JP5872572B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。さらに詳しくは、本発明は、触媒担体であると共に電圧を印加することによりヒーターとしても機能し、更に耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体に関する。

従来、コージェライト製のハニカム構造体に触媒を担持したものを、自動車エンジンから排出された排ガス中の有害物質の処理に用いていた。また、炭化珪素質焼結体によって形成されたハニカム構造体を排ガスの浄化に使用することも知られている（例えば、特許文献１を参照）。

ハニカム構造体に担持した触媒によって排ガスを処理する場合、触媒を所定の温度まで昇温する必要がある。しかし、エンジン始動時には、まだ触媒温度が低いため、排ガスが十分に浄化されないという問題があった。

そのため、触媒が担持されたハニカム構造体の上流側に、金属製のヒーターを設置して、排ガスを昇温させる方法が検討されている（例えば、特許文献２を参照）。

また、両端部に電極が配設された、導電性セラミックスからなるハニカム構造体を、ヒータ付触媒担体として使用することが開示されている（例えば、特許文献３を参照）。また、側面に電極が配置され、通電により発熱するセラミックハニカム構造体が開示されている（例えば、特許文献４を参照）。

特許第４１３６３１９号公報 特許第２９３１３６２号公報 特開平８−１４１４０８号公報 国際公開第２０１１／０４３４３４号

上記のような、「側面に電極を有し、通電により発熱するセラミックハニカム構造体（触媒担体）」（例えば、特許文献４を参照）は、ガソリンエンジンとモーターとを併用するハイブリッド自動車に好適に用いることができる。しかし、ガソリンエンジンからの排ガスの温度が高温であるため、ハニカム構造体の側面の端部付近にクラックが生じ易くなるという傾向があった。また、このようなハニカム構造体は、「側面に電極を有する」ため、ハニカム構造体に電流を均一に流すことが可能であるという優れた効果を発揮する。一方で、このようなハニカム構造体は、側面部分の熱容量が大きくなることにより、ハニカム構造体の側面部分の耐熱衝撃性が相対的に低下するという傾向があった。

また、「通電により発熱するセラミックハニカム構造体」にクラックが生じると、クラックが生じた部分には電流が流れない。そのため、ハニカム構造体を均一に発熱させることが難しくなる。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものである。本発明は、触媒担体であると共に電圧を印加することによりヒーターとしても機能し、更に耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、以下のハニカム構造体を提供する。

［１］ 流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び外周に配置される外周壁を有する筒状のハニカム構造部、及び前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有する中央部と、前記中央部の外周に配設された外周部とを備え、前記ハニカム構造部の電気抵抗率が、１〜２００Ωｃｍであり、前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向に延びる帯状に形成され、前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記一対の電極部における一方の前記電極部が、前記一対の電極部における他方の前記電極部に対して、前記ハニカム構造部の中心を挟んで反対側に配設され、前記外周部が、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで、前記外周部の体積熱容量（材料熱容量×（１−セル開口率／１００））が、前記中央部の体積熱容量（材料熱容量×（１−セル開口率／１００））より小さいハニカム構造体。

［２］ 前記外周部の体積熱容量（材料熱容量×（１−セル開口率／１００））が、前記中央部の体積熱容量（材料熱容量×（１−セル開口率／１００））の４０〜９０％である［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記外周部の面積が、全体の面積に対して２０〜５０％である［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記外周部の熱膨張係数が０．１×１０^−６〜３．０×１０^−６／Ｋであり、前記中央部の熱膨張係数が３．５×１０^−６〜５．５×１０^−６／Ｋである［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［５］ 前記外周部のセルの開口率が、前記中央部のセルの開口率より大きい［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。

本発明のハニカム構造体は、中央部のハニカム構造部の電気抵抗率が１〜２００Ωｃｍである。そのため、電圧の高い電源を用いて電流を流しても、過剰に電流が流れず、ヒーターとして好適に用いることができる。また、本発明のハニカム構造体は、一対の電極部のそれぞれが、ハニカム構造部のセルの延びる方向に延びる帯状に形成される。そして、本発明のハニカム構造体は、セルの延びる方向に直交する断面において、一対の電極部における一方の電極部が、一対の電極部における他方の電極部に対して、ハニカム構造部の中心を挟んで反対側に配設される。そのため、本発明のハニカム構造体は、電圧を印加したときの温度分布の偏りを抑制することができる。また、中央部の外周（側面）にハニカム構造の外周部が配設されているため、外周部に高温の排ガスが流れて、中央部の外周部分を保温することができる。そして、これにより、中央部の外周壁等にクラックが生じることを防止することが可能となる。

本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態を構成する中央部の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。

次に本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

（１）ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、図１〜図３に示すように、中央部６と、中央部６の外周に配設された外周部３６とを備えるものである。中央部６は、筒状のハニカム構造部４と、ハニカム構造部４の側面５に配設された一対の電極部２１，２１を有するものである。筒状のハニカム構造部４は、流体の流路となる一方の端面１１から他方の端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１及び外周に配置される外周壁３を有するものである。そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム構造部４の電気抵抗率が、１〜２００Ωｃｍである。そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極部２１，２１のそれぞれが、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びる帯状に形成されている。そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、断面において、一対の電極部２１，２１における一方の電極部２１が、一対の電極部２１，２１における他方の電極部２１に対して、ハニカム構造部４の中心を挟んで反対側に配設されている。上記「断面」とは、本実施形態のハニカム構造体１００における、セル２の延びる方向に直交する断面を意味する。そして、以下においても、本実施形態のハニカム構造体における、セルの延びる方向に直交する断面を、単に「断面」ということがある。そして、外周部３６は、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセル（外周部のセル）３２を区画形成する多孔質の隔壁（外周部の隔壁）３１及び最外周に位置する外周壁（外周部の外周壁）３３を有するものである。そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、外周部の体積熱容量（材料熱容量×（１−セル開口率／１００））が、中央部の体積熱容量（材料熱容量×（１−セル開口率／１００））より小さいものである。図１は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。図３は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。

尚、中央部６（ハニカム構造部４）のセル２の延びる方向と、外周部のセル３２の延びる方向とは、同じ方向であり、いずれのセルもハニカム構造体１００の両端面において開口している。中央部６（ハニカム構造部４）のセル２と外周部のセル３２は、いずれも、封止材による目封止部は形成されていないことが好ましい。ここで、「体積熱容量（Ｊ／ｍ^３・Ｋ）」は、ハニカム構造体（外周部、中央部）の熱容量のことである。つまり、「体積熱容量（Ｊ／ｍ^３・Ｋ）」は、隔壁部分のみの熱容量ではなく、隔壁とセルを含むハニカム構造体全体についての熱容量を意味する。具体的には、「材料熱容量×（１−セル開口率／１００）」の式で算出される値である。ここで、「１−セル開口率／１００」は、「材料の体積率／１００」になる。また、セル開口率は、ハニカム構造部４全体の体積に対する、セルの体積の比率（％）である。また、材料の体積率は、ハニカム構造部４全体の体積に対する、隔壁の体積の比率（％）である。

このように、本実施形態のハニカム構造体は、中央部６のハニカム構造部４の電気抵抗率が１〜２００Ωｃｍであるため、電圧の高い電源を用いて電流を流しても、過剰に電流が流れず、ヒーターとして好適に用いることができる。そして、排ガス浄化用の触媒を、短時間で、触媒効果を発揮することができる高温まで昇温することが可能である。また、本実施形態のハニカム構造体は、一対の電極部２１，２１のそれぞれが、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びる帯状に形成されている。そして、本実施形態のハニカム構造体は、断面において、一対の電極部２１，２１における一方の電極部２１が、一対の電極部２１，２１における他方の電極部２１に対して、ハニカム構造部４の中心を挟んで反対側に配設されている。そのため、電圧を印加したときの温度分布の偏りを抑制することができる。また、中央部６の外周（側面５）に「ハニカム構造の外周部３６」が配設されているため、外周部３６のセル３２に高温の排ガスが流れて、中央部６（特に、中央部６の外周付近）が外周部３６によって保温される。これにより、中央部６の外周壁３等にクラックが生じることを防止することが可能となる。そして、外周部の体積熱容量が中央部の体積熱容量より小さいため、外周部３６が、排ガスによって加熱された際に温度上昇し易くなる。そのため、効果的に中央部６（特に、中央部６の外周付近）が保温され、中央部６のクラックの発生を防止することができる。

また、本実施形態のハニカム構造体の中央部は、発熱させるために通電をするものであるため、通常の「通電をしない排ガス処理用のハニカム構造体」と比較したときに、クラックの発生がより大きな問題となる。その理由は以下の通りである。本実施形態のハニカム構造体の中央部にクラックが生じると、その部分に電流が流れなくなり、それにより中央部が部分的に発熱しなくなる。そのため、本実施形態のハニカム構造体を触媒担体として使用したときにクラックが発生すると、昇温が不十分となり触媒活性が低下するという問題が発生するのである。通常の「通電をしない排ガス処理用のハニカム構造体（触媒体）」の場合には、通電発熱に関連するこのような問題は生じないのである。

