guò)程中，在合成堇青石、莫來(lái)石前燃燒消失，由此形成細(xì)孔。造孔材料不足5質(zhì)量％時(shí)， 由造孔材料形成的細(xì)孔的量不充分，所以壓力損失特性惡化。另一方面，造孔材料超過(guò)10 質(zhì)量％時(shí)，細(xì)孔的量過(guò)多，不能確保充分的強(qiáng)度。造孔材料優(yōu)選6 9質(zhì)量％。作為造孔材料，可舉出聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸系微膠囊等發(fā)泡樹脂等。其中，優(yōu)選以甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物形成的發(fā)泡樹脂。發(fā)泡樹脂還可以使用未發(fā)泡、發(fā)泡后的任一種，優(yōu)選發(fā)泡后的發(fā)泡樹脂。實(shí)施例通過(guò)以下的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不受它們的限定。實(shí)施例1 10及比較例1 7以表1示出的添加量混合具有表1示出的粒徑(及粒度分布)的氧化硅粉末、高嶺土粉末、滑石粉末、氧化鋁粉末、氫氧化鋁粉末及莫來(lái)石粉末進(jìn)行制備，制作堇青石/莫來(lái)石化原料粉末。實(shí)施例1 10、比較例2及3中，使用煅燒高嶺土作為高嶺土，除此以外的例子中使用了未加工高嶺土(uncalcined kaolin)。相對(duì)于這些原料粉末100質(zhì)量％，添加了表1示出的添加量的發(fā)泡后的發(fā)泡樹脂的造孔材料、8質(zhì)量％的甲基纖維素進(jìn)行混合后， 加入水進(jìn)行混煉，制作了具有增塑性的陶瓷坯土。對(duì)得到的各坯土使用擠壓成形模，以得到蜂窩結(jié)構(gòu)的成形體的方式進(jìn)行擠壓成形，干燥后，對(duì)周緣部進(jìn)行除去加工而得到了成形體。 以下述條件對(duì)這些成形體進(jìn)行燒成以20°C /小時(shí)的速度加熱到1410°C的最高溫度，在最高溫度保持M小時(shí)后，以不足50°C /小時(shí)的速度冷卻到1000°C。燒成時(shí)間總計(jì)為200小時(shí)。在燒成后的各蜂窩陶瓷體的外周涂布含有非晶質(zhì)氧化硅和膠體氧化硅的外皮材料，使其干燥，得到了外徑266. 7mm、全長(zhǎng)304. 8mm,孔間距(cell pitch) 40孔/cm2、隔壁厚0. 30mm 的各蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體。此外，各例中的氧化硅粉末的粒度、造孔劑的添加量以得到表2示出的多孔質(zhì)的隔壁的氣孔率、平均細(xì)孔徑及細(xì)孔分布的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。氧化硅粉末的平均粒徑20 μ m以下的比例及IOOym以上的比例，從使用麥奇克粒度分布測(cè)定裝置(ΜΤ3000)加以測(cè)定得到的粒度分布求出。就氧化硅粒子的圓球度而言，使用圖像解析裝置，從利用電子顯微鏡照片得到的20個(gè)粒子的圖像求出氧化硅粒子的投影面積Α、和通過(guò)氧化硅粒子的重心且連結(jié)粒子外周的2點(diǎn)的最大徑的圓的面積B，對(duì)各粒子的圓球度Α/Β進(jìn)行平均，用所得的平均值加以表不。對(duì)于各蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，如圖1及圖2所示，對(duì)蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的流路端部填充含有堇青石化原料的網(wǎng)狀密封材料漿料，以使其成為縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)狀密封，然后進(jìn)行干燥及燒成，得到了各蜂窩陶瓷過(guò)濾器。在此，調(diào)整流路的網(wǎng)狀密封材料的長(zhǎng)度以使其為7 IOmm0對(duì)于得到的各蜂窩陶瓷過(guò)濾器，進(jìn)行了細(xì)孔結(jié)構(gòu)、真密度、堇青石、莫來(lái)石、剛玉及尖晶石各晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例、熱膨脹系數(shù)(CTE)及熱傳導(dǎo)度的測(cè)定、以及耐熱性、煤煙捕獲(soot-capturing)壓力損失、捕獲效率及等壓強(qiáng)度(isostatic strength)的評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表2。細(xì)孔結(jié)構(gòu)(總細(xì)孔容積、氣孔率、平均細(xì)孔徑、細(xì)孔徑不足10 μ m的細(xì)孔容積、細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積及細(xì)孔分布偏差)，由利用汞壓入法測(cè)定的細(xì)孔分布求出。將從蜂窩陶瓷過(guò)濾器切下的試驗(yàn)片(10_X10_X10mm)放置在Micromeritics公司制Autopore II的測(cè)定單元內(nèi)，對(duì)單元內(nèi)減壓后，導(dǎo)入水銀進(jìn)行加壓。從加壓時(shí)的壓力與向試驗(yàn)片內(nèi)存在的細(xì)孔中壓入的水銀的體積的關(guān)系，求出細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積的關(guān)系。導(dǎo)入水銀的壓力為0. 6psi (0. 42X 10_3kgf/mm2)，由壓力算出細(xì)孔徑時(shí)的常數(shù)為接觸角=130°、表面張力 484dyne/cm。此時(shí)，氣孔率利用計(jì)算由總細(xì)孔容積的測(cè)定值與用后述的方法同時(shí)求出的真密度的值求出。關(guān)于真密度，在所述汞壓入法中，求出試樣的實(shí)質(zhì)部分的體積，并由該體積和測(cè)定前的試樣的質(zhì)量算出。對(duì)于堇青石、莫來(lái)石、剛玉及尖晶石各晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例，使用Rigaku 公司制X射線衍射裝置(Cu-Κα射線)，在2Θ =8 40°之間對(duì)粉碎蜂窩陶瓷過(guò)濾器而制作的粉末狀試樣的X射線衍射圖案進(jìn)行測(cè)定，將得到的堇青石的(10 面的衍射強(qiáng)度I 堇青石_、莫來(lái)石的(HO)面的衍射強(qiáng)度I莫來(lái)石_、剛玉的(104)面的衍射強(qiáng)度1剛玉_、及尖晶石(220)面的衍射強(qiáng)度Iifes5i22tl)換算成各晶體的主峰強(qiáng)度，并算出各晶體的主峰強(qiáng)度相對(duì)于各晶體的主峰強(qiáng)度的總和的比例。使用相對(duì)于JCPDS卡記載的主峰強(qiáng)度的強(qiáng)度比的值、堇青石(102)面:50%、莫來(lái)石(110)面:50%、剛玉(104)面:40%、及尖晶石(220)面 40%，進(jìn)行了向各晶體的主峰強(qiáng)度的換算。對(duì)于熱膨脹系數(shù)(CTE)而言，使長(zhǎng)度方向大致與流路方向一致，切下 4. 5mmX4. 5mm的剖面形狀及50mm長(zhǎng)的試驗(yàn)片，使用熱機(jī)械分析裝置(TMA、Rigaku公司制 ThermoPlus、壓縮荷重方式/差示膨脹方式)，一邊施加恒定荷重20g，一邊對(duì)以升溫速度 IO0C /min從室溫加熱到800°C時(shí)的全長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度增加量進(jìn)行測(cè)定，由此求出20 800°C 間的平均熱膨脹系數(shù)。熱導(dǎo)率利用基于JIS R1611的激光閃光法對(duì)蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體進(jìn)行測(cè)定。耐熱性用蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的熔損耐性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。將從蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體切下的隔壁的試樣(沿著1片的隔壁，切下流路方向長(zhǎng)度為60mm、與流路方向垂直方向的長(zhǎng)度
12為40mm、及厚度為隔壁厚度的試樣)在1650°C的爐內(nèi)保持30秒鐘后，從爐中取出，用圖像解析裝置算出未熔損而殘存的區(qū)域的投影面積，用相對(duì)于原來(lái)試樣的投影面積60X40 = 2400mm2的百分率(％ )表示。殘存面積率不足75%時(shí)評(píng)價(jià)為X、75%以上且不足85%時(shí)評(píng)價(jià)為〇、及85 %以上的情況評(píng)價(jià)為◎。對(duì)于煤煙捕獲壓力損失而言，向固定于壓力損失試驗(yàn)臺(tái)的蜂窩陶瓷過(guò)濾器中，在空氣流量IONm3Aiin下，以3g/h的速度投入粒徑0. 042 μ m的碳粉，測(cè)定每1升過(guò)濾器體積的煤煙附著量為2g時(shí)的流入側(cè)與流出側(cè)的壓差(壓力損失)，壓力損失超過(guò)1. 5kPa評(píng)價(jià)為X、超過(guò)1. 2kPa且為1. 5kPa以下時(shí)評(píng)價(jià)為〇、及1. 2kPa以下時(shí)評(píng)價(jià)為◎。捕獲效率與上述相同，在固定于壓力損失試驗(yàn)臺(tái)的蜂窩陶瓷過(guò)濾器中，在空氣流量IONm3Aiin下，一邊以3g/h的投入速度投入粒徑0. 042 μ m的碳粉，一邊使用 SMPS(Scanning Mobility Particle Sizer 掃描電遷移率粒徑譜儀)對(duì)每1分鐘流入蜂窩過(guò)濾器中的碳粉的粒子數(shù)和從蜂窩過(guò)濾器流出的碳粉的粒子數(shù)進(jìn)行計(jì)量。碳粉的粒子數(shù)的計(jì)量使用TIS公司制Model 3936。由投入開始20分鐘到21分鐘流入蜂窩過(guò)濾器的碳粉的粒子數(shù)Nin、及從蜂窩過(guò)濾器流出的碳粉的粒子數(shù)Nout，利用式(Nin-Nout)/Nin求出捕獲效率。