JP2000169254A - Air permeable ceramic structure and fluid permeating member using the same - Google Patents

Air permeable ceramic structure and fluid permeating member using the same

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JP2000169254A
JP2000169254A JP10348924A JP34892498A JP2000169254A JP 2000169254 A JP2000169254 A JP 2000169254A JP 10348924 A JP10348924 A JP 10348924A JP 34892498 A JP34892498 A JP 34892498A JP 2000169254 A JP2000169254 A JP 2000169254A
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sintered body
ceramic structure
gas
permeable ceramic
skeleton
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Usou Ou
雨叢 王
Hiroshi Maruyama
博 丸山
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Original Assignee
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an air permeable ceramic structure and a fluid permeating member having isotropically excellent strength, isotropic fluid permeation characteristics, excellent heat resistance, corrosion resistance and excellent characteristics as a filter and a catalyst carrier. SOLUTION: In this air permeable structure 1 comprising a skeleton body 2 provided with isotropically communicating gap parts 2b having <=1 mm average diameter in skeleton parts 2a composed of a dense sintered compact such as alumina, mullite or Si3N4 having >=90% relative density and a porous sintered compact 3 composed of alumina, mullite or Si3N4 packed in the gap parts 2b of the skeleton body, the specific surface area of the air permeable ceramic structure 1 is >=100 m2/g.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高温エネルギー分
野に使用される流体供給部材、高温排ガス、その他腐食
性流体などの濾過フィルタおよび有害物質を分解するた
め等の触媒担持体等に使用される透気性セラミックス構
造体と流体透過材に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for a fluid supply member used in the high-temperature energy field, a filter for high-temperature exhaust gas and other corrosive fluids, and a catalyst carrier for decomposing harmful substances. The present invention relates to a permeable ceramic structure and a fluid permeable material.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、例えば、ダイオキシン等の有害物質
による環境汚染が大きな問題となっており、ゴミ焼却場
等においては、焼却後の排ガスの無毒化が求められてい
る。このため、排ガス中の粉塵等を回収するために濾過
フィルタや有毒ガスを分解するための触媒担持体等が必
要となっている。従来、焼却場の粉塵回収フィルタとし
ては、PPSに代表されるポリマー樹脂繊維等の耐熱性
の低いものが使用されているため、高温の排ガスを冷却
しなければならず、冷却設備等のコストがかさむという
問題があった。
2. Description of the Related Art In recent years, environmental pollution due to harmful substances such as dioxin has become a serious problem, and there is a demand for detoxification of exhaust gas after incineration in garbage incineration plants and the like. Therefore, a filter and a catalyst carrier for decomposing toxic gas are required to collect dust and the like in the exhaust gas. Conventionally, low heat-resistant filters such as polymer resin fibers represented by PPS have been used as dust collection filters in incineration plants, so high-temperature exhaust gas must be cooled, and the cost of cooling equipment and the like is reduced. There was a problem of bulking.

【0003】一方、セラミック多孔質材料は、耐熱性、
耐食性に優れることから注目され、断熱材、耐火物とし
て利用され、また、流体濾過用フィルタ、触媒担持体
等、特に高温エネルギー分野で、例えば燃焼器ライナ、
高温燃焼排ガスフィルタなどへの応用が検討されてい
る。
On the other hand, ceramic porous materials have heat resistance,
Attention has been paid to its excellent corrosion resistance, and it is used as a heat insulating material and a refractory, and is also used as a filter for fluid filtration, a catalyst carrier and the like, particularly in a high-temperature energy field, for example, a combustor liner,
Applications to high-temperature combustion exhaust gas filters and the like are being studied.

【0004】具体的には、例えば、高温排ガスフィルタ
としてコージェライト質セラミック多孔体が、また、触
媒担持体としてハニカム構造の焼結体に20m2 /g程
度の比表面積を有するγ―アルミナが被着形成されたも
のが提案されている。
Specifically, for example, a cordierite ceramic porous body is coated as a high-temperature exhaust gas filter, and a γ-alumina having a specific surface area of about 20 m 2 / g is coated on a honeycomb structure sintered body as a catalyst carrier. One that has been formed is proposed.

【0005】また、最近では、その使用条件が過酷なも
のとなりつつあり、特にフィルタや触媒担持体として高
性能を有するとともに、耐熱性や耐食性が高く、かつ高
強度および耐熱衝撃性等に優れる高信頼性の多孔質体が
要求されている。
[0005] Recently, the conditions of use have become severe. Particularly, the filter and the catalyst carrier have high performance, high heat resistance and corrosion resistance, and high strength and thermal shock resistance. There is a demand for a reliable porous body.

【0006】そこで、多孔質体の強化手法としては、多
孔質体中に補強体を形成することが知られている。例え
ば、特公平4−59273号では、セラミックからなる
三次元網状構造の骨格構造体の空隙部に耐熱繊維素を担
持させた断熱材が、特開平4−37667号において
は、窒化珪素や炭化珪素などの反応焼結マトリックス中
に、中空粒子や中空繊維を分散させた軽量高剛性セラミ
ックスが、さらに、特開平8−40779号において
は、Si3 4 やサイアロンからなる緻密質セラミック
スからなる格子状の補強体の間隙に、Si、O、Nを含
有する多孔質体を充填してなる低熱伝導性のセラミック
ス構造体が提案されている。これらは、いずれも多孔質
体と補強体との複合材料からなるもので、構造体として
の強度を改善する効果がある。
Therefore, as a method of reinforcing a porous body, it is known to form a reinforcing body in the porous body. For example, Japanese Patent Publication No. 4-59273 discloses a heat insulating material in which heat-resistant cellulose is supported in the voids of a skeletal structure having a three-dimensional network structure made of ceramic. the reaction sintering matrix such as lightweight high stiffness ceramic are dispersed hollow particles or hollow fibers, furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-40779, a lattice shape made of dense ceramic made of Si 3 N 4 or sialon There has been proposed a ceramic structure having low thermal conductivity in which a gap between the reinforcing members is filled with a porous body containing Si, O, and N. These are all made of a composite material of a porous body and a reinforcing body, and have an effect of improving the strength as a structure.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルタや触媒担持体等では、耐熱性および耐食性が低
く、また、多孔質体は顆粒状であるために構造体として
の比表面積は限られるものであり、また、流体の透過量
および透過効率を高める必要があるために、構造体中に
形成される気孔径は数百μm程度であり、数nm〜数十
nm程度の微細な粉塵については捕獲することができ
ず、フィルタや触媒担持体としての性能は低いものであ
った。
However, conventional filters and catalyst carriers have low heat resistance and corrosion resistance, and the porous body is granular, so that the specific surface area as a structure is limited. In addition, since it is necessary to increase the permeation amount and permeation efficiency of the fluid, the pore diameter formed in the structure is about several hundreds μm, and for fine dust of about several nm to several tens nm, It could not be captured, and its performance as a filter or a catalyst carrier was low.

