JP3165416B2 - 多孔質ＳｉＣ発熱体 - Google Patents
多孔質ＳｉＣ発熱体Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンの排ガス中の煤除去フィルターや、焼却炉の煤煙除
去フィルター等に用いる多孔質ＳｉＣ発熱体に関する。
ジンの排ガス中の煤除去フィルターや、焼却炉の煤煙除
去フィルター等に用いる多孔質ＳｉＣ発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ディーゼ
ルエンジンの排ガスや、焼却炉の排ガスに混在する煤を
除去するための従来装置は、煙道中に設けたフィルタと
ヒータとから構成されている。すなわち、排ガス中に混
在する煤はフィルタによって捕捉され、フィルタの回り
に設けたヒータによって加熱されることにより、燃焼ガ
スとして処理されて、大気中に排出されている。
ルエンジンの排ガスや、焼却炉の排ガスに混在する煤を
除去するための従来装置は、煙道中に設けたフィルタと
ヒータとから構成されている。すなわち、排ガス中に混
在する煤はフィルタによって捕捉され、フィルタの回り
に設けたヒータによって加熱されることにより、燃焼ガ
スとして処理されて、大気中に排出されている。
【０００３】しかしながら、従来装置では、煙道内にフ
ィルタを加熱するためのヒータを設けるスペースが必要
であるため、排ガスの通路が狭くなる問題がある。そこ
で、フィルタ機能とヒータ機能を併せ持つ多孔質ＳｉＣ
発熱体を適用することにより、排ガス通路を十分に確保
することが考えられるが、そのためには、この多孔質Ｓ
ｉＣ発熱体に通電するための電極部が７５０℃以上の高
温下で使用できる耐熱性を有している必要がある。とこ
ろが、従来の多孔質ＳｉＣ発熱体の電極部は、多孔質Ｓ
ｉＣの表面にＡｇをろう付けしたりＡｇペーストを焼き
付けたりしたものであり、前者のＡｇろう処理した電極
部では、Ａｇろう中に含有されるＣｕが酸化するため
に、ＳｉＣとの間の電気抵抗が増加し、かつ接着力が低
下するという問題がある。また、後者のＡｇペーストを
焼き付けた電極部の場合にも、ガラス成分が分離するこ
とにより、同じくＳｉＣとの間の電気抵抗の増加と、接
着力の低下とをきたすという問題がある。さらに、Ａｇ
メッキにより電極部を構成することも考えられるが、Ｓ
ｉＣが多孔質であるために活性化処理剤が内部にしみ込
み、フィルタ機能が低下するという問題がある。
ィルタを加熱するためのヒータを設けるスペースが必要
であるため、排ガスの通路が狭くなる問題がある。そこ
で、フィルタ機能とヒータ機能を併せ持つ多孔質ＳｉＣ
発熱体を適用することにより、排ガス通路を十分に確保
することが考えられるが、そのためには、この多孔質Ｓ
ｉＣ発熱体に通電するための電極部が７５０℃以上の高
温下で使用できる耐熱性を有している必要がある。とこ
ろが、従来の多孔質ＳｉＣ発熱体の電極部は、多孔質Ｓ
ｉＣの表面にＡｇをろう付けしたりＡｇペーストを焼き
付けたりしたものであり、前者のＡｇろう処理した電極
部では、Ａｇろう中に含有されるＣｕが酸化するため
に、ＳｉＣとの間の電気抵抗が増加し、かつ接着力が低
下するという問題がある。また、後者のＡｇペーストを
焼き付けた電極部の場合にも、ガラス成分が分離するこ
とにより、同じくＳｉＣとの間の電気抵抗の増加と、接
着力の低下とをきたすという問題がある。さらに、Ａｇ
メッキにより電極部を構成することも考えられるが、Ｓ
ｉＣが多孔質であるために活性化処理剤が内部にしみ込
み、フィルタ機能が低下するという問題がある。
【０００４】上記のような従来の問題点に鑑み、この発
明は、耐熱性を有する電極部が表面に形成された、フィ
ルタ機能を具備する多孔質ＳｉＣ発熱体を提供すること
を目的とする。
明は、耐熱性を有する電極部が表面に形成された、フィ
ルタ機能を具備する多孔質ＳｉＣ発熱体を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の多孔質ＳｉＣ発熱体は、両端部に電極を形