ここで、「断面において、一対の電極部２１，２１における一方の電極部２１が、一対の電極部２１，２１における他方の電極部２１に対して、ハニカム構造部４の中心Ｏを挟んで反対側に配設される」の意味は、以下の通りである（図４を参照）。まず、断面において、「一方の電極部２１の中央点とハニカム構造部４の中心Ｏとを結ぶ線分」と、「他方の電極部２１の中央点とハニカム構造部４の中心Ｏとを結ぶ線分」と、により形成される角度を角度βとする（図４を参照）。そのときに、上記意味は、角度βが、１７０°〜１９０°の範囲となるような位置関係になるように、一対の電極部２１，２１がハニカム構造部４に配設されていることである（図４を参照）。「一方の電極部２１の中央点」は、「ハニカム構造部４の周方向」における中央の点である。また、「他方の電極部２１の中央点」は、「ハニカム構造部４の周方向」における中央の点である。また、角度βは、「中心Ｏ」を中心とする角度である。図４は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を構成する「中央部」の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。尚、図４においては、隔壁が省略されている。

排ガス処理用の通常のハニカム構造体は、一般に、排ガスの配管に装着された筒状の缶体内に、保温材等が巻き付けられた状態で挿入されて使用される。このとき、高温の排ガスによってハニカム構造体の中心部分は高温に加熱されるが、ハニカム構造体の外周付近は、缶体等に接触することにより外部から冷やされて中心部分よりも温度が低い状態になる。また、ハニカム構造体の中心部分のセルを流れる排ガスの流量よりも、ハニカム構造体の外周部分のセルを流れる排ガスの流量のほうが、少なくなることも、ハニカム構造体の外周付近の温度を低下させる要因となる。そして、このような「外周付近の温度が中心部分の温度より低下する」という温度分布によって、ハニカム構造体の外周付近にクラックが発生するという問題があった。特に、ガソリンエンジンの排ガスを浄化する際には、ガソリンエンジンの排ガスは温度が高いため、外周付近の温度と中心部分の温度との差が大きくなる傾向があり、よりクラックが発生し易くなるという問題があった。これに対し、本実施形態のハニカム構造体１００は、排ガスを処理する際に、中央部６と外周部３６の両方に排ガスが流れることになる。このとき、中央部６の外周に、「排ガスが流れることにより高温になった外周部３６」が配設されているため、中央部６の外周付近は、高い温度が維持される。そのため、中央部６の外周付近にクラックが生じることを防止することが可能となる。

また、本実施形態のハニカム構造体１００においては、外周部３６の体積熱容量が、中央部６の体積熱容量の４０〜９０％であることが好ましい。また、外周部３６の体積熱容量が、中央部６の体積熱容量の、４０〜８０％であることが更に好ましく、４０〜７０％であることが特に好ましい。外周部３６の体積熱容量を、このような範囲とすることにより、外周部３６の温度が上昇し易くなる。そのため、中央部６の外周付近の温度の低下を、より効果的に防止することができる。外周部３６の体積熱容量が、中央部６の体積熱容量の９０％より大きいと、中央部６の外周壁付近にクラックが生じ易くなることがある。

また、本実施形態のハニカム構造体１００においては、セル（セル２及びセル３２）の延びる方向に直交する断面において、外周部３６の面積が、全体の面積に対して２０〜５０％であることが好ましい。また、断面において、外周部３６の面積が、全体の面積に対して、２０〜４０％であることが更に好ましく、２０〜３５％であることが特に好ましい。外周部３６の面積をこのような範囲とすることにより、中央部６を効果的に保温するとともに、ハニカム構造体１００の大きさが大きくなり過ぎることを防止することができる。外周部３６の面積が全体の面積に対して２０％より小さいと、中央部６を保温する効果が低下し易くなることがある。外周部３６の面積が全体の面積に対して５０％より大きいと、ハニカム構造体１００全体が大きくなり過ぎることがある。本実施形態のハニカム構造体１００は、主として、通電により発熱する中央部６に触媒を担持して排ガスを浄化するため、中央部６は排ガスを効果的に浄化できるだけの一定以上の大きさが必要になる。そのため、その中央部６の大きさに対して面積比で５０％を超える大きさの外周部３６が配設されると、ハニカム構造体１００全体の大きさが非常に大きくなることがある。尚、外周部３６は通電発熱はしないが、外周部３６にも触媒を担持して、外周部３６でも排ガスを処理できるようにすることが好ましい。

また、本実施形態のハニカム構造体１００においては、外周部３６のセル３２の開口率が、中央部６のセル２の開口率より大きいことが好ましい。更に、外周部３６のセル３２の開口率は、中央部６のセル２の開口率より、１〜１０％大きいことが更に好ましく、１〜５％大きいことが特に好ましい。ハニカム構造体１００に排ガスを流す際には、排ガスは、中央部に流れ易く、外周部に流れ難い。そのため、外周部の開口率を大きくすることにより、外周部を流れる排ガスの量を増加させ、中央部の保温を効果的に行うことができる。

また、「外周部３６のセル３２の開口率が、中央部６のセル２の開口率より１％大きい」とは、例えば、中央部６の開口率が７８％のときに、外周部３６の開口率が７９％（７８％より１％大きい値）であることを意味する。また、図１に示されるように、外周部３６が、複数のハニカムセグメント３６ａが接合されて形成された構造である場合、外周部３６の端面全体の面積は、隔壁３１、セル３２、外周壁３３及び接合部３７のそれぞれの面積の合計である。接合部３７は、ハニカムセグメント３６ａ同士を接合するためのものである。

以下に、本実施形態のハニカム構造体１００について、構成要素毎に説明する。

（１−１）中央部：
図１〜図３に示されるように、本実施形態のハニカム構造体１００において、中央部６の隔壁１及び外周壁３の材質は、珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とするものであることが好ましく、珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素であることが更に好ましい。「隔壁１及び外周壁３の材質が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とするものである」というときは、隔壁１及び外周壁３が、炭化珪素粒子及び珪素を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。このような材質を用いることにより、ハニカム構造部の電気抵抗率を１〜２００Ωｃｍにすることができる。ここで、珪素−炭化珪素複合材は、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有するものである。そして、珪素−炭化珪素複合材は、複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に細孔を形成するようにして、珪素によって結合されていることが好ましい。また、隔壁１及び外周壁３の材質が「炭化珪素」であるというときは、当該「炭化珪素」は、炭化珪素（粒子）が焼結したものである。ハニカム構造部の電気抵抗率は、４００℃における値である。

図１〜図３に示されるように、本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、ハニカム構造部４の側面５に一対の電極部２１，２１が配設されている。本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極部２１，２１間に電圧を印加することにより、発熱する。印加する電圧は１２〜９００Ｖが好ましく、６４〜６００Ｖが更に好ましい。

図１〜図４に示されるように、一対の電極部２１，２１のそれぞれは、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びる「帯状」に形成されている。そして、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の電極部２１，２１における一方の電極部２１が、一対の電極部２１，２１における他方の電極部２１に対して、ハニカム構造部４の中心部Ｏを挟んで反対側に配設されている。このように、本実施形態のハニカム構造体においては、電極部２１を帯状に形成し、帯状の電極部２１の長手方向が、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びるようにした。そして本実施形態のハニカム構造体においては、一対の電極部２１，２１がハニカム構造部４の中心部Ｏを挟んで反対側に配設されるようにした。そのため、一対の電極部２１，２１間に電圧を印加した時に、ハニカム構造部４内を流れる電流の偏りを抑制することができ、これによりハニカム構造部４内の発熱の偏りを抑制することができる。

また、本実施形態のハニカム構造体１００においては、セル２の延びる方向に直交する断面において、中央部６の一対の電極部２１，２１の中心角αの０．５倍（中心角αの０．５倍の角度θ）が、１５〜６５°であることが好ましい（図４を参照）。このように、断面において、それぞれの電極部２１，２１の中心角αの０．５倍の角度θが、１５〜６５°であると、一対の電極部２１，２１間に電圧を印加した時に、中央部６のハニカム構造部４内を流れる電流の偏りを抑制することができる。これにより中央部６のハニカム構造部４内の発熱の偏りを抑制することができる。

セル２の延びる方向に直交する断面において、中央部６に配設された電極部２１，２１の「中心角αの０．５倍の角度θ」の上限値は、６０°が更に好ましく、５５°が特に好ましい。また、セル２の延びる方向に直交する断面において、電極部２１，２１の「中心角αの０．５倍の角度θ」の下限値は、２０°が更に好ましく、３０°が特に好ましい。また、一方の電極部２１の「中心角αの０．５倍の角度θ」は、他方の電極部２１の「中心角αの０．５倍の角度θ」に対して、０．８〜１．２倍の大きさであることが好ましく、１．０倍の大きさ（同じ大きさ）であることが更に好ましい。これにより、一対の電極部２１，２１間に電圧を印加した時に、中央部６のハニカム構造部４内を流れる電流の偏りを抑制することができる。そして、これにより中央部６のハニカム構造部４内の発熱の偏りを抑制することができる。

