JP2000351679A - 炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体 - Google Patents
炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細な細孔径、高い気孔率、および高い強度
を有する炭化ケイ素質多孔体を提供する。 【解決手段】 平均粒径が０．１〜２μｍの範囲にある
炭化ケイ素粉末１００重量部に、アルミナおよびシリカ
を含有しかつ融点が１３００℃以下である化合物８〜２
５重量部を混合、成形して気孔率が４０〜５５％である
炭化ケイ素質成形体とし、該成形体を非酸化性雰囲気中
１３２０℃以下で焼成する。
を有する炭化ケイ素質多孔体を提供する。 【解決手段】 平均粒径が０．１〜２μｍの範囲にある
炭化ケイ素粉末１００重量部に、アルミナおよびシリカ
を含有しかつ融点が１３００℃以下である化合物８〜２
５重量部を混合、成形して気孔率が４０〜５５％である
炭化ケイ素質成形体とし、該成形体を非酸化性雰囲気中
１３２０℃以下で焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炭化ケイ素質多孔体
の製造方法および炭化ケイ素質多孔体に関する。
の製造方法および炭化ケイ素質多孔体に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化ケイ素質焼結体は、高い硬度、優れ
た耐摩耗性、優れた化学的安定性に加え、小さい熱膨張
率、高温での高い強度など耐熱材料として優れた特性を
有していることから、高温炉用耐火材料、熱交換器など
の高温構造用材料として広く使用できる。これらの優れ
た特性を活かし、炭化ケイ素質焼結体の多孔体（以下、
単に炭化ケイ素質多孔体と称する）を用い、ディーゼル
エンジンの脱塵装置用フィルタや、高温燃焼ガス中に含
まれる灰等を分離するための高温フィルタに適用する試
みがなされている。
た耐摩耗性、優れた化学的安定性に加え、小さい熱膨張
率、高温での高い強度など耐熱材料として優れた特性を
有していることから、高温炉用耐火材料、熱交換器など
の高温構造用材料として広く使用できる。これらの優れ
た特性を活かし、炭化ケイ素質焼結体の多孔体（以下、
単に炭化ケイ素質多孔体と称する）を用い、ディーゼル
エンジンの脱塵装置用フィルタや、高温燃焼ガス中に含
まれる灰等を分離するための高温フィルタに適用する試
みがなされている。
【０００３】このようなフィルタ用途においては、耐熱
性、耐食性だけでなく、流体の透過抵抗が小さく、かつ
高い効率で異物粒子を取り除くことができることが要求
される。異物粒子は種類によって種々の形状、大きさを
持つため、その種類に応じて適切な細孔径および気孔率
を有するフィルタを選択することが重要である。
性、耐食性だけでなく、流体の透過抵抗が小さく、かつ
高い効率で異物粒子を取り除くことができることが要求
される。異物粒子は種類によって種々の形状、大きさを
持つため、その種類に応じて適切な細孔径および気孔率
を有するフィルタを選択することが重要である。
【０００４】例えば、気体分離などにフィルタを使用す
る場合、多孔質セラミックス基材上に極微細な細孔径を
有する分離膜を担持する方法が用いられるが、欠陥のな
い分離膜を効果的に担持するためには、多孔質セラミッ
クス基材表面の平均細孔径を０．１μｍ程度より小さく
制御する必要がある。
る場合、多孔質セラミックス基材上に極微細な細孔径を
有する分離膜を担持する方法が用いられるが、欠陥のな
い分離膜を効果的に担持するためには、多孔質セラミッ
クス基材表面の平均細孔径を０．１μｍ程度より小さく
制御する必要がある。
【０００５】多孔質セラミックス基材表面の平均細孔径
を制御するためには、基材の外側面を微細なセラミック
ス粉末を塗布または含浸させて被覆し、熱処理を行う方
法等が用いられるが、所望の平均細孔径を得るためには
同様の操作を複数回繰り返して行うことが必要になり工
程が長くなる問題がある。
を制御するためには、基材の外側面を微細なセラミック
ス粉末を塗布または含浸させて被覆し、熱処理を行う方
法等が用いられるが、所望の平均細孔径を得るためには
同様の操作を複数回繰り返して行うことが必要になり工
程が長くなる問題がある。
【０００６】上記問題を解決するため、基材自体の平均
細孔径が０．１ｍｍ以下である多孔質セラミックス基材
の開発が種々試みられている。例えば、骨材となる炭化
