JP2584176B2 - 金属製触媒担体の製造方法 - Google Patents
金属製触媒担体の製造方法Info
- Publication number
- JP2584176B2 JP2584176B2 JP4297033A JP29703392A JP2584176B2 JP 2584176 B2 JP2584176 B2 JP 2584176B2 JP 4297033 A JP4297033 A JP 4297033A JP 29703392 A JP29703392 A JP 29703392A JP 2584176 B2 JP2584176 B2 JP 2584176B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst carrier
- metal catalyst
- metal
- carrier element
- metal plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 108
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 108
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 21
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 17
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 35
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 24
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 24
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 13
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009778 extrusion testing Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
- F01N3/2814—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates all sheets, plates or foils being corrugated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
- F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
- F01N2330/321—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils with two or more different kinds of corrugations in the same substrate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車用の触
媒コンバータに使用される金属製触媒担体の製造方法に
関するものである。
媒コンバータに使用される金属製触媒担体の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の金属製触媒担体として
は、例えば、特開平１−２６６９７８号公報，特開平２
−１３９０４４号公報等に開示されるものが知られてい
る。
は、例えば、特開平１−２６６９７８号公報，特開平２
−１３９０４４号公報等に開示されるものが知られてい
る。
【０００３】これを図９ないし図１４により説明する。
先ず、図９または図１０に示す如く、Ａｌ含有材の金属
材料からなる平板状の金属製板２と波板状の金属製板３
とを交互に巻回した金属製触媒担体素子１を作成する。
先ず、図９または図１０に示す如く、Ａｌ含有材の金属
材料からなる平板状の金属製板２と波板状の金属製板３
とを交互に巻回した金属製触媒担体素子１を作成する。
【０００４】ここで、波板状の金属製板３の波の山部と
谷部との高さ３ａは 0.5〜 3.0mm、波の山部と山部との
ピッチ３ｂは 1.0〜 3.0mmとした。また、図１０の金属
製触媒担体素子１は、平板状の金属製板２が、波板状の
金属製板３の波の高さよりも低い小波２ａとなってい
る。この小波２ａは、波の山部と谷部との高さ２ｂは0.
05〜 0.5mm、波の山部と山部とのピッチ２ｃは 1.0〜3.
0mmとした。
谷部との高さ３ａは 0.5〜 3.0mm、波の山部と山部との
ピッチ３ｂは 1.0〜 3.0mmとした。また、図１０の金属
製触媒担体素子１は、平板状の金属製板２が、波板状の
金属製板３の波の高さよりも低い小波２ａとなってい
る。この小波２ａは、波の山部と谷部との高さ２ｂは0.
05〜 0.5mm、波の山部と山部とのピッチ２ｃは 1.0〜3.
0mmとした。
【０００５】次に、この金属製触媒担体素子１を、真空
炉内で、炉中温度 850〜1200℃、真空度10-2〜10-6トー
ル（1.33Ｐａ〜1.33×10-4Ｐａ）、焼成時間30分〜８時
間の条件下で焼成する。
炉内で、炉中温度 850〜1200℃、真空度10-2〜10-6トー
ル（1.33Ｐａ〜1.33×10-4Ｐａ）、焼成時間30分〜８時
間の条件下で焼成する。
【０００６】この焼成により、図１１に示す如く、金属
製板２と金属製板３との金属層間で拡散接合を起こすこ
とによって、一体的に結合された接合部４を形成する。
この拡散接合は、金属の接触部で互いの金属原子が境界
を超えて拡散し、境界が失われ接合するものである。
製板２と金属製板３との金属層間で拡散接合を起こすこ
とによって、一体的に結合された接合部４を形成する。
この拡散接合は、金属の接触部で互いの金属原子が境界
を超えて拡散し、境界が失われ接合するものである。
【０００７】この拡散接合する条件としては、その温度
ＴD ≧0.7 Ｔm でなければならない。ここで、ＴD は拡
散接合する下限温度、Ｔm は金属融点（1450℃位）を表
す。温度は高い方が拡散に都合が良い。また、境界に拡
散を妨げる汚れや表面酸化物があると、接合し難くなる
かまたは接合しなくなる。
ＴD ≧0.7 Ｔm でなければならない。ここで、ＴD は拡
散接合する下限温度、Ｔm は金属融点（1450℃位）を表
す。温度は高い方が拡散に都合が良い。また、境界に拡
散を妨げる汚れや表面酸化物があると、接合し難くなる
かまたは接合しなくなる。
【０００８】このようにして構成された金属製触媒担体
は、従来のろう付け方式に比して、ろう材が不要となる
ことから、ろう材の影響による酸化劣化のない低廉で高
強度の担体を調製することができる。
は、従来のろう付け方式に比して、ろう材が不要となる
ことから、ろう材の影響による酸化劣化のない低廉で高
強度の担体を調製することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の金属製触媒担体では、真空度10-2〜10-6トール
（1.33Ｐａ〜1.33×10-4Ｐａ）という高真空、かつ炉中
温度 850〜1200℃という温度条件で、製造されるため、
金属製板２と金属製板３との表面に Al2O3が形成され
ず、金属が剥き出しの状態であるため、Ａｌ含有材の持
つ酸化皮膜形成による耐酸化性の向上が期待できない。
従来の金属製触媒担体では、真空度10-2〜10-6トール
（1.33Ｐａ〜1.33×10-4Ｐａ）という高真空、かつ炉中
温度 850〜1200℃という温度条件で、製造されるため、
金属製板２と金属製板３との表面に Al2O3が形成され
ず、金属が剥き出しの状態であるため、Ａｌ含有材の持
つ酸化皮膜形成による耐酸化性の向上が期待できない。
【００１０】なお、大気圧下で処理すると、素材の急速
な酸化が発生し、素材表面に酸化物が生成し、接合が阻
害される。たとえ、酸化物が全表面に形成されず、部分
的に拡散接合がなされたとしても、不完全な接合により
得られる金属製触媒担体は、その接合強度が弱いもので
ある。
な酸化が発生し、素材表面に酸化物が生成し、接合が阻
害される。たとえ、酸化物が全表面に形成されず、部分
的に拡散接合がなされたとしても、不完全な接合により
得られる金属製触媒担体は、その接合強度が弱いもので
ある。
【００１１】その結果、図１２及び図１３に示す如く、
得られた金属製触媒担体５を穴開き基盤７上に載置し、
その上方から穴開き基盤７の穴８よりも少し小さい平板
９を介して押圧する押出し強度試験装置を用いて試験を
行うと、図１４に示す如く、先端部６がずれて突出す
る、所謂フィルムアウトを起こすという不具合がある。
得られた金属製触媒担体５を穴開き基盤７上に載置し、
その上方から穴開き基盤７の穴８よりも少し小さい平板
９を介して押圧する押出し強度試験装置を用いて試験を
行うと、図１４に示す如く、先端部６がずれて突出す
る、所謂フィルムアウトを起こすという不具合がある。
【００１２】そこで、本発明者は、かかる不具合を解消
するために、耐酸化性を有することが可能な製造方法
を、種々研究の結果、焼成条件を低真空かつ1200℃以上
にすることによって、達成されることを見出した。
するために、耐酸化性を有することが可能な製造方法
を、種々研究の結果、焼成条件を低真空かつ1200℃以上
にすることによって、達成されることを見出した。
【００１３】本発明はかかる知得に基づいてなされたも
ので、その目的は、耐酸化性のある強固な金属製触媒担
体を得ることができる製造方法を提供することにある。
ので、その目的は、耐酸化性のある強固な金属製触媒担
体を得ることができる製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ａｌを含有す
るＣｒ系ステンレス合金からなる金属製板を交互に巻回
または積層して金属製触媒担体素子を形成し、この金属
製触媒担体素子を真空中で焼成し、拡散接合して金属製
板と金属製板との接合部を一体的に接合する金属製触媒
担体の製造方法において、前記金属製触媒担体素子を12
00℃以上、圧力1.5Ｐａ〜10Ｐａで焼成するものであ
る。
るＣｒ系ステンレス合金からなる金属製板を交互に巻回
または積層して金属製触媒担体素子を形成し、この金属
製触媒担体素子を真空中で焼成し、拡散接合して金属製
板と金属製板との接合部を一体的に接合する金属製触媒
担体の製造方法において、前記金属製触媒担体素子を12
00℃以上、圧力1.5Ｐａ〜10Ｐａで焼成するものであ
る。
【００１５】
【作用】先ず、常法に従って、Ａｌを含有するＣｒ系ス
テンレス合金からなる金属製板を交互に巻回または積層
して金属製触媒担体素子を形成する。
テンレス合金からなる金属製板を交互に巻回または積層
して金属製触媒担体素子を形成する。
【００１６】次に、この金属製触媒担体素子を、圧力
1.5Ｐａ〜10Ｐａ、1200℃以上で加熱する。これによっ
て、素材のＡｌ原子がＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒表面
に Al2O3として膜を形成するとともに、素材の構成原子
が金属製板と金属製板との当接部位を相互に拡散移動
し、両者間を拡散接合する。
1.5Ｐａ〜10Ｐａ、1200℃以上で加熱する。これによっ
て、素材のＡｌ原子がＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒表面
に Al2O3として膜を形成するとともに、素材の構成原子
が金属製板と金属製板との当接部位を相互に拡散移動
し、両者間を拡散接合する。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る金属製触媒担体
の製造方法を示すフローチャートである。
する。図１は、本発明の一実施例に係る金属製触媒担体
の製造方法を示すフローチャートである。
【００１８】先ず、図１の（ａ）工程で、常法に従っ
て、平板状の金属製板２と波板状の金属製板３とを交互
に巻回して金属製触媒担体素子１を形成する。巻回後の
金属製触媒担体素子１は、任意の治具によって巻回時の
締付力によって当接した状態に保持されている。
て、平板状の金属製板２と波板状の金属製板３とを交互
に巻回して金属製触媒担体素子１を形成する。巻回後の
金属製触媒担体素子１は、任意の治具によって巻回時の
締付力によって当接した状態に保持されている。
【００１９】ここで、金属製板２及び３は、５０μm の
５Ａｌ−２０Ｃｒ−残部Ｆｅ材を使用した。次に、図１
の（ｂ）工程で、金属製触媒担体素子１を、真空炉中に
入れ、圧力１Ｐａ〜10Ｐａ、1200℃以上で、５分〜30分
で焼成した。
５Ａｌ−２０Ｃｒ−残部Ｆｅ材を使用した。次に、図１
の（ｂ）工程で、金属製触媒担体素子１を、真空炉中に
入れ、圧力１Ｐａ〜10Ｐａ、1200℃以上で、５分〜30分
で焼成した。
【００２０】この焼成処理によって、金属製板２と金属
製板３の素材中のＡｌが、1200℃を超えると、Ｆｅ，Ｃ
ｒ，Ａｌ合金組織粒１１の周囲に Al2O3の薄い膜１０を
形成するとともに、金属製板２と金属製板３において固
体拡散層から成る強固な接合部４を形成した。
製板３の素材中のＡｌが、1200℃を超えると、Ｆｅ，Ｃ
ｒ，Ａｌ合金組織粒１１の周囲に Al2O3の薄い膜１０を
形成するとともに、金属製板２と金属製板３において固
体拡散層から成る強固な接合部４を形成した。
【００２１】次に、図１の（ｃ）工程で、常法に従っ
て、触媒化処理として金属製触媒担体素子１にウォッシ
ュコート処理（触媒化処理）を施した。このようにして
得られた金属製触媒担体素子１の素材表面の元素状態
を、Ｘ線光電子スペクトロ分析器（株式会社島津製作所
製のESCA）によって分析した。その結果を図２に示す。
て、触媒化処理として金属製触媒担体素子１にウォッシ
ュコート処理（触媒化処理）を施した。このようにして
得られた金属製触媒担体素子１の素材表面の元素状態
を、Ｘ線光電子スペクトロ分析器（株式会社島津製作所
製のESCA）によって分析した。その結果を図２に示す。
【００２２】図２において、（Ａ）は大気中で1200℃、
20分間焼成した素材の表面状態を分析したものであり、
（Ｂ）と真空中で１Ｐａ、1200℃、20分間焼成した素材
の表面状態を分析したものである。
20分間焼成した素材の表面状態を分析したものであり、
（Ｂ）と真空中で１Ｐａ、1200℃、20分間焼成した素材
の表面状態を分析したものである。
【００２３】図２の（Ａ）のＦｅおよびＡｌを見ると、
表面から1800オングストローム程度の深さに亘って Al2
O3の層が形成されていることが分かる。図２の（Ｂ）の
ＦｅおよびＡｌを見ると、金属Ｆｅと金属Ａｌが表面に
露出していることが分かる。
表面から1800オングストローム程度の深さに亘って Al2
O3の層が形成されていることが分かる。図２の（Ｂ）の
ＦｅおよびＡｌを見ると、金属Ｆｅと金属Ａｌが表面に
露出していることが分かる。
【００２４】なお、Ｃｒのデータは表示していないが、
Ｆｅ，Ａｌと同様に金属Ｃｒが表面に露出している。従
って、図２の（Ｂ）の場合には、拡散接合処理時に金属
原子が拡散移動し、相互間が確実に接合することが理解
できる。
Ｆｅ，Ａｌと同様に金属Ｃｒが表面に露出している。従
って、図２の（Ｂ）の場合には、拡散接合処理時に金属
原子が拡散移動し、相互間が確実に接合することが理解
できる。
【００２５】図２に示す元素状態分析によれば、拡散接
合処理後の金属素材は、図３に示す如く、素材中のＦ
ｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒１１の周囲に Al2O3の薄い膜
１０が形成されていることが確認された。
合処理後の金属素材は、図３に示す如く、素材中のＦ
ｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒１１の周囲に Al2O3の薄い膜
１０が形成されていることが確認された。
