CN104185615B - 碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体 - Google Patents

碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体 Download PDF

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Abstract

本发明提供耐热冲击性高的碳化硅质多孔体。本发明的碳化硅质多孔体含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相，碳化硅粒子彼此之间介由金属硅和氧化物相中的至少一种来结合。此外，氧化物相具有母相和分散相，所述分散相分散在母相中，且所述分散相的热膨胀率高于母相的热膨胀率。这里，氧化物相中的分散相的含有率的下限值优选为1质量％，氧化物相中的分散相的含有率的上限值优选为40质量％。此外，母相优选为堇青石，分散相优选为莫来石。

Description

碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体
技术领域
本发明涉及碳化硅质多孔体、蜂窝结构体及电加热式催化剂载体。
背景技术
由金属硅及氧化物相与碳化硅粒子结合而成的碳化硅质多孔体，因耐热冲击性优秀而被用作催化剂载体、DPF用材料(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4307781号公报
专利文献2：日本专利第4398260号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，随着尺寸的大型化、孔格结构的复杂化或者使用环境变得更严酷，与以往的碳化硅质多孔体相比，要求更加提高耐热冲击性。这里，作为耐热冲击性的指标的抗热震系数R’，在将断裂强度设为σ、泊松比设为ν、热传导率设为κ、杨氏模量设为E、热膨胀系数设为α时，表示为：
R’＝σ·(1-ν)·κ/E·α
因此，为了提高耐热冲击性，要求提高强度、降低泊松比、提高热传导率、降低杨氏模量、降低热膨胀系数，需要提高这些中的任一项。
本发明是为了解决这样的课题而做出的，其主要目的是提供耐热冲击性高的碳化硅质多孔体。
解决课题的方法
本发明人等对于含有碳化硅粒子、金属硅、含有堇青石的氧化物相的碳化硅质多孔体进行了多种研究。在这样的多种研究中发现，作为氧化物相，含有堇青石和莫来石且莫来石在堇青石中分散的结构的耐热冲击性优秀。进而发现，氧化物相并不限于在堇青石中分散有莫来石的结构，只要在母相中分散有 与母相相比热膨胀率高的分散相即可，从而完成了本发明。
即，本发明的第1发明是碳化硅质多孔体，其含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相，前述碳化硅粒子彼此之间介由前述金属硅和前述氧化物相中的至少一种来结合。进而，该碳化硅质多孔体的前述氧化物相具有母相和分散相，所述分散相分散在所述母相中，且所述分散相的热膨胀率高于所述母相的热膨胀率。
本发明的第2发明及第3发明分别是由本发明的第1发明的碳化硅质多孔体构成的蜂窝结构体和电加热式催化剂载体。
发明效果
该碳化硅质多孔体与以往的碳化硅质多孔体相比，耐热冲击性优秀。这里，耐热冲击性通过例如在规定的高温维持后取出到室温时是否有裂纹来判断。本发明的第2发明的蜂窝结构体、本发明的第3发明的电加热式催化剂载体，都使用了本发明的第1发明的碳化硅质多孔体，因此，耐热冲击性优秀。
附图说明
图1是实施例1的碳化硅质多孔体的细微结构的照片。
图2是比较例4的碳化硅质多孔体的细微结构的照片。
具体实施方式