本実施形態のハニカム構造体１００においては、電極部２１，２１は、上記のようにハニカム構造部に均一に電流を流すために、ハニカム構造部４の周方向に幅広く形成されていることが好ましい。また、電極部２１，２１は、ハニカム構造部に均一に電流を流すために、セルの延びる方向においてハニカム構造部４の両端部間に亘るように形成されるか、又は、ハニカム構造部４の両端部との間に僅かな隙間が形成されるように配置されていることが好ましい。このように、電極部２１，２１は、ハニカム構造部４の側面に広い範囲に亘って配設されていることが好ましい。しかし、電極部２１，２１が、ハニカム構造体４の側面に広い範囲に亘って配設されると、その部分の体積熱容量が大きくなり、中央部にクラックが生じ易くなることもある。しかし、本実施形態のハニカム構造体１００は、外周部により、中央部内の温度の偏りの発生（中央部内における、中央部分の温度と外周付近の温度との差が大きくなること）が抑制されている。そのため、上記のように、「ハニカム構造体４の側面に広い範囲に亘って電極部２１，２１を配設しても、中央部にクラックが発生することを防止することが可能である。

電極部２１の厚さは、０．０１〜５ｍｍであることが好ましく、０．０１〜３ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、均一に発熱することができる。電極部２１の厚さが０．０１ｍｍより薄いと、電気抵抗が高くなり均一に発熱できないことがある。５ｍｍより厚いと、キャニング時に破損し易くなることがある。

電極部２１が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることが好ましく、通常含有される不純物以外は、炭化珪素粒子及び珪素を原料として形成されていることが更に好ましい。ここで、「炭化珪素粒子及び珪素を主成分とする」とは、炭化珪素粒子と珪素との合計質量が、電極部全体の質量の９０質量％以上であることを意味する。このように、電極部２１が炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることにより、電極部２１の成分とハニカム構造部４の成分とが同じ成分又は近い成分となるため、電極部２１とハニカム構造部４の熱膨張係数が同じ値又は近い値になる。ここで、電極部２１の成分とハニカム構造部４の成分とが「近い成分」である場合は、ハニカム構造部の材質が炭化珪素である場合である。また、材質が同じもの又は近いものになるため、電極部２１とハニカム構造部４との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造体に熱応力がかかっても、電極部２１がハニカム構造部４から剥れたり、電極部２１とハニカム構造部４との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、電極部２１は、平面状の長方形の部材を、円筒形状の外周に沿って湾曲させたような形状となっている。ここで、湾曲した電極部を、湾曲していない平面状の部材に変形したときの形状を、電極部の「平面形状」と称することにする。そうすると、本実施形態のハニカム構造体の中央部に配設されている電極部の「平面形状」は、長方形になる。尚、電極部の形状は、長方形に限定されず、長方形の角部が曲線状（例えば、外側に凸の円弧状）に形成された形状、長方形の角部が直線状に面取りされた形状、又は、その他の形状であってもよい。

電極部２１の電気抵抗率は、０．１〜１００Ωｃｍであることが好ましく、０．１〜５０Ωｃｍであることが、更に好ましい。電極部２１の電気抵抗率をこのような範囲にすることにより、一対の電極部２１，２１が、高温の排ガスが流れる配管内において、効果的に電極の役割を果たす。電極部２１の電気抵抗率が０．１Ωｃｍより小さいと、セルの延びる方向に直交する断面において、電極部２１の両端付近のハニカム部の温度が上昇し易くなることがある。電極部２１の電気抵抗率が１００Ωｃｍより大きいと、電流が流れ難くなるため、電極としての役割を果たし難くなることがある。電極部の電気抵抗率は、４００℃における値である。

電極部２１は、気孔率が３０〜６０％であることが好ましく、３０〜５５％であることが更に好ましい。電極部２１の気孔率がこのような範囲であることにより、好適な電気抵抗率が得られる。電極部２１の気孔率が、３０％より低いと、製造時に変形してしまうことがある。電極部２１の気孔率が、６０％より高いと、電気抵抗率が高くなりすぎることがある。気孔率は、水銀ポロシメータで測定した値である。

電極部２１は、平均細孔径が５〜４５μｍであることが好ましく、７〜４０μｍであることが更に好ましい。電極部２１の平均細孔径がこのような範囲であることにより、好適な電気抵抗率が得られる。電極部２１の平均細孔径が、５μｍより小さいと、電気抵抗率が高くなりすぎることがある。電極部２１の平均細孔径が、４５μｍより大きいと、電極部２１の強度が弱くなり破損し易くなることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。

電極部２１の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合に、電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜６０μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍであることが更に好ましい。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がこのような範囲であることにより、電極部２１の電気抵抗率を０．１〜１００Ωｃｍの範囲で制御することができる。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、１０μｍより小さいと、電極部２１の電気抵抗率が大きくなり過ぎることがある。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、６０μｍより大きいと、電極部２１の強度が弱くなり破損し易くなることがある。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径は、電極部２１の断面及び表面をＳＥＭ観察して、画像処理ソフトによって計測した値である。画像処理ソフトとしては、ＩｍａｇｅＪ（ＮＩＨ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）社製）を用いることができる。具体的には、例えば、まず、電極部２１から、「断面」及び「表面」を観察するためのサンプルを切り出す。電極部２１の断面については、断面の凹凸を樹脂で埋め、更に研磨を行い、研磨面の観察を行う。一方、電極部２１の表面については、切り出したサンプル（隔壁）をそのまま観察する。そして、「断面」５視野と「表面」５視野のそれぞれの観察結果の相加平均を、電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径とする。尚、以下に示す、「中央部６のハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子の平均粒子径」、及び、「電極端子２２に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径」も、上記「電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径の測定方法」と同様の方法で測定した値である。

電極部２１に含有される「炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計」に対する、電極部２１に含有される珪素の質量の比率が、２０〜４０質量％であることが好ましく、２５〜３５質量％であることが更に好ましい。電極部２１に含有される炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計に対する、珪素の質量の比率が、このような範囲であることにより、電極部２１の電気抵抗率を０．１〜１００Ωｃｍの範囲にすることができる。電極部２１に含有される炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計に対する、珪素の質量の比率が、２０質量％より小さいと、電気抵抗率が大きくなりすぎることがあり、４０質量％より大きいと、製造時に変形し易くなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、隔壁厚さが５０〜２００μｍであり、７０〜１３０μｍであることが好ましい。隔壁厚さをこのような範囲にすることにより、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持しても、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなり過ぎることを抑制できる。ハニカム構造体を排ガス処理用に用いる場合、特に、ガソリンエンジンの排ガスを処理する場合、隔壁厚さが薄いとクラックがより発生し易くなる。そのため、本実施形態のハニカム構造体は、上記のように中央部の隔壁が薄い場合に、特に、「中央部にクラックが発生することを防止する」という効果を顕著に発揮することができる。つまり、本実施形態のハニカム構造体によれば、「隔壁が薄い」という、クラックが発生し易い構造においても、クラックの発生を効果的に防止することが可能である。隔壁厚さが５０μｍより薄いと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。隔壁厚さが２００μｍより厚いと、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、ハニカム構造部４のセル密度が４０〜１５０セル／ｃｍ^２であることが好ましく、７０〜１００セル／ｃｍ^２であることが更に好ましい。セル密度をこのような範囲にすることにより、排ガスを流したときの圧力損失を小さくした状態で、触媒の浄化性能を高くすることができる。セル密度が４０セル／ｃｍ^２より低いと、触媒担持面積が少なくなることがある。セル密度が１５０セル／ｃｍ^２より高いと、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、セル２の開口率が７０〜９０％であることが好ましく、７５〜８５％であることが更に好ましく、７８〜８３％であることが特に好ましい。７０％より小さいと、排ガスを流す際の圧力損失が大きくなり、排ガスが流れ難くなることがある。９０％より大きいと、中央部６の強度が低下し易くなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６において、ハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子（骨材）の平均粒子径は、３〜５０μｍであることが好ましく、３〜４０μｍであることが更に好ましい。ハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子の平均粒子径をこのような範囲とすることにより、ハニカム構造部４の４００℃における電気抵抗率を１〜２００Ωｃｍにすることができる。炭化珪素粒子の平均粒子径が３μｍより小さいと、ハニカム構造部４の電気抵抗率が大きくなることがある。炭化珪素粒子の平均粒子径が５０μｍより大きいと、ハニカム構造部４の電気抵抗率が小さくなることがある。更に、炭化珪素粒子の平均粒子径が５０μｍより大きいと、ハニカム成形体を押出成形するときに、押出成形用の口金に成形用原料が詰まることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６において、ハニカム構造部４の電気抵抗率は、１〜２００Ωｃｍであり、１〜１００Ωｃｍであることが好ましく、１〜４０Ωｃｍであることが更に好ましく、１０〜３５Ωｃｍであることが特に好ましい。電気抵抗率が１Ωｃｍより小さいと、例えば、２００Ｖ以上の高電圧の電源によってハニカム構造体１００に通電したときに、電流が過剰に流れることがある。電気抵抗率が２００Ωｃｍより大きいと、例えば、２００Ｖ以上の高電圧の電源によってハニカム構造体１００に通電したときに、電流が流れ難くなり、十分に発熱しないことがある。ハニカム構造部の電気抵抗率は、四端子法により測定した値である。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、電極部２１の電気抵抗率は、ハニカム構造部４の電気抵抗率より低いものであることが好ましい。更に、電極部２１の電気抵抗率が、ハニカム構造部４の電気抵抗率の、２０％以下であることが更に好ましく、１〜１０％であることが特に好ましい。電極部２１の電気抵抗率を、ハニカム構造部４の電気抵抗率の、２０％以下とすることにより、電極部２１が、より効果的に電極として機能するようになる。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、ハニカム構造部４の材質が、珪素−炭化珪素複合材である場合、以下の通りである。まず、ハニカム構造部４に含有される「骨材としての炭化珪素粒子の質量」と、ハニカム構造部４に含有される「結合材としての珪素の質量」との合計を全体量とする。このとき、全体量に対する、ハニカム構造部４に含有される「結合材としての珪素の質量」の比率が、１０〜４０質量％であることが好ましく、１５〜３５質量％であることが更に好ましい。１０質量％より低いと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。４０質量％より高いと、焼成時に形状を保持できないことがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、ハニカム構造部４の密度（ｇ／ｃｍ^３）が、１．２０〜２．１０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。そして、ハニカム構造部４の密度（ｇ／ｃｍ^３）は、１．４８〜１．９１ｇ／ｃｍ^３であることが更に好ましく、１．５３〜１．８６ｇ／ｃｍ^３であることが特に好ましい。尚、ハニカム構造部４の密度というときは、ハニカム構造部の質量を、ハニカム構造部の体積で除した値を意味する。また、ハニカム構造部の体積というときは、セルの体積も含むものとする。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６においては、ハニカム構造部４の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）が、５００〜１０００Ｊ／ｋｇ・Ｋであることが好ましい。そして、ハニカム構造部４の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）は、６００〜８００Ｊ／ｋｇ・Ｋであることが更に好ましく、６５０〜７００Ｊ／ｋｇ・Ｋであることが特に好ましい。比熱は、示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）法で測定した値である。

