CN107270755A

CN107270755A - 蓄热部件

Info

Publication number: CN107270755A
Application number: CN201710206869.5A
Authority: CN
Inventors: 三轮真; 三轮真一; 木下寿治; 樋本伊织
Original assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Adrec Co Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Adrec Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: EP3225676B1; JP6670153B2; US10371460B2; JP2017181009A; CN107270755B; EP3225676A1; US20170284747A1

Abstract

本发明提供通过蓄热材料与反应介质的化学反应而实现响应性优异的放热及吸热，并且耐久性优异的蓄热部件。一种蓄热部件，其具备：以SiC烧结体为主要成分的基材(10)，配设在基材(10)的至少表面的一部分的涂覆层(51)，以及配设在涂覆层(51)的至少表面的一部分且通过与反应介质的可逆性化学反应或者通过物理性吸附、脱离来蓄热、放热的蓄热材料(50)，涂覆层(51)的软化点为1000℃以下。

Description

蓄热部件

技术领域

本发明涉及蓄热部件。更详细而言，涉及能够通过蓄热材料与反应介质的化学反应或物理性吸附、脱离而实现响应性优异的放热及吸热，并且耐久性优异的蓄热部件。

背景技术

目前，已提出如下技术：利用蓄热材料来回收、储藏汽车等的排热，将回收、储藏的热量用于引擎下一次起动时的催化剂(废气处理催化剂)活化(参照专利文献1～3)。根据这种技术，通过将蓄热材料所回收、储藏的热量放热，可以将废气处理催化剂尽快加热，谋求缩短催化活性化的时间。例如，专利文献1中记载的蓄热装置中，使用通过与反应介质的可逆性化学反应来蓄热、放热的化学蓄热材料作为蓄热材料。

这里，化学蓄热材料是指能够利用化学反应来进行热量的吸收、释放的物质。以下，在本说明书中，“化学蓄热”是指利用了化学反应的热量的吸收、释放。使用化学蓄热材料的化学蓄热，具有能够将热量以较高密度长期地储藏、再利用的优点。

另一方面，通常示出了利用水在沸石中的物理性吸附、脱离的热泵的可能性，正在进行面向实用化的研究开发，但在实用化中，由于沸石的低导热性，存在效率降低的问题。此外，示出了利用NH₃在氯化镁(MgCl₂)中的物理性吸附、脱离的热泵的可能性，但由于氯化镁的低导热性，效率降低。

专利文献1中记载的蓄热装置中，使用氧化钙(CaO)等作为蓄热材料。如果在氧化钙中加水，则生成氢氧化钙(Ca(OH)₂)，此时释放反应热。即，该反应为放热反应。另一方面，如果对氢氧化钙加热，则氢氧化钙发生脱水反应，生成氧化钙(CaO)和水(H₂O)。该反应为吸热反应。上述氧化钙(换言之氢氧化钙)的化学反应是可逆的，将上述吸热反应用于回收排热，将上述放热反应用于从化学蓄热材料放热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-27311号公报

专利文献2：日本特开2013-112706号公报

专利文献3：日本特开2015-40646号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，化学蓄热具有能够将热量以较高密度长期储藏、再利用的优点。但是，利用化学蓄热材料的化学蓄热装置存在放热及吸热的响应性低这样的问题。特别是，为了将化学蓄热装置用于引擎起动时加热催化剂，期望迅速放热至催化剂活性温度，现有的化学蓄热装置难以实现这样的迅速放热。

作为难以实现上述迅速放热的理由，可以列举化学蓄热材料的热导率低。即，化学蓄热材料的放热反应通过该化学蓄热材料与反应介质接触来进行。但是，由于化学蓄热材料的热导率低，因此至放热的热量开始释放时为止需要时间，放热的热量传导到化学蓄热材料的未反应部分，导致未反应部分的化学蓄热材料的反应性(放热反应的反应性)降低。例如，如果化学蓄热材料呈颗粒状形状，则在颗粒状化学蓄热材料的表面附近放热反应达到饱和，难以充分且迅速地放热。

此外，作为理由，还可以列举化学蓄热材料的放热、吸热的响应性低。例如，使用氧化钙作为化学蓄热材料时，氧化钙的放热反应如下进行。在氧化钙与水进行反应的放热反应中，在固体状的氧化钙的表面，氧化钙和水立即接触并比较迅速地进行放热反应。另一方面，在固体状的氧化钙的内部，附着于氧化钙表面的水扩散至氧化钙的内部，该扩散后的水与氧化钙进行反应。因此，在固体状的氧化钙的内部，至放热反应开始有时需要所希望的时间，这可推测是化学蓄热材料的放热、吸热的响应性降低的主要原因。

此外，以往还提出了将化学蓄热材料担载于由陶瓷等形成的载体上的化学蓄热部件。这样的化学蓄热部件存在如下问题：由于反复进行化学蓄热材料的蓄热、放热而发生化学蓄热材料的凝集，导致化学蓄热材料从载体剥离脱落。因此，期望开发出化学蓄热材料难以从载体剥离脱落，耐久性优异的化学蓄热部件。

本发明是鉴于这种问题而作出的。根据本发明，提供一种能够通过蓄热材料与反应介质的化学反应或物理性吸附、脱离而实现响应性优异的放热及吸热、并且耐久性优异的蓄热部件。

用于解决问题的方法

根据本发明，提供以下所示的蓄热部件。

[1]一种蓄热部件，其具备：以SiC烧结体为主要成分的基材，

配设在前述基材的表面的涂覆层，以及

配设在前述涂覆层的表面的蓄热材料，所述蓄热材料是通过与反应介质的可逆性化学反应来蓄热、放热或者通过物理性吸附、脱离来蓄热、放热的材料；

前述涂覆层的软化点为1000℃以下。

[2]根据前述[1]所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有P₂O₅作为主要成分，P₂O₅的含有率为20～45质量％。

[3]根据前述[1]所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有B₂O₃作为主要成分，B₂O₃的含有率为20～45质量％。

[4]根据前述[1]所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有Bi₂O₃作为主要成分，Bi₂O₃的含有率为65～85质量％。

[5]根据前述[2]所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有Al₂O₃、SiO₂、ZnO、V₂O₅、PbO、SnO、B₂O₃或Bi₂O₃中的任意一种以上作为副成分。

[6]根据前述[3]所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有Al₂O₃、SiO₂、ZnO、V₂O₅、PbO、SnO、P₂O₅或Bi₂O₃中的任意一种以上作为副成分。

[7]根据前述[4]所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有Al₂O₃、SiO₂、ZnO、V₂O₅、PbO、SnO、P₂O₅或B₂O₃中的任意一种以上作为副成分。

[8]根据前述[2]～[7]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有用RO表示的CaO、BaO、SrO或用R₂O表示的Li₂O、Na₂O、K₂O中的任意一种以上作为副成分。

[9]根据前述[2]～[8]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有TeO₂、TiO₂中的任意一种以上作为副成分。

[10]根据[1]～[9]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述基材中，除去原料中不可避免地含有的杂质，SiC的含有比率为40～99.7质量％。

[11]根据前述[1]～[10]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述基材为具有空隙的多孔质材料，前述涂覆层配设在前述基材中的前述空隙的至少表面的一部分。