【0008】さらに、前記特公平4−59273号に開
示されたセラミックス断熱材は、耐熱繊維素の充填によ
って多孔質体が形成されるために多孔質体の気孔径の制
御が困難であり、しかも骨格構造体がウレタンフォーム
に金属珪素および焼結助剤を含浸させた後、窒化処理す
ることにより多孔質の骨格構造体を形成するものである
ために、骨格構造体としての強度が不十分であり、流体
透過用として要求される強度に対しては不十分であっ
た。
Furthermore, in the ceramic heat insulating material disclosed in Japanese Patent Publication No. 59259/1992, since the porous body is formed by filling with heat-resistant fiber, it is difficult to control the pore diameter of the porous body. Since the skeletal structure is to form a porous skeletal structure by impregnating the urethane foam with metallic silicon and a sintering aid and then nitriding, the strength as the skeletal structure is insufficient. However, the strength required for fluid permeation was insufficient.

【0009】また、特開平4−37667号に開示され
た軽量高剛性セラミックスは高剛性を実現するために、
反応焼結マトリックスの気孔率を40%以下に制限され
るために耐熱性構造体として利用できても流体透過用に
は適さないものであった。
In addition, the lightweight and high-rigidity ceramics disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-37667 are designed to realize high rigidity.
Since the porosity of the reaction sintered matrix was limited to 40% or less, it could not be used as a heat-resistant structure, but was not suitable for fluid permeation.

【0010】さらに、特開平8−40779号に開示さ
れたセラミックス複合構造体においては、補強体が格子
状、即ちハニカム状の構造体からなるために、特性の異
方性を有するために、単純形状の用途しか使用できない
という問題があった。
Further, in the ceramic composite structure disclosed in JP-A-8-40779, the reinforcing member is formed of a lattice-like structure, that is, a honeycomb-like structure. There was a problem that only the shape application could be used.

【0011】従って、本発明は、耐熱性、耐食性に優
れ、等方的に優れた強度および等方的な流体透過特性を
有するとともに、特にフィルタや触媒担持体として高い
性能を有する透気性セラミックス構造体と流体透過部材
を提供することにある。
Accordingly, the present invention provides a gas-permeable ceramic structure having excellent heat resistance and corrosion resistance, excellent isotropic strength and isotropic fluid permeability, and particularly high performance as a filter or a catalyst carrier. It is to provide a body and a fluid permeable member.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、不連続に連通した間隙部を
有する緻密質焼結体の間隙部に、高い比表面積を有する
多孔質体を担持させた透気性セラミックス構造体を適用
することにより、耐熱性、耐食性に優れ、等方的な強度
および流体透過特性を有するとともに、特に、フィルタ
や触媒担持体として高い性能が得られることを知見し
た。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventors have found that a porous material having a high specific surface area is provided in a gap of a dense sintered body having a gap communicating discontinuously. By applying a gas-permeable ceramic structure supporting, it is possible to obtain excellent heat resistance, corrosion resistance, isotropic strength and fluid permeation characteristics, and in particular, to obtain high performance as a filter or catalyst carrier. I learned.

【0013】すなわち、本発明の透気性セラミックス構
造体は、緻密質焼結体からなる骨格部間に不規則的に連
通した間隙部を具備する骨格体と、該骨格体の前記間隙
部内に充填された多孔質焼結体とからなり、総比表面積
が100m2 /g以上であることを特徴とするものであ
る。
That is, the air-permeable ceramic structure of the present invention comprises a skeleton having gaps which are irregularly communicated between skeletons made of a dense sintered body, and filling the gaps of the skeleton with the gaps. Characterized by having a total specific surface area of 100 m 2 / g or more.

【0014】ここで、前記透気性セラミックス構造体の
4点曲げ強度が10MPa以上であり、前記透気性セラ
ミックス構造体全体に対する前記多孔質焼結体の体積比
率が70〜95体積%であることが望ましい。
Here, the four-point bending strength of the gas-permeable ceramic structure is 10 MPa or more, and the volume ratio of the porous sintered body to the whole gas-permeable ceramic structure is 70 to 95% by volume. desirable.

【0015】また、前記多孔質焼結体は、気孔率70%
以上で、金属酸化物を主成分とするセラミックスからな
ることが望ましく、また、平均気孔径が1μm以下であ
ることが望ましい。
The porous sintered body has a porosity of 70%.
As described above, it is desirable to use a ceramic mainly composed of a metal oxide, and it is desirable that the average pore diameter be 1 μm or less.

【0016】また、前記骨格体は、金属酸化物を主成分
とするセラミックスからなることが望ましく、特に骨格
部の強度を高める上で、第1の金属酸化物からなる主結
晶相と、該主結晶相の粒内あるいは粒界に、第2の金属
酸化物粒子が分散してなることが望ましいものである。
The skeleton is desirably made of ceramics containing a metal oxide as a main component. In particular, in order to enhance the strength of the skeleton, the main crystal phase made of the first metal oxide and the main crystal phase are preferably used. It is desirable that the second metal oxide particles be dispersed in the grains of the crystal phase or in the grain boundaries.

【0017】なお、前記第1の金属酸化物がAl含有酸
化物からなること、前記第2の金属酸化物が、Tiまた
はMgを含有することが望ましい。
It is preferable that the first metal oxide is made of an Al-containing oxide, and the second metal oxide contains Ti or Mg.

【0018】本発明によれば、上記透気性セラミックス
構造体を流体透過部材として用いることにより、優れた
耐熱性と耐久性を有するとともに、三次元に等方的な流
体透過特性および高強度を有し、かつフィルタや触媒担
持体として優れた特性を有する流体透過部材を得ること
ができる。
According to the present invention, by using the gas-permeable ceramic structure as a fluid-permeable member, it has excellent heat resistance and durability, and has three-dimensional isotropic fluid permeability and high strength. In addition, a fluid permeable member having excellent characteristics as a filter or a catalyst carrier can be obtained.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の透気性セラミック
ス構造体を図1の概略図をもとに説明する。図1に示さ
れる通り、本発明の透気性セラミックス構造体1は、基
本的には骨格体2と、その骨格体2内の間隙部に充填さ
れた多孔質焼結体3とから構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an air-permeable ceramic structure according to the present invention will be described with reference to the schematic diagram of FIG. As shown in FIG. 1, a gas-permeable ceramic structure 1 of the present invention basically includes a skeleton 2 and a porous sintered body 3 filled in a gap in the skeleton 2. .

【0020】本発明における骨格体2は、相対密度が9
0%以上の緻密質焼結体からなる骨格部2aと、その骨
格部2a間に不規則的に連通した間隙部2bを有するも
のである。そして、この骨格部2a間に存在する間隙部
2b内には、多孔質焼結体3が充填されてなる。
The skeleton 2 of the present invention has a relative density of 9
It has a skeleton portion 2a made of a dense sintered body of 0% or more, and a gap portion 2b irregularly communicating between the skeleton portions 2a. The porous sintered body 3 is filled in the gap 2b existing between the skeletons 2a.

【0021】本発明によれば、比表面積の高い多孔質焼
結体3が間隙部2bに充填されている結果、透気性セラ
ミックス構造体1の総比表面積が100m2 /g以上、
特に300m2 /g以上、さらには500m2 /g以上
となることが大きな特徴である。これにより、特に、触
媒担持体としての性能が飛躍的に向上する。
According to the present invention, the porous sintered body 3 having a high specific surface area is filled in the gap 2b, so that the total specific surface area of the permeable ceramic structure 1 is 100 m 2 / g or more.
In particular, it is a significant feature that the thickness is 300 m 2 / g or more, and more preferably 500 m 2 / g or more. Thereby, especially, the performance as a catalyst carrier is dramatically improved.

【0022】透気性セラミックス構造体1については、
構造体としての機械的信頼性を高める上で、4点曲げ強
度が10MPa以上、特に15MPa以上であることが
望ましい。
As for the air-permeable ceramic structure 1,
In order to enhance the mechanical reliability of the structure, the four-point bending strength is desirably 10 MPa or more, particularly preferably 15 MPa or more.

【0023】このため、透気性セラミックス構造体1に
おいては、骨格体2と多孔質焼結体3の体積比率が構造
体1全体の強度と流体の透過量を決定する要因であり、
多孔質焼結体3の比率が小さいほど構造体の強度は高く
なる反面、流体の透過量が小さくなり、流体透過部材と
しての透過効率が低下する。かかる観点から透気性セラ
ミックス構造体中の多孔質焼結体の体積比率は、70〜
95体積%、特に80〜90体積%の割合で存在するこ
とが望ましく、その結果、構造体全体に対して骨格体2
は、5〜30体積%、 特に10〜20体積%の割合で存
在することが望ましい。
For this reason, in the permeable ceramic structure 1, the volume ratio of the skeleton 2 to the porous sintered body 3 is a factor that determines the strength of the entire structure 1 and the amount of fluid permeation.
As the ratio of the porous sintered body 3 decreases, the strength of the structure increases, but the amount of fluid permeation decreases, and the permeation efficiency as a fluid permeable member decreases. From this viewpoint, the volume ratio of the porous sintered body in the air-permeable ceramic structure is 70 to
It is desirable that it be present in a proportion of 95% by volume, especially 80 to 90% by volume, so that the skeleton 2
Is preferably present at a ratio of 5 to 30% by volume, particularly 10 to 20% by volume.

【0024】また、骨格部2aの間隙部2bに充填され
る多孔質焼結体3の気孔率は、流体の透過特性を決定す
るものであるが、本発明によれば、良好な流体透過性を
示すために、70%以上、特に75%以上であることが
望ましい。
The porosity of the porous sintered body 3 filled in the gap 2b of the skeleton 2a determines the fluid permeability, but according to the present invention, the fluid permeability is good. Is preferably 70% or more, especially 75% or more.

【0025】さらに、骨格体2については、フィルタと
しての性能を向上させる上で、多孔質焼結体3の気孔率
を高めることにより、流体の透過効率を向上させること
ができることから、多孔質焼結体3の気孔径を小さくし
てもガスを透過することができる。かかる観点から、多
孔質焼結体3の気孔径は1μm以下であることが望まし
く、これにより十数nm程度の微細な粉塵をも捕獲する
ことができる。
Further, regarding the skeletal body 2, in order to improve the performance as a filter, by increasing the porosity of the porous sintered body 3, the fluid permeation efficiency can be improved. Even if the pore diameter of the unit 3 is reduced, gas can be transmitted. From such a viewpoint, the pore diameter of the porous sintered body 3 is desirably 1 μm or less, whereby fine particles of about ten and several nm can be captured.

【0026】また、多孔質焼結体3の気孔率を上記範囲
とするために、多孔質焼結体3の平均粒径は1μm以下
であることが望ましい。
In order to keep the porosity of the porous sintered body 3 in the above range, it is desirable that the average particle size of the porous sintered body 3 is 1 μm or less.

【0027】本発明によれば、この骨格部2aを相対密
度90%以上の緻密な焼結体により形成するとともに、
骨格部2a間に存在する間隙部2bが、規則性を持たず
等方的に存在することが重要である。即ち、骨格部2a
を相対密度が90%以上、特に92%以上、さらには9
5%以上の焼結体によって形成することにより、骨格体
2全体、さらには構造体1全体の強度を高めることがで
きる。
According to the present invention, the skeleton 2a is formed of a dense sintered body having a relative density of 90% or more.
It is important that the gaps 2b existing between the skeletons 2a do not have regularity but exist isotropically. That is, the skeleton 2a
Having a relative density of 90% or more, particularly 92% or more,
By forming the sintered body of 5% or more, the strength of the entire skeleton 2 and further the entire structure 1 can be increased.

【0028】また、本発明の構造体1においては、骨格
部2a間に間隙部2bが等方的に、換言すれば、ランダ
ムに存在することにより、単純形状品から複雑形状品ま
であらゆる形状の部材に適用できるとともに、機械的特
性や透過特性などにおいて異方性を有しないため、透過
部材などの構造体としての信頼性が大きく改善される。
Also, in the structure 1 of the present invention, the gaps 2b are isotropically, in other words, randomly present between the skeleton parts 2a, so that the gaps 2b of any shape from a simple-shaped article to a complicated-shaped article are formed. Since it can be applied to a member and has no anisotropy in mechanical characteristics and transmission characteristics, the reliability as a structure such as a transmission member is greatly improved.

【0029】また、骨格部2a間の間隙部2bは、その
大きさが大きいほど、骨格体2自体の強度が低下し、外
的衝撃や、流体による衝撃によって破壊が発生しやすい
ため、本発明によれば、間隙部2bの平均径は1mm以
下、流体透過性と強度改善の見地から、特に0.1〜1
mm、さらには0.1〜0.5mmであることが望まし
い。
Further, as the size of the gap 2b between the skeletons 2a is larger, the strength of the skeleton 2 itself is reduced and the gap 2b is liable to be broken by an external impact or impact by a fluid. According to the present invention, the average diameter of the gap 2b is 1 mm or less, and from the viewpoint of improving fluid permeability and strength, particularly, 0.1 to 1
mm, more preferably 0.1 to 0.5 mm.

【0030】本発明の透気性セラミックス構造体におい
て、前記骨格部2aを構成する焼結体、あるいは間隙部
2b内に充填される多孔質焼結体3は、Al2 3 、Z
rO2 、ムライト、コージェライト、チタン酸アルミニ
ウム等の酸化物、Si3 4、AlN、TiNなどの窒
化物、SiC,TiCなどの炭化物、TiB2 、AlB
2 などのZrB2 などのホウ化物、SiAlON、Al
ONなどの酸窒化物、TiCNなどの炭窒化物の群から
選ばれる1種、あるいは2種以上を主体とする焼結体が
好適に採用されるが、高温における液体や気体との接触
による反応性を抑制し、耐食性を高める上では酸化物系
焼結体からなることが最も望ましい。
In the air-permeable ceramic structure of the present invention, the sintered body forming the skeleton 2a or the porous sintered body 3 filled in the gap 2b is made of Al 2 O 3 , Z
oxides such as rO 2 , mullite, cordierite, and aluminum titanate; nitrides such as Si 3 N 4 , AlN and TiN; carbides such as SiC and TiC; TiB 2 and AlB
Borides such as ZrB 2, such as 2, SiAlON, Al
A sintered body mainly composed of one or two or more selected from the group consisting of oxynitrides such as ON and carbonitrides such as TiCN is preferably used. From the viewpoint of suppressing corrosion resistance and increasing corrosion resistance, it is most desirable to use an oxide-based sintered body.

【0031】また、例えば、多孔質焼結体3中、特に粒
子の表面に金等の触媒を担持させることにより、例え
ば、ダイオキシン類有害物質等を分解することができ
る。
Further, for example, by carrying a catalyst such as gold on the porous sintered body 3, particularly on the surface of the particles, for example, harmful substances such as dioxins can be decomposed.

【0032】さらに、骨格部2aを構成する酸化物系焼
結体としては、室温および高温において優れた強度を有
することが要求されることから、特に、骨格部2aを構
成する酸化物系焼結体として、第1の金属酸化物からな
る主結晶相と、該主結晶相の粒内あるいは粒界に、第2
の金属酸化物粒子を分散させることにより、骨格部2a
の室温および高温での強度を高めることができる。
Further, since the oxide-based sintered body constituting the skeleton 2a is required to have excellent strength at room temperature and high temperature, the oxide-based sintered body constituting the skeleton 2a is particularly preferable. As a body, a main crystal phase composed of a first metal oxide and a second crystal within the grains or grain boundaries of the main crystal phase are formed.
By dispersing the metal oxide particles of
At room temperature and high temperature.

【0033】特に、上記第2の金属酸化物粒子は、その
成分の一部あるいは全部が主相である第1の酸化物結晶
に固溶し、その第1の酸化物結晶内から析出させて0.
3μm以下の微粒子として存在させることによってナノ
コンポジット化の効果により強度を一段と向上できる。
In particular, in the second metal oxide particles, a part or all of the components thereof are dissolved in the first oxide crystal which is the main phase and are precipitated from the first oxide crystal. 0.
The presence of fine particles of 3 μm or less can further improve the strength due to the effect of forming a nanocomposite.

【0034】上記第1の酸化物粒子としては、AL含有
酸化物からなることが望ましく、例えば、アルミナ、ム
ライトのうちの少なくとも1種、第2の酸化物結晶粒子
としては、TiまたはMgを含む複合酸化物粒子が好適
に挙げられる。
The first oxide particles are desirably composed of an oxide containing AL. For example, at least one of alumina and mullite, and the second oxide crystal particles include Ti or Mg. Composite oxide particles are preferred.

【0035】本発明の透気性セラミックス構造体を作製
するには、まず、相対密度が90%以上の緻密質焼結体
からなる骨格部2aと、その骨格部2a間に不規則的に
連通した間隙部2bを有する骨格体2を作製する。
In order to produce the air-permeable ceramic structure of the present invention, first, a skeleton 2a made of a dense sintered body having a relative density of 90% or more and irregularly connected between the skeleton 2a. The skeleton 2 having the gap 2b is produced.

【0036】このような骨格体2は、従来から周知の三
次元網目構造の形成方法によって形成できる。具体的に
は、1)焼結体原料粉末に対して、発泡材を添加混合
し、例えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、鋳込成
形、射出成形、押出し成形等により成形し、焼成する方
法、2)焼結体原料粉末に対して、有機質粉末を添加混
合し、成形、焼成して有機質粉末を消失させる方法、
3)予め三次元網目構造の有機基材を作製し、その有機
基材に対し、焼結体原料粉末を含有するスラリー中に浸
漬してスラリーを有機基材中の空隙部に充填した後、乾
燥し、焼成して有機質を焼失する方法、などが挙げられ
る。
Such a skeleton 2 can be formed by a conventionally known method for forming a three-dimensional network structure. Specifically, 1) a foaming material is added to and mixed with the raw material powder of the sintered body, and the mixture is molded by, for example, a die press, a cold isostatic press, a casting molding, an injection molding, an extrusion molding, and the like, followed by firing 2) a method of adding an organic powder to a raw material powder of a sintered body, mixing, shaping, and firing to eliminate the organic powder;
3) An organic base material having a three-dimensional network structure is prepared in advance, and the organic base material is immersed in a slurry containing raw material powder of the sintered body, and the slurry is filled in the voids in the organic base material. Drying and baking to burn off organic matter.

【0037】なお、焼成方法としては、常圧焼成、ガス
圧焼成、マイクロ波加熱焼成等が挙げられ、さらに焼成
後、熱間静水圧焼成(HIP)を行い骨格体の密度を高
めることも可能である。
Examples of the firing method include normal-pressure firing, gas-pressure firing, and microwave heating firing. After firing, hot isostatic pressing (HIP) can be performed to increase the density of the skeleton. It is.

【0038】次に、上記のようにして作製された緻密質
焼結体からなる骨格部2a間に不規則的に連通した間隙
部2bに多孔質焼結体3を充填する。本発明によれば、
多孔質焼結体3の充填方法として、例えば、多孔質焼結
体3を形成する成分を含有するゾル溶液を作製し、骨格
体2を該ゾル溶液中に浸漬することによって骨格体の間
隙内にゾル溶液を含浸する。その後、該ゾル溶液を含浸
した骨格体2をゲル化し、乾燥する。
Next, the porous sintered body 3 is filled in the gaps 2b that are irregularly communicated between the skeleton parts 2a made of the dense sintered body manufactured as described above. According to the present invention,
As a method for filling the porous sintered body 3, for example, a sol solution containing a component for forming the porous sintered body 3 is prepared, and the skeleton 2 is immersed in the sol solution to thereby form the inside of the gap of the skeleton. Is impregnated with a sol solution. Thereafter, the skeleton 2 impregnated with the sol solution is gelled and dried.

【0039】上記ゲルを乾燥する方法としては、凍結乾
燥法等も使用することができるが多孔質焼結体3の比表
面積を高めるためには、超臨界条件下での乾燥を用いる
ことが最も望ましい。
As a method for drying the gel, a freeze-drying method or the like can be used, but in order to increase the specific surface area of the porous sintered body 3, it is most preferable to use drying under supercritical conditions. desirable.

【0040】通常の乾燥方法、例えば、熱風乾燥法等に
おいては、溶媒の表面張力や接触角の影響により、粒子
の表面が平滑化されるとともに、粒子内に凝集が生じ易
くなり、粒子の比表面積は低くなるものである。
In a usual drying method, for example, a hot-air drying method, the surface of the particles is smoothed by the influence of the surface tension and the contact angle of the solvent, and the particles are easily aggregated in the particles. The surface area will be lower.

【0041】これに対し、溶媒の超臨界状態での乾燥で
は、溶媒が蒸発する際、溶媒の液滴の表面に発生する表
面張力や接触角が小さくなるために、乾燥前の粒子の表
面状態を維持しつつ、粒子間の凝集を防止することがで
きることから、多孔質焼結体の比表面積が飛躍的に向上
するとともに、多孔質焼結体内に微細な細孔を形成する
ことができるのである。
On the other hand, when the solvent is dried in a supercritical state, the surface tension and contact angle generated on the surface of the solvent droplet when the solvent evaporates become small, so that the surface state of the particles before drying is reduced. While maintaining the above, it is possible to prevent agglomeration between particles, so that the specific surface area of the porous sintered body is dramatically improved, and fine pores can be formed in the porous sintered body. is there.

【0042】なお、超臨界状態においては、物質が気体
と液体の臨界状態となり、気体並みの粘度、液体並みの
密度および気体と液体との中間の拡散係数を有するもの
であるために、前記表面張力や接触角を非常に小さくす
ることができる。
In the supercritical state, the substance is in a critical state of gas and liquid, and has a viscosity similar to that of a gas, a density similar to that of a liquid, and an intermediate diffusion coefficient between gas and liquid. The tension and contact angle can be made very small.

【0043】さらに、上記条件での乾燥後、所定の焼成
条件にて焼成することにより化学的に安定なセラミック
多孔質焼結体を形成できるとともに、多孔質焼結体を骨
格体に強固に結合せしめ、構造体としての機械的信頼性
を高めることができる。
Further, after drying under the above-mentioned conditions, by firing under predetermined firing conditions, a chemically stable ceramic porous sintered body can be formed, and the porous sintered body is firmly bonded to the skeleton. At the very least, the mechanical reliability of the structure can be improved.

【0044】なお、焼成温度については、所定の温度よ
り低いと、多孔質焼結体の骨格体への結合力が弱く、多
孔質焼結体が脱粒する場合があるためであり、所定の温
度より高いと多孔質焼結体の焼結が進行しすぎてしま
い、所望の比表面積および細孔を得ることができない。
また、上述の焼成条件は、セラミックスの材質に応じて
適宜調整されるが、例えば、アルミナについては、大気
中、500〜1100℃にて焼成することが望ましい。
If the firing temperature is lower than the predetermined temperature, the bonding strength of the porous sintered body to the skeleton is weak, and the porous sintered body may be degranulated. If it is higher, the sintering of the porous sintered body proceeds too much, and the desired specific surface area and pores cannot be obtained.
In addition, the above-mentioned firing conditions are appropriately adjusted according to the material of the ceramic. For example, alumina is preferably fired at 500 to 1100 ° C. in the air.

【0045】得られる多孔質焼結体の平均粒径は、構造
体の比表面積および細孔径を制御する上で、1μm以下
であることが望ましい。
The average particle size of the obtained porous sintered body is desirably 1 μm or less for controlling the specific surface area and the pore diameter of the structure.

【0046】また、骨格部の強度を高めることを目的と
して第1の金属酸化物からなる主相の結晶の粒内に第2
の金属酸化物粒子を析出させる方法としては、焼成中に
第1の金属酸化物に対して第2の金属酸化物が固溶する
条件で熱処理した後、第2の金属酸化物が第1の金属酸
化物に固溶しない条件、言い換えれば第1の金属酸化物
結晶から第2の金属酸化物が析出する条件で熱処理す
る。
For the purpose of increasing the strength of the skeleton, the second phase is formed within the crystal grains of the main phase composed of the first metal oxide.
As a method for precipitating the metal oxide particles, the heat treatment is performed under the condition that the second metal oxide dissolves in the first metal oxide during firing, and then the second metal oxide is subjected to the first metal oxide. The heat treatment is performed under conditions that do not form a solid solution with the metal oxide, in other words, under the condition that the second metal oxide precipitates from the first metal oxide crystal.

【0047】例えば、アルミナやムライトなどの原料
に、Ti含有酸化物を添加混合した後、成形後、水素な
どの還元雰囲気中で1300〜1700℃の温度で焼成
することによりTiをアルミナまたはムライト結晶中に
固溶させる。次に、上記の固溶体をTiのアルミナまた
はムライトへの溶解度が低い酸化性雰囲気中で1000
〜1600℃で熱処理することにより、アルミナまたは
ムライトの結晶粒内にTi酸化物を析出分散させること
ができる。
For example, a Ti-containing oxide is added to a raw material such as alumina or mullite, mixed, molded, and then fired at a temperature of 1300 to 1700 ° C. in a reducing atmosphere such as hydrogen to convert Ti into alumina or mullite crystal. Solid solution inside. Next, the above solid solution is placed in an oxidizing atmosphere having a low solubility of Ti in alumina or mullite in an oxidizing atmosphere.
By performing heat treatment at 6001600 ° C., Ti oxide can be precipitated and dispersed in the crystal grains of alumina or mullite.

【0048】次に、この成形体を公知の加熱法、例え
ば、常圧焼成法、ガス加圧焼成法、マイクロ波加熱焼成
法、さらにこれらの焼成後に熱間静水圧処理(HIP)
処理する等、種々の焼結手法によって焼結およびその後
の熱処理を行う。
Next, the formed body is heated by a known heating method, for example, a normal pressure firing method, a gas pressure firing method, a microwave heating firing method, and a hot isostatic pressure treatment (HIP) after firing.
Sintering and subsequent heat treatment are performed by various sintering techniques such as treatment.

【0049】また、アルミナまたはムライトに、Ti含
有化合物とMg含有化合物とを同モル比で添加混合し成
形後、酸化性雰囲気で1300〜1700℃で熱処理す
ることによりTiおよびMgをアルミナまたはムライト
中に固溶させることができる。その後、この固溶体を水
素などの還元雰囲気で1100〜1600℃で熱処理す
ることによりMgAl2 4 をアルミナまたはムライト
結晶の粒内に0.3μm以下の微粒として析出させるこ
とができる。
Further, a Ti-containing compound and a Mg-containing compound are added to alumina or mullite at the same molar ratio, mixed and molded, and then heat-treated at 1300 to 1700 ° C. in an oxidizing atmosphere to convert Ti and Mg into alumina or mullite. To form a solid solution. Thereafter, the solid solution is heat-treated at 1100 to 1600 ° C. in a reducing atmosphere such as hydrogen to precipitate MgAl 2 O 4 as fine particles of 0.3 μm or less in alumina or mullite crystals.

【0050】[0050]

【実施例】実施例1 平均粒径0.7μmのアルミナ(Al2 3 )粉末に、
有機バインダおよび水を添加、混合してスラリーを得
た。
EXAMPLE 1 An alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle size of 0.7 μm was
An organic binder and water were added and mixed to obtain a slurry.

【0051】次に、ウレタンフォームを上記スラリー中
に含浸/乾燥を繰り返し、ウレタンフォームの空隙内に
アルミナ原料を含浸させた後、大気中、1500℃で焼
成した。焼成によってウレタン成分が焼失し、アルミナ
質焼結体を骨格体とし、不規則的に連通した間隙部を具
備する三次元網状構造の骨格体を得た。アルキメデス法
により骨格部の密度を測定した結果、相対密度は98%
であった。また、SEM観察の結果、間隙部の平均径は
0.55mmであった。
Next, the impregnation / drying of the urethane foam in the slurry was repeated to impregnate the raw material of alumina into the voids of the urethane foam, and then fired at 1500 ° C. in the air. The urethane component was burned off by firing, and a skeleton of a three-dimensional network structure having irregularly connected gaps was obtained using the alumina-based sintered body as a skeleton. The relative density was 98% as measured by Archimedes' method.
Met. As a result of SEM observation, the average diameter of the gap was 0.55 mm.

【0052】次に、所定量のアルミニウムブトキシド
(Al(OC4 9 3 )にエタノールを加え、攪拌し
た後に塩酸溶液を滴下して加水分解を行ない、透明なベ
ーマイトゾルを作製した。
Next, ethanol was added to a predetermined amount of aluminum butoxide (Al (OC 4 H 9 ) 3 ), and after stirring, hydrochloric acid solution was added dropwise to carry out hydrolysis to produce a transparent boehmite sol.

【0053】そして、上記骨格体を前記アルミナゾル中
に浸漬、乾燥を5回繰り返し、骨格体中の間隙部にベー
マイトゾルを充填した後、室温で静置し該ゾルをゲル化
した。
Then, the above skeleton was immersed in the alumina sol and dried five times. After filling the gaps in the skeleton with the boehmite sol, the skeleton was allowed to stand at room temperature to gel the sol.

【0054】得られたゲル含有骨格体を耐圧容器内に挿
入し、55kg/cm2 の液化二酸化炭素を導入して溶
媒の置換を行なった後、二酸化炭素の超臨界条件である
80℃、160kg/cm2 で48時間保持して溶媒を
除去し、さらに、大気中、表1に示した温度で2時間焼
成し、骨格体の間隙部にアルミナからなる多孔質焼結体
が充填された多孔質構造体を得た。
The obtained gel-containing skeleton was inserted into a pressure-resistant container, and 55 kg / cm 2 of liquefied carbon dioxide was introduced to replace the solvent. / Cm 2 for 48 hours to remove the solvent, and further fired in the air at the temperature shown in Table 1 for 2 hours, so that a porous sintered body made of alumina is filled in the gaps of the skeleton. Quality structure was obtained.

【0055】得られた構造体について、窒素吸着法によ
って、総比表面積を測定した。また、ルーゼックス画像
解析により構造体中に占める多孔質焼結体の面積比率を
測定し、構造体の体積比率とみなして算出した。さら
に、構造体について水銀圧入法により、気孔率と平均気
孔径を測定し、多孔質焼結体の気孔率と平均気孔径とし
た。さらに、この構造体を3mm×4mm×40mmの
形状に加工してJISR1601に基づき4点曲げ強度
を測定した。結果は、表1に示した。
The total specific surface area of the obtained structure was measured by a nitrogen adsorption method. Further, the area ratio of the porous sintered body in the structure was measured by Luzex image analysis, and the ratio was calculated assuming the volume ratio of the structure. Further, the porosity and the average pore diameter of the structure were measured by a mercury intrusion method, and were set as the porosity and the average pore diameter of the porous sintered body. Further, this structure was processed into a shape of 3 mm × 4 mm × 40 mm, and the four-point bending strength was measured based on JISR1601. The results are shown in Table 1.

【0056】実施例2 実施例1のアルミナ(Al2 3 )粉末に対し、TiO
2 粉末を1mol%と、MgO粉末を1mol%との割
合で添加し、実施例1と同様に大気中、1500℃で焼
成した後、水素雰囲気中、1400℃で5時間焼成する
以外は実施例1と同様に作製し、評価した。結果は、表
1に示した(試料No.9)。
Example 2 The alumina (Al 2 O 3 ) powder of Example 1 was replaced with TiO 2
And 1 mol% of 2 powder, the MgO powder was added in an amount of 1 mol%, the atmosphere in the same manner as in Example 1, after firing at 1500 ° C., in a hydrogen atmosphere, except that the calcined 5 hours at 1400 ° C. Example It was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 (Sample No. 9).

【0057】比較例1 実施例1で用いたゲルを実施例と同様の超臨界条件下で
の乾燥を行ない粉末とした後、該粉末に所定量の水、有
機バインダを添加し、鋳込成形法によって成形し、大気
中、800℃で焼成し、実施例1と同様に評価し、表1
に示した(試料No.10)。
Comparative Example 1 The gel used in Example 1 was dried under supercritical conditions in the same manner as in Example 1 to obtain a powder, and a predetermined amount of water and an organic binder were added to the powder, followed by casting. It was molded at 800 ° C. in air and evaluated in the same manner as in Example 1.
(Sample No. 10).

【0058】比較例2 実施例1で用いたゲル含有骨格体に対して、80℃で4
8時間の熱風乾燥処理にて溶媒を除去した後、大気中、
800℃で2時間焼成する以外は実施例と同様にして、
骨格体の間隔部にアルミナが充填された多孔質焼結体を
得た。得られた多孔質焼結体について、実施例1と同様
に評価し、表1に示した(試料No.11)。
Comparative Example 2 The gel-containing skeleton used in Example 1 was treated at 80 ° C. for 4 hours.
After removing the solvent by hot air drying treatment for 8 hours,
Except for baking at 800 ° C. for 2 hours, the same as in Example,
A porous sintered body in which alumina was filled in the space between the skeletons was obtained. The obtained porous sintered body was evaluated in the same manner as in Example 1 and shown in Table 1 (Sample No. 11).

【0059】比較例3 平均粒径1.5μmのアルミナ( Al2 3 ) 粉末に少
量のバインダと溶媒を添加混合してスラリーを作製し、
実施例1の骨格体を該スラリー中に含浸、乾燥して、骨
格体中にスラリーを含浸させた後、80℃で48時間の
熱風乾燥処理にて溶媒を除去した後、大気中、1300
℃で2時間焼成して、骨格体の間隔部にアルミナが充填
された多孔質焼結体を得た。得られた多孔質焼結体につ
いて、実施例1と同様に評価し、表1に示した(試料N
o.12)。
Comparative Example 3 A slurry was prepared by adding a small amount of a binder and a solvent to alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle size of 1.5 μm and mixing them.
The skeleton of Example 1 was impregnated in the slurry and dried, and the skeleton was impregnated with the slurry. The solvent was removed by hot-air drying at 80 ° C. for 48 hours.
Calcination was carried out at a temperature of 2 ° C. for 2 hours to obtain a porous sintered body in which the space between the frameworks was filled with alumina. The obtained porous sintered body was evaluated in the same manner as in Example 1 and shown in Table 1 (Sample N
o. 12).

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】表1から明らかなように、本発明に基づき
骨格体内に多孔質体焼結体を充填した試料は、いずれも
曲げ強度が10MPa以上、特に15MPa以上と高い
ものであり、また、超臨界乾燥にて総比表面積が、10
0m2 /g以上の多孔質焼結体を作製することができ
た。
As is clear from Table 1, the samples filled with the porous sintered body in the skeleton body according to the present invention have a high bending strength of 10 MPa or more, particularly 15 MPa or more. Total specific surface area by critical drying is 10
A porous sintered body of 0 m 2 / g or more could be produced.

【0062】実施例3 実施例1のアルミニウムブトキシド(Al(OC
4 9 3 )に対し、塩化金酸をアルミナ(Al
2 3 )に対する金属換算量が1.5重量%となるよう
に添加する以外は実施例1と全く同様にして骨格体の間
隙部にアルミナおよび金が充填された多孔質構造体を得
た。なお、構造体の焼成温度は800℃とした。
Example 3 The aluminum butoxide of Example 1 (Al (OC
4 H 9 ) 3 ), chloroauric acid is converted to alumina (Al
A porous structure in which alumina and gold were filled in the gaps of the skeleton was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the metal conversion amount was 1.5% by weight based on 2 O 3 ). . The structure was fired at 800 ° C.

【0063】得られた構造体について実施例1と同様に
評価した結果、構造体の比表面積が430m2 /g、多
孔質焼結体の気孔率74%、平均気孔径22.1nmで
あった。
The obtained structure was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the specific surface area of the structure was 430 m 2 / g, the porosity of the porous sintered body was 74%, and the average pore diameter was 22.1 nm. .

【0064】得られた構造体について図2に示す評価装
置を用いて、フィルタ特性および触媒担持体としての特
性を評価した。
Using the evaluation device shown in FIG. 2, the obtained structure was evaluated for filter characteristics and characteristics as a catalyst carrier.

【0065】まず、得られた構造体をφ50mm×厚み
80mmの形状に切り出し、この試験片11をアルミナ
質セラミック製の管状体12内に装着した後、管状体1
2をヒータ13により200℃に加熱した状態で、ガス
導入口14より粉塵およびダイオキシン類有害物質を含
む模擬ガスを導入した。そして、管状体12内および試
験片11を透過したガスをガス排出口15にてサンプリ
ングし、ガス中に含まれる粉塵の粒子径を測定したとこ
ろ、最大粉塵6nmと非常に微細な粉塵のみが透過した
ことがわかった。
First, the obtained structure was cut out into a shape of φ50 mm × thickness 80 mm, and this test piece 11 was mounted in a tubular body 12 made of alumina ceramic.
While heating the sample No. 2 to 200 ° C. by the heater 13, a simulation gas containing dust and harmful substances of dioxins was introduced from the gas inlet 14. Then, the gas transmitted through the tubular body 12 and the test piece 11 was sampled at the gas outlet 15 and the particle diameter of the dust contained in the gas was measured. I knew it was done.

【0066】また、同時に有害物質の濃度xを測定する
とともに、評価装置内にリファレンスとして試料片を装
着しない管状体16を配置し、上記と同様に透過ガス中
の有害物質の濃度x0 を測定して、x0 とxとの比(1
−x)/x0 (%)を有害物質分解率として求めた結
果、有害物質分解率96%と良好な分解効率を示した。
At the same time, the concentration x of the harmful substance is measured, and the tubular body 16 on which no sample piece is mounted is placed in the evaluation device as a reference, and the concentration x 0 of the harmful substance in the permeated gas is measured in the same manner as described above. Then, the ratio of x 0 to x (1
-X) / x 0 (%) was determined as the harmful substance decomposition rate, and as a result, the harmful substance decomposition rate was 96%, indicating a good decomposition efficiency.

【0067】比較例4 実施例3において、ゲルの乾燥を80℃で48時間の熱
風乾燥処理にて行い溶媒を除去した後、大気中、800
℃で2時間焼成する以外は実施例3と同様にして、骨格
体の間隙部にアルミナおよび金が充填された多孔質焼結
体作製し、実施例3と同様に評価した結果、構造体の比
表面積が52m2 /g、多孔質焼結体の気孔率38%、
平均気孔径68.8nmであり、また、フィルタ特性お
よび触媒担持体としての特性は最大粉塵28nmと十数
nm程度の粉塵を捕獲できず、さらに有害物質分解率は
64%と低いものであった。
Comparative Example 4 In Example 3, the gel was dried by hot air drying at 80 ° C. for 48 hours to remove the solvent.
A porous sintered body was prepared in which alumina and gold were filled in the gaps of the skeleton in the same manner as in Example 3 except that the structure was fired at 2 ° C. for 2 hours. The specific surface area is 52 m 2 / g, the porosity of the porous sintered body is 38%,
The average pore diameter was 68.8 nm, and the filter characteristics and the characteristics as a catalyst carrier were not able to capture dust having a maximum dust of 28 nm or about several tens of nm, and the decomposition rate of harmful substances was as low as 64%. .

【0068】比較例5 比較例4におけるゲルに代えて、比較例2のアルミナ粉
末含有スラリー中に塩化金酸をアルミナ(Al2 3
に対する金属換算量が1.5重量%となるように添加す
る以外は比較例4と全く同様にして骨格体の間隙部にア
ルミナおよび金が充填された多孔質構造体を得た。比較
例4と同様に評価した結果、構造体の比表面積が13m
2 /g、多孔質焼結体の気孔率32%、平均気孔径18
μmであり、また、フィルタ特性および触媒担持体とし
ての特性は最大粉塵2.5μmとμmオーダーの粉塵し
か捕獲できず、さらに有害物質分解率は23%と低いも
のであった。
Comparative Example 5 Chloroauric acid was added to alumina (Al 2 O 3 ) in the slurry containing alumina powder of Comparative Example 2 instead of the gel of Comparative Example 4.
A porous structure in which alumina and gold were filled in the gaps of the skeleton was obtained in exactly the same manner as in Comparative Example 4 except that the metal conversion amount was 1.5% by weight based on the weight of the metal. As a result of evaluation in the same manner as in Comparative Example 4, the specific surface area of the structure was 13 m.
2 / g, porosity of porous sintered body 32%, average pore diameter 18
In addition, the filter characteristics and the characteristics as a catalyst carrier were such that the maximum dust was only 2.5 μm, and only the dust of the order of μm could be captured, and the harmful substance decomposition rate was as low as 23%.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の透気性セラ
ミックス構造体は、等方的に高い強度と流体透過特性を
有するとともにフィルタおよび触媒担持体としての優れ
た特性を有する透気性セラミックス構造体を提供するこ
とができる。
As described in detail above, the gas-permeable ceramic structure of the present invention has high strength and fluid permeability characteristics isotropically and has excellent characteristics as a filter and a catalyst carrier. Body can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の透気性セラミックス構造体の組織構造
を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a gas-permeable ceramic structure of the present invention.

【図2】本発明の透気性セラミックス構造体を用いてフ
ィルタ特性および触媒担持体としての特性を評価した評
価装置の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an evaluation apparatus for evaluating filter characteristics and characteristics as a catalyst carrier using the gas-permeable ceramic structure of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透気性セラミックス構造体 2 骨格体 2a 骨格部 2b 間隙部 3 多孔質焼結体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air-permeable ceramic structure 2 Skeleton 2a Skeleton 2b Gap 3 Porous sintered body

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】緻密質焼結体からなる骨格部間に不規則的
に連通した間隙部が形成された骨格体と、該骨格体の前
記間隙部内に充填された多孔質焼結体とからなり、総比
表面積100m2 /g以上であることを特徴とする透気
性セラミックス構造体。
1. A skeletal body in which gaps communicating irregularly are formed between skeletons made of a dense sintered body, and a porous sintered body filled in the gaps of the skeletal body. And a total specific surface area of 100 m 2 / g or more.
【請求項2】4点曲げ強度が10MPa以上であること
を特徴とする請求項1記載の透気性セラミックス構造
体。
2. The gas-permeable ceramic structure according to claim 1, wherein the four-point bending strength is 10 MPa or more.
【請求項3】前記透気性セラミックス構造体全体に対す
る前記多孔質焼結体の体積比率が70〜95体積%であ
ることを特徴とする請求項1または2に記載の透気性セ
ラミックス構造体。
3. The gas-permeable ceramic structure according to claim 1, wherein a volume ratio of the porous sintered body to the whole gas-permeable ceramic structure is 70 to 95% by volume.
【請求項4】前記多孔質焼結体の気孔率が70%以上で
あることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の
透気性セラミックス構造体。
4. The gas-permeable ceramic structure according to claim 1, wherein the porosity of the porous sintered body is 70% or more.
【請求項5】前記多孔質焼結体が、金属酸化物を主成分
とするセラミックスからなることを特徴とする請求項1
乃至4のいずれか記載の透気性セラミックス構造体。
5. The method according to claim 1, wherein the porous sintered body is made of a ceramic containing a metal oxide as a main component.
5. The air-permeable ceramic structure according to any one of items 1 to 4.
【請求項6】前記多孔質焼結体の平均気孔径が1μm以
下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記
載の透気性セラミックス構造体。
6. The gas-permeable ceramic structure according to claim 1, wherein the average pore diameter of the porous sintered body is 1 μm or less.
【請求項7】前記骨格部が、金属酸化物を主成分とする
セラミックスからなることを特徴とする請求項1記載の
透気性セラミックス構造体。
7. The gas-permeable ceramic structure according to claim 1, wherein said skeleton portion is made of a ceramic mainly composed of a metal oxide.
【請求項8】前記骨格部が、第1の金属酸化物からなる
主結晶相と、該主結晶相の粒内あるいは粒界に、第2の
金属酸化物粒子が分散してなることを特徴とする請求項
7記載の透気性セラミックス構造体。
8. The method according to claim 1, wherein the skeleton comprises a main crystal phase composed of a first metal oxide, and second metal oxide particles dispersed in the grains of the main crystal phase or in grain boundaries. The air-permeable ceramic structure according to claim 7, wherein
【請求項9】前記第1の金属酸化物がAl含有酸化物か
らなることを特徴とする請求項7または8記載の透気性
セラミックス構造体。
9. The gas-permeable ceramic structure according to claim 7, wherein said first metal oxide is made of an Al-containing oxide.
【請求項10】前記第2の金属酸化物が、TiまたはM
gを含有することを特徴とする請求項7または8記載の
透気性セラミックス構造体。
10. The method according to claim 10, wherein the second metal oxide is Ti or M
The gas-permeable ceramic structure according to claim 7 or 8, wherein g is contained.
【請求項11】請求項1乃至10のいずれか記載の透気
性セラミックス構造体からなる流体透過部材。
11. A fluid-permeable member comprising the gas-permeable ceramic structure according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002121087A (en) * 2000-10-13 2002-04-23 Toshiba Ceramics Co Ltd Ceramics porous sintered compact and method for producing the same
JP2006182595A (en) * 2004-12-27 2006-07-13 Nippon Tungsten Co Ltd Dark color porous sintered compact and its producing method

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