ハニカム構造部４の隔壁１の気孔率は、３０〜６０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが更に好ましい。気孔率が、３０％未満であると、焼成時の変形が大きくなってしまうことがある。気孔率が６０％を超えるとハニカム構造体の強度が低下することがある。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

ハニカム構造部４の隔壁１の平均細孔径は、２〜１５μｍであることが好ましく、４〜８μｍであることが更に好ましい。平均細孔径が２μｍより小さいと、電気抵抗率が大きくなりすぎることがある。平均細孔径が１５μｍより大きいと、電気抵抗率が小さくなりすぎることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

また、本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６の外周を構成する外周壁３の厚さは、０．１〜２ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと、ハニカム構造体１００の強度が低下することがある。２ｍｍより厚いと、触媒を担持する隔壁の面積が小さくなることがある。尚、外周壁３は、中央部６の外周全体に配設されていることが好ましい。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６は、セル２の延びる方向に直交する断面におけるセル２の形状が、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせ、であることが好ましい。セル形状をこのようにすることにより、ハニカム構造体１００に排ガスを流したときの圧力損失が小さくなり、ハニカム構造体に触媒を担持して触媒体として使用した場合に、当該触媒体の浄化性能が優れたものとなる。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６の形状は特に限定されず、例えば、底面が円形の筒状（円筒形状）、底面がオーバル形状の筒状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の筒状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体の大きさは、底面の面積が２０００〜２００００ｍｍ^２であることが好ましく、４０００〜１００００ｍｍ^２であることが更に好ましい。また、ハニカム構造体の中心軸方向の長さは、５０〜２００ｍｍであることが好ましく、７５〜１５０ｍｍであることが更に好ましい。

本実施形態のハニカム構造体１００の中央部６の熱膨張係数は、３．５×１０^−６〜５．５×１０^−６／Ｋであることが好ましく、４×１０^−６〜５×１０^−６／Ｋであることが更に好ましく、４×１０^−６〜４．５×１０^−６／Ｋであることが特に好ましい。５．５×１０^−６／Ｋより大きいと、使用時にクラックが発生し易くなることがある。

また、図１に示されるように、中央部６に備えられた一対の電極２１のそれぞれには、電極端子２２が配設されていることが好ましい。電極端子２２に外部からの電気配線を繋いで、電極２１に電圧を印加することにより、中央部６を発熱させることができる。

電極端子２２は、それぞれの電極部２１，２１の、「セル２の延びる方向に直交する断面における中央部であり、且つセル２の延びる方向における中央部」に配設されていることが好ましい。尚、電極部２１上の電極端子２２の位置（配置）は、上記位置（中央部）に限定されるものではなく、適宜、電極部２１上の好ましい位置とすることができる。

電極部２１の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合、電極端子２２の主成分も、炭化珪素粒子及び珪素であることが好ましい。このように、電極端子２２が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることにより、電極部２１の成分と電極端子２２の成分とが同じ（又は近い）成分となるため、電極部２１と電極端子２２の熱膨張係数が同じ（又は近い）値になる。また、材質が同じ（又は近く）になるため、電極部２１と電極端子２２との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造体に熱応力がかかっても、電極端子２２が電極部２１から剥れたり、電極端子２２と電極部２１との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。ここで、「電極端子２２が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とする」というときは、電極端子２２が、炭化珪素粒子及び珪素を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。

電極端子２２の形状は、特に限定されず、電極部２１に接合され、電気配線を接合できる形状であればよい。例えば、図１に示されるように、電極端子２２は、円柱状であることが好ましい。

電極端子２２の太さは３〜１５ｍｍが好ましい。このような太さにすることにより、電極端子２２に、電気配線を確実に接合させることができる。３ｍｍより細いと電極端子２２が折れ易くなることがある。１５ｍｍより太いと、電気配線を接続し難くなることがある。また、電極端子２２の長さは、ハニカム構造体１００の外周から３〜２０ｍｍ突き出るような長さであることが好ましい。このような長さにすることにより、電極端子２２に、電気配線を確実に接合させることができる。電極端子２２の、ハニカム構造体１００の外周から突き出す長さが、３ｍｍより短いと電気配線を接合し難くなることがある。２０ｍｍより長いと、電極端子２２が折れ易くなることがある。

電極端子２２の電気抵抗率は、０．１〜２．０Ωｃｍであることが好ましく、０．１〜１．０Ωｃｍであることが更に好ましい。電極端子２２の電気抵抗率をこのような範囲にすることにより、高温の排ガスが流れる配管内において、電極端子２２から、電流を電極部２１に効率的に供給することができる。電極端子２２の電気抵抗率が２．０Ωｃｍより大きいと、電流が流れ難くなるため、電流を電極部２１に供給し難くなることがある。

電極端子２２は、気孔率が３０〜４５％であることが好ましく、３０〜４０％であることが更に好ましい。電極端子２２の気孔率がこのような範囲であることにより、適切な電気抵抗率が得られる。気孔率は、水銀ポロシメータで測定した値である。

電極端子２２は、平均細孔径が５〜２０μｍであることが好ましく、７〜１５μｍであることが更に好ましい。電極端子２２の平均細孔径がこのような範囲であることにより、適切な電気抵抗率が得られる。平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。

電極端子２２の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合に、電極端子２２に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜６０μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍであることが更に好ましい。電極端子２２に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がこのような範囲であることにより、電極端子２２の電気抵抗率を、０．１〜２．０Ωｃｍにすることができる。

電極端子２２に含有される「炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計」に対する、電極端子２２に含有される珪素の質量の比率が、２０〜４０質量％であることが好ましく、２５〜３５質量％であることが更に好ましい。電極端子２２に含有される炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計に対する、珪素の質量の比率が、このような範囲であることにより、０．１〜２．０Ωｃｍの電気抵抗率を得やすくなる。

（１−２）外周部：
本実施形態のハニカム構造体１００を構成する外周部３６は、中央部６の外周に配設されたものである。そして、外周部３６は、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセル（外周部のセル）３２を区画形成する多孔質の隔壁（外周部の隔壁）３１及び最外周に位置する外周壁（外周部の外周壁）３３を有するものである。

本実施形態のハニカム構造体１００においては、外周部３６は、８つのハニカムセグメント３６ａが、中央部６の外周に環状になるように配置されている。そして、外周部３６は、更に、「ハニカムセグメント３６ａ同士」及び「ハニカムセグメント３６ａと中央部６」が、接合部を介して接合された構造である。上記「８つのハニカムセグメント３６ａが、中央部６の外周に環状になるように配置される」とは、セル３２の延びる方向に直交する断面において、８つのハニカムセグメント３６ａが並ぶ状態（形状）が環状であることを意味する。つまり、８つのハニカムセグメントが繋がって、一つの環形状を形成している。ここで、ハニカムセグメント３６ａは、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び最外周に位置する外周壁を有するものである。そして、複数のハニカムセグメント３６ａが環状に並ぶように接合されたものが外周部３６である。

図１〜図３に示されるように、外周部３６は、複数のハニカムセグメント３６ａと当該複数のハニカムセグメント３６ａ同士を接合する接合部３７とを有していることが好ましい。これにより、ハニカムセグメント間に配置された接合部が緩衝機能を有するため、熱衝撃による外周部のクラックの発生をより効果的に防止することができる。尚、外周部３６は、複数のハニカムセグメント３６ａを有するのではなく、一つの環状のハニカム構造の構造体であってもよい。その場合、本実施形態のハニカム構造体１００は、環状の外周部３６の中央の孔に、中央部６が配設された構造となる。

外周部３６が、複数のハニカムセグメント３６ａと当該複数のハニカムセグメント３６ａ同士を接合する接合部３７とを有している場合、ハニカムセグメント３６ａの数は、２〜８個が好ましく、２〜６個が更に好ましく、２〜４個が特に好ましい。８個より多いと、接合部が多くなるため、外周部３６を排ガスが流れ難くなることがある。また、ハニカムセグメント３６ａの形状は、全てが同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。

本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６全体の形状は特に限定されず、内周側（中央部に接する側）の形状は、中央部の外周形状に沿った形状であることが好ましい。また、外周部３６の外周側の形状は、ハニカム構造体１００の外周の形状になるため、所望のハニカム構造体１００の外周形状となるようにすることが好ましい。

また、図１に示されるように、中央部６の電極部２１に配設された電極端子２２を外部に露出させるために、外周部３６には、電極端子用開口部３８が形成されていることが好ましい。図１に示されるハニカム構造体１００においては、２つのハニカムセグメント３６ａ，３６ａの側縁部３６ｂ，３６ｂに窪み３６ｃ，３６ｃが形成されている。そして、当該２つのハニカムセグメント３６ａ，３６ａの側縁部３６ｂ，３６ｂの窪み３６ｃ，３６ｃ同士を当接させる（合わせる）ことにより、一つの電極端子用開口部３８を形成している。尚、外周部３６に、「外周部３６の外周壁３３」から中央部６まで通じる孔を形成して、電極端子用開口部３８としてもよい。電極端子用開口部３８の開口面積は、電極端子２２の中心軸方向（中央部６から外側に向かう方向）に直交する断面の面積の３〜３０％が好ましく、５〜２５％が更に好ましく、１０〜２０％が特に好ましい。３％より小さいと、電極端子２２が接触し易くなることがある。３０％より大きいと、電極端子用開口部３８から異物が混入して、中央部６の電極部２１等に付着し易くなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００において、外周部３６の熱膨張係数は、０．１×１０^−６〜３．０×１０^−６／Ｋであることが好ましい。そして、外周部３６の熱膨張係数は、０．５×１０^−６〜２．５×１０^−６／Ｋであることが更に好ましく、０．７×１０^−６〜２．３×１０^−６／Ｋであることが特に好ましい。３．０×１０^−６／Ｋより大きいと、使用時にクラックが発生し易くなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００において、外周部３６の電気抵抗率は１０００Ωｃｍ以上であることが好ましく、１０００００Ωｃｍ以上であることが更に好ましい。外周部３６の電気抵抗率を１０００Ωｃｍ以上とすることにより、ハニカム構造体１００を缶体に挿入して使用する際に、中央部６と外部（缶体等）との間の絶縁を維持することができる。絶縁性を維持するという観点より、外周部３６の電気抵抗率は高いことが好ましい。外周部３６の電気抵抗率は、４００℃における値である。

また、中央部６（ハニカム構造部４）の電気抵抗率（Ωｃｍ）に対する、外周部３６の電気抵抗率（Ωｃｍ）の比の値Ｒ（外周部３６／中央部６）は、１００以上が好ましく、５００以上が更に好ましく、１０００以上が特に好ましい。比の値Ｒがこの様な範囲であることにより、中央部６の通電時に、外周部３６との絶縁を、より良好に確保することができる。比の値Ｒが１００より小さいと、中央部６の通電時に、外周部３６との絶縁を確保し難くなることがある。

また、外周部３６の隔壁３１及び外周壁３３の材質は、コージェライト、チタン酸アルミニウム、リチウムアルミニウムシリケート、窒化珪素、ジルコン、リン酸ジルコニウム等であることが好ましい。このような材質とすることにより、外周部の熱膨張係数及び電気抵抗率を好ましい値にすることができる。

本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６においては、隔壁厚さが５０〜２００μｍであり、７０〜１３０μｍであることが好ましい。隔壁厚さをこのような範囲にすることにより、外周部３６に触媒を担持しても、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなり過ぎることを抑制できる。隔壁厚さが５０μｍより薄いと、外周部３６の強度が低下することがある。隔壁厚さが２００μｍより厚いと、外周部３６に触媒を担持して排ガスを流したときの圧力損失が大きくなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６のセル密度は、４０〜１５０セル／ｃｍ^２であることが好ましく、７０〜１００セル／ｃｍ^２であることが更に好ましい。セル密度をこのような範囲にすることにより、排ガスを流したときの圧力損失を低く維持しながら、触媒の浄化性能を高くすることができる。セル密度が４０セル／ｃｍ^２より低いと、触媒担持面積が少なくなることがある。セル密度が１５０セル／ｃｍ^２より高いと、外周部に触媒を担持して排ガスを流したときの圧力損失が大きくなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６においては、セル３２の開口率が７０〜９０％であることが好ましく、７５〜８５％であることが更に好ましい。７０％より小さいと、排ガスを流す際の圧力損失が大きくなり、排ガスが流れ難くなることがある。そして、外周部に排ガスが流れ難くなると、中央部を保温し、中央部にクラックが発生することを防止する効果が低下することがある。９０％より大きいと、外周部３６の強度が低下し易くなることがある。

また、外周部３６においては、外周部３６の両端面においてセル３２が開口し（セル３２の両端部が開口し）、排ガスが十分に流れるようになっていることが好ましい。これにより、中央部６を効果的に保温することができる。そして、それにより、中央部６にクラックが発生することを効果的に防止することができる。セル３２の端部に目封止部が形成されていると、排ガスが流れ難くなるため、好ましくない。

本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６の密度（ｇ／ｃｍ^３）は、０．７５〜１．７５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、１．００〜１．５０ｇ／ｃｍ^３であることが更に好ましい。尚、外周部３６の密度は、外周部３６の質量を、外周部３６の体積で除した値である。また、外周部３６の体積は、セルの体積を含む値である。

本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）は、５００〜１０００Ｊ／ｋｇ・Ｋであることが好ましく、７００〜９００Ｊ／ｋｇ・Ｋであることが更に好ましく、７５０〜８５０Ｊ／ｋｇ・Ｋであることが特に好ましい。比熱は、示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）法で測定した値である。

外周部３６の隔壁３１の気孔率は、３０〜７０％であることが好ましく、４０〜６０％であることが更に好ましい。気孔率が、３０％未満であると、焼成時の変形が大きくなってしまうことがある。気孔率が７０％を超えると外周部３６の強度が低下することがある。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

外周部３６の隔壁の平均細孔径は、２〜１５μｍであることが好ましく、４〜８μｍであることが更に好ましい。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

また、本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６の外周を構成する外周壁３３の厚さは、０．１〜２ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと、外周部３６の強度が低下することがある。２ｍｍより厚いと、外周部における、外周壁と隔壁との温度差及び／又は外周壁内の温度差により、クラックが発生し易くなることがある。尚、外周部３６において、外周壁３３は、少なくとも、ハニカム構造体１００の最外周に位置する部分に配設されていることが好ましい。例えば、外周部３６の構造が、中央部６と対向する（接合部を介して接する）部分に、外周壁が配設されていないという構造であってもよい。また、外周部３６が複数のハニカムセグメント３６ａによって形成されている場合、ハニカムセグメントの構造が、ハニカムセグメント３６ａ同士が対向する（接合部を介して接する）部分に、外周壁が配設されていないという構造であってもよい。また、外周部３６の外周全体に外周壁３３が配設されていてもよい。また、外周部３６が複数のハニカムセグメント３６ａによって形成されている場合、ハニカムセグメント３６ａの外周全体に外周壁３３が配設されていてもよい。

本実施形態のハニカム構造体１００の外周部３６は、セル３２の延びる方向に直交する断面におけるセル３２の形状が、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせ、であることが好ましい。セル形状をこのようにすることにより、外周部３６に排ガスを流したときの圧力損失が小さくなり、外周部３６に触媒を担持して排ガスを浄化した場合に、浄化性能が優れたものとなる。

本実施形態のハニカム構造体１００において、接合部３７は、接合材を加熱処理して得られたものである。接合材は、無機粒子、無機接着剤を主成分とするものである。そして、接合材は、副成分として、有機バインダー、界面活性剤、発泡樹脂、水等を含むものである。無機粒子としては、板状粒子、球状粒子、塊状粒子、繊維状粒子、針状粒子等を挙げることができる。無機接着剤としては、コロイダルシリカ（ＳｉＯ_２ゾル）、コロイダルアルミナ（アルミナゾル）、各種酸化物ゾル、エチルシリケート、水ガラス、シリカポリマー、りん酸アルミニウム等を挙げることができる。主成分としては、ハニカムセグメント３６ａの構成成分と共通のセラミックス粉を含むものが好ましい。また、主成分としては、健康問題等からは、セラミックスファイバー等の繊維状粒子を含まないものが好ましい。また、主成分としては、板状粒子を含有するものが好ましい。板状粒子としては、例えば、マイカ、タルク、窒化ホウ素及びガラスフレーク等を挙げることができる。

本実施形態のハニカム構造体１００において、接合部３７の厚さは、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．３〜３ｍｍが更に好ましく、０．５〜２ｍｍが特に好ましい。０．１ｍｍより薄いと、ハニカムセグメント同士、又はハニカムセグメント（外周部）と中央部、が接触し易くなることがある。５ｍｍより厚いと、ハニカム構造体１００に排ガスを流す際の圧力損失が大きくなり易くなることがある。