[12]根据前述[1]～[11]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述基材具有三维网眼状结构，前述三维网眼状结构具有空隙且由气孔率为1％以下的骨架构成，

前述涂覆层配设在前述空隙的至少表面的一部分。

[13]根据前述[12]所述的蓄热部件，其中，前述骨架由Si-SiC烧结体构成，前述骨架中的金属Si的含有比率为5～60质量％。

[14]根据前述[1]～[13]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层的表面具有高低差为0.5～100μm的突起。

[15]根据前述[14]所述的蓄热部件，其中，前述突起的密度相对于前述涂覆层的表面积为1～1000000个/10000μm²。

[16]根据前述[15]所述的蓄热部件，其中，前述涂覆层含有分散于该涂覆层中的平均粒径5nm～100μm的微粒。

[17]根据前述[16]所述的蓄热部件，其中，前述微粒为SiC粒子、金属Si粒子、Si-SiC粒子及C粒子中的至少1种。

[18]根据前述[1]～[17]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述蓄热材料含有选自由下述物质构成的组中的至少一种：Mg、Ca、Sr、Ba的氧化物；Mg、Ca、Sr、Ba的氢氧化物；Mg、Ca、Sr、Ba的碳酸盐；Mg、Ca、Sr、Ba的氯化物；Mg、Ca、Sr、Ba的硫酸盐；以及沸石。

[19]根据前述[1]～[18]中任一项所述的蓄热部件，其中，前述蓄热材料是平均粒径为5nm～100μm的颗粒状。

发明效果

本发明的蓄热部件具备：以SiC烧结体为主要成分的基材、配设在基材的表面的涂覆层、以及配设在涂覆层的表面的蓄热材料。蓄热材料是通过与反应介质的可逆性化学反应来蓄热、放热的蓄热材料；或者是通过物理性吸附、脱离来蓄热、放热的蓄热材料。并且，本发明的蓄热部件中，该涂覆层的软化点为1000℃以下。根据本发明的蓄热部件，通过蓄热材料与反应介质的化学反应或物理性吸附、脱离而能够实现响应性优异的放热及吸热。此外，本发明的蓄热部件能够有效抑制蓄热材料从配设在基材上的涂覆层剥离脱落。因此，根据本发明的蓄热部件，在交替反复进行蓄热和放热的使用中，能够实现高耐久性(换言之蓄热材料的耐剥离性)。

此外，本发明的蓄热部件使用导热性优异的“以SiC烧结体为主要成分的基材”作为分散担载蓄热材料的载体。因此，通过蓄热材料的放热反应产生的热量可以介由被膜状的涂覆层而立即传导至基材(换言之通过放热反应产生的热量逃逸到基材)。因此，蓄热材料难以维持高温状态，能够使蓄热材料的放热反应良好地进行。在吸热反应时，蓄热材料与基材的热传导也介由被膜状的涂覆层良好地进行，从而能够使蓄热材料的吸热反应良好地进行。

附图说明

图1是示意性示出本发明的蓄热部件的一个实施方式的立体图。

图2是示意性示出图1所示的蓄热部件的、与从第一端面朝向第二端面的方向正交的截面的截面图。

图3是将图2所示的蓄热部件的A表示的范围放大的放大示意图。

图4是将图3所示的范围的一部分进一步放大的放大示意图。

图5是将本发明的蓄热部件的另一实施方式中的、与图4所示的范围同样的范围放大的放大示意图。

图6是说明本发明的蓄热部件的一个实施方式中使用的基材的制造工序的流程图。

图7是说明本发明的蓄热部件的一个实施方式中使用的基材的制造工序的示意图。

符号说明

1：芯部(骨架的芯部)、3：表层部(骨架的表层部)、4：骨架部(聚氨酯发泡体的骨架部)、5：空隙部(聚氨酯发泡体的空隙部)、7：金属Si、9：SiC浆料成形体、10：基材、10a：SiC烧结体、11：第一端面、12：第二端面、13：骨架、14：三维网眼状结构、15：空隙(三维网眼状结构中的空隙)、50：蓄热材料、51：涂覆层、52：微粒、100：蓄热部件。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明不受以下实施方式的限定。因此，应予理解的是，在不脱离本发明宗旨的范围内，基于本领域技术人员的常规知识对以下实施方式加以适当变更、改良等也落入本发明的范围内。

(1)蓄热部件：

本发明的蓄热部件的一个实施方式为如图1～图4所示的蓄热部件100。本实施方式的蓄热部件100具备：以SiC烧结体10a为主要成分的基材10、配设在基材10的表面的涂覆层51、以及配设在涂覆层51的表面的蓄热材料50。蓄热材料50是通过与反应介质的可逆性化学反应来蓄热、放热的蓄热材料50；或者是通过物理性吸附、脱离来蓄热、放热的蓄热材料50。本实施方式的蓄热部件100中，涂覆层51的软化点为1000℃以下。图1及图2中示出基材10为具有第一端面11及第二端面12的圆柱时的例子。

根据本实施方式的蓄热部件100，通过蓄热材料50与反应介质的化学反应或物理性吸附、脱离，能够实现响应性优异的放热及吸热。此外，本实施方式的蓄热部件100能够有效抑制蓄热材料50从配设在基材10的涂覆层51剥离脱落。因此，根据本实施方式的蓄热部件100，在交替反复进行蓄热和放热的使用中能够实现高耐久性(换言之蓄热材料50的耐剥离性)。

例如，使用Ca(OH)₂作为蓄热材料时，通过将Ca(OH)₂加热到500～600℃，从而形成CaO。此外，例如，使用CaCO₃作为蓄热材料时，通过将CaCO₃加热到800～900℃，从而可以分解为CaO和CO₂。即，在蓄热部件的使用中，基材及涂覆层暴露于常温～900℃左右的加热、冷却循环中。如果涂覆层51的软化点高于1000℃，则涂覆层无法充分软化，蓄热材料的担载性显著降低，因此蓄热材料容易剥离脱落，从这点出发是不优选的。

即，如果涂覆层含有P₂O₅作为主要成分且P₂O₅的含有率小于20质量％，则涂覆层的软化点显著高，因此在常温～900℃左右的加热、冷却循环中涂覆层无法充分软化，蓄热材料容易剥离脱落，从这点出发是不优选的。此外，如果P₂O₅的含有率超过45质量％，则由于涂覆层中所含的P₂O₅与基材中所含的SiC反应，导致基材容易熔融，从这点出发是不优选的。

即，如果涂覆层含有B₂O₃作为主要成分且B₂O₃的含有率小于20质量％，则涂覆层的软化点显著高，因此在常温～900℃左右的加热、冷却循环中涂覆层无法充分软化，蓄热材料容易剥离脱落，从这点出发是不优选的。此外，如果B₂O₃的含有率超过45质量％，则涂覆层中所含的B₂O₃与基材中所含的SiC反应，导致基材容易熔融，从这点出发是不优选的。

即，如果涂覆层含有Bi₂O₃作为主要成分且Bi₂O₃的含有率小于65质量％，则涂覆层的软化点显著高，因此在常温～900℃左右的加热、冷却循环中涂覆层无法充分软化，蓄热材料容易剥离脱落，从这点出发是不优选的。此外，如果Bi₂O₃的含有率超过85质量％，则涂覆层中所含的Bi₂O₃与基材中所含的SiC反应，导致基材容易熔融，从这点出发是不优选的。