捕獲效率將前述式的值為98%以上的情況評(píng)價(jià)為◎，95%以上且不足98%的情況評(píng)價(jià)為〇、及不足95%的情況評(píng)價(jià)為X。等壓強(qiáng)度試驗(yàn)基于社團(tuán)法人汽車技術(shù)會(huì)發(fā)行的汽車規(guī)格(JASO) M505-87來(lái)進(jìn)行。 在蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的軸向的兩端面上抵接厚度20mm的鋁板，使兩端密閉，同時(shí)將用厚2mm 的橡膠密接有外壁部表面的結(jié)構(gòu)體放入壓力容器中，在壓力容器內(nèi)中注入水，從外壁部表面施加靜水壓，對(duì)破壞時(shí)的壓力進(jìn)行測(cè)定并作為等壓強(qiáng)度(isostatic strength)。等壓強(qiáng)度即便在2. OMPa的壓力下也沒(méi)有發(fā)生破損的結(jié)構(gòu)體評(píng)價(jià)為◎，在1. OMPa以上且不足2. OM Pa的壓力下發(fā)生了破損的結(jié)構(gòu)體評(píng)價(jià)為〇，在不足1. OMPa的壓力下發(fā)生了破損的結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)為X。[表1]
權(quán)利要求
1.一種蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，其特征在于，其為具有利用多孔質(zhì)隔壁形成的多個(gè)流路的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，所述多孔質(zhì)隔壁包含堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及/或尖晶石晶體，相對(duì)于這些晶體各自的X射線衍射強(qiáng)度的總和，堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為72%以上且不足85%，莫來(lái)石晶體的X 射線衍射強(qiáng)度的比例為15 25%，以及剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例為5%以下，其中，各晶體的X射線衍射強(qiáng)度為將堇青石的(102)面、莫來(lái)石的(110) 面、剛玉的(104)面及尖晶石(220)面的X射線衍射強(qiáng)度分別換算成主峰的強(qiáng)度得到的值， 所述多孔質(zhì)隔壁的真密度為2. 55 2. 70g/cm3, 平均細(xì)孔徑為10 20μπι， 氣孔率為50 65%，細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的8 25%， 細(xì)孔徑不足10 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的16 25%，及細(xì)孔分布偏差σ為0.5以下，其中，σ = Iog(D2tl)-Iog(D8tl),在表示細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積的關(guān)系的曲線中，D^1表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的20%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑，D8tl同樣表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的80%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑，D80 < D2tl，其中，所述累積細(xì)孔容積為對(duì)從最大的細(xì)孔徑到特定的細(xì)孔徑的細(xì)孔容積進(jìn)行累積后的值，所述細(xì)孔徑的單位是μ m。
2.如權(quán)利要求1所述的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，其特征在于，所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體在20 800°C間的熱膨脹系數(shù)為20X10—7以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，其特征在于，所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的熱導(dǎo)率為0. 17ff/mK以上。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，其特征在于，對(duì)從所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體沿著隔壁切下的試樣在1650°C保持30秒后，未熔損而殘存的面積率為75%以上，所述試樣為60mmX40mmX隔壁厚。