接合部３７の気孔率は、４０〜７０％が好ましく、５０〜６５％が更に好ましく、５５〜６５％が特に好ましい。４０％より小さいと、接合部が硬くなり易く、接合部の緩衝機能が低下し易くなることがある。７０％より大きいと、接合部が柔軟になり易く、接合部の緩衝機能が低下し易くなることがある。

本実施形態のハニカム構造体１００の形状は、底面が円形の筒状（円筒形状）、底面がオーバル形状の筒状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の筒状等の形状とすることが好ましい。また、ハニカム構造体１００の大きさは、底面の面積が２０００〜２００００ｍｍ^２であることが好ましく、５０００〜１５０００ｍｍ^２であることが更に好ましい。また、ハニカム構造体の中心軸方向の長さは、５０〜２００ｍｍであることが好ましく、７５〜１５０ｍｍであることが更に好ましい。

本実施形態のハニカム構造体１００のアイソスタティック強度は、１ＭＰａ以上であることが好ましく、３ＭＰａ以上であることが更に好ましい。アイソスタティック強度は、値が大きいほど好ましいが、ハニカム構造体１００の材質、構造等を考慮すると、６ＭＰａ程度が上限となる。アイソスタティック強度が１ＭＰａ未満であると、ハニカム構造体を触媒担体等として使用する際に、破損し易くなることがある。アイソスタティック強度は水中にて静水圧をかけて測定した値である。

（２）ハニカム構造体の製造方法：
次に、本発明のハニカム構造体の一実施形態の製造方法について説明する。まず、中央部の作製方法を説明する。尚、中央部と外周部とは、どちらを先に作製してもよい。

（２−１）中央部（中央部焼成体）：
炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素粉末（金属珪素）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して成形原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が１０〜４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、３〜５０μｍが好ましく、３〜４０μｍが更に好ましい。金属珪素（金属珪素粉末）の平均粒子径は、２〜３５μｍであることが好ましい。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。尚、これは、ハニカム構造部の材質を、珪素−炭化珪素系複合材とする場合の成形原料の配合であり、ハニカム構造部の材質を炭化珪素とする場合には、金属珪素は添加しない。

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２．０〜１０．０質量部であることが好ましい。

水の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２０〜６０質量部であることが好ましい。

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜２．０質量部であることが好ましい。

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．５〜１０．０質量部であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０〜３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、成形時に口金に詰まることがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折方法で測定した値である。

次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。

次に、坏土を押出成形してハニカム成形体を形成する。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚さ、セル密度等を有するハニカム成形体を形成する口金を用いることが好ましい。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。ハニカム成形体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁と外周に位置する外周壁とを有する構造である。

ハニカム成形体の形状、大きさ、隔壁厚さ、セル密度、外周壁の厚さ等は、乾燥、焼成における収縮を考慮し、作製しようとする中央部の構造に合わせて適宜決定することができる。

得られたハニカム成形体について、乾燥を行い、ハニカム乾燥体（中央部）を作製することが好ましい。乾燥の方法は特に限定されず、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式と、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式とを挙げることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に、クラックが生じないように乾燥することができる点で、電磁波加熱方式で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式により乾燥させることが好ましい。乾燥の条件として、電磁波加熱方式にて、乾燥前の水分量に対して、３０〜９９質量％の水分を除いた後、外部加熱方式にて、３質量％以下の水分にすることが好ましい。電磁波加熱方式としては、誘電加熱乾燥が好ましく、外部加熱方式としては、熱風乾燥が好ましい。

ハニカム乾燥体（中央部）の中心軸方向長さが、所望の長さではない場合は、両端面（両端部）を切断して所望の長さとすることが好ましい。切断方法は特に限定されないが、丸鋸切断機等を用いる方法を挙げることができる。

次に、電極部を形成するための電極部形成原料を調合する。電極部の主成分を、炭化珪素及び珪素とする場合、電極部形成原料は、炭化珪素粉末及び珪素粉末に、所定の添加物を添加し、混練して形成することが好ましい。

具体的には、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素粉末（金属珪素）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して、混練して電極部形成原料を作製する。炭化珪素粉末及び金属珪素の合計質量を１００質量部としたときに、金属珪素の質量が２０〜４０質量部となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、１０〜６０μｍが好ましい。金属珪素粉末（金属珪素）の平均粒子径は、２〜２０μｍであることが好ましい。２μｍより小さいと、電気抵抗率が小さくなりすぎることがある。２０μｍより大きいと、電気抵抗率が大きくなりすぎることがある。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜５．０質量部であることが好ましい。

水の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、１５〜６０質量部であることが好ましい。

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜２．０質量部であることが好ましい。

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜５．０質量部であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０〜３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、大気孔ができやすくなり、強度低下を起こすことがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。

次に、炭化珪素粉末（炭化珪素）、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を混合して得られた混合物を混練して、ペースト状の電極部形成原料とすることが好ましい。混練の方法は特に限定されず、例えば、縦型の撹拌機を用いることができる。

次に、得られた電極部形成原料を、ハニカム乾燥体（中央部）の側面に塗布することが好ましい。電極部形成原料をハニカム乾燥体（中央部）の側面に塗布する方法は、特に限定されないが、例えば、印刷による方法を用いることができる。また、電極部形成原料は、上記本発明のハニカム構造体における電極部の所望の形状になるように、ハニカム乾燥体（中央部）の側面に塗布することが好ましい。電極部の厚さは、電極部形成原料を塗布するときの厚さを調整することにより、所望の厚さとすることができる。このように、電極部形成原料をハニカム乾燥体（中央部）の側面に塗布し、乾燥、焼成するだけで電極部を形成することができるため、非常に容易に電極部を形成することができる。

次に、ハニカム乾燥体（中央部）の側面に塗布した電極部形成原料を乾燥させることが好ましい。乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。

次に、電極端子形成用部材を作製することが好ましい。電極端子形成用部材は、ハニカム乾燥体（中央部）に貼り付けられて、電極端子となるものである。電極端子形成用部材の形状は、特に限定されないが、例えば、図１に示すような円柱状に形成することが好ましい。そして、得られた電極端子形成用部材を、電極部形成原料が塗布されたハニカム乾燥体（中央部）の、電極部形成原料が塗布された部分に貼り付けることが好ましい。尚、ハニカム乾燥体（中央部）の作製、電極部形成原料の調合、及び電極端子形成用部材の作製の、それぞれの順序は特に限定されるものではない。

電極端子形成用部材は、電極端子形成原料（電極端子形成用部材を形成するための原料）を成形、乾燥して得ることが好ましい。電極端子の主成分を、炭化珪素及び珪素とする場合、電極端子形成原料は、炭化珪素粉末及び珪素粉末に、所定の添加物を添加し、混練して形成することが好ましい。

具体的には、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素粉末（金属珪素）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して、混練して電極端子形成原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が２０〜４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、１０〜６０μｍが好ましい。金属珪素粉末（金属珪素）の平均粒子径は、２〜２０μｍであることが好ましい。２μｍより小さいと、電気抵抗率が小さくなりすぎることがある。２０μｍより大きいと、電気抵抗率が大きくなりすぎることがある。炭化珪素粒子及び金属珪素粒子（金属珪素）の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２．０〜１０．０質量部であることが好ましい。

水の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２０〜４０質量部であることが好ましい。

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜２．０質量部であることが好ましい。

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜５．０質量部であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０〜３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、大気孔ができやすくなり、強度低下を起こすことがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折方法で測定した値である。

次に、炭化珪素粉末（炭化珪素）、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を混合して得られた混合物を混練して、電極端子形成原料とすることが好ましい。混練の方法は特に限定されず、例えば、混練機を用いることができる。

得られた電極端子形成原料を成形して、電極端子形成用部材の形状にする方法は特に限定されず、押し出し成形後に、適宜、加工する方法を挙げることができる。

電極端子形成原料を成形して、電極端子形成用部材の形状にした後に、乾燥させて、電極端子形成用部材を得ることが好ましい。乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。

次に、電極端子形成用部材を、電極部形成原料が塗布されたハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。電極端子形成用部材をハニカム乾燥体（中央部）（ハニカム乾燥体（中央部）の電極部形成原料が塗布された部分）に貼り付ける方法は、特に限定されないが、上記電極部形成原料を用いて電極端子形成用部材をハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。例えば、電極端子形成用部材の「ハニカム乾燥体（中央部）の電極部形成原料が塗布された部分に貼り付く（接触する）」面に、電極部形成原料を塗布する。そして、「当該電極部形成原料を塗布した面」がハニカム乾燥体（中央部）に接触するようにして、電極端子形成用部材をハニカム乾燥体（中央部）に貼り付けることが好ましい。

そして、「電極部形成原料が塗布され、電極端子形成用部材が貼り付けられたハニカム乾燥体（中央部）」を乾燥し、中央部乾燥体を得ることが好ましい。このときの乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。

次に、バインダ等を除去するため、中央部乾燥体について仮焼成を行い、中央部仮焼体を作製することが好ましい。仮焼成は大気雰囲気において、４００〜５５０℃で、０．５〜２０時間行うことが好ましい。仮焼成及び焼成の方法は特に限定されず、電気炉、ガス炉等を用いて焼成することができる。