【００２６】これらのことにより、金属の拡散接合が確
実に行われるとともに、素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金
組織粒１１の周囲に形成された Al2O3の薄い膜１０によ
って、素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒が酸素に直
接晒されるおそれが少なくなり、耐酸化性が向上でき
る。
実に行われるとともに、素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金
組織粒１１の周囲に形成された Al2O3の薄い膜１０によ
って、素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒が酸素に直
接晒されるおそれが少なくなり、耐酸化性が向上でき
る。
【００２７】この耐酸化性について以下に詳述する。図
４は焼成圧力と酸化速度との関係を示すもので、図にお
いて、２１は真空熱処理を行わなかった未処理材、２２
は0.01Ｐａ、２３は１Ｐａ、２４は10Ｐａの焼成圧力で
焼成した場合の、それぞれの素材の酸化速度の相違を表
す。
４は焼成圧力と酸化速度との関係を示すもので、図にお
いて、２１は真空熱処理を行わなかった未処理材、２２
は0.01Ｐａ、２３は１Ｐａ、２４は10Ｐａの焼成圧力で
焼成した場合の、それぞれの素材の酸化速度の相違を表
す。
【００２８】図４によれば、１Ｐａ以上で焼成された素
材は、酸化速度が未処理材の数分の１になることが理解
できる。ここで、酸化速度が小さくなることは、耐酸化
性が向上することを意味する。なお、高真空で熱処理さ
れた素材の酸化速度は、未処理材と同等であり、耐酸化
性は低真空の処理方法に比較して著しく劣る。
材は、酸化速度が未処理材の数分の１になることが理解
できる。ここで、酸化速度が小さくなることは、耐酸化
性が向上することを意味する。なお、高真空で熱処理さ
れた素材の酸化速度は、未処理材と同等であり、耐酸化
性は低真空の処理方法に比較して著しく劣る。
【００２９】また、このようにして得られた金属製触媒
担体を、図１２に示す押出し強度試験装置を用いて押出
し試験を行った。その結果、図５に示す如く、金属製触
媒担体の下端部１ａが座屈し、フィルムアウトが起こら
なかった。
担体を、図１２に示す押出し強度試験装置を用いて押出
し試験を行った。その結果、図５に示す如く、金属製触
媒担体の下端部１ａが座屈し、フィルムアウトが起こら
なかった。
【００３０】この座屈について詳述する。図６は焼成温
度と押出し強度との関係を示す。この図６から明らかな
如く、1200℃未満では、押出し強度が40,000Ｎ未満で、
従来の金属製触媒担体と同様にフィルムアウトを起こし
た。
度と押出し強度との関係を示す。この図６から明らかな
如く、1200℃未満では、押出し強度が40,000Ｎ未満で、
従来の金属製触媒担体と同様にフィルムアウトを起こし
た。
【００３１】ところが、1200℃を超えると、押出し強度
が40,000Ｎを超え、上述した如く、金属製触媒担体の下
端部１ａが座屈を起こし、フィルムアウトしなくなっ
た。図６から明らかな如く、焼成温度が高い程、拡散が
進み、接合が強くなることが理解できる。
が40,000Ｎを超え、上述した如く、金属製触媒担体の下
端部１ａが座屈を起こし、フィルムアウトしなくなっ
た。図６から明らかな如く、焼成温度が高い程、拡散が
進み、接合が強くなることが理解できる。
【００３２】以上の如く、押出し強度が40,000Ｎを境に
して、この値未満では金属製触媒担体は、フィルムアウ
トを起こし、この値以上では金属製触媒担体１が座屈す
ることが確認できた。
して、この値未満では金属製触媒担体は、フィルムアウ
トを起こし、この値以上では金属製触媒担体１が座屈す
ることが確認できた。
【００３３】そこで、焼成温度が1200℃の場合、焼成圧
力と押出し強度との関係について見ると、図７に示す如
く、10Ｐａより低圧力の処理においては、押出し強度が
40,000Ｎを示し、10Ｐａより高圧力の処理においては、
押出し強度が急激に40,000Ｎを下回ることを示してい
る。
力と押出し強度との関係について見ると、図７に示す如
く、10Ｐａより低圧力の処理においては、押出し強度が
40,000Ｎを示し、10Ｐａより高圧力の処理においては、
押出し強度が急激に40,000Ｎを下回ることを示してい
る。
【００３４】このことから、10Ｐａより低圧力で座屈
し、高圧力でフィルムアウトすることが確認できた。従
って、10Ｐａより低圧力の処理では、拡散接合に好条件
であり、押出強度試験を行うと金属製触媒担体の下端部
１ａが全て座屈となる。
し、高圧力でフィルムアウトすることが確認できた。従
って、10Ｐａより低圧力の処理では、拡散接合に好条件
であり、押出強度試験を行うと金属製触媒担体の下端部
１ａが全て座屈となる。
【００３５】さらに、焼成圧力について見ると、１Ｐａ
以下の低圧力では、焼成した素材の表面には酸化膜が形
成されず、また、組織粒表面にも酸化膜が形成されない
ことがESCAにより確認された。この表面の酸化膜は、素
材の耐酸化性の主因である。
以下の低圧力では、焼成した素材の表面には酸化膜が形
成されず、また、組織粒表面にも酸化膜が形成されない
ことがESCAにより確認された。この表面の酸化膜は、素
材の耐酸化性の主因である。
【００３６】従って、耐酸化性の観点から、焼成圧力
は、１Ｐａ〜10Ｐａとすることが望ましいことが理解で
きる。また、焼成時間について見ると、５分〜30分にお
いて、上述した耐酸化性のある強固な金属製触媒担体１
を得ることができる。なお、５分未満では、 Al2O3で素
材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒の周囲を被覆する反
応が完結できず、30分を超えると、素材が劣化するおそ
れがある。
は、１Ｐａ〜10Ｐａとすることが望ましいことが理解で
きる。また、焼成時間について見ると、５分〜30分にお
いて、上述した耐酸化性のある強固な金属製触媒担体１
を得ることができる。なお、５分未満では、 Al2O3で素
材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒の周囲を被覆する反
応が完結できず、30分を超えると、素材が劣化するおそ
れがある。
【００３７】以上のように、本実施例によれば、金属製
板２と金属製板３とを交互に巻回して金属製触媒担体素
子１を形成した後、この金属製触媒担体素子１を1200℃
以上、圧力１Ｐａ〜10Ｐａで焼成するので、金属製板２
と金属製板３とを構成する素材中のＡｌが Al2O3となっ
て素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒１１の表面を被
覆し、酸素を通し難い膜１０を形成する。また、金属製
板２と金属製板３との境界に金属原子が露出していて原
子の拡散を妨げないので、接合部４を確実に接合するこ
とができる。
板２と金属製板３とを交互に巻回して金属製触媒担体素
子１を形成した後、この金属製触媒担体素子１を1200℃
以上、圧力１Ｐａ〜10Ｐａで焼成するので、金属製板２
と金属製板３とを構成する素材中のＡｌが Al2O3となっ
て素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒１１の表面を被
覆し、酸素を通し難い膜１０を形成する。また、金属製
板２と金属製板３との境界に金属原子が露出していて原
子の拡散を妨げないので、接合部４を確実に接合するこ
とができる。
【００３８】次に、上記実施例における焼成時の圧力
を、１Ｐａにした場合と、 1.5Ｐａにした場合の金属製
触媒担体を構成する素材の耐酸化性について実験した。
なお、焼成温度は1210℃、焼成時間は20分とした。
を、１Ｐａにした場合と、 1.5Ｐａにした場合の金属製
触媒担体を構成する素材の耐酸化性について実験した。
なお、焼成温度は1210℃、焼成時間は20分とした。
【００３９】その結果を図８に示す。ここで、金属製触
媒担体を構成する素材の酸化速度は、1000℃で１Ｐａの
場合が1.98×10-5(mg/cm2)2/min 、 1.5Ｐａの場合が
9.0×10-6(mg/cm2)2/min であった。
媒担体を構成する素材の酸化速度は、1000℃で１Ｐａの
場合が1.98×10-5(mg/cm2)2/min 、 1.5Ｐａの場合が
9.0×10-6(mg/cm2)2/min であった。
【００４０】そこで、５０μm の５Ａｌ−２０Ｃｒ−残
部Ｆｅ材のＡｌの最大限界酸化増量は、0.8mg/cm2 であ
るから、ｔ＝Ｐ2/２ｋとして表される。ここで、ｔはＡ
ｌが完全消耗に至までの時間、Ｐは酸化増量、ｋは酸化
速度定数を表す。
部Ｆｅ材のＡｌの最大限界酸化増量は、0.8mg/cm2 であ
るから、ｔ＝Ｐ2/２ｋとして表される。ここで、ｔはＡ
ｌが完全消耗に至までの時間、Ｐは酸化増量、ｋは酸化
速度定数を表す。
【００４１】従って、１Ｐａでは、ｔ＝(0.8)2/(２×1.
98×10-5）＝ 16162分＝ 269時間、1.5 Ｐａでは、ｔ＝
(0.8)2/(２×9.0 ×10-6）＝ 35555分＝ 593時間とな
る。この結果、 1.5Ｐａで焼成した素材は、１Ｐａの２
倍もの時間酸化に耐えることとなる。
98×10-5）＝ 16162分＝ 269時間、1.5 Ｐａでは、ｔ＝
(0.8)2/(２×9.0 ×10-6）＝ 35555分＝ 593時間とな
る。この結果、 1.5Ｐａで焼成した素材は、１Ｐａの２
倍もの時間酸化に耐えることとなる。
【００４２】以上の結果から、より安全性の高い金属製
触媒担体を得るためには、焼成時の圧力を、 1.5Ｐａ以
上とすることが望ましいことが確認された。なお、上記
実施例では、金属製板２と金属製板３とを交互に巻回し
て金属製触媒担体素子１を形成したが、金属製板２と金
属製板３とを交互に積層して金属製触媒担体素子１を形
成しても良い。
触媒担体を得るためには、焼成時の圧力を、 1.5Ｐａ以
上とすることが望ましいことが確認された。なお、上記
実施例では、金属製板２と金属製板３とを交互に巻回し
て金属製触媒担体素子１を形成したが、金属製板２と金
属製板３とを交互に積層して金属製触媒担体素子１を形
成しても良い。
【００４３】また、上記実施例では、平板状の金属製板
２と波板状の金属製板３を用いた場合について説明した
が、例えば、図１０に示す如く、平板状の金属製板２は
小波２ａを設けたものとしても良い。
２と波板状の金属製板３を用いた場合について説明した
が、例えば、図１０に示す如く、平板状の金属製板２は
小波２ａを設けたものとしても良い。
【００４４】さらに、本発明で使用可能な素材として
は、一般に金属製触媒担体に使用されているものであれ
ば任意であるが、例えば、Ｃｒ10〜40重量％，Ａｌ１〜
７重量％，Ｆｅ残量；Ｃｒ10〜40重量％，Ｌａ0.1 〜１
重量％，Ｃｅ０〜１重量％，Ａｌ2.5 重量％，Ｆｅ残
量；Ｃｒ3.5 〜10重量％，Ａｌ１〜７重量％，Ｎｂ1.5
重量％，Ｚｒ0.15重量％，Ｌａ0.1 〜１重量％，Ｆｅ残
量；Ｃｒ10〜15重量％，Ａｌ３〜5.5 重量％，Ｍｏ１重
量％，Ｌａ0.1 〜５重量％，Ｃｅ0.01〜１重量％，Ｆｅ
残量等がある。
は、一般に金属製触媒担体に使用されているものであれ
ば任意であるが、例えば、Ｃｒ10〜40重量％，Ａｌ１〜
７重量％，Ｆｅ残量；Ｃｒ10〜40重量％，Ｌａ0.1 〜１
重量％，Ｃｅ０〜１重量％，Ａｌ2.5 重量％，Ｆｅ残
量；Ｃｒ3.5 〜10重量％，Ａｌ１〜７重量％，Ｎｂ1.5
重量％，Ｚｒ0.15重量％，Ｌａ0.1 〜１重量％，Ｆｅ残
量；Ｃｒ10〜15重量％，Ａｌ３〜5.5 重量％，Ｍｏ１重
量％，Ｌａ0.1 〜５重量％，Ｃｅ0.01〜１重量％，Ｆｅ
残量等がある。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属製触媒担体素子を 1.5Ｐａ〜10Ｐａの低真空、1200
℃以上の高温で焼成するので、金属製板の素材中のＡｌ
が Al2O3となって素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒
の表面に酸素を通し難い膜を形成し、耐酸化性を向上さ
せることができるとともに、金属製板と金属製板との拡
散接合部の強度が強固となり、フィルムアウトしなくな
る。
金属製触媒担体素子を 1.5Ｐａ〜10Ｐａの低真空、1200
℃以上の高温で焼成するので、金属製板の素材中のＡｌ
が Al2O3となって素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒
の表面に酸素を通し難い膜を形成し、耐酸化性を向上さ
せることができるとともに、金属製板と金属製板との拡
散接合部の強度が強固となり、フィルムアウトしなくな
る。
【図１】本発明の一実施例に係る金属製触媒担体の製造
方法を示すフローチャートである。
方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例により得られた金属製触媒担
体素子の素材表面をＸ線光電子スペクトロ分析器で分析
したデータを示す。
体素子の素材表面をＸ線光電子スペクトロ分析器で分析
したデータを示す。
【図３】本発明の一実施例により得られた金属製触媒担
体素子の要部断面図を示す。
体素子の要部断面図を示す。
【図４】焼成圧力と酸化速度との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図５】金属製触媒担体素子の座屈を示す側面図であ
る。
る。
【図６】焼成温度と押出し強度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】焼成温度1200℃時の焼成圧力と押出し強度との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図８】焼成真空度と酸化速度定数との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図９】金属製触媒担体素子の斜視図である。
【図１０】金属製触媒担体素子の斜視図である。
【図１１】従来の金属製触媒担体素子の拡散接合部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１２】金属製触媒担体素子の押出し強度試験装置を
用いた測定方法を示す説明図である。
用いた測定方法を示す説明図である。
【図１３】図１２の押出し強度試験装置に於ける穴開き
基盤を示す平面図である。
基盤を示す平面図である。
【図１４】金属製触媒担体素子のフィルムアウトを示す
説明図である。
説明図である。
１ 金属製触媒担体素子 １ａ 金属製触媒担体素子１の下端部 ２，３金属製板 ４ 接合部 １０ Al2O3 の膜 １１ 素材中のＦｅ，Ｃｒ，Ａｌ合金組織粒
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌを含有するＣｒ系ステンレス合金か
らなる金属製板（２）と金属製板（３）とを交互に巻回
または積層して金属製触媒担体素子（１）を形成し、こ
の金属製触媒担体素子（１）を真空中で焼成し、拡散接
合して金属製板（２）と金属製板（３）との接合部
（４）を一体的に接合する金属製触媒担体の製造方法に
おいて、前記金属製触媒担体素子（１）を1200℃以上、
圧力 1.5Ｐａ〜10Ｐａで焼成することを特徴とする金属
製触媒担体の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297033A JP2584176B2 (ja) | 1991-11-11 | 1992-11-06 | 金属製触媒担体の製造方法 |
| EP92923006A EP0566748B1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Method of making metallic catalyst carrier |
| DE69219457T DE69219457T2 (de) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Methode zur herstellung eines metallischen katalysatorträgers |
| DE0566748T DE566748T1 (de) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Methode zur herstellung eines metallischen katalysatorträgers. |
| PCT/JP1992/001461 WO1993009871A1 (en) | 1991-11-11 | 1992-11-10 | Method of making metallic catalyst carrier |
| US08/813,164 US5786295A (en) | 1992-11-06 | 1997-03-07 | Method for producing metallic catalyst carrier |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29442791 | 1991-11-11 | ||
| JP3-294427 | 1991-11-11 | ||
| JP4297033A JP2584176B2 (ja) | 1991-11-11 | 1992-11-06 | 金属製触媒担体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05208140A JPH05208140A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2584176B2 true JP2584176B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=26559827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4297033A Expired - Fee Related JP2584176B2 (ja) | 1991-11-11 | 1992-11-06 | 金属製触媒担体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0566748B1 (ja) |
| JP (1) | JP2584176B2 (ja) |
| DE (2) | DE69219457T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993009871A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0636411B1 (en) * | 1993-02-12 | 1999-09-01 | Nippon Steel Corporation | Metallic honeycomb for use as catalyst and process for producing the same |
| DE10001640A1 (de) * | 2000-01-17 | 2001-07-19 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren zur Alterung von anorganischen Werkstücken |
| JP2003080083A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-18 | Calsonic Kansei Corp | メタル触媒担体 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3856702A (en) * | 1972-07-07 | 1974-12-24 | Union Oil Co | Aluminum borate catalyst compositions |
| US4300956A (en) * | 1980-04-14 | 1981-11-17 | Matthey Bishop, Inc. | Method of preparing a metal substrate for use in a catalytic converter |
| FR2577616B3 (fr) * | 1985-02-14 | 1987-07-17 | Volkswagen Ag | Procede de fabrication d'un corps de support metallique pour convertisseur d'epuration des gaz d'echappement, et corps de support metallique fabrique selon ce procede |
| JPH01266978A (ja) * | 1987-05-29 | 1989-10-24 | Aichi Steel Works Ltd | 金属製構造体の接合方法 |
| JPH01218636A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-08-31 | Aichi Steel Works Ltd | 触媒及びその製造方法 |
| JPH02139044A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-29 | Toyota Motor Corp | メタル担体の製造方法 |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP4297033A patent/JP2584176B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-10 WO PCT/JP1992/001461 patent/WO1993009871A1/ja active IP Right Grant
- 1992-11-10 DE DE69219457T patent/DE69219457T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-10 DE DE0566748T patent/DE566748T1/de active Pending
- 1992-11-10 EP EP92923006A patent/EP0566748B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0566748B1 (en) | 1997-05-02 |
| DE566748T1 (de) | 1994-08-18 |
| EP0566748A4 (ja) | 1994-03-30 |
| DE69219457D1 (de) | 1997-06-05 |
| DE69219457T2 (de) | 1997-08-14 |
| JPH05208140A (ja) | 1993-08-20 |
| WO1993009871A1 (en) | 1993-05-27 |
| EP0566748A1 (en) | 1993-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2584176B2 (ja) | 金属製触媒担体の製造方法 | |
| KR100688007B1 (ko) | 소결된 벌집 형상체의 제조 방법 | |
| JP2530849B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製担持母体の製造法 | |
| US5874153A (en) | Zeolite-coatable metallic foil process for producing the metallic foil | |
| KR0142976B1 (ko) | 금속결합 가능한 전기 절연형 지지구조체, 그의 제조방법 및 용도 | |
| US5665669A (en) | Metallic honeycomb body for supporting catalyst and production method thereof | |
| CN1081489C (zh) | 可用沸石涂层的金属箔 | |
| US6240640B1 (en) | Method for manufacturing honeycomb structures made of titanium | |
| EP1293650A2 (en) | Metal substrate | |
| JP3221618B2 (ja) | 金属製触媒担体の製造方法 | |
| JP3099842B2 (ja) | 金属製触媒担体の製造方法 | |
| US5786295A (en) | Method for producing metallic catalyst carrier | |
| JP6466629B1 (ja) | 触媒担持用ハニカム基材、排ガス浄化用触媒コンバータ | |
| JP3482249B2 (ja) | メタル担体の製造方法および拡散接合性の良好な耐熱合金製金属箔 | |
| JP3798872B2 (ja) | 金属製触媒担体の製造方法 | |
| JPH01171642A (ja) | メタル担体触媒 | |
| JP2569975B2 (ja) | 排気ガス浄化触媒用メタル担体の製造方法 | |
| JPH10309472A (ja) | 触媒コンバータ用メタル担体およびその製造法 | |
| JPS6336842A (ja) | メタルハニカム担体およびその製造方法 | |
| JP3287364B2 (ja) | 金属製触媒担体の製造方法 | |
| JP3079218B2 (ja) | 金属触媒担体の製造方法 | |
| JPH10337481A (ja) | 触媒コンバータ用メタル担体およびその製造方法 | |
| JP3039670B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JPH0431617A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JP5177783B2 (ja) | 自動車用の排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071121 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |