[发明专利]多孔质材料、蜂窝结构体及多孔质材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔质材料、蜂窝结构体及多孔质材料的制造方法。更详细而言，涉及高强度的多孔质材料、蜂窝结构体、及用于制造该多孔质材料的多孔质材料的制造方法。

背景技术

使用堇青石等氧化物相的粘结剂将碳化硅粒子(SiC粒子)等骨料粘结而得到的具备多个细孔的多孔质材料具有耐热冲击性等优异特性。使用这些多孔质材料，形成具有由隔壁区划形成的多个隔室的蜂窝结构体，将该蜂窝结构体作为催化剂载体、DPF(柴油颗粒过滤器)，用于尾气的净化处理等各种用途(例如参见专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4111439号公报

专利文献2：日本特许第4227347号公报

发明内容

近年来，使用了上述多孔质材料的催化剂载体、DPF有时根据使用的用途而要求大型的尺寸。因此，制造蜂窝直径较宽且轴向的长度(蜂窝长度)较长的大型蜂窝结构体。另一方面，还制造了将隔室结构复杂化以实现高功能化、高性能化或将区划形成隔室的隔壁薄壁化以抑制压力损失的大型蜂窝结构体以外的蜂窝结构体。

对于这些蜂窝结构体，在使用时，施加较大的热负荷及力学负荷。因此，由多孔质材料形成的蜂窝结构体要求除了具备耐热冲击性以外、还要具备针对力学负荷的足够的强度(机械强度)。

因此，本发明是鉴于上述实际情况而实施的，其课题在于提供一种高强度的多孔质材料、使用了该多孔质材料的蜂窝结构体、以及多孔质材料的制造方法。

为了解决上述的课题，本发明提供以下的多孔质材料、蜂窝结构体、及多孔质材料的制造方法。

[1]一种多孔质材料，其包括骨料和粘结剂，该粘结剂以堇青石为主成分，并将所述骨料与所述骨料之间粘结，其中，所述骨料、所述粘结剂以及细孔相交的三相界面的表面平滑地粘结。

[2]根据所述[1]中记载的多孔质材料，其中，所述粘结剂中包含锶、钇、及锆中的至少一个成分。

[3]根据所述[1]或[2]中记载的多孔质材料，其中，所述多孔质材料的弯曲强度为5.5MPa以上。

[4]根据所述[1]～[3]中的任意一项中记载的多孔质材料，其中，所述骨料的至少一部分被所述粘结剂覆盖。

[5]根据所述[2]～[4]中的任意一项中记载的多孔质材料，其中，烧成后的所述多孔质材料中包含的所述锶、所述钇、及所述锆的各成分的总含有率为0.2质量％～3.0质量％。

[6]根据所述[1]～[5]中的任意一项中记载的多孔质材料，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]根据所述[1]～[6]中的任意一项中记载的多孔质材料，其中，烧成后的所述多孔质材料中包含的包括钠及钾在内的碱金属成分的总含有率为0.05质量％以下。

[8]根据所述[1]～[7]中的任意一项中记载的多孔质材料，其中，对包含所述多孔质材料的显微镜观察用试样进行镜面研磨，在显微镜下观察所述多孔质材料暴露出来的试样截面，得到截面图像，在该截面图像上出现的、所述粘结剂与所述细孔的边界线上，相对于曲率局部最大的位置的切线方向而言，所述边界线的弯曲角度的代表值为0°～25°。

[9]一种蜂窝结构体，其由所述[1]～[8]中的任意一项中记载的多孔质材料构成，且具备隔壁，该隔壁区划形成从一方端面延伸至另一方端面的多个隔室。

[10]根据所述[9]中记载的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体的蜂窝弯曲强度为4.0MPa以上。

[11]根据所述[9]或[10]中记载的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体具备多个封孔部，该多个封孔部配设于所述一方端面上的规定的所述隔室的开口部及所述另一方端面上的剩余的所述隔室的开口部。

[12]一种多孔质材料的制造方法，所述多孔质材料的制造方法用于制造所述[1]～[8]中的任意一项中记载的多孔质材料，其中，包括以下工序：成型体形成工序：将含有骨料、粘结剂、造孔材料、及粘合剂的成型原料挤出成型，形成成型体；和烧成工序：将挤出成型的所述成型体在惰性气体气氛下于规定烧成温度进行烧成，形成多孔质材料，所述粘结剂含有锶、钇、及锆中的至少一个成分。

[13]根据所述[12]中记载的多孔质材料的制造方法，其中，包含：烧成后的所述多孔质材料中包含的所述锶、所述钇、及所述锆的各成分的总添加率为0.2质量％～3.0质量％的添加物。

[14]根据所述[12]或[13]中记载的多孔质材料的制造方法，其中，所述锶为碳酸锶。