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相，碳化硅粒子彼此之间介由金属硅和氧化物相中的至少一种来结合。此外，本发明的第1发明的碳化硅质多孔体，作为烧结助剂还可以含有硼、碳、金属氧化物，也可以含有B4C、稀土金属的氧化物。作为碳化硅质多孔体的形状，例如可以列举板状、管状、莲藕状、蜂窝状等。在蜂窝状的情形下，例如隔壁厚度的最小值优选为30μm，更优选为50μm。此外，隔壁厚度的最大值优选为1000μm，更优选为500μm，特别优选为200μm。此外，孔格密度的最小值优选为10孔格/cm2，更优选为20孔格/cm2，特别优选为50孔格/cm2。此外，孔格密度的最大值优选为200孔格/cm2，更优选为150孔格/cm2。
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的氧化物相具有母相和在母相中分散存在的分散相。此外，分散相与母相相比热膨胀率高。这里，对于母相与分散相之间的热膨胀率(线热膨胀系数)的差没有特别限定，例如优选为1× 10-6/K以上1×10-5/K以下。需说明的是，氧化物相可以是结晶质，也可以是非晶质，还可以二者都含有。
母相优选为含有碱土金属、铝和硅的氧化物。作为碱土金属，优选为Mg、Ca、Sr，更优选为Mg。具体而言，可以列举堇青石(Mg2Al4Si5O18)、假蓝宝石(Mg4Al10Si2O23)、钙长石(CaAl2Si2O8)、铝硅酸锶(SrAl2Si2O8)等。其中，优选堇青石。这是因为堇青石的热膨胀率小，能够进一步提高耐热冲击性。
分散相优选为含有碱土金属、铝和硅中的1种以上的氧化物。作为碱土金属、铝和硅全部含有的氧化物，可以列举假蓝宝石、钙长石、铝硅酸锶等。作为含有碱土金属、铝和硅中的2种的氧化物，可以列举莫来石(Al6Si2O13)、尖晶石(MgAl2O4)、镁橄榄石(Mg2SiO4)、原顽辉石(protoenstatite)(MgSiO3)等。此外，作为含有碱土金属、铝和硅中的1种的氧化物，可以列举方石英(SiO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)等。这些中，分散相优选为莫来石。这是因为其能够提高耐热冲击性。特别是，母相为堇青石时，能够进一步提高耐热冲击性。
作为参考，在表1中显示了作为母相、分散相所例示的氧化物在室温～800℃附近的线热膨胀系数的概略值。
表1
※室温～800℃附近的值
氧化物相中的分散相的含有率的下限值优选为1质量％。此外，氧化物相中的分散相的含有率的上限值优选为40质量％。如果为1质量％以上，则能 够得到提高耐热冲击性的效果。此外，如果为40质量％以下，则因热膨胀而导致的体积变化不会过大。氧化物相中的分散相的含有率的下限值更优选为7质量％。此外，氧化物相中的分散相的含有率的上限值更优选为38质量％。
氧化物相中，分散相的平均粒径的下限值优选为0.1μm，更优选为0.2μm，特别优选为0.3μm。分散相的平均粒径的上限值优选为5μm，更优选为4μm，特别优选为3μm。如果为0.1μm以上，则能够提高耐热冲击性。此外，如果为5μm以下，则因分散相的热膨胀而导致的变形不会过大。这里，分散相的粒子的大小(粒径)，可以作为细微结构观察时的长径与短径的平均值来求出。需说明的是，这里所说的粒径，是指在观察视野所含的分散相的平均值(平均粒径)。需说明的是，细微结构观察是在2000～5000倍下进行的。分散相的形状可以是各向同性的形状(例如球状)，也可以是各向异性大的形状，如板状、针状、纤维状，更优选各向异性大的形状，进一步优选针状。这是因为其能够进一步提高耐热冲击性。
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的碳化硅的含有率的下限值优选为50质量％，上限值优选为80质量％。此外，金属硅的含有率的下限值优选为15质量％，上限值优选为45质量％。此外，氧化物的含有率的下限值优选为1质量％，上限值优选为25质量％。进而，本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的碳化硅的含有率的下限值更优选为55质量％，上限值更优选为75质量％。此外，金属硅的含有率的下限值更优选为20质量％，上限值更优选为40质量％。此外，氧化物的含有率的下限值更优选为2质量％，上限值更优选为20质量％。如果这样，则进一步提高耐热冲击性、电阻发热特性。