成した多孔質ＳｉＣ発熱体において、上記多孔質ＳｉＣ
は、気孔率が３０〜６０％であり、平均気孔径が５〜１
５μｍの燒結体であり、上記電極部が、多孔質ＳｉＣの
表面に、スパッタリング法もしくはイオンプレーティン
グ法により形成されたＡｇからなる第１層と、上記第１
層の上に、ＡｇメッキもしくはＡｇペースト法により形
成された第２層とを有することを特徴とするものであ
る。
のこの発明の多孔質ＳｉＣ発熱体は、両端部に電極を形
成した多孔質ＳｉＣ発熱体において、上記多孔質ＳｉＣ
は、気孔率が３０〜６０％であり、平均気孔径が５〜１
５μｍの燒結体であり、上記電極部が、多孔質ＳｉＣの
表面に、スパッタリング法もしくはイオンプレーティン
グ法により形成されたＡｇからなる第１層と、上記第１
層の上に、ＡｇメッキもしくはＡｇペースト法により形
成された第２層とを有することを特徴とするものであ
る。
【０００６】上記構成の多孔質ＳｉＣ発熱体は、電極の
第１層をスパッタリング法もしくはイオンプレーティン
グ法により形成するので、極く表層に限定して金属薄膜
を形成できる。このため、多孔質ＳｉＣ発熱体のフィル
タ機能を損なうことがない。また、上記第１層の上にＡ
ｇペースト法やＡｇメッキ処理法でＡｇもしくはＡｇを
含む第２層を形成するので、ＳｉＣとの間の接着力が確
保され、かつＡｇが耐酸化性を有しているので、高温環
境下においても抵抗が変化し難いものとなる。すなわ
ち、この発明は、スパッタリング法もしくはイオンプレ
ーティング法を用いることによって、導電性の金属を多
孔質ＳｉＣ発熱体の表層にのみ薄膜として形成すること
ができ、この金属薄膜が、Ａｇペースト法やＡｇメッキ
法の下地処理として有効であることを見出し、かかる知
見に基づいて完成されたものである。
第１層をスパッタリング法もしくはイオンプレーティン
グ法により形成するので、極く表層に限定して金属薄膜
を形成できる。このため、多孔質ＳｉＣ発熱体のフィル
タ機能を損なうことがない。また、上記第１層の上にＡ
ｇペースト法やＡｇメッキ処理法でＡｇもしくはＡｇを
含む第２層を形成するので、ＳｉＣとの間の接着力が確
保され、かつＡｇが耐酸化性を有しているので、高温環
境下においても抵抗が変化し難いものとなる。すなわ
ち、この発明は、スパッタリング法もしくはイオンプレ
ーティング法を用いることによって、導電性の金属を多
孔質ＳｉＣ発熱体の表層にのみ薄膜として形成すること
ができ、この金属薄膜が、Ａｇペースト法やＡｇメッキ
法の下地処理として有効であることを見出し、かかる知
見に基づいて完成されたものである。
【０００７】また、上記多孔質ＳｉＣ発熱体の第１層を
構成する導電性の金属が、Ａｇであるので、耐酸化性に
優れ、電気抵抗が極めて小さい下地層を安価に得ること
ができる。上記多孔質ＳｉＣは、気孔率が３０〜６０％
であり、平均気孔径が５〜１５μｍであるが、これは気
孔率が３０〜６０％、平均気孔径が５〜１５μｍの範囲
を外れる場合には、フィルタとして有効に機能しなくな
るからである。さらに、上記多孔質ＳｉＣの密度は１．
５〜２．２ｇ／ｃｍ ３ であるのが好ましい（請求項
２）。これは、多孔質ＳｉＣの密度が２．２ｇ／ｃｍ ３
を超えると、フィルタとして有効に機能しなくなり、
１．５ｇ／ｃｍ ３ 未満では強度不足を来たすからであ
る。
構成する導電性の金属が、Ａｇであるので、耐酸化性に
優れ、電気抵抗が極めて小さい下地層を安価に得ること
ができる。上記多孔質ＳｉＣは、気孔率が３０〜６０％
であり、平均気孔径が５〜１５μｍであるが、これは気
孔率が３０〜６０％、平均気孔径が５〜１５μｍの範囲
を外れる場合には、フィルタとして有効に機能しなくな
るからである。さらに、上記多孔質ＳｉＣの密度は１．
５〜２．２ｇ／ｃｍ ３ であるのが好ましい（請求項
２）。これは、多孔質ＳｉＣの密度が２．２ｇ／ｃｍ ３
を超えると、フィルタとして有効に機能しなくなり、