5.一種蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于，所述蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體具有利用多孔質(zhì)隔壁形成的多個(gè)流路，所述多孔質(zhì)隔壁包含堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及/或尖晶石晶體，相對(duì)于這些晶體各自的X射線衍射強(qiáng)度的總和，堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為72%以上且不足85%，莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為15 25%，以及剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例為5%以下，其中，各晶體的X射線衍射強(qiáng)度為將堇青石的(102)面、莫來(lái)石的(110)面、剛玉的(104)面及尖晶石(220)面的X射線衍射強(qiáng)度分別換算成主峰的強(qiáng)度的值，所述多孔質(zhì)隔壁的真密度為2. 55 2. 70g/cm3, 所述多孔質(zhì)隔壁的真密度為2. 55 2. 70g/cm3, 平均細(xì)孔徑為10 20μπι， 氣孔率為50 65%，細(xì)孔徑超過(guò)50 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的8 25%， 細(xì)孔徑不足10 μ m的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的16 25%，及細(xì)孔分布偏差σ為0.5以下，其中，σ = Iog(D2tl)-Iog(D8tl),在表示細(xì)孔徑與累積細(xì)孔容積的關(guān)系的曲線中，D^1表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的20%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑，D8tl同樣地表示在相當(dāng)于總細(xì)孔容積的80%的細(xì)孔容積時(shí)的細(xì)孔徑，D80 < D2tl，其中，所述累積細(xì)孔容積為對(duì)從最大的細(xì)孔徑到特定的細(xì)孔徑的細(xì)孔容積進(jìn)行累積的值，所述細(xì)孔徑的單位是μ m,所述制造方法包括如下的工序?qū)ο鄬?duì)于氧化硅源原料、氧化鋁源原料、氧化鎂源原料及莫來(lái)石粉末的總和為16 40 質(zhì)量％的氧化硅源原料、19 40質(zhì)量％的氧化鋁源原料、25 40質(zhì)量％的氧化鎂源原料、 及0 40質(zhì)量％的莫來(lái)石粉末、造孔材料進(jìn)行混合及混煉，制作坯土的工序，對(duì)得到的坯土進(jìn)行擠壓成形來(lái)制作成形體的工序，對(duì)得到的成形體進(jìn)行燒成的工序；所述氧化硅源原料包含如下的氧化硅粉末，所述氧化硅粉末的模徑為30 60 μ m，含有粒徑20 μ m以下的粒子為10%以下，含有粒徑100 μ m以上的粒子為10%以下，粒度分布偏差SD為0. 5以下，其中，SD = log (d80) -log (d20)，在表示粒徑和累積體積的關(guān)系的曲線中，d20表示相當(dāng)于20%的累積體積的粒徑，d80同樣表示相當(dāng)于80%的累積體積的粒徑， 且d20 < d80，所述累積體積表示特定粒徑以下的粒子體積占總體積的百分?jǐn)?shù)，所述粒徑的單位是μ m。
全文摘要
一種蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)體，其特征在于，其具有利用多孔質(zhì)隔壁形成的多個(gè)流路，所述多孔質(zhì)隔壁包含堇青石晶體、莫來(lái)石晶體、剛玉晶體及/或尖晶石晶體，相對(duì)于這些晶體的X射線衍射強(qiáng)度的總和，堇青石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為72％以上且不足85％，莫來(lái)石晶體的X射線衍射強(qiáng)度的比例為15～25％，以及剛玉晶體及尖晶石晶體的各X射線衍射強(qiáng)度之和的比例為5％以下，所述多孔質(zhì)隔壁的真密度為2.55～2.70g/cm3，平均細(xì)孔徑為10～20μm，氣孔率為50～65％，細(xì)孔徑超過(guò)50μm的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的8～25％，細(xì)孔徑不足10μm的細(xì)孔容積為總細(xì)孔容積的16～25％，及細(xì)孔分布偏差σ為0.5以下。
文檔編號(hào)C04B35/195GK102365119SQ201080014880
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者岡崎俊二 申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社