本發(fā)明涉及蓄熱部件。更詳細(xì)而言，涉及能夠通過(guò)蓄熱材料與反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)或物理性吸附、脫離而實(shí)現(xiàn)響應(yīng)性優(yōu)異的放熱及吸熱，并且耐久性優(yōu)異的蓄熱部件。

背景技術(shù)：

目前，已提出如下技術(shù)：利用蓄熱材料來(lái)回收、儲(chǔ)藏汽車等的排熱，將回收、儲(chǔ)藏的熱量用于引擎下一次起動(dòng)時(shí)的催化劑(廢氣處理催化劑)活化(參照專利文獻(xiàn)1～3)。根據(jù)這種技術(shù)，通過(guò)將蓄熱材料所回收、儲(chǔ)藏的熱量放熱，可以將廢氣處理催化劑盡快加熱，謀求縮短催化活性化的時(shí)間。例如，專利文獻(xiàn)1中記載的蓄熱裝置中，使用通過(guò)與反應(yīng)介質(zhì)的可逆性化學(xué)反應(yīng)來(lái)蓄熱、放熱的化學(xué)蓄熱材料作為蓄熱材料。

這里，化學(xué)蓄熱材料是指能夠利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行熱量的吸收、釋放的物質(zhì)。以下，在本說(shuō)明書中，“化學(xué)蓄熱”是指利用了化學(xué)反應(yīng)的熱量的吸收、釋放。使用化學(xué)蓄熱材料的化學(xué)蓄熱，具有能夠?qū)崃恳暂^高密度長(zhǎng)期地儲(chǔ)藏、再利用的優(yōu)點(diǎn)。

另一方面，通常示出了利用水在沸石中的物理性吸附、脫離的熱泵的可能性，正在進(jìn)行面向?qū)嵱没难芯块_發(fā)，但在實(shí)用化中，由于沸石的低導(dǎo)熱性，存在效率降低的問(wèn)題。此外，示出了利用nh3在氯化鎂(mgcl2)中的物理性吸附、脫離的熱泵的可能性，但由于氯化鎂的低導(dǎo)熱性，效率降低。

專利文獻(xiàn)1中記載的蓄熱裝置中，使用氧化鈣(cao)等作為蓄熱材料。如果在氧化鈣中加水，則生成氫氧化鈣(ca(oh)2)，此時(shí)釋放反應(yīng)熱。即，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。另一方面，如果對(duì)氫氧化鈣加熱，則氫氧化鈣發(fā)生脫水反應(yīng)，生成氧化鈣(cao)和水(h2o)。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。上述氧化鈣(換言之氫氧化鈣)的化學(xué)反應(yīng)是可逆的，將上述吸熱反應(yīng)用于回收排熱，將上述放熱反應(yīng)用于從化學(xué)蓄熱材料放熱。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-27311號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-112706號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2015-40646號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

如上所述，化學(xué)蓄熱具有能夠?qū)崃恳暂^高密度長(zhǎng)期儲(chǔ)藏、再利用的優(yōu)點(diǎn)。但是，利用化學(xué)蓄熱材料的化學(xué)蓄熱裝置存在放熱及吸熱的響應(yīng)性低這樣的問(wèn)題。特別是，為了將化學(xué)蓄熱裝置用于引擎起動(dòng)時(shí)加熱催化劑，期望迅速放熱至催化劑活性溫度，現(xiàn)有的化學(xué)蓄熱裝置難以實(shí)現(xiàn)這樣的迅速放熱。

作為難以實(shí)現(xiàn)上述迅速放熱的理由，可以列舉化學(xué)蓄熱材料的熱導(dǎo)率低。即，化學(xué)蓄熱材料的放熱反應(yīng)通過(guò)該化學(xué)蓄熱材料與反應(yīng)介質(zhì)接觸來(lái)進(jìn)行。但是，由于化學(xué)蓄熱材料的熱導(dǎo)率低，因此至放熱的熱量開始釋放時(shí)為止需要時(shí)間，放熱的熱量傳導(dǎo)到化學(xué)蓄熱材料的未反應(yīng)部分，導(dǎo)致未反應(yīng)部分的化學(xué)蓄熱材料的反應(yīng)性(放熱反應(yīng)的反應(yīng)性)降低。例如，如果化學(xué)蓄熱材料呈顆粒狀形狀，則在顆粒狀化學(xué)蓄熱材料的表面附近放熱反應(yīng)達(dá)到飽和，難以充分且迅速地放熱。

此外，作為理由，還可以列舉化學(xué)蓄熱材料的放熱、吸熱的響應(yīng)性低。例如，使用氧化鈣作為化學(xué)蓄熱材料時(shí)，氧化鈣的放熱反應(yīng)如下進(jìn)行。在氧化鈣與水進(jìn)行反應(yīng)的放熱反應(yīng)中，在固體狀的氧化鈣的表面，氧化鈣和水立即接觸并比較迅速地進(jìn)行放熱反應(yīng)。另一方面，在固體狀的氧化鈣的內(nèi)部，附著于氧化鈣表面的水?dāng)U散至氧化鈣的內(nèi)部，該擴(kuò)散后的水與氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)。因此，在固體狀的氧化鈣的內(nèi)部，至放熱反應(yīng)開始有時(shí)需要所希望的時(shí)間，這可推測(cè)是化學(xué)蓄熱材料的放熱、吸熱的響應(yīng)性降低的主要原因。

此外，以往還提出了將化學(xué)蓄熱材料擔(dān)載于由陶瓷等形成的載體上的化學(xué)蓄熱部件。這樣的化學(xué)蓄熱部件存在如下問(wèn)題：由于反復(fù)進(jìn)行化學(xué)蓄熱材料的蓄熱、放熱而發(fā)生化學(xué)蓄熱材料的凝集，導(dǎo)致化學(xué)蓄熱材料從載體剝離脫落。因此，期望開發(fā)出化學(xué)蓄熱材料難以從載體剝離脫落，耐久性優(yōu)異的化學(xué)蓄熱部件。

本發(fā)明是鑒于這種問(wèn)題而作出的。根據(jù)本發(fā)明，提供一種能夠通過(guò)蓄熱材料與反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)或物理性吸附、脫離而實(shí)現(xiàn)響應(yīng)性優(yōu)異的放熱及吸熱、并且耐久性優(yōu)異的蓄熱部件。

用于解決問(wèn)題的方法

根據(jù)本發(fā)明，提供以下所示的蓄熱部件。

[1]一種蓄熱部件，其具備：以sic燒結(jié)體為主要成分的基材，

配設(shè)在前述基材的表面的涂覆層，以及

配設(shè)在前述涂覆層的表面的蓄熱材料，所述蓄熱材料是通過(guò)與反應(yīng)介質(zhì)的可逆性化學(xué)反應(yīng)來(lái)蓄熱、放熱或者通過(guò)物理性吸附、脫離來(lái)蓄熱、放熱的材料；

前述涂覆層的軟化點(diǎn)為1000℃以下。

[2]根據(jù)前述[1]所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有p2o5作為主要成分，p2o5的含有率為20～45質(zhì)量％。

[3]根據(jù)前述[1]所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有b2o3作為主要成分，b2o3的含有率為20～45質(zhì)量％。

[4]根據(jù)前述[1]所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有bi2o3作為主要成分，bi2o3的含有率為65～85質(zhì)量％。

[5]根據(jù)前述[2]所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有al2o3、sio2、zno、v2o5、pbo、sno、b2o3或bi2o3中的任意一種以上作為副成分。

[6]根據(jù)前述[3]所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有al2o3、sio2、zno、v2o5、pbo、sno、p2o5或bi2o3中的任意一種以上作為副成分。

[7]根據(jù)前述[4]所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有al2o3、sio2、zno、v2o5、pbo、sno、p2o5或b2o3中的任意一種以上作為副成分。

[8]根據(jù)前述[2]～[7]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有用ro表示的cao、bao、sro或用r2o表示的li2o、na2o、k2o中的任意一種以上作為副成分。

[9]根據(jù)前述[2]～[8]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有teo2、tio2中的任意一種以上作為副成分。

[10]根據(jù)[1]～[9]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述基材中，除去原料中不可避免地含有的雜質(zhì)，sic的含有比率為40～99.7質(zhì)量％。

[11]根據(jù)前述[1]～[10]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述基材為具有空隙的多孔質(zhì)材料，前述涂覆層配設(shè)在前述基材中的前述空隙的至少表面的一部分。