次に、仮焼成により得られた中央部仮焼体を焼成することにより、中央部焼成体を得ることが好ましい。焼成条件としては、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４００〜１５００℃で、１〜２０時間加熱することが好ましい。

（２−２）外周部（外周部焼成体）：
次に、外周部焼成体の製造方法を説明する。

コージェライト化原料に、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して成形原料を作製する。尚、コージェライト化原料とは、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミックス原料であって、焼成されてコージェライトになるものである。また、上記方法は、外周部の材質を、コージェライトとする場合の成形原料の配合であり、外周部の材質をチタン酸アルミニウムとする場合には、従来の、チタン酸アルミニウムの焼結体を作製する方法を採用することができる。

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。バインダの含有量は、コージェライト化原料の合計質量を１００質量部としたときに、２．０〜１０．０質量部であることが好ましい。

水の含有量は、コージェライト化原料の合計質量を１００質量部としたときに、２０〜６０質量部であることが好ましい。

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、コージェライト化原料の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜２．０質量部であることが好ましい。

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、コージェライト化原料の合計質量を１００質量部としたときに、０．５〜１０．０質量部であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０〜３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、成形時に口金に詰まることがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折方法で測定した値である。

次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。

次に、坏土を押出成形してハニカム成形体を形成する。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚さ、セル密度等を有する口金を用いることが好ましい。ハニカム成形体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁と外周に位置する外周壁とを有する構造である。また、ハニカム成形体は、図１〜３に示される本発明のハニカム構造体の一実施形態（ハニカム構造体１００）のハニカムセグメント３６ａのような構造であることが好ましい。そして、ハニカムセグメント３６ａのような形状のハニカム成形体を複数個作製し、これらを接合して、最終的にハニカム構造体１００における外周部３６を得ることが好ましい。

ハニカム成形体の形状、大きさ、隔壁厚さ、セル密度、外周壁の厚さ等は、乾燥、焼成における収縮を考慮し、作製しようとする外周部の構造に合わせて適宜決定することができる。

得られたハニカム成形体について、乾燥を行い、外周部乾燥体を作製することが好ましい。乾燥の方法は特に限定されず、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式と、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式とを挙げることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に、クラックが生じないように乾燥することができる点で、電磁波加熱方式で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式により乾燥させることが好ましい。乾燥の条件として、電磁波加熱方式にて、乾燥前の水分量に対して、３０〜９９質量％の水分を除いた後、外部加熱方式にて、３質量％以下の水分にすることが好ましい。電磁波加熱方式としては、誘電加熱乾燥が好ましく、外部加熱方式としては、熱風乾燥が好ましい。

外周部乾燥体の中心軸方向長さが、所望の長さではない場合は、両端面（両端部）を切断して所望の長さとすることが好ましい。切断方法は特に限定されないが、丸鋸切断機等を用いる方法を挙げることができる。

次に、バインダ等を除去するため、外周部乾燥体について仮焼成を行い、外周部仮焼体を作製することが好ましい。仮焼成は大気雰囲気において、４００〜５５０℃で、０．５〜２０時間行うことが好ましい。仮焼成及び焼成の方法は特に限定されず、電気炉、ガス炉等を用いて焼成することができる。

次に、仮焼成により得られた外周部仮焼体を焼成することにより、外周部焼成体を得ることが好ましい。焼成条件としては、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４００〜１５００℃で、１〜２０時間加熱することが好ましい。

尚、外周部は、上記のように、複数のハニカムセグメントを接合することにより形成することが好ましいが、他の方法で形成してもよい。例えば、一つの円筒状のハニカム成形体を作製し、両端面間に亘る円柱状の空間が形成されるように内部を削り取って、環状のハニカム成形体としてもよい。この場合、環状のハニカム成形体の上記内部に、中央部が配置されることになる。

（２−３）ハニカム構造体：
次に、中央部焼成体と外周部焼成体とを接合材を用いて貼り付けて、加熱することによりハニカム構造体を得る方法を説明する。

接合材は、所定のセラミック、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を混合して得られた混合物を混練することにより作製することが好ましい。また、接合材は、ペースト状であることがこのましい。混練の方法は特に限定されず、例えば、縦型の撹拌機を用いることができる。

次に、中央部焼成体と外周部焼成体、及び外周部焼成体同士を、作製しようとするハニカム構造体の形状になるように、接合材を用いて貼り付けて、ハニカム接合体を得ることが好ましい。その後、ハニカム接合体を加熱処理して、ハニカム構造体を得ることが好ましい。加熱処理の条件としては、５００〜８００℃、２〜４時間とすることが好ましい。尚、接合材は、上記加熱処理後に、接合部になる。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合し、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加すると共に、水を添加して成形原料とする。そして、成形原料を真空土練機により混練し、円柱状の坏土を作製した。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに７質量部であった。造孔材の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに３質量部であった。水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４２質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は２０μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。また、造孔材の平均粒子径は、２０μｍであった。炭化珪素、金属珪素及び造孔材の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。

得られた円柱状の坏土を押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥し、両端面（両端部）を所定量切断して、中央部乾燥体を得た。

次に、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを６０：４０の質量割合で混合し、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、保湿剤としてグリセリン、分散剤として界面活性剤を添加すると共に、水を添加して、混合した。混合物を混練して電極部形成原料とした。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに０．５質量部であった。グリセリンの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに１０質量部であった。界面活性剤の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに０．３質量部であった。水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４２質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は５２μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。炭化珪素及び金属珪素の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。混練は、縦型の撹拌機で行った。

次に、電極部形成原料を、乾燥させたハニカム成形体（中央部乾燥体）の側面に、「厚さが１．５ｍｍ、中心角の０．５倍が４０°」になるようにして、ハニカム成形体の両端面間に亘るように帯状に塗布した。「中心角」は、「セルの延びる方向に直交する断面における、ハニカム成形体の中心を中心とする中心角」のことである。電極部形成原料は、乾燥させたハニカム成形体の側面に、２箇所塗布した。そして、セルの延びる方向に直交する断面において、２箇所の電極部形成原料を塗布した部分の中の一方が、他方に対して、ハニカム成形体の中心を挟んで反対側に配置されるようにした。

次に、ハニカム成形体に塗布した電極部形成原料を乾燥させた。乾燥条件は、７０℃とした。

次に、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを６０：４０の質量割合で混合し、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロースを添加すると共に、水を添加して、混合した。混合物を混練して電極端子形成原料とした。電極端子形成原料を、真空土練機を用いて坏土とした。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４質量部であり、水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに２２質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は５２μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。炭化珪素及び金属珪素の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。

得られた坏土を、真空土練機を用いて成形し、円柱状に加工し、乾燥して、電極端子形成用部材を得た。また、乾燥条件は、７０℃とした。電極端子形成用部材は、底面の直径が７ｍｍで、中心軸方向の長さが１０ｍｍの円柱状とした。電極端子形成用部材は２つ作製した。

次に、２つの電極端子形成用部材のそれぞれを、ハニカム成形体における２箇所の電極部形成原料を塗布した部分のそれぞれに貼り付けた。電極端子形成用部材は、電極部形成原料を用いて、ハニカム成形体の電極部形成原料を塗布した部分に貼り付けた。その後、「電極部形成原料が塗布され、電極端子形成用部材が貼り付けられたハニカム成形体」を、脱脂して、焼成前中央部を得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。

次に、焼成前中央部を焼成して中央部焼成体を得た。焼成条件は、１４５０℃で、２時間とした。

次に、外周部を作製した。外周部を作製する際には、まず、タルク、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカを調合してコージェライト化原料を作製した。そして、コージェライト化原料１００質量部に対して、造孔材を１３質量部、分散媒を３５質量部、有機バインダを６質量部、分散剤を０．５質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。造孔材としては平均粒子径１〜１０μｍのコークスを使用し、分散媒としては水を使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。

次に、所定の口金を用いて坏土を押出成形し、図１〜３のハニカム構造体１００の外周部３６を構成するハニカムセグメント３６ａのような形状のハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体の形状は、全体形状が、セルの延びる方向に直交する断面において、「扇形から「当該扇形と同心で当該扇形より半径の小さな扇形」が切り取られて、扇形の外周部分だけが残った形状」であった。このようなハニカム成形体を８個作製した。ハニカム成形体の中の２つについては、最終的に電極端子用開口部３８（図１を参照）が形成されるように、側縁部に窪み（窪み３６ｃになる部分）を形成した。そして、得られたハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。これにより、焼成前ハニカムセグメント（外周部乾燥体）を得た。

次に、外周部乾燥体を焼成して外周部焼成体を得た。焼成条件は、１４５０℃で、６時間とした。

次に、接合材を調合した。接合材は、主成分と副成分とを混合し、その後、混練することにより調合した。主成分の組成は、ＳｉＣ微粒４１質量％、ＳｉＣ粗粒１６．５質量％、マイカ２２質量％、コロイダルシリカ２０質量％、及びベントナイト０．５質量％とした。副成分は、主成分全体を１００質量部としたときに、有機造孔材１．５質量部、有機バインダ０．４質量部、分散剤０．０４質量部とした。そして、副成分として、水をさらに混合した。得られた混合物を、ミキサーを用いて３０分間混練することにより、ペースト状の接合材を得た。このとき、ペースト粘度が２０〜６０Ｐａ・ｓとなるように水の添加量を調整した。粘度は、２５℃において、ＲＩＯＮ社製アナログ粘度計（型式：ＶＴ−０４Ｆ）を用い、Ｎｏ．２ローター、６２．５ｒｐｍで測定した値である。