ケイ素粒子にガラス質フラックスまたは粘土質の結合材
を加え、成形した後、得られた成形体を前記結合材が溶
融する温度で焼き固めて炭化ケイ素質多孔体を得る方法
が知られている。しかし、この方法により得られる多孔
体は、炭化ケイ素粒子として粗大なものが用いられるた
め、強度が低く、細孔径も１μｍ以上であるのが通例で
あった。
細孔径が０．１ｍｍ以下である多孔質セラミックス基材
の開発が種々試みられている。例えば、骨材となる炭化
ケイ素粒子にガラス質フラックスまたは粘土質の結合材
を加え、成形した後、得られた成形体を前記結合材が溶
融する温度で焼き固めて炭化ケイ素質多孔体を得る方法
が知られている。しかし、この方法により得られる多孔
体は、炭化ケイ素粒子として粗大なものが用いられるた
め、強度が低く、細孔径も１μｍ以上であるのが通例で
あった。
【０００７】一方、炭化ケイ素質多孔体の平均細孔径を
１μｍ以下にする技術としては、特開平７−１８７８４
５号公報に、平均粒径が１．０μｍ以下の炭化ケイ素粉
末に、炭素原子を含むシリコーンオリゴマーを、ケイ素
含有量に換算して１〜９９重量％添加して混合、成形し
た後、非酸化性雰囲気中において１２００℃以上の温度
で焼結する方法が開示されている。しかし、シリコーン
オリゴマーを添加することなく炭化ケイ素質多孔体の細
孔径を１μｍ以下、特に０．１μｍ以下に制御する技術
に関しては開示されていない。
１μｍ以下にする技術としては、特開平７−１８７８４
５号公報に、平均粒径が１．０μｍ以下の炭化ケイ素粉
末に、炭素原子を含むシリコーンオリゴマーを、ケイ素
含有量に換算して１〜９９重量％添加して混合、成形し
た後、非酸化性雰囲気中において１２００℃以上の温度
で焼結する方法が開示されている。しかし、シリコーン
オリゴマーを添加することなく炭化ケイ素質多孔体の細
孔径を１μｍ以下、特に０．１μｍ以下に制御する技術
に関しては開示されていない。
【０００８】また特許第２８５５４７１号公報には、ア
ルカリ金属を含有する、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、
コロイダルシリカ等の結合材を、アルカリ金属の含有量
が１００〜５００ｐｐｍになるように炭化ケイ素粉末に
混合し、低温で焼成することにより、ケイ酸によって炭
化ケイ素粒子が結合された炭化ケイ素質多孔体を得る方
法が開示されている。しかし、この方法においても炭化
ケイ素質多孔体の平均細孔径を微細に制御するととも
に、高い気孔率および高強度を実現することは難しいと
いう問題があった。
ルカリ金属を含有する、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、
コロイダルシリカ等の結合材を、アルカリ金属の含有量
が１００〜５００ｐｐｍになるように炭化ケイ素粉末に
混合し、低温で焼成することにより、ケイ酸によって炭
化ケイ素粒子が結合された炭化ケイ素質多孔体を得る方
法が開示されている。しかし、この方法においても炭化
ケイ素質多孔体の平均細孔径を微細に制御するととも
に、高い気孔率および高強度を実現することは難しいと
いう問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、平均細孔径
が０．１５μｍ、特には０．１μｍ以下と小さく、３０
％以上の高い気孔率を有し、かつ、５０ＭＰａ以上の高
い機械的強度を有する極めて有用な炭化ケイ素質多孔体
の製造方法を提供することを目的とする。
が０．１５μｍ、特には０．１μｍ以下と小さく、３０
％以上の高い気孔率を有し、かつ、５０ＭＰａ以上の高
い機械的強度を有する極めて有用な炭化ケイ素質多孔体
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径が
０．１〜２μｍの範囲にある炭化ケイ素粉末１００重量
部に、アルミナおよびシリカを含有しかつ融点が１３０
０℃以下である化合物８〜２５重量部を混合、成形して
気孔率が４０〜５５％である炭化ケイ素質成形体とし、
該成形体を非酸化性雰囲気中１３２０℃以下で焼成する
ことを特徴とする炭化ケイ素質多孔体の製造方法を提供
する。
０．１〜２μｍの範囲にある炭化ケイ素粉末１００重量
部に、アルミナおよびシリカを含有しかつ融点が１３０
０℃以下である化合物８〜２５重量部を混合、成形して
気孔率が４０〜５５％である炭化ケイ素質成形体とし、
該成形体を非酸化性雰囲気中１３２０℃以下で焼成する