[12]根據(jù)前述[1]～[11]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述基材具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)，前述三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)具有空隙且由氣孔率為1％以下的骨架構(gòu)成，

前述涂覆層配設(shè)在前述空隙的至少表面的一部分。

[13]根據(jù)前述[12]所述的蓄熱部件，其中，前述骨架由si-sic燒結(jié)體構(gòu)成，前述骨架中的金屬si的含有比率為5～60質(zhì)量％。

[14]根據(jù)前述[1]～[13]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層的表面具有高低差為0.5～100μm的突起。

[15]根據(jù)前述[14]所述的蓄熱部件，其中，前述突起的密度相對(duì)于前述涂覆層的表面積為1～1000000個(gè)/10000μm²。

[16]根據(jù)前述[15]所述的蓄熱部件，其中，前述涂覆層含有分散于該涂覆層中的平均粒徑5nm～100μm的微粒。

[17]根據(jù)前述[16]所述的蓄熱部件，其中，前述微粒為sic粒子、金屬si粒子、si-sic粒子及c粒子中的至少1種。

[18]根據(jù)前述[1]～[17]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述蓄熱材料含有選自由下述物質(zhì)構(gòu)成的組中的至少一種：mg、ca、sr、ba的氧化物；mg、ca、sr、ba的氫氧化物；mg、ca、sr、ba的碳酸鹽；mg、ca、sr、ba的氯化物；mg、ca、sr、ba的硫酸鹽；以及沸石。

[19]根據(jù)前述[1]～[18]中任一項(xiàng)所述的蓄熱部件，其中，前述蓄熱材料是平均粒徑為5nm～100μm的顆粒狀。

發(fā)明效果

本發(fā)明的蓄熱部件具備：以sic燒結(jié)體為主要成分的基材、配設(shè)在基材的表面的涂覆層、以及配設(shè)在涂覆層的表面的蓄熱材料。蓄熱材料是通過(guò)與反應(yīng)介質(zhì)的可逆性化學(xué)反應(yīng)來(lái)蓄熱、放熱的蓄熱材料；或者是通過(guò)物理性吸附、脫離來(lái)蓄熱、放熱的蓄熱材料。并且，本發(fā)明的蓄熱部件中，該涂覆層的軟化點(diǎn)為1000℃以下。根據(jù)本發(fā)明的蓄熱部件，通過(guò)蓄熱材料與反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)或物理性吸附、脫離而能夠?qū)崿F(xiàn)響應(yīng)性優(yōu)異的放熱及吸熱。此外，本發(fā)明的蓄熱部件能夠有效抑制蓄熱材料從配設(shè)在基材上的涂覆層剝離脫落。因此，根據(jù)本發(fā)明的蓄熱部件，在交替反復(fù)進(jìn)行蓄熱和放熱的使用中，能夠?qū)崿F(xiàn)高耐久性(換言之蓄熱材料的耐剝離性)。

此外，本發(fā)明的蓄熱部件使用導(dǎo)熱性優(yōu)異的“以sic燒結(jié)體為主要成分的基材”作為分散擔(dān)載蓄熱材料的載體。因此，通過(guò)蓄熱材料的放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可以介由被膜狀的涂覆層而立即傳導(dǎo)至基材(換言之通過(guò)放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量逃逸到基材)。因此，蓄熱材料難以維持高溫狀態(tài)，能夠使蓄熱材料的放熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。在吸熱反應(yīng)時(shí)，蓄熱材料與基材的熱傳導(dǎo)也介由被膜狀的涂覆層良好地進(jìn)行，從而能夠使蓄熱材料的吸熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性示出本發(fā)明的蓄熱部件的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。

圖2是示意性示出圖1所示的蓄熱部件的、與從第一端面朝向第二端面的方向正交的截面的截面圖。

圖3是將圖2所示的蓄熱部件的a表示的范圍放大的放大示意圖。

圖4是將圖3所示的范圍的一部分進(jìn)一步放大的放大示意圖。

圖5是將本發(fā)明的蓄熱部件的另一實(shí)施方式中的、與圖4所示的范圍同樣的范圍放大的放大示意圖。

圖6是說(shuō)明本發(fā)明的蓄熱部件的一個(gè)實(shí)施方式中使用的基材的制造工序的流程圖。

圖7是說(shuō)明本發(fā)明的蓄熱部件的一個(gè)實(shí)施方式中使用的基材的制造工序的示意圖。

符號(hào)說(shuō)明

1：芯部(骨架的芯部)、3：表層部(骨架的表層部)、4：骨架部(聚氨酯發(fā)泡體的骨架部)、5：空隙部(聚氨酯發(fā)泡體的空隙部)、7：金屬si、9：sic漿料成形體、10：基材、10a：sic燒結(jié)體、11：第一端面、12：第二端面、13：骨架、14：三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)、15：空隙(三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)中的空隙)、50：蓄熱材料、51：涂覆層、52：微粒、100：蓄熱部件。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不受以下實(shí)施方式的限定。因此，應(yīng)予理解的是，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)知識(shí)對(duì)以下實(shí)施方式加以適當(dāng)變更、改良等也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。

(1)蓄熱部件：

本發(fā)明的蓄熱部件的一個(gè)實(shí)施方式為如圖1～圖4所示的蓄熱部件100。本實(shí)施方式的蓄熱部件100具備：以sic燒結(jié)體10a為主要成分的基材10、配設(shè)在基材10的表面的涂覆層51、以及配設(shè)在涂覆層51的表面的蓄熱材料50。蓄熱材料50是通過(guò)與反應(yīng)介質(zhì)的可逆性化學(xué)反應(yīng)來(lái)蓄熱、放熱的蓄熱材料50；或者是通過(guò)物理性吸附、脫離來(lái)蓄熱、放熱的蓄熱材料50。本實(shí)施方式的蓄熱部件100中，涂覆層51的軟化點(diǎn)為1000℃以下。圖1及圖2中示出基材10為具有第一端面11及第二端面12的圓柱時(shí)的例子。

根據(jù)本實(shí)施方式的蓄熱部件100，通過(guò)蓄熱材料50與反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)或物理性吸附、脫離，能夠?qū)崿F(xiàn)響應(yīng)性優(yōu)異的放熱及吸熱。此外，本實(shí)施方式的蓄熱部件100能夠有效抑制蓄熱材料50從配設(shè)在基材10的涂覆層51剝離脫落。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的蓄熱部件100，在交替反復(fù)進(jìn)行蓄熱和放熱的使用中能夠?qū)崿F(xiàn)高耐久性(換言之蓄熱材料50的耐剝離性)。

例如，使用ca(oh)2作為蓄熱材料時(shí)，通過(guò)將ca(oh)2加熱到500～600℃，從而形成cao。此外，例如，使用caco3作為蓄熱材料時(shí)，通過(guò)將caco3加熱到800～900℃，從而可以分解為cao和co2。即，在蓄熱部件的使用中，基材及涂覆層暴露于常溫～900℃左右的加熱、冷卻循環(huán)中。如果涂覆層51的軟化點(diǎn)高于1000℃，則涂覆層無(wú)法充分軟化，蓄熱材料的擔(dān)載性顯著降低，因此蓄熱材料容易剝離脫落，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。

即，如果涂覆層含有p2o5作為主要成分且p2o5的含有率小于20質(zhì)量％，則涂覆層的軟化點(diǎn)顯著高，因此在常溫～900℃左右的加熱、冷卻循環(huán)中涂覆層無(wú)法充分軟化，蓄熱材料容易剝離脫落，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。此外，如果p2o5的含有率超過(guò)45質(zhì)量％，則由于涂覆層中所含的p2o5與基材中所含的sic反應(yīng)，導(dǎo)致基材容易熔融，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。

即，如果涂覆層含有b2o3作為主要成分且b2o3的含有率小于20質(zhì)量％，則涂覆層的軟化點(diǎn)顯著高，因此在常溫～900℃左右的加熱、冷卻循環(huán)中涂覆層無(wú)法充分軟化，蓄熱材料容易剝離脫落，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。此外，如果b2o3的含有率超過(guò)45質(zhì)量％，則涂覆層中所含的b2o3與基材中所含的sic反應(yīng)，導(dǎo)致基材容易熔融，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。

即，如果涂覆層含有bi2o3作為主要成分且bi2o3的含有率小于65質(zhì)量％，則涂覆層的軟化點(diǎn)顯著高，因此在常溫～900℃左右的加熱、冷卻循環(huán)中涂覆層無(wú)法充分軟化，蓄熱材料容易剝離脫落，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。此外，如果bi2o3的含有率超過(guò)85質(zhì)量％，則涂覆層中所含的bi2o3與基材中所含的sic反應(yīng)，導(dǎo)致基材容易熔融，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。