进而，本实施方式的蓄热部件100使用导热性优异的“以SiC烧结体10a为主要成分的基材10”作为分散担载蓄热材料50的载体。因此，通过蓄热材料50的放热反应产生的热量可以介由被膜状的涂覆层51而立即传导到基材10(换言之通过放热反应产生的热量逃逸到基材10)。因此，蓄热材料50难以维持高温状态，能够使蓄热材料50的放热反应良好地进行。在吸热反应时，蓄热材料50与基材10的热传导也介由被膜状的涂覆层51良好地进行，从而能够使蓄热材料50的吸热反应良好地进行。

在此，图1是示意性示出本发明的蓄热部件的一个实施方式的立体图。图2是示意性示出图1所示的蓄热部件的、与从第一端面朝向第二端面的方向正交的截面的截面图。图3是将图2所示的蓄热部件的A表示的范围放大的放大示意图。图4是将图3所示的范围的一部分进一步放大的放大示意图。

本实施方式的蓄热部件100中，基材10可以通过以SiC烧结体10a为主要成分的基材10而具有成为反应介质的流路的空隙15。如图3所示，本实施方式的蓄热部件100中，在形成空隙15的基材10的表面以被膜状配设有涂覆层51，在该涂覆层51的表面配设有蓄热材料50。通过采用这样的基材10，能够增大用于配设蓄热材料50的基材10的表面积，能够充分确保蓄热材料50与反应介质的接触面积。从而，蓄热材料50的放热反应及吸热反应的反应性高，能够实现响应性优异的放热及吸热。此外，基材10可以是具有成为反应介质的流路的空隙的多孔质材料，也可以为图1～图3所示那样的三维网眼状结构14。

此外，如图5所示，涂覆层51可以含有分散于该涂覆层51中的微粒52。通过含有这样的微粒52，能够增大涂覆层51的比表面积，增大基材10的蓄热材料50的担载量(配设量)。这里，图5是将本发明的蓄热部件的另一实施方式中的、与图4所示的范围同样的范围放大的放大示意图。图5中，对于与图4所示的各构成要素同样的构成带有相同符号，且有时省略其说明。

以下，对本实施方式的蓄热部件的各构成要素进行更详细地说明。

(1-1)基材：

本实施方式的蓄热部件中使用的基材是用于分散担载蓄热材料的载体。如图1～图3所示，基材10以SiC烧结体10a为主要成分。基材10可以是具有空隙的多孔质材料，也可以例如图1～图3所示的基材10那样，由使骨架13呈三维网眼状的结构形成。本说明书中，将使骨架13呈三维网眼状的结构称为“三维网眼状结构14”。

本实施方式的蓄热部件用于如下用途，将汽车等的排热回收、储藏，将回收、储藏的热量根据需要放热，从而对回收、储藏的热量进行再利用。本实施方式的蓄热部件中使用的基材以SiC烧结体作为主要成分，从而耐热性高，且具有高机械强度。此外，如上所述，由于导热性优异，因此蓄热材料与基材的热传导介由被膜状的涂覆层良好地进行，从而能够使蓄热材料的放热反应及吸热反应良好地进行。

对基材的形状没有特别限定。例如，基材的形状可以是具有第一端面及第二端面的柱状。柱状基材的、与从第一端面朝向第二端面的方向正交的截面形状可以为例如四边形等多边形、圆形、椭圆形、卵形或其他不定形。此外，基材的形状可以是具有第一端面及第二端面的板状，也可以是不具有第一端面及第二端面的球状。

然后，对图1～图3所示那样的具有三维网眼状结构14的基材10的优选例子进行说明。

具有三维网眼状结构14的基材10优选设为由气孔率为1％以下的骨架构成的三维网眼状结构。通过设为三维网眼状结构，在基材的内部空间产生紊流。即，对于基材中的气体流路(入口、出口)没有方向性的制约，因此设计的自由度提高。通过这样构成，能够提高由汽车等排出的废气流过时的“排热回收效率”。此外，在例如引擎起动时等废气温度低的情况下，通过在使蓄热材料放热的状态下使该废气在基材中流过，从而能够使废气的温度立即上升。此外，如上所述，能够增大蓄热材料与反应介质的接触面积。

构成三维网眼状结构的骨架的气孔率可以依据JIS R 1655(精细陶瓷的基于压汞法的成形体气孔径分布试验方法)进行测定。骨架的气孔率为1％以下即可，对其下限值没有特别限定。例如，构成三维网眼状结构的骨架也可以是实质上不具有气孔的密实骨架。

基材的多孔质材料的空隙率或三维网眼状结构的空隙率优选为30～95％。这里，基材的三维网眼状结构的空隙率可以如下测定。首先，分析基材的化学成分，测定基材的理论密度(表观比重)。例如，若为碳及碳化硅质的基材，则可以依据JIS R 2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化学分析方法)测定基材的化学成分。然后，测定基材的尺寸及质量，算出基材的体积密度。使用这些值，通过下述式(1)可以算出基材的空隙率。如果基材的空隙率小于30％，则蓄热材料的担载量降低，并且透气性降低，从这点出发是不优选的。另一方面，如果基材的空隙率超过95％，则基材的强度显著降低，从这点出发是不优选的。

式(1)：[空隙率＝{(理论密度-体积密度)/理论密度}×100％]

此外，基材的多孔质材料的空隙率或三维网眼状结构的空隙率优选为30～95％，进一步优选为35～90％，特别优选为40～85％。

构成基材的骨架中的SiC的含有比率或金属Si的含有比率优选如下调整。以下，只要没有特别说明，则“SiC的含有比率”及“金属Si的含有比率”是指“骨架中的SiC的含有比率”及“骨架中的金属Si的含有比率”。对于SiC的含有比率，除去原料所不可避免地含有的杂质，优选为40～99.7质量％。例如，本发明中构成基材的骨架中的SiC可以不可避免地含有0.3％以下的杂质。SiC的含有比率少于40质量％时，基材的热导率降低，从而由蓄热材料产生的热量向基材的传导及吸热反应中热量从基材向蓄热材料的传导不能充分进行，蓄热材料的放热反应及吸热反应的反应性有时会降低。

含有Si-SiC烧结体的基材优选构成为：骨架中的SiC的含有比率及金属Si的含有比率为以下的数值范围。优选骨架中的SiC的含有比率为40～99.7质量％；或者，金属Si的含有比率为5～60质量％。此外，金属Si的含有比率多于60质量％时，骨架的热导率有时会降低。金属Si的含有比率少于5质量％时，骨架中的金属Si的分布容易变得不均匀，骨架的热导率有时变得不均匀。

含有Si-SiC烧结体的基材优选骨架中的SiC的含有比率为45～99.7质量％；或者，金属Si的含有比率为5～55质量％。这里，SiC的弹性模量较高(例如，弹性模量为400GPa左右)，金属Si的弹性模量较低(例如，弹性模量为100GPa左右)。因此，通过将骨架中的SiC的含有比率及金属Si的含有比率设为上述数值范围，能够实现Si-SiC烧结体的弹性模量的降低。进一步优选骨架中的SiC的含有比率为50～99.7质量％；或者，金属Si的含有比率为5～50质量％。Si-SiC烧结体的弹性模量的降低关系到耐热冲击性的提高，因此通过这样构成，基材的耐热冲击性提高，能够实现基材的长寿命化。