１．５ｇ／ｃｍ ３ 未満では強度不足を来たすからであ
る。
【０００８】
【実施例】以下この発明の実施例について詳述する。こ
の実施例の多孔質ＳｉＣ発熱体は下記の製法を用いて製
造した。ただし、この発明は、この実施例のみに限定さ
れるものではない。
の実施例の多孔質ＳｉＣ発熱体は下記の製法を用いて製
造した。ただし、この発明は、この実施例のみに限定さ
れるものではない。
【０００９】すなわち、純度が９７％以上の高純度のＳ
ｉＣ粉末（ＧＣ８０００）８４重量％に、第１成分とし
てのＮｉＯ粉末（試薬１級）を８重量％、第２成分とし
てＣｒ２Ｏ３粉末（試薬１級）を８重量％、それぞれ添
加し、さらに、成形助材としてポリエチレングリコール
＃４０００（３部）およびメタノール溶剤としてステア
リン酸（１部）を添加し、ボールミルで混合した後、ス
プレードライヤーで乾燥造粒する。このようにして得ら
れた造粒粉を金型にとり、１０００〜２０００ｋｇ／ｃ
ｍ２の面圧を加えて、所定形状の板状体に成形した後、
これを真空焼成炉にセットし、１５００℃までは１０
−１〜１０−２Ｔｏｒｒ下で焼成し、つづいて、アルゴ
ンガス（大気圧）下で２０００℃まで昇温し、１時間保
持して焼成を完了した。
ｉＣ粉末（ＧＣ８０００）８４重量％に、第１成分とし
てのＮｉＯ粉末（試薬１級）を８重量％、第２成分とし
てＣｒ２Ｏ３粉末（試薬１級）を８重量％、それぞれ添
加し、さらに、成形助材としてポリエチレングリコール
＃４０００（３部）およびメタノール溶剤としてステア
リン酸（１部）を添加し、ボールミルで混合した後、ス
プレードライヤーで乾燥造粒する。このようにして得ら
れた造粒粉を金型にとり、１０００〜２０００ｋｇ／ｃ
ｍ２の面圧を加えて、所定形状の板状体に成形した後、
これを真空焼成炉にセットし、１５００℃までは１０
−１〜１０−２Ｔｏｒｒ下で焼成し、つづいて、アルゴ
ンガス（大気圧）下で２０００℃まで昇温し、１時間保
持して焼成を完了した。
【００１０】上記の製法を用いて得られた多孔質ＳｉＣ
燒結体は、板状体（１０×５×６０ｍｍ３）で、密度が
１．８ｇ／ｃｍ３、気孔率が５０％、平均的気孔径が９
μｍであり、曲げ強度が７ｋｇ／ｍｍ２である。次に、
図１に示すように、上記多孔質ＳｉＣ燒結体２の両端部
の表面に、第１層１ａおよび第２層１ｂからなる５ｍｍ
巾の電極部１を形成して、多孔質ＳｉＣ発熱体を得た。
上記電極部１の第１層１ａ（下地層）は、スパッタリン
グ装置を用いて、純度９９．９９％のＡｇを約１μｍの
厚さコートした。
燒結体は、板状体（１０×５×６０ｍｍ３）で、密度が
１．８ｇ／ｃｍ３、気孔率が５０％、平均的気孔径が９
μｍであり、曲げ強度が７ｋｇ／ｍｍ２である。次に、
図１に示すように、上記多孔質ＳｉＣ燒結体２の両端部
の表面に、第１層１ａおよび第２層１ｂからなる５ｍｍ
巾の電極部１を形成して、多孔質ＳｉＣ発熱体を得た。
上記電極部１の第１層１ａ（下地層）は、スパッタリン
グ装置を用いて、純度９９．９９％のＡｇを約１μｍの
厚さコートした。
【００１１】上記電極部１の第２層１ｂは、第１層１ａ
の上にＡｇペースト処理もしくはＡｇメッキ処理を行っ
て形成したものであり、Ａｇペースト処理を行った実施
例１の場合は、Ａｇペーストを塗布した後、８５０℃で
焼き付けて約１００μｍのＡｇ膜とし、Ａｇメッキ処理
を行った実施例２の場合は、Ａｇメッキ浴を用いた電気
メッキ法により、約１０μｍのＡｇ膜とした。表１は、
上記の実施例１，２の、熱処理前と７５０℃で２００時
間加熱後の電気抵抗の変化を測定した結果を示すもので
ある。なお、表１中の比較例１は、電極部をスパッタリ
ングによるＡｇ薄膜（厚み約１μｍ）のみで構成した場
合であり、比較例２は、Ａｇろうを真空中で９００℃に
てＳｉＣ焼結体に下地処理を行うことなく直接焼き付け
て電極部を構成したものであり、比較例３は、実施例１
と同一のＡｇペースト処理を施して電極部を構成したも
のである。
の上にＡｇペースト処理もしくはＡｇメッキ処理を行っ
て形成したものであり、Ａｇペースト処理を行った実施
例１の場合は、Ａｇペーストを塗布した後、８５０℃で
焼き付けて約１００μｍのＡｇ膜とし、Ａｇメッキ処理
を行った実施例２の場合は、Ａｇメッキ浴を用いた電気
メッキ法により、約１０μｍのＡｇ膜とした。表１は、
上記の実施例１，２の、熱処理前と７５０℃で２００時
間加熱後の電気抵抗の変化を測定した結果を示すもので
ある。なお、表１中の比較例１は、電極部をスパッタリ
ングによるＡｇ薄膜（厚み約１μｍ）のみで構成した場
合であり、比較例２は、Ａｇろうを真空中で９００℃に
てＳｉＣ焼結体に下地処理を行うことなく直接焼き付け
て電極部を構成したものであり、比較例３は、実施例１
と同一のＡｇペースト処理を施して電極部を構成したも
のである。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１から明らかなように、Ａｇ薄膜からな
る第１層１ａを形成した実施例１、２は、熱処理前後で
電気抵抗がほとんど変化していないのに対して、比較例
１〜３は、何れも熱処理前後で電気抵抗の変化が大き
い。したがって、実施例１、２は７５０℃の環境下にお
いても良好な耐熱性を有することが分かる。また、実施
例１の結果と比較例３の結果とを比較すると、第１層１
ａのＡｇ薄膜が熱処理後の第２層１ｂの変質を防止し
て、スパッタリング法によるＡｇの薄膜がガラス成分の
分離を抑制する効果を有していることが明らかである。
る第１層１ａを形成した実施例１、２は、熱処理前後で
電気抵抗がほとんど変化していないのに対して、比較例
１〜３は、何れも熱処理前後で電気抵抗の変化が大き
い。したがって、実施例１、２は７５０℃の環境下にお
いても良好な耐熱性を有することが分かる。また、実施
例１の結果と比較例３の結果とを比較すると、第１層１
ａのＡｇ薄膜が熱処理後の第２層１ｂの変質を防止し
て、スパッタリング法によるＡｇの薄膜がガラス成分の
分離を抑制する効果を有していることが明らかである。
【００１４】また、上記実施例１，２に係る多孔質Ｓｉ
Ｃ発熱体は、第１層１ａが多孔質ＳｉＣの表層にのみ形
成されており、多孔質ＳｉＣ燒結体２の長手方向におけ
る通気性（フィルター機能）を損なう虞れがないことが
確認された。また、多孔質ＳｉＣ発熱体に、イオンプレ
ーティング法によって第一層を形成した場合も、スパッ
タリング法で第一層を形成した場合と同様の効果が確認
された。
Ｃ発熱体は、第１層１ａが多孔質ＳｉＣの表層にのみ形
成されており、多孔質ＳｉＣ燒結体２の長手方向におけ
る通気性（フィルター機能）を損なう虞れがないことが
確認された。また、多孔質ＳｉＣ発熱体に、イオンプレ
ーティング法によって第一層を形成した場合も、スパッ
タリング法で第一層を形成した場合と同様の効果が確認
された。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る多孔質Ｓ
ｉＣ発熱体によれば、電極部の抵抗が、高温環境下にお
いても変化することなく、表層の金属薄膜が多孔質Ｓｉ
Ｃ燒結体の通気性を阻害しないので、高温環境下で用い
る煤除去用のフィルタとして特に好適なものとなる。
ｉＣ発熱体によれば、電極部の抵抗が、高温環境下にお
いても変化することなく、表層の金属薄膜が多孔質Ｓｉ
Ｃ燒結体の通気性を阻害しないので、高温環境下で用い
る煤除去用のフィルタとして特に好適なものとなる。
【００１６】特に、第１層がＡｇ薄膜で構成されるの
で、耐酸化性に優れ、電気抵抗が極めて小さい下地層を
安価に得ることができる。
で、耐酸化性に優れ、電気抵抗が極めて小さい下地層を
安価に得ることができる。
【００１７】請求項２に係る多孔質ＳｉＣ発熱体によれ
ば、フィルタ機能を有効に発揮できるので、高温環境下
で用いる煤除去用のフィルタとしてより好適なものとな
る。
ば、フィルタ機能を有効に発揮できるので、高温環境下
で用いる煤除去用のフィルタとしてより好適なものとな
る。