次に、中央部焼成体と、８個の外周部焼成体を、図１〜３に示されるハニカム構造体１００の構造のようになるように、接合材で接合した。その後、中央部焼成体と、８個の外周部焼成体を接合材で接合したもの（接合体）を、熱風乾燥機を用いて、１４０℃で２時間乾燥した。その後、接合体を、電気炉を用いて７００℃で２時間熱処理することによりハニカム構造体を得た。尚、接合材は、乾燥、熱処理を経て、接合部となった。

得られたハニカム構造体において、中央部の材料密度は、１．７１ｇ／ｃｍ^３であった。また、中央部の比熱は、６８０Ｊ／ｋｇ・Ｋであった。また、中央部の材料熱容量は、１１６３Ｊ／ｍ^３・Ｋであった。また、中央部のセルの開口率は、７８％であった。また、中央部の体積熱容量は、２５６Ｊ／ｍ^３・Ｋであった。また、中央部の、隔壁の厚さは１４０μｍであった。また、中央部の形状は、底面の直径が４６．５ｍｍ、高さが１００ｍｍの円筒形であった。

また、得られたハニカム構造体において、外周部の材料密度は、０．８８ｇ／ｃｍ^３であった。また、外周部の比熱は、７７０Ｊ／ｋｇ・Ｋであった。また、外周部の材料熱容量は、６７４Ｊ／ｍ^３・Ｋであった。また、外周部のセルの開口率は、８３％であった。また、中央部の体積熱容量は、１１５Ｊ／ｍ^３・Ｋであった。また、外周部の、隔壁の厚さは１００μｍであった。外周部の形状は、セルの延びる方向に直交する断面において、環状であった（図１〜３に示されるハニカム構造体１００の外周部３６を参照）。

また、得られたハニカム構造体において、接合部の厚さは、１．０ｍｍであった。

得られたハニカム構造体の形状は、底面の直径が６５ｍｍ、高さが１００ｍｍの円筒形であった。また、中央部のハニカム構造部の電気抵抗率は、３５Ωｃｍであった。また、２つの電極部の厚さは、いずれも１．５ｍｍであった。また、２つの電極部の、セルの延びる方向に直交する断面における中心角の０．５倍は、４０°であった。また、得られたハニカム構造体の熱容量比（１００×外周部の体積熱容量／中央部の体積熱容量）は、４５％であった。

（材料密度の測定方法）
材料密度は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

（比熱の測定方法）
比熱は示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＣＳ）法で測定した値である。

（材料熱容量の測定方法）
材料熱容量は、光学顕微鏡で測定された測定対象物（中央部又は外周部）の隔壁の平均厚みを用いて計算された体積をもとに、気孔率、材料の比重、及び比熱を考慮した熱容量計算の方法で導き出した値である。隔壁の厚さは、光学顕微鏡で測定された隔壁の周方向８点の平均厚みの値である。また、隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータ（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製、オートポアＩＶ９５０５）により測定した値である。

（電気抵抗率の測定方法）
中央部を構成するハニカム構造部の電気抵抗率は、以下の方法で測定した。測定対象と同じ材質で１０ｍｍ×１０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を作成した（つまり、例えば、ハニカム構部の電気抵抗率を測定する場合にはハニカム構造部と同じ材質で試験片を作製した。）。試験片の両端部全面に銀ペーストを塗布し、配線して通電できるようにした。試験片に電圧印加電流測定装置をつなぎ印加した。試験片中央部に熱伝対を設置し、電圧印加時の試験片温度の経時変化をレコーダーにて確認した。１００〜２００Ｖ印加し、試験片温度が４００℃の状態における電流値及び電圧値を測定し、得られた電流値及び電圧値、並びに試験片寸法から電気抵抗率を算出した。

（温度差（ΔＴ）の測定方法）
ハニカム構造体を収納する金属ケース内に「プロパンガスを燃焼させるガスバーナーを用いて加熱ガスを供給する」ことができる、プロパンガスバーナー試験機を用いて、ハニカム構造体の加熱冷却試験を実施した。そして、加熱冷却試験を実施する際に、ハニカム構造体内の「温度差」を測定した。具体的には、まず、プロパンガスバーナー試験機の金属ケースに、得られたハニカム構造体を収納（キャニング）した。そして、金属ケース内に、ガスバーナーにより加熱されたガスを供給し、ハニカム構造体内を通過するようにした。金属ケースに流入する加熱ガスの温度条件（入口ガス温度条件）を以下のようにした。まず、５分で９５０℃まで昇温し、９５０℃で１０分間保持し、その後、５分で１００℃まで冷却し、１００℃で１０分間保持した（加熱冷却試験）。そして、ハニカム構造体を昇温、冷却する際に、ハニカム構造体の外周壁の表面の温度と、ハニカム構造体の外周壁の表面から内部に５ｍｍ入った位置の温度とを測定し続けた。そして、外周壁の表面の温度と外周壁の表面から内部に５ｍｍ入った位置の温度との差が、最大になるときの当該温度差（最大温度差）を算出した。この最大温度差を「温度差」として表１に示した。ハニカム構造体の温度は、熱電対で測定した。

（耐熱衝撃性試験）
ハニカム構造体を収納する金属ケース内に「プロパンガスを燃焼させるガスバーナーを用いて加熱ガスを供給する」ことができる、プロパンガスバーナー試験機を用いて、ハニカム構造体の加熱冷却試験（１００サイクル）を実施した。具体的には、まず、プロパンガスバーナー試験機の金属ケースに、得られたハニカム構造体を収納（キャニング）した。そして、金属ケース内に、ガスバーナーにより加熱されたガスを供給し、ハニカム構造体内を通過するようにした。金属ケースに流入する加熱ガスの温度条件（入口ガス温度条件）を以下のようにした。まず、１００℃から５分で９５０℃まで昇温し、９５０℃で１０分間保持し、その後、５分で１００℃まで冷却し、１００℃で１０分間保持した。その後、「１００℃から５分で９５０℃まで昇温し、９５０℃で１０分間保持し、その後、５分で１００℃まで冷却し、１００℃で１０分間保持する」という加熱冷却サイクルを１００サイクル繰り返した。その後、室温まで冷却し、ハニカム構造体のクラック発生状態を確認した。耐熱衝撃性の試験結果は、表１の「クラック」の欄に示した。「クラック」の欄の「無し」は、クラックが発生しなかったことを示し、「有り」は、クラックが発生したことを示す。「無し」が合格である。

（実施例２〜６、比較例１，２）
ハニカム構造体の、外周部の条件を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。実施例１の場合と同様にして、上記方法で、「温度差（ΔＴ）」の測定を行い、「耐熱衝撃性試験」を行った。結果を表１に示す。

表１より、外周部の体積熱容量を中央部の体積熱容量より小さくすることにより、耐熱衝撃性試験でのクラックの発生を防止することができることがわかる。また、外周部のセルの開口率が７０％未満になると、耐熱衝撃性が低下することがわかる。

本発明のハニカム構造体は、自動車の排ガスを浄化する排ガス浄化装置用の触媒担体として好適に利用することができる。

１：隔壁、２：セル、３：外周壁、４：ハニカム構造部、５：側面、６：中央部、１１：一方の端面、１２：他方の端面、２１：電極部、２２：電極端子、３１：隔壁（外周部の隔壁）、３２：セル（外周部のセル）、３３：外周壁（外周部の外周壁）、３６：外周部、３６ａ：ハニカムセグメント、３６ｂ：側縁部、３６ｃ：窪み、３７：接合部、３８：電極端子用開口部、１００：ハニカム構造体、Ｏ：中心、α：中心角、β：角度、θ：中心角の０．５倍の角度。

Claims (5)

1. 流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び外周に配置される外周壁を有する筒状のハニカム構造部、及び前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有する中央部と、
   前記中央部の外周に配設された外周部とを備え、
   前記ハニカム構造部の電気抵抗率が、１〜２００Ωｃｍであり、
   前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向に延びる帯状に形成され、
   前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記一対の電極部における一方の前記電極部が、前記一対の電極部における他方の前記電極部に対して、前記ハニカム構造部の中心を挟んで反対側に配設され、
   前記外周部が、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び最外周に位置する外周壁を有するものであり、
   前記外周部の体積熱容量が、前記中央部の体積熱容量より小さいハニカム構造体。
2. 前記外周部の体積熱容量が、前記中央部の体積熱容量の４０〜９０％である請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記外周部の面積が、全体の面積に対して２０〜５０％である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
4. 前記外周部の熱膨張係数が０．１×１０^−６〜３．０×１０^−６／Ｋであり、前記中央部の熱膨張係数が３．５×１０^−６〜５．５×１０^−６／Ｋである請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
5. 前記外周部のセルの開口率が、前記中央部のセルの開口率より大きい請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。

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