构成基材的骨架中的SiC的含有比率及Si的含有比率可以依据JIS R2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化学分析方法)测定。

在此，在已担载有蓄热材料的“蓄热部件”中的SiC的含有比率及Si的含有比率的测定中，可以事先拆掉蓄热材料，然后进行测定。

此外，在已配设涂覆层的“基材”中的SiC的含有比率及Si的含有比率的测定中，可以事先将基材浸渍在氢氟酸等酸中除去涂覆层，然后进行测定。

构成基材的骨架在常温下的热导率优选为30～250(W/m·K)，进一步优选为40～250(W/m·K)，特别优选为50～250(W/m·K)。通过这样构成，能够使基材和蓄热材料的热交换更良好地进行，能够使蓄热材料的放热、吸热反应良好地进行。如果基材的热导率小于上述数值范围，则由蓄热材料产生的热量向基材的传导及吸热反应中热量从基材向蓄热材料的传导不能充分进行，蓄热材料的放热反应及吸热反应的反应性有时会降低。

构成三维网眼状结构的骨架可以在该骨架的表面具有突起。这里，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。作为在骨架的表面形成突起的方法，例如，可以通过使平均粒径0.5～100μm的微粒附着于骨架的表面并进行烧结而形成。作为微粒，可以使用例如SiC粉末、Si粉末、Si-SiC粉末及C粉末等。优选在骨架的表面以1～1000000个/10000μm²的密度形成由上述微粒构成的突起。突起的密度进一步优选为10～100000个/10000μm²，特别优选为100～10000个/10000μm²。骨架表面的突起的高度及密度可以通过以下方法测定。对于骨架表面的突起的高度及密度而言，可以使用光学显微镜或电子显微镜观察基材，将在5个视野测定的平均值作为突起的高度及密度。通过在骨架的表面形成突起，从而基材的表面积增大，则基材与蓄热材料的物理性接触面积增大，能够使基材和蓄热材料的热交换更良好地进行，能够使蓄热材料的放热、吸热反应良好地进行。

(1-2)涂覆层：

本实施方式的蓄热部件中，在基材的表面配设有涂覆层。在具有空隙的多孔质材料中，基材的表面是指形成空隙的多孔质材料的表面；在具有三维网眼状结构的基材中，基材的表面是指构成三维网眼状结构的骨架的表面。并且，在配设于基材的表面的涂覆层的表面，分散担载有蓄热材料。即，蓄热材料在与涂覆层的接点处与该涂覆层化学熔接。从而，能够提高涂覆层和蓄热材料的密合性。涂覆层可以如下形成：将事先调整为构成涂覆层的化学成分的粉末涂布在基材的表面，然后通过加热处理使该粉末软化，从而在基材的表面形成为被膜状。

本实施方式的蓄热部件中，涂覆层的软化点为1000℃以下。这样的涂覆层在用于将涂覆层配设在基材的表面的烘烤工序及在使用蓄热部件时的、对基材及涂覆层施加在常温～900℃左右的加热、冷却循环中，涂覆层充分软化，蓄热材料的担载性提高。因此，能够有效防止蓄热材料从蓄热部件剥离脱落。

涂覆层的线膨胀系数可以为20×10^-6/℃以下，也可以为10×10^-6/℃以下。对于涂覆层而言，通过将其线膨胀系数设为10×10^-6/℃以下，从而与含有SiC烧结体的基材相比，两者的线膨胀系数接近，也能够有效防止涂覆层从基材剥离脱落。需要说明的是，本说明书中，线膨胀系数是指50～300℃时的线膨胀系数。涂覆层的线膨胀系数为通过JIS R 3102(玻璃的平均线膨胀系数的试验方法)测定的值。此外，本领域技术人员已知通过下述方法由组成来计算线膨胀系数的方法。玻璃在低温区的线膨胀系数可以视为符合加和法则，在25～325℃内，可以由Danzin线膨胀系数因子的值和组成的质量％通过计算求出线膨胀系数。

如上所述，涂覆层中所含的优选组成如下所示。

涂覆层含有P₂O₅作为主要成分，P₂O₅的含有率优选为20～45质量％，进一步优选为25～40质量％，特别优选为30～35质量％。

涂覆层含B₂O₃有作为主要成分，B₂O₃的含有率优选为20～45质量％，进一步优选为25～40质量％，特别优选为30～35质量％。

涂覆层含有Bi₂O₃作为主要成分，Bi₂O₃的含有率优选为65～85质量％，进一步优选为67～83质量％，特别优选为70～80质量％。

涂覆层优选含有Al₂O₃、SiO₂、ZnO、V₂O₅、PbO、SnO、P₂O₅、B₂O₃或Bi₂O₃中的任意一种以上作为副成分。

涂覆层优选含有用RO表示的CaO、BaO或用R₂O表示的Li₂O、Na₂O、K₂O中的任意一种以上作为副成分。

涂覆层优选含有TeO₂、TiO₂中的任意一种以上作为副成分。

RO的含有率的合计优选为50％以下，进一步优选为45％以下，特别优选为40％以下。此外，R₂O的含有率的合计优选为50％以下，进一步优选为45％以下，特别优选为35％以下。这里，如果RO的含有率的合计超过50％，则由于涂覆层中所含的RO与基材中所含的SiC反应，导致基材容易熔融，从这点出发是不优选的。此外，如果R₂O的含有率的合计超过50％，则由于涂覆层中所含的R₂O与基材中所含的SiC反应，导致基材容易熔融，从这点出发是不优选的。

涂覆层中所含的各成分的含有率可以通过能量色散型X射线分析装置(EDS)测定。作为能量色散型X射线分析装置(EDS)，可以使用日本电子公司(JEOL)制的扫描电子显微镜(型号：JSM-5600)。这里，对于已担载有蓄热材料的“蓄热部件”中的涂覆层所含的各成分的含有率，可以事先拆掉蓄热材料，然后进行测定。此外，根据利用各元素的亮度差而得的组成图像，可以明确显示基材的成分和涂覆层的成分。因此，对于已配设有涂覆层的“基材”中的涂覆层所含的各成分的含有率而言，可以通过EDS得到配设有涂覆层的基材的截面的组成图像，从而仅选择性测定涂覆层部分。

涂覆层的线膨胀系数优选为基材的线膨胀系数的1～5倍，进一步优选为1～4倍，特别优选为1～3倍。

涂覆层的软化点为1000℃以下，优选为950℃以下，进一步优选为900℃以下。如果涂覆层的软化点超过1000℃，则在使用温度范围内，涂覆层无法充分软化，蓄热材料的担载性显著降低，从这点出发是不优选的。涂覆层的软化点可以依据JIS R 3103-1：2001(玻璃的粘性及粘性固定点-第1部：软化点的测定方法)测定。软化点定义为粘度达到4.5×10⁷泊(Logη＝13.4)的温度。此外，涂覆层的软化点可以通过差热分析(DTA)测定。DTA中，软化点定义为第4拐点的温度。

该涂覆层的表面可以具有高低差为0.5～100μm的突起。通过具有这样的突起，涂覆层的每单位体积的表面积增大，涂覆层和蓄热材料的物理性接触面积增大。因此，能够增大蓄热材料的担载量(配设量)。此外，基材和蓄热材料的物理性接触面积增大，能够使基材和蓄热材料的热交换更良好地进行，能够使蓄热材料的放热、吸热反应良好地进行。此外，具有这种突起时，相对于涂覆层的表面积，突起的密度优选为1～1000000个/10000μm²，进一步优选为10～1000000个/10000μm²，特别优选为100～1000000个/10000μm²。突起的高低差及其密度可以通过以下方法测定。对于涂覆层表面的突起的高度及密度而言，可以用光学显微镜或电子显微镜观察基材，并将在5个视野测定的平均值作为突起的高度及密度。

涂覆层可以含有分散于该涂覆层中的具有高导热性的平均粒径5nm～100μm的微粒。含有这样的微粒的涂覆层可以提高涂覆层的热导率。分散于涂覆层中的微粒的平均粒径可以通过以下方法测定。首先，将施加了涂覆层的基材埋设在酚醛树脂等中，对切断该基材而得的截面进行研磨，制作测定用试样。然后，用扫描电子显微镜得到试样截面的观察图像。然后，通过能量色散型X射线分析装置(EDS)得到试样截面的组成图像。作为扫描电子显微镜及能量色散型X射线分析装置(EDS)，可以使用日本电子公司(JEOL)制的扫描电子显微镜(型号：JSM-5600)。根据利用各元素的亮度差而得的组成图像，可以明确显示涂覆层的成分和分散于涂覆层中的微粒。对于分散于涂覆层中的微粒的平均粒径，可以通过观察所得到的组成图像，将在5个视野测定的平均值作为平均粒径。

涂覆层中所含的微粒优选为SiC粒子、Si粒子、C粒子及Si-SiC粒子中的至少1种。SiC粒子、Si粒子、C粒子及Si-SiC粒子与该涂覆层的成分相比热导率高，因此能够提高涂覆层的热导率。因此，能够使通过蓄热材料的放热反应而产生的热量介由涂覆层立即传导到基材，能够使蓄热材料的放热反应良好地进行。在吸热反应时，蓄热材料与基材的热传导也介由被膜状的涂覆层良好地进行，从而能够使蓄热材料的吸热反应良好地进行。

涂覆层的厚度优选为100μm以下，进一步优选为50μm，特别优选为10μm以下。如果涂覆层的厚度超过100μm，则涂覆层过厚，向基材的热传导有时因为涂覆层而受到妨碍。

(1-3)蓄热材料：

本实施方式的蓄热部件中使用的蓄热材料是通过与反应介质的可逆性化学反应来蓄热、放热的所谓化学蓄热材料，或者是通过物理性吸附、脱离来蓄热、放热的蓄热材料。作为蓄热材料，只要是通过可逆性化学反应来蓄热、放热就对其材质没有特别限定。例如，蓄热材料可以列举选自由如下物质构成的组中的至少一种：Mg、Ca、Sr、Ba的氧化物；Mg、Ca、Sr、Ba的氢氧化物；Mg、Ca、Sr、Ba的碳酸盐；Mg、Ca、Sr、Ba的氯化物；Mg、Ca、Sr、Ba的硫酸盐；以及沸石。

本实施方式的蓄热部件中，粉末状(颗粒状)的蓄热材料优选附着于基材的空隙的表面而进行配设。粉末状的蓄热材料中，蓄热材料的平均粒径优选为5nm～100μm，进一步优选为10nm～50μm，特别优选0.1～10μm。如果蓄热材料的平均粒径小于5nm，则由于蓄热材料凝集而难以均匀地配设在基材上，从这点出发是不优选的。如果蓄热材料的平均粒径超过100μm，则蓄热材料粒子的中心部的反应性降低，蓄热、放热响应性降低，从这点出发是不优选的。蓄热材料的平均粒径可以如下测定。可以使用光学显微镜或电子显微镜观察基材，测定附着于基材上的蓄热材料的粒径。将在5个视野测定的蓄热材料的粒径的平均值作为蓄热材料的平均粒径。

对蓄热部件中的蓄热材料的配设量(担载量)没有特别限定，可以根据蓄热部件的使用用途适当设定。

本实施方式的蓄热部件优选具有空隙。这里，“蓄热部件的空隙率”是指配设有蓄热材料(担载)的状态的基材的空隙率。蓄热部件的空隙率可以如下测定。与求出基材的三维网眼状结构的空隙率的方法同样地，首先，分析蓄热部件的化学成分，测定蓄热部件的理论密度(表观比重)。例如，若为碳及碳化硅质的基材，则可以依据JIS R 2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化学分析方法)测定基材的化学成分。此外，例如，在蓄热材料为氧化镁质时，可以依据JIS R 2212-4(耐火材料制品的化学分析方法第4部：氧化镁及白云石质耐火材料)来测定。然后，测定蓄热部件的尺寸及质量，算出蓄热部件的体积密度。可以使用这些值通过下式：[空隙率＝{(理论密度-体积密度)/理论密度}×100％]算出基材的空隙率。

蓄热材料优选为粉末。蓄热材料的平均粒径优选为5nm～100μm，直接接触基材的一次粒子越多越优选。如果为这样的形态，则来自蓄热材料的放热容易传导到基材，从这点出发是优选的。另一方面，如果是蓄热材料粒子进一步层叠于与基材接触的蓄热材料粒子的表层而未与基材直接接触的形态，则来自蓄热材料的放热有时难以传导到基材。蓄热材料的形态可以如下测定。对于蓄热材料的形态而言，可以使用光学显微镜或电子显微镜观察基材，从而观测附着于基材上的蓄热材料的状态并测定其形态。

(2)蓄热部件的制造方法：

以下，以图1～图3所示的蓄热部件100的制造方法为例，说明本发明的蓄热部件的制造方法。

(2-1)基材的制作：

首先，对于蓄热部件中所使用的以SiC烧结体为主要成分的基材，例如可以通过粉浆浇铸法(slip cast method)、凝胶注模成型法、挤出制法或压制法等通常的粉末成形法制作。具有空隙的多孔质的基材或具有三维网眼状结构的基材例如可以通过复制法(replica method)或直接成形法(direct forming method)等公知的制法制作。Si-SiC基材例如可以通过以下所示的凝胶注模成型法和复制法的组合来制作。

根据凝胶注模成型法，可以通过图6所示的各步骤(ST1)～(ST7)来制作。凝胶注模成型法是粉体成形方法的一种。例如，在凝胶注模成型法中，首先，将选自由陶瓷、玻璃及金属组成的组中的一种以上的粉体用分散剂分散于分散介质中，制作含有上述粉体的浆料。然后，在得到的浆料中添加具有凝胶化功能的物质(凝胶化剂)，使上述浆料固化，得到任意形状的成形体。图6是说明本发明的蓄热部件的一个实施方式中使用的基材的制造工序的流程图。以下，进一步详细说明图6所示的各步骤(ST1)～(ST7)。

(2-1a)ST1：

蓄热部件中使用的基材可以通过凝胶注模成型法制作，因此，首先制作成形用浆料(SiC浆料)。可以通过使SiC粉末分散于有机溶剂中制成浆料后添加凝胶化剂来制作成形用浆料。此外，还可以通过在有机溶剂中同时添加SiC粉末及凝胶化剂并进行分散来制作成形用浆料。

除了SiC粉末以外，还可以适当混合碳、碳化硼等的粉体而使用。需要说明的是，对于各种粉体的粒径，只要能够制作成形用浆料就没有特别限定，可以适当选择。

作为分散介质使用的有机溶剂可以列举多元醇、多元酸、酯类。作为多元醇，可以列举乙二醇等二醇类、甘油等三醇类等。作为多元酸，可以列举二羧酸等。作为酯类，可以列举多元酸酯、多元醇的酯等。需要说明的是，作为多元酸酯，可以列举戊二酸二甲酯、丙二酸二甲酯等。作为多元醇的酯，可以列举甘油三醋酸酯等。

凝胶化剂只要是使成形用浆料固化且具有反应性官能团的有机化合物即可。作为这样的有机化合物，可以列举通过交联剂的存在而三维交联的预聚物等，例如聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。对于凝胶化剂，优选考虑与分散介质中的有机化合物的反应性而选择具有合适的反应性官能团的凝胶化剂。例如，在使用反应性较低的酯类作为有机溶剂时，作为构成凝胶化剂的具有反应性官能团的有机化合物，优选选择具有反应性高的异氰酸酯基(-N＝C＝O)和/或异硫氰酸酯基(-N＝C＝S)的有机化合物。

如果考虑作业性，则成形用浆料优选20℃时的浆料粘性为50dPa·s以下，进而更优选20℃时的浆料粘性为20dPa·s以下。浆料粘性是通过市售的B型粘度计(RION株式会社制、Viscotester VT-04F(商品名))测定的值。

像这样，在成形用浆料的制作工序(ST1)中，首先，进行陶瓷粉体、分散介质及分散剂的调合，并进行混合。然后，添加凝胶化剂及催化剂等，进行浆料的最终调合。优选在向具有三维网眼状结构的聚氨酯发泡体中进行含浸成形之前，将得到的成形用浆料进行脱泡。图7中，使用二维示意图对具有三维网眼状结构的Si-SiC基材的制法进行说明。图7(a)是示意性地以二维示出具有三维网眼状结构的聚氨酯发泡体的截面的图。

成形用浆料的混合用罐式球磨机、球磨机等进行，优选使用尼龙制的球石在温度15℃～35℃进行12小时以上，进一步优选进行72小时以上。此外，对于浆料的脱泡，优选将浆料在真空度为-0.090MPa以下的真空气氛搅拌而进行。脱泡时的真空度优选为-0.095MPa以下。搅拌速度优选为100rpm～500rpm。搅拌时间优选为5分钟～30分钟。

(2-1b)(ST2)～(ST4)：

使在(ST1)中制作的成形用浆料含浸于具有三维网眼状结构的聚氨酯发泡体后，挤拧至成形用浆料不堵塞聚氨酯发泡体的气孔的程度并除去多余的浆料。然后，载置于固定用夹具上，在常温～40℃放置数小时～数十小时。由此，成形用浆料通过凝胶化而固化，从而形成成形体。

如图7(a)所示，具有三维网眼状结构的聚氨酯发泡体由骨架部4和空隙部5构成，(ST2)中，如图7(b)所示，面向空隙部5而形成SiC浆料成形体9。这里，SiC浆料成形体9是指由通过(ST1)得到的成形用浆料形成的成形体。图7中，符号7表示金属Si。此外，符号1表示含浸有金属Si的骨架的芯部，符号3表示骨架的表层部，符号15表示三维网眼状结构中的空隙。

(2-1c)(ST5)：

然后，在40℃～100℃进行3～12小时的干燥，进而在100℃～200℃进行3～12小时的干燥。

(2-1d)(ST6)～(ST7)：

如图7(c)所示，在干燥后的SiC浆料成形体9的上表面载置金属Si7，在非活性气体气氛中、在1400℃～1500℃进行1～3小时的加热。聚氨酯发泡体的骨架部4在500℃左右烧除，如图7(d)所示，金属Si7含浸于烧除骨架部4而形成的空间中，从而得到由三维网眼状结构形成的具有致密的Si-SiC骨架的基材。根据该方法，能够使金属Si7沿着由SiC浆料成形体9构成的骨架进行含浸，因此金属Si7不会堵塞空隙部5，能够进行均匀的含浸。例如，用这样的方法制作的基材的空隙率达到30～95％。这里，图7为说明本发明的蓄热部件的一个实施方式中使用的基材的制造工序的示意图。

(2-2)涂覆层的形成：

然后，在此前制作的基材的表面形成涂覆层。具体而言，在构成三维网眼状结构的骨架的表面形成涂覆层。形成涂覆层时，首先，准备调整为所期望成分的涂覆层原料粉末。涂覆层原料粉末的平均粒径优选为5nm～100μm，进一步优选为10nm～50μm，特别优选为0.1～10μm。涂覆层原料粉末的平均粒径可以如下测定。使用光学显微镜或电子显微镜观察涂覆层原料粉末，从而测定涂覆层原料粉末的粒径。可以将在5个视野测定的涂覆层原料粉末的平均值作为涂覆层原料粉末的平均粒径。

涂覆层原料粉末优选具有在涂覆层说明中作为优选组成而列举的组成。

然后，将这样的涂覆层原料粉末分散在水或有机溶剂中而制作涂覆层原料浆料，涂布在基材的表面后进行干燥、烧成，从而可以形成涂膜状的涂覆层。对涂覆层原料浆料的涂布方法没有特别限定，例如，可以采用浸渍(dipping)或喷涂法等最为适当的方法。涂布后，在100～200℃干燥，然后在300～1000℃的大气气氛中烧成，从而软化的涂覆层原料粉末与基材熔接。如此操作可以形成涂膜状的涂覆层。

(2-3)蓄热材料的制作：

然后，制作蓄热部件中使用的蓄热材料。对蓄热材料的制作方法没有特别限定，可以通过以往公知的方法得到蓄热材料。例如，可以使用市售的碳酸钙粉末、氢氧化钙粉末或氧化钙粉末。对于该粉末，可以使用市售的罐式球磨机及筛进行适当粉碎、分级以使其成为预定的平均粒径而使用。该粉末的平均粒径可以使用市售的激光衍射/散射式粒径分布测定装置进行测定。

(2-4)蓄热材料向涂覆层的配设(担载)：

然后，使得到的蓄热材料分散在水或有机溶剂中，制作蓄热材料浆料。然后，将制作的蓄热材料浆料涂布到在基材的表面形成的涂覆层的表面，然后进行干燥、烧成，从而可以向涂覆层配设(担载)蓄热材料。对蓄热材料浆料的涂布方法没有特别限定，例如，可以采用浸渍(dipping)或喷涂法等最为适当的方法。涂布后在100～200℃干燥后，在300～1000℃的大气气氛中烧成，从而蓄热材料与涂覆层熔接。如此操作可以向涂覆层配设(担载)蓄热材料。

如此操作可以制造本实施方式的蓄热部件。但是，对于蓄热部件的制造方法并不受此前说明的制造方法限定。

(3)蓄热部件的使用方法：

本实施方式的蓄热部件在环境温度达到蓄热操作温度以上的阶段蓄热材料发生吸热反应(例如脱水反应)，蓄热材料的组成发生变化。然后，通过该吸热反应，蓄热材料变成回收、储藏有热量的蓄热状态。然后，如果反应介质(例如水)与蓄热状态的蓄热材料接触，蓄热状态的蓄热材料发生放热反应(水合反应)，释放热量。蓄热状态的蓄热材料只要不与反应介质接触，则即使环境温度降得比蓄热操作温度低，也维持原状(即蓄热状态)，因此无需设置潜热蓄热体中所需的绝热结构。

例如，本实施方式的蓄热部件可以回收、储藏汽车的排热，将回收、储藏的热量用于引擎起动时的催化剂(废气处理催化剂)活化。此外，可以用于汽车车厢(室内)的供暖。例如，使用氢氧化钙(Ca(OH)₂)作为蓄热材料的化学蓄热部件可以配置在汽车排气系统的与搭载废气处理催化剂的位置相比的上游侧而使用。优选在与汽车排气系统的配置化学蓄热部件的位置相比更靠上游侧配设水蒸气发生装置的反应介质发生装置。相对于汽车排气系统所配置的化学蓄热部件，如果流入由汽车排出的高温废气，作为蓄热材料的氢氧化钙发生吸热反应(脱水反应)。即，通过吸热反应(脱水反应)，水分子(H₂O)从蓄热材料脱离，蓄热材料变成氧化钙(CaO)。组成已经变为氧化钙的蓄热材料成为回收、储藏废气的热量的蓄热状态。然后，在引擎起动时，由反应介质发生装置产生水蒸气，所产生的水蒸气(H₂O)与作为蓄热材料的氧化钙(CaO)反应。该反应为放热反应(水合反应)，产生来自蓄热材料的放热。

实施例

以下基于实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限定。

(实施例1)

首先，将SiC粉末99.7质量份和金属Si粉末0.3质量份混合，得到混合粉末。在该混合粉末中添加粘结剂、造孔材及水，调制成形用坯土。作为SiC粉末，使用平均粒径100μm的粉末。作为Si粉末，使用平均粒径10μm的粉末。

然后，对调制的成形用坯土进行挤出成形，得到具有空隙的Si-SiC成形体。

然后，将得到的Si-SiC成形体在1440℃烧成5小时，制作具有空隙的多孔质的Si-SiC基材。所得到的基材是第一端面及第二端面的半径为50mm的圆柱形状且轴向的长度为100mm。

对于所得到的基材，通过以下方法测定“基材中的SiC的含有比率及Si的含有比率”。此外，通过以下方法测定基材的“空隙率”。将测定结果示于表1。

表1

(基材中的SiC的含有比率及Si的含有比率)

依据JIS R 2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化学分析方法)来测定。

(基材的空隙率)

测定基材的理论密度(表观比重)及基材的体积密度，基于上述式(1)算出基材的空隙率。

在得到的基材上通过以下方法形成涂覆层。首先，调制涂覆层原料粉末以使其组成为P₂O₅的含量为24％、Al₂O₃的含量为18％、用RO表示的CaO的含量为1％。然后，使调制成的涂覆层原料粉末分散在水中，制作玻璃粉末浆料。然后，将制作的玻璃粉末浆料通过浸渍(dipping)涂布在基材的表面。然后，在100℃干燥4小时后，在800℃、大气气氛中烧成1小时。通过这样操作，使涂覆层原料粉末与基材熔接，形成涂覆层。

然后，制作用于配设在所得到的基材上的蓄热材料。蓄热材料使用市售的碳酸钙粉末(和光纯药工业公司制)。使用罐式球磨机及筛将该粉末粉碎、分级，以使平均粒径为1μm。平均粒径为使用堀场制作所制的激光衍射/散射式粒径分布测定装置(LA-950)测定的中值粒径。

然后，使制作的蓄热材料分散在水中，制作蓄热材料浆料。然后，将制作的蓄热材料浆料通过浸渍(dipping)涂布在形成于基材的表面的玻璃涂覆层的表面后，在100℃干燥4小时后，在800℃的大气气氛中烧成。通过这样操作，使蓄热材料与涂覆层熔接，向涂覆层配设(担载)蓄热材料。

对于得到的蓄热部件，使用能量色散型X射线分析装置(EDS)通过此前说明的方法测定涂覆层的组成。将结果示于表1。

此外，对于得到的蓄热部件，通过以下方法测定涂覆层的软化点。此外，通过以下方法测定涂覆层的线膨胀系数。从蓄热部件除去蓄热材料后，对“配设有涂覆层的基材”进行差热分析(DTA)，从而测定涂覆层的软化点。软化点为413℃。从蓄热部件除去蓄热材料后，依据JIS R 3102(玻璃的平均线膨胀系数的试验方法)对“配设有涂覆层的基材”测定涂覆层的线膨胀系数。50～300℃时的线膨胀系数为15×10^-6。将结果示于表1。

此外，对于得到的蓄热部件，通过以下方法进行基材的“有无熔融”、“升温速度”、“耐热冲击性”、及蓄热材料的“耐剥离性”的评价。将评价结果示于表1。

(基材有无熔融)

通过以下方法评价基材有无熔融。对配设有蓄热材料的蓄热部件，使用光学显微镜在5个视野观察基材，从而评价基材有无熔融。

(升温速度)

使用市售的差热热重分析(TG-DTA)评价升温速度。计测从对蓄热部件开始添加反应介质(水蒸气)时起到从蓄热部件流出的气体达到峰值温度为止的时间。

(基材的耐热冲击性评价)

基材的耐热冲击性评价通过以下方法进行。首先，使用煤气喷灯以600℃/min将基材急速加热。然后，将基材在大气中静置，进行自然冷却。在反复进行上述的利用煤气喷灯急速加热、和自然冷却后，确认评价对象的基材的状态。基材的耐热冲击性评价中，测定至基材产生破损为止的次数。

(蓄热材料的耐剥离性评价)

通过对蓄热部件添加反应介质(水蒸气)而使蓄热部件升温、然后冷却，确认反复进行升温、冷却时的蓄热材料的状态。蓄热材料的耐剥离性评价中，测定至蓄热材料剥离为止的次数。将各评价的基准示于表2。表2的基准中，“A”的评价为最优，其次，“B”的评价为优异。然后，”C”的评价为最差。

表2

(实施例2～10)

变更涂覆层原料粉末的组成而形成涂覆层，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作蓄热部件。实施例2～10中的涂覆层的组成及软化点如表2所示。将制作的蓄热部件的评价结果示于表1。

(实施例11～14)

按照具有高低差为0.5～100μm的突起的方式来形成涂覆层，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作蓄热部件。对于实施例11～14中的涂覆层，在该玻璃涂覆层中含有SiC粒子、金属Si粒子、Si-SiC粒子及C粒子中的至少1种。对于如实施例11～14的蓄热部件那样在涂覆层中含有微粒的蓄热部件，在表3的“微粒的有无”一栏中记作“有”。另一方面，对于如实施例1的蓄热部件那样在涂覆层中不含微粒的蓄热部件，在表1的“微粒的有无”一栏中记作“无”。此外，使用能量色散型X射线分析装置(EDS)观察组成图像，从而测定分散在涂覆层中的微粒的平均粒径。将制作的蓄热部件的评价结果示于表3。

(实施例15～19)

作为蓄热材料，使用市售的氢氧化镁(和光纯药工业公司制)、氯化镁(和光纯药工业公司制)、碳酸锶(和光纯药工业公司制)、硫酸钡(和光纯药工业公司制)、及沸石(东曹制)，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作蓄热部件。将制作的蓄热部件的评价结果示于表4。

(实施例20～23)

蓄热材料的平均粒径不同，除此以外，通过与实施例1及实施例15～19同样的方法制作蓄热部件。将制作的蓄热部件的评价结果示于表5。

(实施例24)

实施例24中，通过以下方法制作具有三维网眼状结构的基材。首先，使SiC粉末分散在有机溶剂中，混合作为凝胶化剂的聚氨酯树脂(异氰酸酯及催化剂)而制作SiC浆料。使用酯作为有机溶剂。SiC的平均粒径为0.7μm。SiC的平均粒径是使用堀场制作所制的激光衍射/散射式粒径分布测定装置(LA-950)测定的中值粒径。

然后，准备第一端面及第二端面为半径50mm的圆形，轴向的长度为100mm的聚氨酯发泡体。作为聚氨酯发泡体，使用泡孔数为8(个/25mm)的聚氨酯发泡体。然后，将该聚氨酯发泡体浸渍在此前制作的SiC浆料中，除去多余的SiC浆料。然后，使SiC浆料固化，从而得到在聚氨酯发泡体的骨架表面上形成有SiC层的成形体。然后，将得到的成形体在120℃干燥4小时，得到SiC成形体。

然后，将得到的SiC成形体配置成圆柱的侧面铅直向上，在该SiC成形体的上表面载置金属Si。对于金属Si的量，在将SiC成形体的质量设为100质量份时，为使金属Si的质量为110质量份的量。然后，将载置有金属Si的SiC成形体在氩气气氛中、在1500℃烧成1小时，制作具有三维网眼状结构且由Si-SiC烧结体形成的基材。

所得到的基材是第一端面及第二端面为半径50mm的圆形且轴向的长度为100mm的圆柱形状。此外，所得到的基材具有由来自于聚氨酯发泡体的骨架构成的三维网眼状结构。骨架的气孔率为0.8％。基材的空隙率为92％。骨架的SiC的含有比率为58％，骨架的Si的含有比率为40％。

使用这样操作而制作的具有三维网眼状结构的基材，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作蓄热部件。将制作的蓄热部件的评价结果示于表6。

(实施例25～26)

在将SiC成形体的质量设为100质量份时，金属Si的质量变更为10质量份及140质量份的量，除此以外，通过与实施例18同样的方法制作蓄热部件。将制作的蓄热部件的评价结果示于表6。

(比较例1～6)

比较例1～6中，变更涂覆层原料粉末的组成而形成涂覆层，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作蓄热部件。将制作的蓄热部件的评价结果示于表7。

(比较例7～12)

比较例7～12中，改变玻璃粉末的组成而形成玻璃涂覆层，除此以外，通过与实施例24同样的方法制作蓄热部件。将制作的蓄热部件的评价结果示于表8。

(比较例13～17)

比较例13～17中，具有三维网眼状结构的基材的骨架的组成设为表9记载的组成，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作蓄热部件。将制作的蓄热部件的评价结果示于表9。

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

对于实施例2～26及比较例1～17的蓄热部件，将基材的“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。

(结果)

实施例1～26的蓄热部件在基材有无熔融的评价中，全部均可以得到良好的结果。实施例11～26的蓄热部件尤其在升温速度的评价中显示出优异的结果。另一方面，比较例1～12、14的蓄热部件在基材有无熔融的评价中为C的评价。此外，比较例13、15～17的蓄热部件在升温速度的评价中为C的评价。

产业上的可利用性

本发明的蓄热部件可以用于将热量回收、储藏，并对回收、储藏的热量进行再利用。例如，可以用于汽车等的引擎起动时的对废气处理催化剂的加热辅助。此外，可以用于汽车的车厢(室内)的供暖。

Claims

1.一种蓄热部件，其具备：以SiC烧结体为主要成分的基材，

配设在所述基材的表面的涂覆层，和

配设在所述涂覆层的表面的蓄热材料，所述蓄热材料是通过与反应介质的可逆性化学反应来蓄热、放热或者通过物理性吸附、脱离来蓄热、放热的材料；

所述涂覆层的软化点为1000℃以下。

2.根据权利要求1所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有P₂O₅作为主要成分，P₂O₅的含有率为20～45质量％。

3.根据权利要求1所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有B₂O₃作为主要成分，B₂O₃的含有率为20～45质量％。

4.根据权利要求1所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有Bi₂O₃作为主要成分，Bi₂O₃的含有率为65～85质量％。

5.根据权利要求2所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有Al₂O₃、SiO₂、ZnO、V₂O₅、PbO、SnO、B₂O₃或Bi₂O₃中的任意一种以上作为副成分。

6.根据权利要求3所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有Al₂O₃、SiO₂、ZnO、V₂O₅、PbO、SnO、P₂O₅或Bi₂O₃中的任意一种以上作为副成分。

7.根据权利要求4所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有Al₂O₃、SiO₂、ZnO、V₂O₅、PbO、SnO、P₂O₅或B₂O₃中的任意一种以上作为副成分。

8.根据权利要求2～7中任一项所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有用RO表示的CaO、BaO、SrO或用R₂O表示的Li₂O、Na₂O、K₂O中的任意一种以上作为副成分。

9.根据权利要求2～8中任一项所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有TeO₂、TiO₂中的任意一种以上作为副成分。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的蓄热部件，其中，所述基材中，除去原料中不可避免地含有的杂质，SiC的含有比率为40～99.7质量％。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的蓄热部件，其中，所述基材为具有空隙的多孔质材料，

所述涂覆层配设在所述基材中的所述空隙的至少表面的一部分。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的蓄热部件，其中，所述基材具有三维网眼状结构，所述三维网眼状结构具有空隙且由气孔率为1％以下的骨架构成，

所述涂覆层配设在所述空隙的至少表面的一部分。

13.根据权利要求12所述的蓄热部件，其中，所述骨架由Si-SiC烧结体构成，所述骨架中的金属Si的含有比率为5～60质量％。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层的表面具有高低差为0.5～100μm的突起。

15.根据权利要求14所述的蓄热部件，其中，所述突起的密度相对于所述涂覆层的表面积为1～1000000个/10000μm²。

16.根据权利要求15所述的蓄热部件，其中，所述涂覆层含有分散在该涂覆层中的、平均粒径5nm～100μm的微粒。

17.根据权利要求16所述的蓄热部件，其中，所述微粒为SiC粒子、金属Si粒子、Si-SiC粒子及C粒子中的至少1种。

18.根据权利要求1～17中任一项所述的蓄热部件，其中，所述蓄热材料含有选自由下述物质构成的组中的至少一种：Mg、Ca、Sr、Ba的氧化物；Mg、Ca、Sr、Ba的氢氧化物；Mg、Ca、Sr、Ba的碳酸盐；Mg、Ca、Sr、Ba的氯化物；Mg、Ca、Sr、Ba的硫酸盐；以及沸石。

19.根据权利要求1～18中任一项所述的蓄热部件，其中，所述蓄热材料是平均粒径为5nm～100μm的颗粒状。