進(jìn)而，本實(shí)施方式的蓄熱部件100使用導(dǎo)熱性優(yōu)異的“以sic燒結(jié)體10a為主要成分的基材10”作為分散擔(dān)載蓄熱材料50的載體。因此，通過(guò)蓄熱材料50的放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可以介由被膜狀的涂覆層51而立即傳導(dǎo)到基材10(換言之通過(guò)放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量逃逸到基材10)。因此，蓄熱材料50難以維持高溫狀態(tài)，能夠使蓄熱材料50的放熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。在吸熱反應(yīng)時(shí)，蓄熱材料50與基材10的熱傳導(dǎo)也介由被膜狀的涂覆層51良好地進(jìn)行，從而能夠使蓄熱材料50的吸熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。

在此，圖1是示意性示出本發(fā)明的蓄熱部件的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。圖2是示意性示出圖1所示的蓄熱部件的、與從第一端面朝向第二端面的方向正交的截面的截面圖。圖3是將圖2所示的蓄熱部件的a表示的范圍放大的放大示意圖。圖4是將圖3所示的范圍的一部分進(jìn)一步放大的放大示意圖。

本實(shí)施方式的蓄熱部件100中，基材10可以通過(guò)以sic燒結(jié)體10a為主要成分的基材10而具有成為反應(yīng)介質(zhì)的流路的空隙15。如圖3所示，本實(shí)施方式的蓄熱部件100中，在形成空隙15的基材10的表面以被膜狀配設(shè)有涂覆層51，在該涂覆層51的表面配設(shè)有蓄熱材料50。通過(guò)采用這樣的基材10，能夠增大用于配設(shè)蓄熱材料50的基材10的表面積，能夠充分確保蓄熱材料50與反應(yīng)介質(zhì)的接觸面積。從而，蓄熱材料50的放熱反應(yīng)及吸熱反應(yīng)的反應(yīng)性高，能夠?qū)崿F(xiàn)響應(yīng)性優(yōu)異的放熱及吸熱。此外，基材10可以是具有成為反應(yīng)介質(zhì)的流路的空隙的多孔質(zhì)材料，也可以為圖1～圖3所示那樣的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)14。

此外，如圖5所示，涂覆層51可以含有分散于該涂覆層51中的微粒52。通過(guò)含有這樣的微粒52，能夠增大涂覆層51的比表面積，增大基材10的蓄熱材料50的擔(dān)載量(配設(shè)量)。這里，圖5是將本發(fā)明的蓄熱部件的另一實(shí)施方式中的、與圖4所示的范圍同樣的范圍放大的放大示意圖。圖5中，對(duì)于與圖4所示的各構(gòu)成要素同樣的構(gòu)成帶有相同符號(hào)，且有時(shí)省略其說(shuō)明。

以下，對(duì)本實(shí)施方式的蓄熱部件的各構(gòu)成要素進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。

(1-1)基材：

本實(shí)施方式的蓄熱部件中使用的基材是用于分散擔(dān)載蓄熱材料的載體。如圖1～圖3所示，基材10以sic燒結(jié)體10a為主要成分?；?0可以是具有空隙的多孔質(zhì)材料，也可以例如圖1～圖3所示的基材10那樣，由使骨架13呈三維網(wǎng)眼狀的結(jié)構(gòu)形成。本說(shuō)明書中，將使骨架13呈三維網(wǎng)眼狀的結(jié)構(gòu)稱為“三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)14”。

本實(shí)施方式的蓄熱部件用于如下用途，將汽車等的排熱回收、儲(chǔ)藏，將回收、儲(chǔ)藏的熱量根據(jù)需要放熱，從而對(duì)回收、儲(chǔ)藏的熱量進(jìn)行再利用。本實(shí)施方式的蓄熱部件中使用的基材以sic燒結(jié)體作為主要成分，從而耐熱性高，且具有高機(jī)械強(qiáng)度。此外，如上所述，由于導(dǎo)熱性優(yōu)異，因此蓄熱材料與基材的熱傳導(dǎo)介由被膜狀的涂覆層良好地進(jìn)行，從而能夠使蓄熱材料的放熱反應(yīng)及吸熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。

對(duì)基材的形狀沒(méi)有特別限定。例如，基材的形狀可以是具有第一端面及第二端面的柱狀。柱狀基材的、與從第一端面朝向第二端面的方向正交的截面形狀可以為例如四邊形等多邊形、圓形、橢圓形、卵形或其他不定形。此外，基材的形狀可以是具有第一端面及第二端面的板狀，也可以是不具有第一端面及第二端面的球狀。

然后，對(duì)圖1～圖3所示那樣的具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)14的基材10的優(yōu)選例子進(jìn)行說(shuō)明。

具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)14的基材10優(yōu)選設(shè)為由氣孔率為1％以下的骨架構(gòu)成的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)為三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)，在基材的內(nèi)部空間產(chǎn)生紊流。即，對(duì)于基材中的氣體流路(入口、出口)沒(méi)有方向性的制約，因此設(shè)計(jì)的自由度提高。通過(guò)這樣構(gòu)成，能夠提高由汽車等排出的廢氣流過(guò)時(shí)的“排熱回收效率”。此外，在例如引擎起動(dòng)時(shí)等廢氣溫度低的情況下，通過(guò)在使蓄熱材料放熱的狀態(tài)下使該廢氣在基材中流過(guò)，從而能夠使廢氣的溫度立即上升。此外，如上所述，能夠增大蓄熱材料與反應(yīng)介質(zhì)的接觸面積。

構(gòu)成三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的骨架的氣孔率可以依據(jù)jisr1655(精細(xì)陶瓷的基于壓汞法的成形體氣孔徑分布試驗(yàn)方法)進(jìn)行測(cè)定。骨架的氣孔率為1％以下即可，對(duì)其下限值沒(méi)有特別限定。例如，構(gòu)成三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的骨架也可以是實(shí)質(zhì)上不具有氣孔的密實(shí)骨架。

基材的多孔質(zhì)材料的空隙率或三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的空隙率優(yōu)選為30～95％。這里，基材的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的空隙率可以如下測(cè)定。首先，分析基材的化學(xué)成分，測(cè)定基材的理論密度(表觀比重)。例如，若為碳及碳化硅質(zhì)的基材，則可以依據(jù)jisr2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化學(xué)分析方法)測(cè)定基材的化學(xué)成分。然后，測(cè)定基材的尺寸及質(zhì)量，算出基材的體積密度。使用這些值，通過(guò)下述式(1)可以算出基材的空隙率。如果基材的空隙率小于30％，則蓄熱材料的擔(dān)載量降低，并且透氣性降低，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。另一方面，如果基材的空隙率超過(guò)95％，則基材的強(qiáng)度顯著降低，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。

式(1)：[空隙率＝{(理論密度-體積密度)/理論密度}×100％]

此外，基材的多孔質(zhì)材料的空隙率或三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的空隙率優(yōu)選為30～95％，進(jìn)一步優(yōu)選為35～90％，特別優(yōu)選為40～85％。

構(gòu)成基材的骨架中的sic的含有比率或金屬si的含有比率優(yōu)選如下調(diào)整。以下，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，則“sic的含有比率”及“金屬si的含有比率”是指“骨架中的sic的含有比率”及“骨架中的金屬si的含有比率”。對(duì)于sic的含有比率，除去原料所不可避免地含有的雜質(zhì)，優(yōu)選為40～99.7質(zhì)量％。例如，本發(fā)明中構(gòu)成基材的骨架中的sic可以不可避免地含有0.3％以下的雜質(zhì)。sic的含有比率少于40質(zhì)量％時(shí)，基材的熱導(dǎo)率降低，從而由蓄熱材料產(chǎn)生的熱量向基材的傳導(dǎo)及吸熱反應(yīng)中熱量從基材向蓄熱材料的傳導(dǎo)不能充分進(jìn)行，蓄熱材料的放熱反應(yīng)及吸熱反應(yīng)的反應(yīng)性有時(shí)會(huì)降低。

含有si-sic燒結(jié)體的基材優(yōu)選構(gòu)成為：骨架中的sic的含有比率及金屬si的含有比率為以下的數(shù)值范圍。優(yōu)選骨架中的sic的含有比率為40～99.7質(zhì)量％；或者，金屬si的含有比率為5～60質(zhì)量％。此外，金屬si的含有比率多于60質(zhì)量％時(shí)，骨架的熱導(dǎo)率有時(shí)會(huì)降低。金屬si的含有比率少于5質(zhì)量％時(shí)，骨架中的金屬si的分布容易變得不均勻，骨架的熱導(dǎo)率有時(shí)變得不均勻。

含有si-sic燒結(jié)體的基材優(yōu)選骨架中的sic的含有比率為45～99.7質(zhì)量％；或者，金屬si的含有比率為5～55質(zhì)量％。這里，sic的彈性模量較高(例如，彈性模量為400gpa左右)，金屬si的彈性模量較低(例如，彈性模量為100gpa左右)。因此，通過(guò)將骨架中的sic的含有比率及金屬si的含有比率設(shè)為上述數(shù)值范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)si-sic燒結(jié)體的彈性模量的降低。進(jìn)一步優(yōu)選骨架中的sic的含有比率為50～99.7質(zhì)量％；或者，金屬si的含有比率為5～50質(zhì)量％。si-sic燒結(jié)體的彈性模量的降低關(guān)系到耐熱沖擊性的提高，因此通過(guò)這樣構(gòu)成，基材的耐熱沖擊性提高，能夠?qū)崿F(xiàn)基材的長(zhǎng)壽命化。

構(gòu)成基材的骨架中的sic的含有比率及si的含有比率可以依據(jù)jisr2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化學(xué)分析方法)測(cè)定。

在此，在已擔(dān)載有蓄熱材料的“蓄熱部件”中的sic的含有比率及si的含有比率的測(cè)定中，可以事先拆掉蓄熱材料，然后進(jìn)行測(cè)定。

此外，在已配設(shè)涂覆層的“基材”中的sic的含有比率及si的含有比率的測(cè)定中，可以事先將基材浸漬在氫氟酸等酸中除去涂覆層，然后進(jìn)行測(cè)定。

構(gòu)成基材的骨架在常溫下的熱導(dǎo)率優(yōu)選為30～250(w/m·k)，進(jìn)一步優(yōu)選為40～250(w/m·k)，特別優(yōu)選為50～250(w/m·k)。通過(guò)這樣構(gòu)成，能夠使基材和蓄熱材料的熱交換更良好地進(jìn)行，能夠使蓄熱材料的放熱、吸熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。如果基材的熱導(dǎo)率小于上述數(shù)值范圍，則由蓄熱材料產(chǎn)生的熱量向基材的傳導(dǎo)及吸熱反應(yīng)中熱量從基材向蓄熱材料的傳導(dǎo)不能充分進(jìn)行，蓄熱材料的放熱反應(yīng)及吸熱反應(yīng)的反應(yīng)性有時(shí)會(huì)降低。

構(gòu)成三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的骨架可以在該骨架的表面具有突起。這里，骨架表面的突起是指在骨架的表面具有平均高度0.5～100μm的凹凸。作為在骨架的表面形成突起的方法，例如，可以通過(guò)使平均粒徑0.5～100μm的微粒附著于骨架的表面并進(jìn)行燒結(jié)而形成。作為微粒，可以使用例如sic粉末、si粉末、si-sic粉末及c粉末等。優(yōu)選在骨架的表面以1～1000000個(gè)/10000μm²的密度形成由上述微粒構(gòu)成的突起。突起的密度進(jìn)一步優(yōu)選為10～100000個(gè)/10000μm²，特別優(yōu)選為100～10000個(gè)/10000μm²。骨架表面的突起的高度及密度可以通過(guò)以下方法測(cè)定。對(duì)于骨架表面的突起的高度及密度而言，可以使用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察基材，將在5個(gè)視野測(cè)定的平均值作為突起的高度及密度。通過(guò)在骨架的表面形成突起，從而基材的表面積增大，則基材與蓄熱材料的物理性接觸面積增大，能夠使基材和蓄熱材料的熱交換更良好地進(jìn)行，能夠使蓄熱材料的放熱、吸熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。

(1-2)涂覆層：

本實(shí)施方式的蓄熱部件中，在基材的表面配設(shè)有涂覆層。在具有空隙的多孔質(zhì)材料中，基材的表面是指形成空隙的多孔質(zhì)材料的表面；在具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的基材中，基材的表面是指構(gòu)成三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的骨架的表面。并且，在配設(shè)于基材的表面的涂覆層的表面，分散擔(dān)載有蓄熱材料。即，蓄熱材料在與涂覆層的接點(diǎn)處與該涂覆層化學(xué)熔接。從而，能夠提高涂覆層和蓄熱材料的密合性。涂覆層可以如下形成：將事先調(diào)整為構(gòu)成涂覆層的化學(xué)成分的粉末涂布在基材的表面，然后通過(guò)加熱處理使該粉末軟化，從而在基材的表面形成為被膜狀。

本實(shí)施方式的蓄熱部件中，涂覆層的軟化點(diǎn)為1000℃以下。這樣的涂覆層在用于將涂覆層配設(shè)在基材的表面的烘烤工序及在使用蓄熱部件時(shí)的、對(duì)基材及涂覆層施加在常溫～900℃左右的加熱、冷卻循環(huán)中，涂覆層充分軟化，蓄熱材料的擔(dān)載性提高。因此，能夠有效防止蓄熱材料從蓄熱部件剝離脫落。

涂覆層的線膨脹系數(shù)可以為20×10^-6/℃以下，也可以為10×10^-6/℃以下。對(duì)于涂覆層而言，通過(guò)將其線膨脹系數(shù)設(shè)為10×10^-6/℃以下，從而與含有sic燒結(jié)體的基材相比，兩者的線膨脹系數(shù)接近，也能夠有效防止涂覆層從基材剝離脫落。需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中，線膨脹系數(shù)是指50～300℃時(shí)的線膨脹系數(shù)。涂覆層的線膨脹系數(shù)為通過(guò)jisr3102(玻璃的平均線膨脹系數(shù)的試驗(yàn)方法)測(cè)定的值。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知通過(guò)下述方法由組成來(lái)計(jì)算線膨脹系數(shù)的方法。玻璃在低溫區(qū)的線膨脹系數(shù)可以視為符合加和法則，在25～325℃內(nèi)，可以由danzin線膨脹系數(shù)因子的值和組成的質(zhì)量％通過(guò)計(jì)算求出線膨脹系數(shù)。

如上所述，涂覆層中所含的優(yōu)選組成如下所示。

涂覆層含有p2o5作為主要成分，p2o5的含有率優(yōu)選為20～45質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為25～40質(zhì)量％，特別優(yōu)選為30～35質(zhì)量％。

涂覆層含b2o3有作為主要成分，b2o3的含有率優(yōu)選為20～45質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為25～40質(zhì)量％，特別優(yōu)選為30～35質(zhì)量％。

涂覆層含有bi2o3作為主要成分，bi2o3的含有率優(yōu)選為65～85質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為67～83質(zhì)量％，特別優(yōu)選為70～80質(zhì)量％。

涂覆層優(yōu)選含有al2o3、sio2、zno、v2o5、pbo、sno、p2o5、b2o3或bi2o3中的任意一種以上作為副成分。

涂覆層優(yōu)選含有用ro表示的cao、bao或用r2o表示的li2o、na2o、k2o中的任意一種以上作為副成分。

涂覆層優(yōu)選含有teo2、tio2中的任意一種以上作為副成分。

ro的含有率的合計(jì)優(yōu)選為50％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為45％以下，特別優(yōu)選為40％以下。此外，r2o的含有率的合計(jì)優(yōu)選為50％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為45％以下，特別優(yōu)選為35％以下。這里，如果ro的含有率的合計(jì)超過(guò)50％，則由于涂覆層中所含的ro與基材中所含的sic反應(yīng)，導(dǎo)致基材容易熔融，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。此外，如果r2o的含有率的合計(jì)超過(guò)50％，則由于涂覆層中所含的r2o與基材中所含的sic反應(yīng)，導(dǎo)致基材容易熔融，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。

涂覆層中所含的各成分的含有率可以通過(guò)能量色散型x射線分析裝置(eds)測(cè)定。作為能量色散型x射線分析裝置(eds)，可以使用日本電子公司(jeol)制的掃描電子顯微鏡(型號(hào)：jsm-5600)。這里，對(duì)于已擔(dān)載有蓄熱材料的“蓄熱部件”中的涂覆層所含的各成分的含有率，可以事先拆掉蓄熱材料，然后進(jìn)行測(cè)定。此外，根據(jù)利用各元素的亮度差而得的組成圖像，可以明確顯示基材的成分和涂覆層的成分。因此，對(duì)于已配設(shè)有涂覆層的“基材”中的涂覆層所含的各成分的含有率而言，可以通過(guò)eds得到配設(shè)有涂覆層的基材的截面的組成圖像，從而僅選擇性測(cè)定涂覆層部分。

涂覆層的線膨脹系數(shù)優(yōu)選為基材的線膨脹系數(shù)的1～5倍，進(jìn)一步優(yōu)選為1～4倍，特別優(yōu)選為1～3倍。

涂覆層的軟化點(diǎn)為1000℃以下，優(yōu)選為950℃以下，進(jìn)一步優(yōu)選為900℃以下。如果涂覆層的軟化點(diǎn)超過(guò)1000℃，則在使用溫度范圍內(nèi)，涂覆層無(wú)法充分軟化，蓄熱材料的擔(dān)載性顯著降低，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。涂覆層的軟化點(diǎn)可以依據(jù)jisr3103-1：2001(玻璃的粘性及粘性固定點(diǎn)-第1部：軟化點(diǎn)的測(cè)定方法)測(cè)定。軟化點(diǎn)定義為粘度達(dá)到4.5×10⁷泊(logη＝13.4)的溫度。此外，涂覆層的軟化點(diǎn)可以通過(guò)差熱分析(dta)測(cè)定。dta中，軟化點(diǎn)定義為第4拐點(diǎn)的溫度。

該涂覆層的表面可以具有高低差為0.5～100μm的突起。通過(guò)具有這樣的突起，涂覆層的每單位體積的表面積增大，涂覆層和蓄熱材料的物理性接觸面積增大。因此，能夠增大蓄熱材料的擔(dān)載量(配設(shè)量)。此外，基材和蓄熱材料的物理性接觸面積增大，能夠使基材和蓄熱材料的熱交換更良好地進(jìn)行，能夠使蓄熱材料的放熱、吸熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。此外，具有這種突起時(shí)，相對(duì)于涂覆層的表面積，突起的密度優(yōu)選為1～1000000個(gè)/10000μm²，進(jìn)一步優(yōu)選為10～1000000個(gè)/10000μm²，特別優(yōu)選為100～1000000個(gè)/10000μm²。突起的高低差及其密度可以通過(guò)以下方法測(cè)定。對(duì)于涂覆層表面的突起的高度及密度而言，可以用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察基材，并將在5個(gè)視野測(cè)定的平均值作為突起的高度及密度。

涂覆層可以含有分散于該涂覆層中的具有高導(dǎo)熱性的平均粒徑5nm～100μm的微粒。含有這樣的微粒的涂覆層可以提高涂覆層的熱導(dǎo)率。分散于涂覆層中的微粒的平均粒徑可以通過(guò)以下方法測(cè)定。首先，將施加了涂覆層的基材埋設(shè)在酚醛樹脂等中，對(duì)切斷該基材而得的截面進(jìn)行研磨，制作測(cè)定用試樣。然后，用掃描電子顯微鏡得到試樣截面的觀察圖像。然后，通過(guò)能量色散型x射線分析裝置(eds)得到試樣截面的組成圖像。作為掃描電子顯微鏡及能量色散型x射線分析裝置(eds)，可以使用日本電子公司(jeol)制的掃描電子顯微鏡(型號(hào)：jsm-5600)。根據(jù)利用各元素的亮度差而得的組成圖像，可以明確顯示涂覆層的成分和分散于涂覆層中的微粒。對(duì)于分散于涂覆層中的微粒的平均粒徑，可以通過(guò)觀察所得到的組成圖像，將在5個(gè)視野測(cè)定的平均值作為平均粒徑。

涂覆層中所含的微粒優(yōu)選為sic粒子、si粒子、c粒子及si-sic粒子中的至少1種。sic粒子、si粒子、c粒子及si-sic粒子與該涂覆層的成分相比熱導(dǎo)率高，因此能夠提高涂覆層的熱導(dǎo)率。因此，能夠使通過(guò)蓄熱材料的放熱反應(yīng)而產(chǎn)生的熱量介由涂覆層立即傳導(dǎo)到基材，能夠使蓄熱材料的放熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。在吸熱反應(yīng)時(shí)，蓄熱材料與基材的熱傳導(dǎo)也介由被膜狀的涂覆層良好地進(jìn)行，從而能夠使蓄熱材料的吸熱反應(yīng)良好地進(jìn)行。

涂覆層的厚度優(yōu)選為100μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為50μm，特別優(yōu)選為10μm以下。如果涂覆層的厚度超過(guò)100μm，則涂覆層過(guò)厚，向基材的熱傳導(dǎo)有時(shí)因?yàn)橥扛矊佣艿椒恋K。

(1-3)蓄熱材料：

本實(shí)施方式的蓄熱部件中使用的蓄熱材料是通過(guò)與反應(yīng)介質(zhì)的可逆性化學(xué)反應(yīng)來(lái)蓄熱、放熱的所謂化學(xué)蓄熱材料，或者是通過(guò)物理性吸附、脫離來(lái)蓄熱、放熱的蓄熱材料。作為蓄熱材料，只要是通過(guò)可逆性化學(xué)反應(yīng)來(lái)蓄熱、放熱就對(duì)其材質(zhì)沒(méi)有特別限定。例如，蓄熱材料可以列舉選自由如下物質(zhì)構(gòu)成的組中的至少一種：mg、ca、sr、ba的氧化物；mg、ca、sr、ba的氫氧化物；mg、ca、sr、ba的碳酸鹽；mg、ca、sr、ba的氯化物；mg、ca、sr、ba的硫酸鹽；以及沸石。

本實(shí)施方式的蓄熱部件中，粉末狀(顆粒狀)的蓄熱材料優(yōu)選附著于基材的空隙的表面而進(jìn)行配設(shè)。粉末狀的蓄熱材料中，蓄熱材料的平均粒徑優(yōu)選為5nm～100μm，進(jìn)一步優(yōu)選為10nm～50μm，特別優(yōu)選0.1～10μm。如果蓄熱材料的平均粒徑小于5nm，則由于蓄熱材料凝集而難以均勻地配設(shè)在基材上，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。如果蓄熱材料的平均粒徑超過(guò)100μm，則蓄熱材料粒子的中心部的反應(yīng)性降低，蓄熱、放熱響應(yīng)性降低，從這點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。蓄熱材料的平均粒徑可以如下測(cè)定?？梢允褂霉鈱W(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察基材，測(cè)定附著于基材上的蓄熱材料的粒徑。將在5個(gè)視野測(cè)定的蓄熱材料的粒徑的平均值作為蓄熱材料的平均粒徑。

對(duì)蓄熱部件中的蓄熱材料的配設(shè)量(擔(dān)載量)沒(méi)有特別限定，可以根據(jù)蓄熱部件的使用用途適當(dāng)設(shè)定。

本實(shí)施方式的蓄熱部件優(yōu)選具有空隙。這里，“蓄熱部件的空隙率”是指配設(shè)有蓄熱材料(擔(dān)載)的狀態(tài)的基材的空隙率。蓄熱部件的空隙率可以如下測(cè)定。與求出基材的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的空隙率的方法同樣地，首先，分析蓄熱部件的化學(xué)成分，測(cè)定蓄熱部件的理論密度(表觀比重)。例如，若為碳及碳化硅質(zhì)的基材，則可以依據(jù)jisr2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化學(xué)分析方法)測(cè)定基材的化學(xué)成分。此外，例如，在蓄熱材料為氧化鎂質(zhì)時(shí)，可以依據(jù)jisr2212-4(耐火材料制品的化學(xué)分析方法第4部：氧化鎂及白云石質(zhì)耐火材料)來(lái)測(cè)定。然后，測(cè)定蓄熱部件的尺寸及質(zhì)量，算出蓄熱部件的體積密度。可以使用這些值通過(guò)下式：[空隙率＝{(理論密度-體積密度)/理論密度}×100％]算出基材的空隙率。

蓄熱材料優(yōu)選為粉末。蓄熱材料的平均粒徑優(yōu)選為5nm～100μm，直接接觸基材的一次粒子越多越優(yōu)選。如果為這樣的形態(tài)，則來(lái)自蓄熱材料的放熱容易傳導(dǎo)到基材，從這點(diǎn)出發(fā)是優(yōu)選的。另一方面，如果是蓄熱材料粒子進(jìn)一步層疊于與基材接觸的蓄熱材料粒子的表層而未與基材直接接觸的形態(tài)，則來(lái)自蓄熱材料的放熱有時(shí)難以傳導(dǎo)到基材。蓄熱材料的形態(tài)可以如下測(cè)定。對(duì)于蓄熱材料的形態(tài)而言，可以使用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察基材，從而觀測(cè)附著于基材上的蓄熱材料的狀態(tài)并測(cè)定其形態(tài)。

(2)蓄熱部件的制造方法：

以下，以圖1～圖3所示的蓄熱部件100的制造方法為例，說(shuō)明本發(fā)明的蓄熱部件的制造方法。

(2-1)基材的制作：

首先，對(duì)于蓄熱部件中所使用的以sic燒結(jié)體為主要成分的基材，例如可以通過(guò)粉漿澆鑄法(slipcastmethod)、凝膠注模成型法、擠出制法或壓制法等通常的粉末成形法制作。具有空隙的多孔質(zhì)的基材或具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的基材例如可以通過(guò)復(fù)制法(replicamethod)或直接成形法(directformingmethod)等公知的制法制作。si-sic基材例如可以通過(guò)以下所示的凝膠注模成型法和復(fù)制法的組合來(lái)制作。

根據(jù)凝膠注模成型法，可以通過(guò)圖6所示的各步驟(st1)～(st7)來(lái)制作。凝膠注模成型法是粉體成形方法的一種。例如，在凝膠注模成型法中，首先，將選自由陶瓷、玻璃及金屬組成的組中的一種以上的粉體用分散劑分散于分散介質(zhì)中，制作含有上述粉體的漿料。然后，在得到的漿料中添加具有凝膠化功能的物質(zhì)(凝膠化劑)，使上述漿料固化，得到任意形狀的成形體。圖6是說(shuō)明本發(fā)明的蓄熱部件的一個(gè)實(shí)施方式中使用的基材的制造工序的流程圖。以下，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖6所示的各步驟(st1)～(st7)。

(2-1a)st1：

蓄熱部件中使用的基材可以通過(guò)凝膠注模成型法制作，因此，首先制作成形用漿料(sic漿料)?？梢酝ㄟ^(guò)使sic粉末分散于有機(jī)溶劑中制成漿料后添加凝膠化劑來(lái)制作成形用漿料。此外，還可以通過(guò)在有機(jī)溶劑中同時(shí)添加sic粉末及凝膠化劑并進(jìn)行分散來(lái)制作成形用漿料。

除了sic粉末以外，還可以適當(dāng)混合碳、碳化硼等的粉體而使用。需要說(shuō)明的是，對(duì)于各種粉體的粒徑，只要能夠制作成形用漿料就沒(méi)有特別限定，可以適當(dāng)選擇。

作為分散介質(zhì)使用的有機(jī)溶劑可以列舉多元醇、多元酸、酯類。作為多元醇，可以列舉乙二醇等二醇類、甘油等三醇類等。作為多元酸，可以列舉二羧酸等。作為酯類，可以列舉多元酸酯、多元醇的酯等。需要說(shuō)明的是，作為多元酸酯，可以列舉戊二酸二甲酯、丙二酸二甲酯等。作為多元醇的酯，可以列舉甘油三醋酸酯等。

凝膠化劑只要是使成形用漿料固化且具有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物即可。作為這樣的有機(jī)化合物，可以列舉通過(guò)交聯(lián)劑的存在而三維交聯(lián)的預(yù)聚物等，例如聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。對(duì)于凝膠化劑，優(yōu)選考慮與分散介質(zhì)中的有機(jī)化合物的反應(yīng)性而選擇具有合適的反應(yīng)性官能團(tuán)的凝膠化劑。例如，在使用反應(yīng)性較低的酯類作為有機(jī)溶劑時(shí)，作為構(gòu)成凝膠化劑的具有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物，優(yōu)選選擇具有反應(yīng)性高的異氰酸酯基(-n＝c＝o)和/或異硫氰酸酯基(-n＝c＝s)的有機(jī)化合物。

如果考慮作業(yè)性，則成形用漿料優(yōu)選20℃時(shí)的漿料粘性為50dpa·s以下，進(jìn)而更優(yōu)選20℃時(shí)的漿料粘性為20dpa·s以下。漿料粘性是通過(guò)市售的b型粘度計(jì)(rion株式會(huì)社制、viscotestervt-04f(商品名))測(cè)定的值。

像這樣，在成形用漿料的制作工序(st1)中，首先，進(jìn)行陶瓷粉體、分散介質(zhì)及分散劑的調(diào)合，并進(jìn)行混合。然后，添加凝膠化劑及催化劑等，進(jìn)行漿料的最終調(diào)合。優(yōu)選在向具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的聚氨酯發(fā)泡體中進(jìn)行含浸成形之前，將得到的成形用漿料進(jìn)行脫泡。圖7中，使用二維示意圖對(duì)具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的si-sic基材的制法進(jìn)行說(shuō)明。圖7(a)是示意性地以二維示出具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的聚氨酯發(fā)泡體的截面的圖。

成形用漿料的混合用罐式球磨機(jī)、球磨機(jī)等進(jìn)行，優(yōu)選使用尼龍制的球石在溫度15℃～35℃進(jìn)行12小時(shí)以上，進(jìn)一步優(yōu)選進(jìn)行72小時(shí)以上。此外，對(duì)于漿料的脫泡，優(yōu)選將漿料在真空度為-0.090mpa以下的真空氣氛攪拌而進(jìn)行。脫泡時(shí)的真空度優(yōu)選為-0.095mpa以下。攪拌速度優(yōu)選為100rpm～500rpm。攪拌時(shí)間優(yōu)選為5分鐘～30分鐘。

(2-1b)(st2)～(st4)：

使在(st1)中制作的成形用漿料含浸于具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的聚氨酯發(fā)泡體后，擠擰至成形用漿料不堵塞聚氨酯發(fā)泡體的氣孔的程度并除去多余的漿料。然后，載置于固定用夾具上，在常溫～40℃放置數(shù)小時(shí)～數(shù)十小時(shí)。由此，成形用漿料通過(guò)凝膠化而固化，從而形成成形體。

如圖7(a)所示，具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的聚氨酯發(fā)泡體由骨架部4和空隙部5構(gòu)成，(st2)中，如圖7(b)所示，面向空隙部5而形成sic漿料成形體9。這里，sic漿料成形體9是指由通過(guò)(st1)得到的成形用漿料形成的成形體。圖7中，符號(hào)7表示金屬si。此外，符號(hào)1表示含浸有金屬si的骨架的芯部，符號(hào)3表示骨架的表層部，符號(hào)15表示三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)中的空隙。

(2-1c)(st5)：

然后，在40℃～100℃進(jìn)行3～12小時(shí)的干燥，進(jìn)而在100℃～200℃進(jìn)行3～12小時(shí)的干燥。

(2-1d)(st6)～(st7)：

如圖7(c)所示，在干燥后的sic漿料成形體9的上表面載置金屬si7，在非活性氣體氣氛中、在1400℃～1500℃進(jìn)行1～3小時(shí)的加熱。聚氨酯發(fā)泡體的骨架部4在500℃左右燒除，如圖7(d)所示，金屬si7含浸于燒除骨架部4而形成的空間中，從而得到由三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)形成的具有致密的si-sic骨架的基材。根據(jù)該方法，能夠使金屬si7沿著由sic漿料成形體9構(gòu)成的骨架進(jìn)行含浸，因此金屬si7不會(huì)堵塞空隙部5，能夠進(jìn)行均勻的含浸。例如，用這樣的方法制作的基材的空隙率達(dá)到30～95％。這里，圖7為說(shuō)明本發(fā)明的蓄熱部件的一個(gè)實(shí)施方式中使用的基材的制造工序的示意圖。

(2-2)涂覆層的形成：

然后，在此前制作的基材的表面形成涂覆層。具體而言，在構(gòu)成三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的骨架的表面形成涂覆層。形成涂覆層時(shí)，首先，準(zhǔn)備調(diào)整為所期望成分的涂覆層原料粉末。涂覆層原料粉末的平均粒徑優(yōu)選為5nm～100μm，進(jìn)一步優(yōu)選為10nm～50μm，特別優(yōu)選為0.1～10μm。涂覆層原料粉末的平均粒徑可以如下測(cè)定。使用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察涂覆層原料粉末，從而測(cè)定涂覆層原料粉末的粒徑?？梢詫⒃?個(gè)視野測(cè)定的涂覆層原料粉末的平均值作為涂覆層原料粉末的平均粒徑。

涂覆層原料粉末優(yōu)選具有在涂覆層說(shuō)明中作為優(yōu)選組成而列舉的組成。

然后，將這樣的涂覆層原料粉末分散在水或有機(jī)溶劑中而制作涂覆層原料漿料，涂布在基材的表面后進(jìn)行干燥、燒成，從而可以形成涂膜狀的涂覆層。對(duì)涂覆層原料漿料的涂布方法沒(méi)有特別限定，例如，可以采用浸漬(dipping)或噴涂法等最為適當(dāng)?shù)姆椒?。涂布后，?00～200℃干燥，然后在300～1000℃的大氣氣氛中燒成，從而軟化的涂覆層原料粉末與基材熔接。如此操作可以形成涂膜狀的涂覆層。

(2-3)蓄熱材料的制作：

然后，制作蓄熱部件中使用的蓄熱材料。對(duì)蓄熱材料的制作方法沒(méi)有特別限定，可以通過(guò)以往公知的方法得到蓄熱材料。例如，可以使用市售的碳酸鈣粉末、氫氧化鈣粉末或氧化鈣粉末。對(duì)于該粉末，可以使用市售的罐式球磨機(jī)及篩進(jìn)行適當(dāng)粉碎、分級(jí)以使其成為預(yù)定的平均粒徑而使用。該粉末的平均粒徑可以使用市售的激光衍射/散射式粒徑分布測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)定。

(2-4)蓄熱材料向涂覆層的配設(shè)(擔(dān)載)：

然后，使得到的蓄熱材料分散在水或有機(jī)溶劑中，制作蓄熱材料漿料。然后，將制作的蓄熱材料漿料涂布到在基材的表面形成的涂覆層的表面，然后進(jìn)行干燥、燒成，從而可以向涂覆層配設(shè)(擔(dān)載)蓄熱材料。對(duì)蓄熱材料漿料的涂布方法沒(méi)有特別限定，例如，可以采用浸漬(dipping)或噴涂法等最為適當(dāng)?shù)姆椒?。涂布后?00～200℃干燥后，在300～1000℃的大氣氣氛中燒成，從而蓄熱材料與涂覆層熔接。如此操作可以向涂覆層配設(shè)(擔(dān)載)蓄熱材料。

如此操作可以制造本實(shí)施方式的蓄熱部件。但是，對(duì)于蓄熱部件的制造方法并不受此前說(shuō)明的制造方法限定。

(3)蓄熱部件的使用方法：

本實(shí)施方式的蓄熱部件在環(huán)境溫度達(dá)到蓄熱操作溫度以上的階段蓄熱材料發(fā)生吸熱反應(yīng)(例如脫水反應(yīng))，蓄熱材料的組成發(fā)生變化。然后，通過(guò)該吸熱反應(yīng)，蓄熱材料變成回收、儲(chǔ)藏有熱量的蓄熱狀態(tài)。然后，如果反應(yīng)介質(zhì)(例如水)與蓄熱狀態(tài)的蓄熱材料接觸，蓄熱狀態(tài)的蓄熱材料發(fā)生放熱反應(yīng)(水合反應(yīng))，釋放熱量。蓄熱狀態(tài)的蓄熱材料只要不與反應(yīng)介質(zhì)接觸，則即使環(huán)境溫度降得比蓄熱操作溫度低，也維持原狀(即蓄熱狀態(tài))，因此無(wú)需設(shè)置潛熱蓄熱體中所需的絕熱結(jié)構(gòu)。

例如，本實(shí)施方式的蓄熱部件可以回收、儲(chǔ)藏汽車的排熱，將回收、儲(chǔ)藏的熱量用于引擎起動(dòng)時(shí)的催化劑(廢氣處理催化劑)活化。此外，可以用于汽車車廂(室內(nèi))的供暖。例如，使用氫氧化鈣(ca(oh)2)作為蓄熱材料的化學(xué)蓄熱部件可以配置在汽車排氣系統(tǒng)的與搭載廢氣處理催化劑的位置相比的上游側(cè)而使用。優(yōu)選在與汽車排氣系統(tǒng)的配置化學(xué)蓄熱部件的位置相比更靠上游側(cè)配設(shè)水蒸氣發(fā)生裝置的反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生裝置。相對(duì)于汽車排氣系統(tǒng)所配置的化學(xué)蓄熱部件，如果流入由汽車排出的高溫廢氣，作為蓄熱材料的氫氧化鈣發(fā)生吸熱反應(yīng)(脫水反應(yīng))。即，通過(guò)吸熱反應(yīng)(脫水反應(yīng))，水分子(h2o)從蓄熱材料脫離，蓄熱材料變成氧化鈣(cao)。組成已經(jīng)變?yōu)檠趸}的蓄熱材料成為回收、儲(chǔ)藏廢氣的熱量的蓄熱狀態(tài)。然后，在引擎起動(dòng)時(shí)，由反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生裝置產(chǎn)生水蒸氣，所產(chǎn)生的水蒸氣(h2o)與作為蓄熱材料的氧化鈣(cao)反應(yīng)。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)(水合反應(yīng))，產(chǎn)生來(lái)自蓄熱材料的放熱。

實(shí)施例

以下基于實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。

(實(shí)施例1)

首先，將sic粉末99.7質(zhì)量份和金屬si粉末0.3質(zhì)量份混合，得到混合粉末。在該混合粉末中添加粘結(jié)劑、造孔材及水，調(diào)制成形用坯土。作為sic粉末，使用平均粒徑100μm的粉末。作為si粉末，使用平均粒徑10μm的粉末。

然后，對(duì)調(diào)制的成形用坯土進(jìn)行擠出成形，得到具有空隙的si-sic成形體。

然后，將得到的si-sic成形體在1440℃燒成5小時(shí)，制作具有空隙的多孔質(zhì)的si-sic基材。所得到的基材是第一端面及第二端面的半徑為50mm的圓柱形狀且軸向的長(zhǎng)度為100mm。

對(duì)于所得到的基材，通過(guò)以下方法測(cè)定“基材中的sic的含有比率及si的含有比率”。此外，通過(guò)以下方法測(cè)定基材的“空隙率”。將測(cè)定結(jié)果示于表1。

表1

(基材中的sic的含有比率及si的含有比率)

依據(jù)jisr2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化學(xué)分析方法)來(lái)測(cè)定。

(基材的空隙率)

測(cè)定基材的理論密度(表觀比重)及基材的體積密度，基于上述式(1)算出基材的空隙率。

在得到的基材上通過(guò)以下方法形成涂覆層。首先，調(diào)制涂覆層原料粉末以使其組成為p2o5的含量為24％、al2o3的含量為18％、用ro表示的cao的含量為1％。然后，使調(diào)制成的涂覆層原料粉末分散在水中，制作玻璃粉末漿料。然后，將制作的玻璃粉末漿料通過(guò)浸漬(dipping)涂布在基材的表面。然后，在100℃干燥4小時(shí)后，在800℃、大氣氣氛中燒成1小時(shí)。通過(guò)這樣操作，使涂覆層原料粉末與基材熔接，形成涂覆層。

然后，制作用于配設(shè)在所得到的基材上的蓄熱材料。蓄熱材料使用市售的碳酸鈣粉末(和光純藥工業(yè)公司制)。使用罐式球磨機(jī)及篩將該粉末粉碎、分級(jí)，以使平均粒徑為1μm。平均粒徑為使用堀場(chǎng)制作所制的激光衍射/散射式粒徑分布測(cè)定裝置(la-950)測(cè)定的中值粒徑。

然后，使制作的蓄熱材料分散在水中，制作蓄熱材料漿料。然后，將制作的蓄熱材料漿料通過(guò)浸漬(dipping)涂布在形成于基材的表面的玻璃涂覆層的表面后，在100℃干燥4小時(shí)后，在800℃的大氣氣氛中燒成。通過(guò)這樣操作，使蓄熱材料與涂覆層熔接，向涂覆層配設(shè)(擔(dān)載)蓄熱材料。

對(duì)于得到的蓄熱部件，使用能量色散型x射線分析裝置(eds)通過(guò)此前說(shuō)明的方法測(cè)定涂覆層的組成。將結(jié)果示于表1。

此外，對(duì)于得到的蓄熱部件，通過(guò)以下方法測(cè)定涂覆層的軟化點(diǎn)。此外，通過(guò)以下方法測(cè)定涂覆層的線膨脹系數(shù)。從蓄熱部件除去蓄熱材料后，對(duì)“配設(shè)有涂覆層的基材”進(jìn)行差熱分析(dta)，從而測(cè)定涂覆層的軟化點(diǎn)。軟化點(diǎn)為413℃。從蓄熱部件除去蓄熱材料后，依據(jù)jisr3102(玻璃的平均線膨脹系數(shù)的試驗(yàn)方法)對(duì)“配設(shè)有涂覆層的基材”測(cè)定涂覆層的線膨脹系數(shù)。50～300℃時(shí)的線膨脹系數(shù)為15×10^-6。將結(jié)果示于表1。

此外，對(duì)于得到的蓄熱部件，通過(guò)以下方法進(jìn)行基材的“有無(wú)熔融”、“升溫速度”、“耐熱沖擊性”、及蓄熱材料的“耐剝離性”的評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1。

(基材有無(wú)熔融)

通過(guò)以下方法評(píng)價(jià)基材有無(wú)熔融。對(duì)配設(shè)有蓄熱材料的蓄熱部件，使用光學(xué)顯微鏡在5個(gè)視野觀察基材，從而評(píng)價(jià)基材有無(wú)熔融。

(升溫速度)

使用市售的差熱熱重分析(tg-dta)評(píng)價(jià)升溫速度。計(jì)測(cè)從對(duì)蓄熱部件開始添加反應(yīng)介質(zhì)(水蒸氣)時(shí)起到從蓄熱部件流出的氣體達(dá)到峰值溫度為止的時(shí)間。

(基材的耐熱沖擊性評(píng)價(jià))

基材的耐熱沖擊性評(píng)價(jià)通過(guò)以下方法進(jìn)行。首先，使用煤氣噴燈以600℃/min將基材急速加熱。然后，將基材在大氣中靜置，進(jìn)行自然冷卻。在反復(fù)進(jìn)行上述的利用煤氣噴燈急速加熱、和自然冷卻后，確認(rèn)評(píng)價(jià)對(duì)象的基材的狀態(tài)。基材的耐熱沖擊性評(píng)價(jià)中，測(cè)定至基材產(chǎn)生破損為止的次數(shù)。

(蓄熱材料的耐剝離性評(píng)價(jià))

通過(guò)對(duì)蓄熱部件添加反應(yīng)介質(zhì)(水蒸氣)而使蓄熱部件升溫、然后冷卻，確認(rèn)反復(fù)進(jìn)行升溫、冷卻時(shí)的蓄熱材料的狀態(tài)。蓄熱材料的耐剝離性評(píng)價(jià)中，測(cè)定至蓄熱材料剝離為止的次數(shù)。將各評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)示于表2。表2的基準(zhǔn)中，“a”的評(píng)價(jià)為最優(yōu)，其次，“b”的評(píng)價(jià)為優(yōu)異。然后，”c”的評(píng)價(jià)為最差。

表2

(實(shí)施例2～10)

變更涂覆層原料粉末的組成而形成涂覆層，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法制作蓄熱部件。實(shí)施例2～10中的涂覆層的組成及軟化點(diǎn)如表2所示。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1。

(實(shí)施例11～14)

按照具有高低差為0.5～100μm的突起的方式來(lái)形成涂覆層，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法制作蓄熱部件。對(duì)于實(shí)施例11～14中的涂覆層，在該玻璃涂覆層中含有sic粒子、金屬si粒子、si-sic粒子及c粒子中的至少1種。對(duì)于如實(shí)施例11～14的蓄熱部件那樣在涂覆層中含有微粒的蓄熱部件，在表3的“微粒的有無(wú)”一欄中記作“有”。另一方面，對(duì)于如實(shí)施例1的蓄熱部件那樣在涂覆層中不含微粒的蓄熱部件，在表1的“微粒的有無(wú)”一欄中記作“無(wú)”。此外，使用能量色散型x射線分析裝置(eds)觀察組成圖像，從而測(cè)定分散在涂覆層中的微粒的平均粒徑。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表3。

(實(shí)施例15～19)

作為蓄熱材料，使用市售的氫氧化鎂(和光純藥工業(yè)公司制)、氯化鎂(和光純藥工業(yè)公司制)、碳酸鍶(和光純藥工業(yè)公司制)、硫酸鋇(和光純藥工業(yè)公司制)、及沸石(東曹制)，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法制作蓄熱部件。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表4。

(實(shí)施例20～23)

蓄熱材料的平均粒徑不同，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1及實(shí)施例15～19同樣的方法制作蓄熱部件。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表5。

(實(shí)施例24)

實(shí)施例24中，通過(guò)以下方法制作具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的基材。首先，使sic粉末分散在有機(jī)溶劑中，混合作為凝膠化劑的聚氨酯樹脂(異氰酸酯及催化劑)而制作sic漿料。使用酯作為有機(jī)溶劑。sic的平均粒徑為0.7μm。sic的平均粒徑是使用堀場(chǎng)制作所制的激光衍射/散射式粒徑分布測(cè)定裝置(la-950)測(cè)定的中值粒徑。

然后，準(zhǔn)備第一端面及第二端面為半徑50mm的圓形，軸向的長(zhǎng)度為100mm的聚氨酯發(fā)泡體。作為聚氨酯發(fā)泡體，使用泡孔數(shù)為8(個(gè)/25mm)的聚氨酯發(fā)泡體。然后，將該聚氨酯發(fā)泡體浸漬在此前制作的sic漿料中，除去多余的sic漿料。然后，使sic漿料固化，從而得到在聚氨酯發(fā)泡體的骨架表面上形成有sic層的成形體。然后，將得到的成形體在120℃干燥4小時(shí)，得到sic成形體。

然后，將得到的sic成形體配置成圓柱的側(cè)面鉛直向上，在該sic成形體的上表面載置金屬si。對(duì)于金屬si的量，在將sic成形體的質(zhì)量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，為使金屬si的質(zhì)量為110質(zhì)量份的量。然后，將載置有金屬si的sic成形體在氬氣氣氛中、在1500℃燒成1小時(shí)，制作具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)且由si-sic燒結(jié)體形成的基材。

所得到的基材是第一端面及第二端面為半徑50mm的圓形且軸向的長(zhǎng)度為100mm的圓柱形狀。此外，所得到的基材具有由來(lái)自于聚氨酯發(fā)泡體的骨架構(gòu)成的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)。骨架的氣孔率為0.8％?；牡目障堵蕿?2％。骨架的sic的含有比率為58％，骨架的si的含有比率為40％。

使用這樣操作而制作的具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的基材，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法制作蓄熱部件。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表6。

(實(shí)施例25～26)

在將sic成形體的質(zhì)量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，金屬si的質(zhì)量變更為10質(zhì)量份及140質(zhì)量份的量，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例18同樣的方法制作蓄熱部件。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表6。

(比較例1～6)

比較例1～6中，變更涂覆層原料粉末的組成而形成涂覆層，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法制作蓄熱部件。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表7。

(比較例7～12)

比較例7～12中，改變玻璃粉末的組成而形成玻璃涂覆層，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例24同樣的方法制作蓄熱部件。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8。

(比較例13～17)

比較例13～17中，具有三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的基材的骨架的組成設(shè)為表9記載的組成，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法制作蓄熱部件。將制作的蓄熱部件的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表9。

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

對(duì)于實(shí)施例2～26及比較例1～17的蓄熱部件，將基材的“空隙率”、“sic的含有比率”及“si的含有比率”的值等示于表1、表3～表9。

(結(jié)果)

實(shí)施例1～26的蓄熱部件在基材有無(wú)熔融的評(píng)價(jià)中，全部均可以得到良好的結(jié)果。實(shí)施例11～26的蓄熱部件尤其在升溫速度的評(píng)價(jià)中顯示出優(yōu)異的結(jié)果。另一方面，比較例1～12、14的蓄熱部件在基材有無(wú)熔融的評(píng)價(jià)中為c的評(píng)價(jià)。此外，比較例13、15～17的蓄熱部件在升溫速度的評(píng)價(jià)中為c的評(píng)價(jià)。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的蓄熱部件可以用于將熱量回收、儲(chǔ)藏，并對(duì)回收、儲(chǔ)藏的熱量進(jìn)行再利用。例如，可以用于汽車等的引擎起動(dòng)時(shí)的對(duì)廢氣處理催化劑的加熱輔助。此外，可以用于汽車的車廂(室內(nèi))的供暖。