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度没有特别限定，但下限值优选为10MPa，更优选为20MPa。本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度的上限值优选为80MPa，更优选为70MPa。如果强度小于10MPa，则耐热冲击性下降，因而不优选。需说明的是，强度最好要高，但由于使用的是碳化硅质多孔体的关系，80MPa是上限。本说明书中，在碳化硅质多孔体是蜂窝结构体(即，蜂窝结构的碳化硅质多孔体)的情形下，强度是如下所示算出的值。其是将蜂窝结构的碳化硅质多孔体加工成以孔格贯通的方向为长度方向的试验片，通过基于JIS R1601的弯曲试验算出弯曲强度后，使用另外测定的蜂窝 结构体的开口率，由下述式算出的值。
强度＝蜂窝结构体的弯曲强度/[1-(开口率/100)]
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的杨氏模量没有特别的限定，但下限值优选为5GPa。此外，本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的杨氏模量的上限值优选为50GPa。如果杨氏模量小于5GPa，则刚性过小而不优选。此外，如果杨氏模量大于50GPa，则耐热冲击性下降而不优选。本说明书中，在碳化硅质多孔体为蜂窝结构体(即，蜂窝结构的碳化硅质多孔体)的情形下，杨氏模量是如下所示算出的值。其是将蜂窝结构的碳化硅质多孔体加工成以孔格贯通的方向为长度方向的试验片，通过基于JIS R1602的共振法(悬跨(吊り下げスパン)50mm)算出杨氏模量后，使用另外测定的蜂窝结构体的开口率，由下述式算出的值。
杨氏模量＝蜂窝结构体的杨氏模量/[1-(开口率/100)]
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度相对于杨氏模量的比(强度/杨氏模量比)的下限值优选为1.2×10-3，更优选为1.6×10-3。本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的强度相对于杨氏模量的比(强度/杨氏模量比)的上限值优选为3.0×10-3，更优选为2.0×10-3。
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的室温～800℃的线热膨胀系数的下限值优选为3.8×10-6/K，更优选为4.0×10-6/K。本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的室温～800℃的线热膨胀系数的上限值优选为4.8×10-6/K，更优选为4.7×10-6/K。线热膨胀系数最好要小，但由于使用的是碳化硅质多孔体的关系，3.8×10-6/K是下限。此外，如果大于4.8×10-6/K，则耐热冲击性下降，因而不优选。本说明书中，热膨胀系数是通过基于JIS R1618的方法来测定的值。具体而言，是从蜂窝结构体切出纵3孔格×横3孔格×长20mm的试验片，测定40～800℃的A轴方向(相对于蜂窝结构体的流路的平行方向)的平均线热膨胀系数(热膨胀系数)得到的值。
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的开孔率的下限值优选为10％。此外，开孔率的上限值优选为70％。如果开孔率小于10％，则作为催化剂载体使用时，难以担载催化剂，因而不优选。如果开孔率大于70％，则体积电阻率过大而不优选。需说明的是，开孔率的下限值更优选为20％。此外，开孔率的 上限值更优选为40％。本说明书中，开孔率是根据通过水银压入法(基于JIS R 1655)得到的全细孔容积(单位：cm3/g)和通过气相置换法并利用干式自动密度测定仪得到的表观密度(单位：g/cm3)，由下述式算出的值。需说明的是，开孔率可以通过例如在制造碳化硅质多孔体时使用的造孔材料的量、Si/SiC比、烧结助剂量、烧成气氛等来调整。
开孔率(％)＝全细孔容积/[(1/表观密度)+全细孔容积]×100
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的平均气孔径没有特别的限定，下限值优选为2μm。此外，平均气孔径的上限值优选为50μm。如果平均气孔径小于2μm，在作为催化剂载体使用时，难以担载催化剂，因而不优选。此外，如果平均气孔径大于50μm，则因强度下降而不优选。平均气孔径的上限值更优选为15μm。本说明书中，平均气孔径是由水银压入法(基于JIS R 1655)测定的值。
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的热传导率没有特别的限定，下限值优选为10W/m·K。热传导率的上限值优选为70W/m·K。如果热传导率小于10W/m·K，则即使安装+极和-极进行通电来发热，也会有在温度分布中产生不均的可能，因而不优选。需说明的是，热传导率最好要高，但由于使用的是碳化硅质多孔体的关系，70W/m·K是上限。本说明书中的热传导率是作为比热、热扩散系数与体积密度的乘积而求出的值。
本发明的第1发明的碳化硅质多孔体优选具有由金属硅结合碳化硅粒子而成的结构。此外，优选由氧化物相覆盖金属硅。如果这样，易于进一步提高耐热冲击性、电阻发热特性。需说明的是，在由氧化物相覆盖金属硅的情形下，氧化物相的膜厚的下限值优选为0.1μm。此外，氧化物相的膜厚的上限值优选为10μm。
对于本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的制造方法，以下列举碳化硅质多孔体为蜂窝结构体的情形为例进行说明。
首先，将碳化硅粉末、金属硅粉末与氧化物相原料粉末混合，根据需要添加粘合剂、表面活性剂、造孔材料、水等，制作成型原料。相对于碳化硅粉末的质量和金属硅粉末的质量的合计，金属硅粉末的质量的下限值优选为约40质量％。相对于碳化硅粉末的质量和金属硅粉末的质量的合计，金属硅粉末的 质量的上限值优选为约40质量％。碳化硅粉末的平均粒径的下限值优选为5μm，更优选为20μm。碳化硅粉末的平均粒径的上限值优选为100μm，更优选为40μm。金属硅粉末的平均粒径的下限值优选为0.1μm，更优选为1μm。金属硅粉末的平均粒径的上限值优选为20μm，更优选为10μm。氧化物相原料粉末的平均粒径的下限值优选为0.1μm，更优选为1μm。氧化物相原料粉末的平均粒径的上限值优选为50μm，更优选为10μm。它们的平均粒径是由激光衍射法测定的值。需说明的是，作为氧化物相原料粉末，可以使用具有母相的组成的原料和与之不反应的具有分散相的组成的原料，也可以使用烧成时发生反应而生成母相和分散相的原料。后者的情况下，例如只要以达到规定的组成的比率使用碱土金属源、Al源和Si源即可。作为碱土金属源、Al源、Si源，可以使用例如氧化物、氢氧化物、碳酸盐等。具体而言，可以使用滑石(3MgO·4SiO2·H2O)、高岭土(2SiO2·Al2O3·2H2O)、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、碳酸钙、碳酸锶等。需说明的是，原料的配合比率可以基于碱土金属氧化物(例如MgO)与Al2O3与SiO2的三元系相图求出能够得到作为目标的母相和分散相的碱土金属氧化物(例如MgO)和Al2O3和SiO2的比率，基于该比率来确定。
作为粘合剂，可以列举甲基纤维素、羟基丙氧基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等有机粘合剂。其中，优选并用甲基纤维素和羟基丙氧基纤维素。粘合剂的含量优选相对于成型原料全体为2～10质量％。
作为表面活性剂，可以使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。它们可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。表面活性剂含量优选相对于成型原料全体为2质量％以下。
作为造孔材料，只要是烧成后成为气孔就没有特别的限定，可以列举例如石墨、淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、硅胶等。造孔材料的含量优选相对于成型原料全体为10质量％以下。造孔材料的平均粒径的下限值优选为10μm。此外，造孔材料的平均粒径的上限值优选为30μm。如果小于10μm，则不能充分形成气孔。如果大于30μm，则在成型时会堵塞金属模具。造孔材料的平均粒径是由激光衍射法测定的值。此外，在使用吸水性树脂时，优选的平均粒径是吸水后的值。
水的含量可以适当调整以达到易于成型的坯土硬度，但优选相对于成型原料全体为20～60质量％。
接着，对成型原料进行混炼以形成坯土。作为对成型原料进行混炼以形成坯土的方法没有特别限定，可以列举例如使用捏合机、真空练泥机等的方法。
接着，对坯土进行挤出成型以形成蜂窝成型体。挤出成型中，优选使用具有所希望的整体形状、孔格形状、隔壁厚度、孔格密度等的金属模具。作为金属模具的材质，优选为难以磨耗的超硬合金。蜂窝成型体是具有区划形成作为流体的流路的多个孔格的多孔质隔壁和位于最外周的外周壁的结构。蜂窝成型体的隔壁厚度、孔格密度、外周壁的厚度等，可以考虑干燥、烧成中的收缩，结合所要制作的蜂窝结构体的结构来适当确定。对于如此得到的蜂窝成型体，优选在烧成前进行干燥。干燥的方法没有特别限定，可以列举例如微波加热干燥、高频感应加热干燥等电磁波加热方式和热风干燥、过热水蒸气干燥等外部加热方式。作为干燥方法，从能够对成型体整体迅速且均匀地、不产生裂纹地进行干燥的方面考虑，优选利用电磁波加热方式使一定量的水分干燥后，通过外部加热方式使剩余的水分干燥。具体而言，作为干燥条件，优选在利用电磁波加热方式除去相对于干燥前的水分量为30～99质量％的水分后，利用外部加热方式干燥至3质量％以下的水分。作为电磁波加热方式，优选为感应加热干燥，作为外部加热方式，优选为热风干燥。
接着，在蜂窝成型体的中心轴方向长度并非是所希望的长度的情况下，优选切断两端面(两端部)来达到所希望的长度。切断方法没有特别限定，可以列举使用圆锯切断机等的方法。
接着，烧成蜂窝成型体来制作蜂窝结构体。烧成之前，为了除去粘合剂等，优选进行预烧。预烧优选在大气气氛中进行。预烧温度的下限值优选为200℃。此外，预烧温度的上限值优选为600℃。此外，预烧时间的下限值优选为0.5小时。预烧时间的上限值优选为20小时。烧成优选在氮气、氩气等非氧化气氛下(氧分压为10-4atm以下)进行。烧成温度的下限值优选为1300℃。烧成温度的上限值优选为1600℃。此外，烧成优选在常压下进行。此外，烧成时间的下限值优选为1小时。此外，烧成时间的上限值优选为20小时。此外，烧成后，为了提高耐久性，优选进行氧化处理。氧化处理优选在大气中(还可 以含有水蒸汽)进行。此外，氧化处理的温度的下限值优选为1100℃。此外，氧化处理的温度的上限值优选为1400℃。此外，氧化处理时间的下限值优选为1小时。此外，氧化处理时间的上限值优选为20小时。需说明的是，预烧及烧成可以使用例如电炉、煤气炉等来进行。
由本发明的第1发明的碳化硅质多孔体构成的蜂窝结构体，例如通过担载贵金属催化剂而作为DPF、催化转换器(触媒コンバーター)使用。即，本发明的蜂窝结构体的一种利用方式是催化剂载体。此外，催化转换器中的电加热方式的催化转换器，要求较高的耐热冲击性，因此，特别优选使用利用了本发明的第1发明的碳化硅质多孔体的电加热式催化剂载体。
需说明的是，本发明并不受上述实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围，能够以各种方式来实施，这是不言自明的。
实施例
以下，显示具体制作由本发明的碳化硅质多孔体构成的蜂窝结构体的例子。
实施例1
按照表2所示的质量比例混合碳化硅粉末、金属硅粉末、滑石(3MgO·4SiO2·H2O)、氢氧化铝、二氧化硅。这里，滑石、氢氧化铝、二氧化硅是形成氧化物相的材料。需说明的是，根据后述的X线衍射测定，可以确定到在实施例1中母相为堇青石，分散相为莫来石。向其中添加作为粘合剂的羟基丙基甲基纤维素、作为造孔材料的吸水性树脂，同时添加水，形成成型原料，将成型原料混炼、练泥，制作圆柱状的坯土。粘合剂的含量相对于碳化硅(SiC)粉末和金属硅(金属Si)粉末的合计为7质量％，造孔材料的含量相对于碳化硅粉末和金属硅粉末的合计为2质量％，水的含量相对于碳化硅粉末和金属硅粉末的合计为35质量％。碳化硅粉末的平均粒径为30μm，金属硅粉末的平均粒径为6μm。此外，造孔材料的平均粒径为20μm。需说明的是，碳化硅、金属硅及造孔材料的平均粒径是由激光衍射法测定的值。
使用挤出成型机将得到的圆柱状坯土成型为蜂窝形状，得到蜂窝成型体。对所得的蜂窝成型体进行感应加热干燥后，使用热风干燥机在120℃干燥2小时，得到蜂窝干燥体。
对于所得到的蜂窝干燥体，在大气气氛中在550℃脱脂3小时，之后，在Ar非活性气氛中在约1450℃烧成2小时，进而在1200℃进行4小时的氧化处理，得到蜂窝结构的碳化硅质多孔体(蜂窝结构体)。
此时的蜂窝结构体的隔壁厚度为90μm，孔格密度为90孔格/cm2。此外，蜂窝结构体的底面是直径93mm的圆形，蜂窝结构体的孔格延伸方向上的长度为100mm。将该蜂窝结构体的断面的细微结构的照片示于图1。此外，为了比较，将没有分散相的比较例4的蜂窝结构体的断面细微结构的照片示于图2。就金属Si、SiC、堇青石、莫来石的鉴定而言，在利用粉末XRD进行构成相的鉴定的同时，基于利用EPMA进行的定性、定量分析及元素分布的结果来进行。由此，确认了实施例1的蜂窝结构体含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相，氧化物相具有母相(堇青石)和在母相中分散的分散相(莫来石)。
所得到的蜂窝结构的碳化硅质多孔体的开孔率为36％，平均细孔径为12μm，强度为41MPa，杨氏模量为22GPa，热传导率为46W/mK，平均线热膨胀系数为4.3×10-6K-1。此外，在评价耐热冲击性的电炉剥落试验中，评价为“○”，显示出高耐热冲击性。将这些结果汇集于表3。需说明的是，该表3中也显示了后述的实施例2～11及比较例1～5的结果。
需说明的是，各参数的值是如下所示求出的值。
·组成
蜂窝结构体的碳化硅质多孔体的组成利用粉末X线衍射的内部标准法测定。需说明的是，原料的组成比与碳化硅质多孔体的组成比之间的偏差为1％左右。
·开孔率
根据通过水银压入法(基于JIS R 1655)得到的全细孔容积(cm3/g)和通过气相置换法并利用干式自动密度测定仪得到的表观密度(g/cm3)，由下述式算出。
开孔率(％)＝全细孔容积/[(1/表观密度)+全细孔容积]×100
·平均气孔径
利用水银压入法(基于JIS R 1655)测定。
·强度
将蜂窝结构体加工成以孔格贯通的方向为长度方向的试验片(纵5孔格×横10孔格×长度40mm)，通过基于JIS R1601的弯曲试验算出弯曲强度。之后，使用另外测定的上述蜂窝结构体的开口率，由下述式算出。
强度＝蜂窝结构体的弯曲强度/[1-(开口率/100)]
·杨氏模量
将蜂窝结构体加工成以孔格贯通的方向为长度方向的试验片(纵5孔格×横10孔格×长度70mm)，利用将悬跨设为50mm的共振法测定杨氏模量。
·热传导率
算出比热、热扩散系数与体积密度的乘积。需说明的是，比热由DSC法、热扩散系数由光交流法来测定。此外，体积密度由下述式来算出。
体积密度＝1/[(1/表观密度)+全细孔容积]
·平均线热膨胀系数
基于JIS R1618，测定室温～800℃的平均线热膨胀系数。
·电炉剥落试验(急速冷却试验)
将蜂窝结构体在电炉内在规定温度加热2小时，在达到均匀温度后，取出到室温，目测观察有无裂纹的产生。此时，将规定温度为700℃时没有产生裂纹者设为“○”、规定温度为700℃时产生裂纹者设为“△”、在该温度以下的温度产生裂纹者设为“×”。产生裂纹的温度越高，则表明耐热冲击性越高。
实施例2～10
除了原料组成为表2所示之外，按照实施例1来制造实施例2～10的碳化硅质多孔体。
实施例11
除了使用碳酸钙替代滑石、原料组成为表2所示之外，按照实施例1来制造实施例11的碳化硅质多孔体。
比较例1、2
除了使用碳酸锶替代滑石、原料组成为表2所示之外，按照实施例1来制造比较例1、2的碳化硅质多孔体。
比较例3、4
除了原料组成为表2所示之外，按照实施例1来制造比较例3、4的碳化 硅质多孔体。
比较例5
除了与滑石一起使用碳酸锶、原料组成为表2所示之外，按照实施例1来制造比较例5的碳化硅质多孔体。
由表3可知，电炉剥落试验的评价中，相对于实施例1～11中为“○”，比较例3～5中为“△”、比较例1、2中为“×”。由此可知，与比较例1～5的碳化硅质多孔体相比，实施例1～11的碳化硅质多孔体的耐热冲击性优秀。
对于这样的试验结果，进行如下的考察。实施例1～11中，具有母相和分散相，满足分散相与母相相比热膨胀系数大的条件，而比较例1～4中，没有分散相，比较例5中虽然具有分散相，但母相与分散相相比热膨胀系数大，因此，可以认为实施例1～11中得到良好的试验结果，而比较例1～5中没有取得良好的结果。此外，实施例1～11中，平均线热膨胀系数4.6×10-6/K以下、热传导率30W/mK以上、强度/杨氏模量比1.60以上全部满足，而比较例1～5中，平均线热膨胀系数、热传导率、强度/杨氏模量比中的至少一个没有满足。这也被认为是实施例1～11中取得良好的试验结果而比较例1～5中没有取得良好的结果的主要原因。
需说明的是，在母相为堇青石、分散相为莫来石的实施例1～5中，有平均线热膨胀系数低、热传导率高、强度/杨氏模量比高的倾向，因而可知优选这样的组合。此外，在母相为堇青石、分散相的种类不同的实施例6～10中，也取得良好的试验结果，由此可以推断，分散相的种类即使不是这里所显示的材料，只要与母相相比热膨胀率高，就可取得同样的效果。此外，在母相不是堇青石而是钙长石的实施例11中，也取得良好的试验结果，由此可以推断，母相的种类即使不是这里所示的材料，也能取得同样的效果。
表2
表3
产业上的利用可能性
本发明的碳化硅质多孔体可以用作催化剂载体、DPF材料。例如，由本发明的碳化硅质多孔体构成的蜂窝结构体可以通过担载例如贵金属催化剂从而作为催化转换器使用。即，蜂窝结构体的一种利用方式是催化剂载体。特别是，用于催化转换器中的电加热方式的催化转换器的催化剂载体由于要求较高的耐热冲击性，因此特别优选使用本发明的碳化硅质多孔体。

Claims (8)

1.一种碳化硅质多孔体，其含有碳化硅粒子、金属硅和氧化物相，所述碳化硅粒子彼此之间介由所述金属硅和所述氧化物相中的至少一种来结合，
所述氧化物相具有母相和分散相，所述分散相分散在所述母相中，且所述分散相的热膨胀率高于所述母相的热膨胀率，所述母相为堇青石，
所述碳化硅粒子的含有率的下限值为50质量％，上限值为80质量％，所述金属硅的含有率的下限值为15质量％，上限值为45质量％，氧化物的含有率的下限值为1质量％，上限值为25质量％。
2.如权利要求1所述的碳化硅质多孔体，所述氧化物相中的所述分散相的含有率的下限值为1质量％，上限值为40质量％。
3.如权利要求1或2所述的碳化硅质多孔体，所述分散相的平均粒径的下限值为0.1μm，上限值为5μm。
4.如权利要求1或2所述的碳化硅质多孔体，所述分散相为板状、针状、或纤维状。
5.如权利要求1或2所述的碳化硅质多孔体，所述母相为含有碱土金属、铝和硅的氧化物，所述分散相为含有碱土金属、铝和硅中的1种以上的氧化物。
6.如权利要求1或2所述的碳化硅质多孔体，所述分散相为莫来石。
7.一种蜂窝结构体，其由权利要求1～6任一项所述的碳化硅质多孔体构成。
8.一种电加热式催化剂载体，其使用权利要求1～6任一项所述的碳化硅质多孔体而构成。
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