ことを特徴とする炭化ケイ素質多孔体の製造方法を提供
する。
【００１１】また、本発明は、アルカリ金属のアルミノ
ケイ酸塩によって強固に結合された炭化ケイ素質多孔体
であって、気孔率が３０％以上、平均細孔径が０．１５
μｍ以下、かつ破壊強度が５０ＭＰａ以上であることを
特徴とする炭化ケイ素質多孔体を提供する。
ケイ酸塩によって強固に結合された炭化ケイ素質多孔体
であって、気孔率が３０％以上、平均細孔径が０．１５
μｍ以下、かつ破壊強度が５０ＭＰａ以上であることを
特徴とする炭化ケイ素質多孔体を提供する。
【００１２】本明細書中において、平均細孔径は水銀圧
入法により測定された容積基準メジアン細孔直径であ
る。炭化ケイ素質多孔体の気孔率はアルキメデス法を用
いて測定された見掛気孔率である。炭化ケイ素質成形体
の気孔率は、該成形体の寸法と重量から密度を算出し、
それを１から差し引いて１００倍した値である。破壊強
度はＪＩＳＲ １６０１に準拠した４点曲げ試験法によ
り測定された強度である。
入法により測定された容積基準メジアン細孔直径であ
る。炭化ケイ素質多孔体の気孔率はアルキメデス法を用
いて測定された見掛気孔率である。炭化ケイ素質成形体
の気孔率は、該成形体の寸法と重量から密度を算出し、
それを１から差し引いて１００倍した値である。破壊強
度はＪＩＳＲ １６０１に準拠した４点曲げ試験法によ
り測定された強度である。
【００１３】炭化ケイ素粉末は焼結しにくい材料であ
り、通常炭化ケイ素粉末のみを焼成しても緻密な焼結体
を得ることはできず多孔質になる。本発明者らは焼結助
剤無添加の場合の炭化ケイ素焼結体の特性について種々
検討した結果、平均粒径が０．２〜１μｍの範囲にある
炭化ケイ素粉末を使用し、気孔率が４０〜５０％である
成形体を作製し、不活性雰囲気中１３２０℃以下で焼成
することにより、平均細孔径が０．１５μｍ以下である
炭化ケイ素質多孔体が得られることを見出した。
り、通常炭化ケイ素粉末のみを焼成しても緻密な焼結体
を得ることはできず多孔質になる。本発明者らは焼結助
剤無添加の場合の炭化ケイ素焼結体の特性について種々
検討した結果、平均粒径が０．２〜１μｍの範囲にある
炭化ケイ素粉末を使用し、気孔率が４０〜５０％である
成形体を作製し、不活性雰囲気中１３２０℃以下で焼成
することにより、平均細孔径が０．１５μｍ以下である
炭化ケイ素質多孔体が得られることを見出した。
【００１４】さらに、本発明者らは１３２０℃以下の焼
結温度で炭化ケイ素粒子間の結合を強化する方法につい
て種々検討した結果、炭化ケイ素粉末にアルミナ（Ａｌ
２Ｏ ３）およびシリカ（ＳｉＯ２）を含有しかつ融点が
１３００℃以下である化合物を添加することにより、平
均細孔径が０．１５μｍ以下であり、かつ高い機械的強
度を有する炭化ケイ素質多孔体が得られることを見出し
た。
結温度で炭化ケイ素粒子間の結合を強化する方法につい
て種々検討した結果、炭化ケイ素粉末にアルミナ（Ａｌ
２Ｏ ３）およびシリカ（ＳｉＯ２）を含有しかつ融点が
１３００℃以下である化合物を添加することにより、平
均細孔径が０．１５μｍ以下であり、かつ高い機械的強
度を有する炭化ケイ素質多孔体が得られることを見出し
た。
【００１５】本発明で使用する炭化ケイ素粉末は、平均
粒径が０．１〜２μｍの範囲にあるものである。平均粒
径が２μｍより大きいものでは、得られる多孔体の平均
細孔径が大きくなり、充分な強度が得らない。また、
０．１μｍより小さいものでは、得られる多孔体の密度
が高くなり充分な気孔率が得られない。特には、平均粒
径が０．２〜１μｍの範囲にある炭化ケイ素粉末を使用
するのが好ましい。
粒径が０．１〜２μｍの範囲にあるものである。平均粒
径が２μｍより大きいものでは、得られる多孔体の平均
細孔径が大きくなり、充分な強度が得らない。また、
０．１μｍより小さいものでは、得られる多孔体の密度
が高くなり充分な気孔率が得られない。特には、平均粒
径が０．２〜１μｍの範囲にある炭化ケイ素粉末を使用
するのが好ましい。
【００１６】また、炭化ケイ素粉末としては、粒径が２
μｍより大きい粒子の含有量が全体の２０重量％以下、
特には１０重量％以下であるものを使用するのが好まし
い。上記粒子の含有量が２０重量％より多い場合は、粉
末の充填が促進されるため得られる多孔体の密度が高く
なり好ましくない。
μｍより大きい粒子の含有量が全体の２０重量％以下、
特には１０重量％以下であるものを使用するのが好まし
い。上記粒子の含有量が２０重量％より多い場合は、粉
末の充填が促進されるため得られる多孔体の密度が高く
なり好ましくない。
【００１７】本発明においては、アルミナおよびシリカ
を含有し、かつ融点が１３００℃以下である化合物を用
いる。上記化合物としては、融点が８００℃以上である
ものが好ましく、特には融点が１０００〜１２５０℃で
あるものを用いるのが好ましい。アルミナは通常１８０
０℃以上の温度で加熱されることによって、炭化ケイ素
粒子表面に存在するシリカと反応して液相を形成し、こ
の液相による炭化ケイ素粒子の再配列や溶解−析出によ
って焼結が進行すると考えられている。本発明では、ア
ルミナおよびシリカを含有し、かつ１３００℃以下の低
融点を持つ化合物を添加することによって、溶けた液相
が炭化ケイ素粒子表面に強固に付着すると同時に、この
液相が冷却によってガラス質の結合相を形成し、粒子間
の結合強度が向上すると考えられる。
を含有し、かつ融点が１３００℃以下である化合物を用
いる。上記化合物としては、融点が８００℃以上である
ものが好ましく、特には融点が１０００〜１２５０℃で
あるものを用いるのが好ましい。アルミナは通常１８０
０℃以上の温度で加熱されることによって、炭化ケイ素
粒子表面に存在するシリカと反応して液相を形成し、こ
の液相による炭化ケイ素粒子の再配列や溶解−析出によ
って焼結が進行すると考えられている。本発明では、ア
ルミナおよびシリカを含有し、かつ１３００℃以下の低
融点を持つ化合物を添加することによって、溶けた液相
が炭化ケイ素粒子表面に強固に付着すると同時に、この
液相が冷却によってガラス質の結合相を形成し、粒子間
の結合強度が向上すると考えられる。
【００１８】アルミナおよびシリカを含有し、かつ融点
が１３００℃以下である化合物としては、アルミノケイ
酸塩、特にはアルカリ金属のアルミノケイ酸塩を用いる
のが好ましい。酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）等のアルカ
リ金属酸化物はアルミナおよびシリカの融点を下げる作
用を示すが、アルカリ金属酸化物を粉末状等の形態で単
独で添加しても、比較的低い強度の多孔体しか得られ
ず、また、生成される液相の分布が不均一になることか
ら平均細孔径の制御が困難になる。
が１３００℃以下である化合物としては、アルミノケイ
酸塩、特にはアルカリ金属のアルミノケイ酸塩を用いる
のが好ましい。酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）等のアルカ
リ金属酸化物はアルミナおよびシリカの融点を下げる作
用を示すが、アルカリ金属酸化物を粉末状等の形態で単
独で添加しても、比較的低い強度の多孔体しか得られ
ず、また、生成される液相の分布が不均一になることか
ら平均細孔径の制御が困難になる。
【００１９】アルカリ金属のアルミノケイ酸塩として
は、長石類、リチウム等を含む化合物が好ましい。なか
でも、ソーダ長石またはカリ長石を用いた場合は、所望
の気孔率、平均細孔径および強度を有する炭化ケイ素質
多孔体が得られるので特に好ましい。その他のアルミノ
ケイ酸塩としては、コージェライトは若干融点が高い
が、多孔体の強度が低くなることがあることに配慮すれ
ば使用でき、β−スポジュメン、ユークリプタイトおよ
びペタライトも使用できる。
は、長石類、リチウム等を含む化合物が好ましい。なか
でも、ソーダ長石またはカリ長石を用いた場合は、所望
の気孔率、平均細孔径および強度を有する炭化ケイ素質
多孔体が得られるので特に好ましい。その他のアルミノ
ケイ酸塩としては、コージェライトは若干融点が高い
が、多孔体の強度が低くなることがあることに配慮すれ
ば使用でき、β−スポジュメン、ユークリプタイトおよ
びペタライトも使用できる。
【００２０】本発明では、アルミナおよびシリカを含有
し、かつ融点が１３００℃以下である化合物を、炭化ケ
イ素粉末１００重量部に対して８〜２５重量部の範囲で
添加する。上記化合物の添加量が８重量部より少ない場
合は充分な強度を有する多孔体が得られず、また２５重
量部より多い場合は焼成する際に形成される液相の量が
過剰となり、所定の気孔率を有する成形体が得られず、
成形体が変形することがある。なお、上記化合物のより
好ましい添加量は１０〜２０重量部である。
し、かつ融点が１３００℃以下である化合物を、炭化ケ
イ素粉末１００重量部に対して８〜２５重量部の範囲で
添加する。上記化合物の添加量が８重量部より少ない場
合は充分な強度を有する多孔体が得られず、また２５重
量部より多い場合は焼成する際に形成される液相の量が
過剰となり、所定の気孔率を有する成形体が得られず、
成形体が変形することがある。なお、上記化合物のより
好ましい添加量は１０〜２０重量部である。
【００２１】本発明においては、炭化ケイ素粉末と、ア
ルミナおよびシリカを含有し、かつ融点が１３００℃以
下である化合物とを、通常のセラミックスの製造に用い
られるボールミル等によって混合した後、プレス法等に
よって成形する。
ルミナおよびシリカを含有し、かつ融点が１３００℃以
下である化合物とを、通常のセラミックスの製造に用い
られるボールミル等によって混合した後、プレス法等に
よって成形する。
【００２２】ここで、成形体の気孔率は４０〜５５％と
する。成形体の気孔率が４０％未満である場合は、充分
な気孔率を有する多孔体が得られず、５５％を超える場
合は、０．１５μｍ以下、特には０．１μｍ以下の平均
細孔径を有し、充分な強度を有する多孔体が得られな
い。なお、０．１μｍ以下の平均細孔径を有する多孔体
を得るためには、成形体の気孔率は５０％未満とするの
が好ましい。
する。成形体の気孔率が４０％未満である場合は、充分
な気孔率を有する多孔体が得られず、５５％を超える場
合は、０．１５μｍ以下、特には０．１μｍ以下の平均
細孔径を有し、充分な強度を有する多孔体が得られな
い。なお、０．１μｍ以下の平均細孔径を有する多孔体
を得るためには、成形体の気孔率は５０％未満とするの
が好ましい。
【００２３】本発明において、成形体の気孔率は、成形
する際の条件を実験的に求めることで調整できる。使用
する原料にもよるが、本発明における粒度を有する炭化
ケイ素粉末を用いる場合、ＣＩＰ（Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓ
ｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）成形ならば、７５〜２
５０ＭＰａ、特には９０〜２００ＭＰａの圧力で成形す
ることにより、概ね所望の気孔率を有する成形体が得ら
れる。鋳込み成形の場合は使用するスラリーの分散性を
制御することで、射出成形や押出し成形の場合は粉末と
樹脂の配合比を調整することで成形体の気孔率を制御で
きる。
する際の条件を実験的に求めることで調整できる。使用
する原料にもよるが、本発明における粒度を有する炭化
ケイ素粉末を用いる場合、ＣＩＰ（Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓ
ｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）成形ならば、７５〜２
５０ＭＰａ、特には９０〜２００ＭＰａの圧力で成形す
ることにより、概ね所望の気孔率を有する成形体が得ら
れる。鋳込み成形の場合は使用するスラリーの分散性を
制御することで、射出成形や押出し成形の場合は粉末と
樹脂の配合比を調整することで成形体の気孔率を制御で
きる。
【００２４】本発明においては、炭化ケイ素質成形体を
非酸化性雰囲気中１３２０℃以下で焼成するが、充分な
強度を有する多孔体を得るためには１２００〜１３００
℃の温度範囲で焼成することが好ましい。焼成温度は、
アルミナおよびシリカを含有し、かつ融点が１３００℃
以下である化合物より高い温度とする。また、成形体は
非酸化性雰囲気下で焼成することが必要であるが、これ
は酸化性雰囲気では炭化ケイ素粒子の酸化が進行するた
め、該粒子の体積が変化し、平均細孔径の制御が困難で
あり、かつ充分な強度を有する多孔体を得ることが困難
であるためである。非酸化性雰囲気としては、アルゴン
や窒素などの不活性雰囲気が好ましいが、還元性雰囲気
であってもよい。
非酸化性雰囲気中１３２０℃以下で焼成するが、充分な
強度を有する多孔体を得るためには１２００〜１３００
℃の温度範囲で焼成することが好ましい。焼成温度は、
アルミナおよびシリカを含有し、かつ融点が１３００℃
以下である化合物より高い温度とする。また、成形体は
非酸化性雰囲気下で焼成することが必要であるが、これ
は酸化性雰囲気では炭化ケイ素粒子の酸化が進行するた
め、該粒子の体積が変化し、平均細孔径の制御が困難で
あり、かつ充分な強度を有する多孔体を得ることが困難
であるためである。非酸化性雰囲気としては、アルゴン
や窒素などの不活性雰囲気が好ましいが、還元性雰囲気
であってもよい。
【００２５】本発明の製造方法により得られる炭化ケイ
素質多孔体としては、アルカリ金属のアルミノケイ酸塩
によって強固に結合された炭化ケイ素質多孔体であっ
て、気孔率が３０％以上であり、平均細孔径が０．１５
μｍ以下であり、かつ破壊強度が５０ＭＰａ以上である
炭化ケイ素質多孔体が好ましい。なかでも平均細孔径が
０．１μｍ以下であるものは特に好ましい。
素質多孔体としては、アルカリ金属のアルミノケイ酸塩
によって強固に結合された炭化ケイ素質多孔体であっ
て、気孔率が３０％以上であり、平均細孔径が０．１５
μｍ以下であり、かつ破壊強度が５０ＭＰａ以上である
炭化ケイ素質多孔体が好ましい。なかでも平均細孔径が
０．１μｍ以下であるものは特に好ましい。
【００２６】上記物性を有する炭化ケイ素質多孔体は、
セラミックス分離膜を担持するための多孔質基材の他、
微粒子フィルター等の用途に用いることができる。
セラミックス分離膜を担持するための多孔質基材の他、
微粒子フィルター等の用途に用いることができる。
【００２７】
【実施例】以下に本発明を実施例および比較例にて説明
する。なお、例１〜例５は本発明の実施例であり、例６
〜例１０は比較例である。
する。なお、例１〜例５は本発明の実施例であり、例６
〜例１０は比較例である。
【００２８】平均粒径が０．６μｍまたは３μｍの炭化
ケイ素粉末（昭和電工社製品名：Ａ−１、粒径が２μｍ
より大きい粒子の含有量：５．７重量％）１００重量部
に対して、ソーダ長石（化学式：Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３
・６ＳｉＯ２、融点：１１１８℃）またはカリ長石（化
学式：Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２、融点：１１５
０℃）を１０〜２０重量部添加し、ボールミルにより混
合した。次いで、得られた混合粉末を乾燥し、機械プレ
スにより２００ｋｇ／ｃｍ２で仮成形した後、４９〜２
９４ＭＰａの圧力下でＣＩＰ成形を行い、種々の気孔率
を有する炭化ケイ素質成形体を作製した。この成形体を
黒鉛容器に入れ、抵抗加熱炉を用いてアルゴン雰囲気
中、１２００〜１５００℃の温度で２時間焼成し、炭化
ケイ素質多孔体を得た。製造条件および評価結果を表１
に示す。
ケイ素粉末（昭和電工社製品名：Ａ−１、粒径が２μｍ
より大きい粒子の含有量：５．７重量％）１００重量部
に対して、ソーダ長石（化学式：Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３
・６ＳｉＯ２、融点：１１１８℃）またはカリ長石（化
学式：Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２、融点：１１５
０℃）を１０〜２０重量部添加し、ボールミルにより混
合した。次いで、得られた混合粉末を乾燥し、機械プレ
スにより２００ｋｇ／ｃｍ２で仮成形した後、４９〜２
９４ＭＰａの圧力下でＣＩＰ成形を行い、種々の気孔率
を有する炭化ケイ素質成形体を作製した。この成形体を
黒鉛容器に入れ、抵抗加熱炉を用いてアルゴン雰囲気
中、１２００〜１５００℃の温度で２時間焼成し、炭化
ケイ素質多孔体を得た。製造条件および評価結果を表１
に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１において、成形体の気孔率は成形体の
寸法と重量から密度を算出し、それを１から差し引いて
１００倍した値である。炭化ケイ素質多孔体の気孔率
は、アルキメデス法を用いて測定した見掛気孔率であ
る。破壊強度は、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠して４点
曲げ強度を測定した値である。平均細孔径は水銀圧入法
によりポロシメーターを用いて測定した値である。
寸法と重量から密度を算出し、それを１から差し引いて
１００倍した値である。炭化ケイ素質多孔体の気孔率
は、アルキメデス法を用いて測定した見掛気孔率であ
る。破壊強度は、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠して４点
曲げ強度を測定した値である。平均細孔径は水銀圧入法
によりポロシメーターを用いて測定した値である。
【００３１】また、例１〜例５で得られた炭化ケイ素質
多孔体の切断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、
そのいずれにおいても微細な炭化ケイ素粒子がアルミノ
ケイ酸塩によって強固に結合されていることが確認され
た。
多孔体の切断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、
そのいずれにおいても微細な炭化ケイ素粒子がアルミノ
ケイ酸塩によって強固に結合されていることが確認され
た。
【００３２】
【発明の効果】本発明により、平均細孔径が０．１５μ
ｍ、特には０．１μｍ以下の微細な平均細孔径を有する
とともに、３０％以上の高い気孔率を有し、かつ、５０
ＭＰａ以上の高い機械的強度を有する極めて有用な炭化
ケイ素質多孔体が得られる。
ｍ、特には０．１μｍ以下の微細な平均細孔径を有する
とともに、３０％以上の高い気孔率を有し、かつ、５０
ＭＰａ以上の高い機械的強度を有する極めて有用な炭化
ケイ素質多孔体が得られる。
【００３３】この炭化ケイ素質多孔体は、気体分離用に
用いられる分離膜を担持するためのセラミックス基材
等、平均細孔径を微細に制御する必要のある用途に適し
ており、産業上極めて有用である。
用いられる分離膜を担持するためのセラミックス基材
等、平均細孔径を微細に制御する必要のある用途に適し
ており、産業上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G001 BA03 BA04 BA22 BB03 BB04 BB22 BC13 BC53 BC54 BD14 BE33 BE34 4G019 FA13 GA01 GA04
Claims (4)
- 【請求項１】 平均粒径が０．１〜２μｍの範囲にある
炭化ケイ素粉末１００重量部に、アルミナおよびシリカ
を含有しかつ融点が１３００℃以下である化合物８〜２
５重量部を混合、成形して気孔率が４０〜５５％である
炭化ケイ素質成形体とし、該成形体を非酸化性雰囲気中
１３２０℃以下で焼成することを特徴とする炭化ケイ素
質多孔体の製造方法。 - 【請求項２】 炭化ケイ素粉末の平均粒径が０．２〜１
μｍである請求項１に記載の炭化ケイ素質多孔体の製造
方法。 - 【請求項３】 アルミナおよびシリカを含有しかつ融点
が１３００℃以下である化合物が、ソーダ長石および／
またはカリ長石である請求項１または２に記載の炭化ケ
イ素質多孔体の製造方法。 - 【請求項４】 アルカリ金属のアルミノケイ酸塩によっ
て強固に結合された炭化ケイ素質多孔体であって、気孔
率が３０％以上、平均細孔径が０．１５μｍ以下、かつ
破壊強度が５０ＭＰａ以上であることを特徴とする炭化
ケイ素質多孔体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11160654A JP2000351679A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11160654A JP2000351679A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000351679A true JP2000351679A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15719619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11160654A Pending JP2000351679A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000351679A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002226260A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kyocera Corp | アルミノシリケート系焼結体及びこれを用いた応力緩和部材 |
| WO2003082771A1 (fr) * | 2002-03-29 | 2003-10-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Materiau poreux et son procede de production |
| WO2011071051A1 (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-16 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 多孔質セラミックス焼結体および多孔質セラミックス焼結体の製造方法 |
| CN111868008A (zh) * | 2017-12-20 | 2020-10-30 | 福乐尼·乐姆宝公开有限公司 | 以碳化硅制作具有受控孔隙率的多孔预成型件的方法以及碳化硅多孔预成型件 |
| CN112760030A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-05-07 | 宁波革创新材料科技有限公司 | 耐磨高强型涂料及其制备方法 |
| CN114956855A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-08-30 | 郑州市新郑梅久实业有限公司 | 一种环保陶粒生产工艺 |
-
1999
- 1999-06-08 JP JP11160654A patent/JP2000351679A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002226260A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kyocera Corp | アルミノシリケート系焼結体及びこれを用いた応力緩和部材 |
| JP4540239B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2010-09-08 | 京セラ株式会社 | アルミノシリケート系焼結体及びこれを用いた応力緩和部材 |
| WO2003082771A1 (fr) * | 2002-03-29 | 2003-10-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Materiau poreux et son procede de production |
| US7473464B2 (en) | 2002-03-29 | 2009-01-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Porous material and method for production thereof |
| US8092740B2 (en) | 2002-03-29 | 2012-01-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of manufacturing a porous material |
| WO2011071051A1 (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-16 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 多孔質セラミックス焼結体および多孔質セラミックス焼結体の製造方法 |
| JP5712142B2 (ja) * | 2009-12-08 | 2015-05-07 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 多孔質セラミックス焼結体および多孔質セラミックス焼結体の製造方法 |
| CN111868008A (zh) * | 2017-12-20 | 2020-10-30 | 福乐尼·乐姆宝公开有限公司 | 以碳化硅制作具有受控孔隙率的多孔预成型件的方法以及碳化硅多孔预成型件 |
| CN111868008B (zh) * | 2017-12-20 | 2022-12-23 | 乐姆宝公开有限公司 | 以碳化硅制作具有受控孔隙率的多孔预成型件的方法以及碳化硅多孔预成型件 |
| CN112760030A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-05-07 | 宁波革创新材料科技有限公司 | 耐磨高强型涂料及其制备方法 |
| CN112760030B (zh) * | 2021-02-01 | 2023-08-18 | 湖南湘龙建材有限公司 | 耐磨高强型涂料及其制备方法 |
| CN114956855A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-08-30 | 郑州市新郑梅久实业有限公司 | 一种环保陶粒生产工艺 |
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