【図１】多孔質ＳｉＣ発熱体の一部欠截斜視図である。
１ 電極部 １ａ 第１層 ２ａ 第２層 ２ 多孔質ＳｉＣ燒結体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/14 C04B 35/565 C23C 14/18 C23C 14/58 H05B 3/03 H05B 3/16 H05B 3/20
Claims (2)
- 【請求項１】両端部に電極を形成した多孔質ＳｉＣ発熱
体において、上記多孔質ＳｉＣは、 気孔率が３０〜６０％であり、 平均気孔径が５〜１５μｍの燒結体であり、 上記電極部が、 多孔質ＳｉＣの表面に、スパッタリング法もしくはイオ
ンプレーティング法により形成されたＡｇからなる第１
層と、 上記第１層の上に、ＡｇメッキもしくはＡｇペースト法
により形成された第２層とを有することを特徴とする多
孔質ＳｉＣ発熱体。 - 【請求項２】上記多孔質ＳｉＣの密度が１．５〜２．２
ｇ／ｃｍ ３ である請求項１記載の多孔質ＳｉＣ発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21388299A JP3165416B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 多孔質ＳｉＣ発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21388299A JP3165416B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 多孔質ＳｉＣ発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001043959A JP2001043959A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3165416B2 true JP3165416B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=16646590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21388299A Expired - Fee Related JP3165416B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 多孔質ＳｉＣ発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165416B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102142664B1 (ko) | 2017-11-09 | 2020-08-07 | 현대자동차주식회사 | 버스용 콜 부저 스위치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101366822B1 (ko) * | 2012-06-21 | 2014-02-26 | 주식회사 알란텀 | 촉매 변환기용 금속폼 발열체 및 그 제조 방법 |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP21388299A patent/JP3165416B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102142664B1 (ko) | 2017-11-09 | 2020-08-07 | 현대자동차주식회사 | 버스용 콜 부저 스위치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001043959A (ja) | 2001-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |