JP6364374B2 - Honeycomb structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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本発明は、ハニカム構造体、及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、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、特に、電極部の耐熱衝撃性及び通電特性に優れ、且つ簡便な製造方法によって製造可能なハニカム構造体、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a honeycomb structure and a manufacturing method thereof. More specifically, the honeycomb structure that is a catalyst carrier and functions as a heater by applying a voltage, in particular, has excellent thermal shock resistance and current-carrying characteristics of the electrode part, and can be manufactured by a simple manufacturing method, and its It relates to a manufacturing method.

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)。   Conventionally, a catalyst supported on a cordierite honeycomb structure has been used to treat harmful substances in exhaust gas discharged from an automobile engine. It is also known to use a honeycomb structure formed of a silicon carbide sintered body for purification of exhaust gas (see, for example, Patent Document 1).

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が、エンジン始動時には、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。   When the exhaust gas is treated with the catalyst supported on the honeycomb structure, it is necessary to raise the temperature of the catalyst to a predetermined temperature. However, when the engine is started, there is a problem that the exhaust gas is not sufficiently purified because the catalyst temperature is low.

そのため、セラミック製のハニカム構造体を「加熱可能な触媒担体」として使用することが提案されている(例えば、特許文献2を参照)。このようなハニカム構造体は、電流を流すことにより、ジュール熱により発熱するため、例えば、排ガス浄化用の電機加熱式触媒コンバータ(EHC)としての使用が検討されている。例えば、特許文献2に記載されたハニカム構造体は、多孔質の隔壁及び最外周に位置する外周壁を有するハニカム構造部と、このハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部と、を備えたものである。ハニカム構造部及び電極部の材料としては、例えば、炭化珪素(SiC)や珪素−炭化珪素複合材(Si−SiC)等の導電性セラミックが用いられている。   Therefore, it has been proposed to use a ceramic honeycomb structure as a “heatable catalyst carrier” (see, for example, Patent Document 2). Since such a honeycomb structure generates heat due to Joule heat when an electric current flows, use of the honeycomb structure as, for example, an electric heating catalytic converter (EHC) for exhaust gas purification has been studied. For example, a honeycomb structure described in Patent Document 2 includes a honeycomb structure portion having a porous partition wall and an outer peripheral wall located at the outermost periphery, and a pair of electrode portions disposed on the side surfaces of the honeycomb structure portion, It is equipped with. As a material of the honeycomb structure part and the electrode part, for example, conductive ceramics such as silicon carbide (SiC) and silicon-silicon carbide composite material (Si-SiC) are used.

また、ハニカム構造体の材料として、例えば、SiおよびSiCの少なくとも一種と、MoSiと、からなる複合材料であって、電気加熱式触媒コンバーターの構成要素の形成材料である複合材料も提案されている(例えば、特許文献3を参照)。 In addition, as a material for the honeycomb structure, for example, a composite material composed of at least one of Si and SiC and MoSi 2 and a material for forming a component of an electrically heated catalytic converter has been proposed. (For example, see Patent Document 3).

特許第4136319号公報Japanese Patent No. 4136319 国際公開第2011/125815号International Publication No. 2011-125815 特開2014−62476号公報JP 2014-62476 A

特許文献3に記載された複合材料は、複合材料中に、MoSiを含むため、SiCやSiC−Si等に比して電気抵抗率が低く、電気抵抗率の温度依存性が少ないという利点を有するものである。しかしながら、MoSiを含む複合材料をハニカム構造体の電極部として用いる場合は、ハニカム構造部と電極部とを、同一の焼成工程によって作製することができず、ハニカム構造体の製造工程が煩雑になるという問題があった。 Since the composite material described in Patent Document 3 contains MoSi 2 in the composite material, the electrical resistivity is lower than that of SiC, SiC-Si, or the like, and the temperature dependence of the electrical resistivity is small. I have it. However, when a composite material containing MoSi 2 is used as the electrode part of the honeycomb structure, the honeycomb structure part and the electrode part cannot be manufactured by the same firing process, and the manufacturing process of the honeycomb structure is complicated. There was a problem of becoming.

すなわち、MoSiを含む複合材料からなる電極部を備えたハニカム構造体を作製する際には、以下のような製造過程を踏む必要があった。まず、ハニカム構造部形成用の原料を用いて、ハニカム成形体を作製する。次に、そのハニカム成形体を乾燥させて、ハニカム乾燥を得、得られたハニカム乾燥体を脱脂し、更に、焼成することによって、ハニカム構造部(以下、「ハニカム焼成体」ということもある)を作製する。その後、得られたハニカム構造部の側面に、MoSiを含む電極部形成用原料を塗工し、再度、乾燥工程、脱脂工程、及び焼成工程を経て、ハニカム構造体を製造する。ここで、上述したハニカム成形体やハニカム乾燥体に対して、MoSiを含む電極部形成用原料を塗工し、1回の脱脂工程、及び焼成工程によりハニカム構造体を作製した場合、脱脂工程において、MoSiを含む電極部に粉化現象が生じ、適切な電極部の形成が困難になる。このため、MoSiを含む複合材料からなる電極部を備えたハニカム構造体を製造するためには、1つのハニカム構造体の製造過程において、脱脂工程、及び焼成工程を2回実施しなければならず、製造工程が非常に煩雑となり、また、ハニカム構造体の製造コストも大きく上昇してしまうという問題があった。このようなことから、電極部の耐熱衝撃性及び通電特性に優れ、且つ簡便な製造方法によって製造可能なハニカム構造体の開発が要望されている。特に、ハニカム構造部と電極部とを、1回の脱脂工程、及び焼成工程により製造することが可能なハニカム構造体の開発が強く要望されている。 That is, when manufacturing a honeycomb structure provided with an electrode portion made of a composite material containing MoSi 2 , it is necessary to take the following manufacturing process. First, a honeycomb formed body is manufactured using a raw material for forming a honeycomb structure. Next, the honeycomb formed body is dried to obtain honeycomb dried, and the obtained honeycomb dried body is degreased and fired to obtain a honeycomb structure part (hereinafter also referred to as “honeycomb fired body”). Is made. Then, the electrode part forming raw material containing MoSi 2 is applied to the side surface of the obtained honeycomb structure part, and the honeycomb structure is manufactured through the drying process, the degreasing process, and the firing process again. Here, when the honeycomb formed body or the honeycomb dried body described above is coated with an electrode part forming raw material containing MoSi 2 and a honeycomb structure is manufactured by a single degreasing step and a firing step, the degreasing step However, a pulverization phenomenon occurs in the electrode part containing MoSi 2, and it becomes difficult to form an appropriate electrode part. For this reason, in order to manufacture a honeycomb structure having an electrode portion made of a composite material containing MoSi 2 , the degreasing process and the firing process must be performed twice in the manufacturing process of one honeycomb structure. However, the manufacturing process becomes very complicated, and the manufacturing cost of the honeycomb structure is greatly increased. For these reasons, there is a demand for the development of a honeycomb structure that is excellent in thermal shock resistance and current-carrying characteristics of the electrode part and that can be manufactured by a simple manufacturing method. In particular, there is a strong demand for development of a honeycomb structure capable of manufacturing a honeycomb structure portion and an electrode portion by a single degreasing process and a firing process.

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、特に、電極部の耐熱衝撃性及び通電特性に優れ、且つ簡便な製造方法によって製造可能なハニカム構造体、及びその製造方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described problems. The present invention serves as a catalyst carrier and also functions as a heater by applying a voltage, in particular, a honeycomb structure excellent in the thermal shock resistance and current-carrying characteristics of the electrode part and manufactured by a simple manufacturing method, and its A manufacturing method is provided.

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、及びその製造方法を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following honeycomb structure and a manufacturing method thereof.

[1] 柱状のハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部と、を備え、前記ハニカム構造部は、多孔質の隔壁と、最外周に配設された外周壁と、を有し、前記ハニカム構造部には、前記隔壁によって、前記ハニカム構造部の第一端面から第二端面まで延びる複数のセルが区画形成されており、前記ハニカム構造部が、炭化珪素及び珪素の少なくとも一種を含む材料から構成され、且つ、一対の前記電極部の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を含む複合材料から構成されている、ハニカム構造体。 [1] A columnar honeycomb structure portion and a pair of electrode portions disposed on a side surface of the honeycomb structure portion, the honeycomb structure portion including a porous partition wall and an outer periphery disposed at an outermost periphery A plurality of cells extending from the first end surface to the second end surface of the honeycomb structure portion by the partition walls, and the honeycomb structure portion is formed of silicon carbide. And a honeycomb structure in which at least a part of the pair of electrode portions is made of a composite material containing TaSi 2 and silicon.

[2] 前記電極部の少なくとも一部を構成する前記複合材料が、炭化珪素を更に含む、前記[1]に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb structure according to [1], wherein the composite material constituting at least a part of the electrode portion further includes silicon carbide.

[3] 前記電極部の熱膨張係数が、5.0〜8.0×10−6(/K)である、前記[1]又は[2]に記載のハニカム構造体。 [3] The honeycomb structure according to [1] or [2], wherein the electrode portion has a thermal expansion coefficient of 5.0 to 8.0 × 10 −6 (/ K).

[4] 前記電極部の電気抵抗率が、0.001〜10.0Ωcmである、前記[1]〜[3]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [4] The honeycomb structure according to any one of [1] to [3], wherein the electrode part has an electrical resistivity of 0.001 to 10.0 Ωcm.

[5] 前記電極部の強度が、5〜30MPaである、前記[1]〜[4]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [5] The honeycomb structure according to any one of [1] to [4], wherein the electrode portion has a strength of 5 to 30 MPa.

[6] 前記ハニカム構造部は、気孔率が30〜60%、平均細孔径が2〜15μm、前記隔壁の厚さが50〜300μm、セル密度が40〜150セル/cmであり、且つ、一対の前記電極部間での電気抵抗が2〜100Ωである、前記[1]〜[5]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [6] The honeycomb structure portion has a porosity of 30 to 60%, an average pore diameter of 2 to 15 μm, a thickness of the partition wall of 50 to 300 μm, a cell density of 40 to 150 cells / cm 2 , and The honeycomb structure according to any one of [1] to [5], wherein an electrical resistance between the pair of electrode portions is 2 to 100Ω.

[7] 前記電極部を構成する前記複合材料の前記TaSiの含有比率が、15〜78体積%である、前記[1]〜[6]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [7] The honeycomb structure according to any one of [1] to [6], wherein a content ratio of the TaSi 2 in the composite material constituting the electrode part is 15 to 78% by volume.

[8] 前記電極部を構成する前記複合材料の前記珪素の含有比率が、5〜43体積%である、前記[1]〜[7]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [8] The honeycomb structure according to any one of [1] to [7], wherein a content ratio of the silicon in the composite material constituting the electrode portion is 5 to 43% by volume.

[9] 前記電極部を構成する前記複合材料の前記炭化珪素の含有比率が、57.5体積%以下である、前記[2]に記載のハニカム構造体。 [9] The honeycomb structure according to [2], wherein a content ratio of the silicon carbide in the composite material constituting the electrode portion is 57.5% by volume or less.

[10] 多孔質の隔壁と、最外周に配設された外周壁とを有する柱状のハニカム成形体、又は前記ハニカム成形体を焼成して得たハニカム焼成体の側面の第一の領域及び第二の領域に、電極部形成原料をそれぞれ塗工し、塗工した前記電極部形成原料を乾燥及び焼成して、一対の電極部を形成する電極部形成工程を備え、前記ハニカム成形体には、前記隔壁によって、前記ハニカム成形体の第一端面から第二端面まで延びる複数のセルが区画形成されており、前記電極部形成工程は、前記電極部形成原料を、前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体の前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第一の領域が、前記第二の領域に対して、前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体の中心を挟んで反対側に位置するように、塗工するものであり、前記電極部形成原料として、TaSi粉末及び珪素粉末を少なくとも含む原料を用いる、ハニカム構造体の製造方法。 [10] A columnar honeycomb formed body having porous partition walls and an outer peripheral wall disposed on the outermost periphery, or a first region and a first region on a side surface of a honeycomb fired body obtained by firing the honeycomb formed body The electrode body forming raw material is applied to each of the two regions, and the applied electrode portion forming raw material is dried and fired to form a pair of electrode portions. A plurality of cells extending from the first end face to the second end face of the honeycomb formed body are partitioned by the partition walls, and the electrode part forming step uses the electrode formed raw material as the honeycomb formed body or the honeycomb. In a cross section orthogonal to the cell extending direction of the fired body, the first region is positioned on the opposite side of the second region with the center of the honeycomb formed body or the honeycomb fired body interposed therebetween. And coating A method for manufacturing a honeycomb structure using a raw material containing at least TaSi 2 powder and silicon powder as the electrode part forming raw material.

[11] 前記電極部形成工程が、前記ハニカム成形体の側面の前記第一の領域及び前記第二の領域に、前記電極部形成原料をそれぞれ塗工する工程である、前記[10]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [11] The above [10], wherein the electrode part forming step is a step of applying the electrode part forming raw material to the first region and the second region on the side surface of the honeycomb formed body, respectively. Method for manufacturing the honeycomb structure.

[12] 前記電極部形成工程における前記焼成の前に、前記電極部形成原料を塗工した前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体を、大気雰囲気で、400〜550℃で脱脂する、前記[10]又は[11]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [12] Prior to the firing in the electrode part forming step, the honeycomb formed body or the honeycomb fired body coated with the electrode part forming raw material is degreased at 400 to 550 ° C. in an air atmosphere. ] Or the manufacturing method of the honeycomb structure according to [11].

[13] 前記電極部形成工程において、前記電極部形成原料を塗工した前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体を、Ar雰囲気で、1400〜1500℃で焼成する、前記[10]〜[12]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [13] In the electrode part forming step, the honeycomb formed body or the honeycomb fired body coated with the electrode part forming raw material is fired at 1400 to 1500 ° C. in an Ar atmosphere. [10] to [12] A method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of the above.

[14] 前記電極部形成工程における前記焼成の後に、焼成した前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体を、酸化雰囲気で、1000〜1350℃で酸化処理する、前記[10]〜[13]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [14] Any of the above [10] to [13], wherein after the firing in the electrode portion forming step, the fired honeycomb formed body or the honeycomb fired body is oxidized at 1000 to 1350 ° C. in an oxidizing atmosphere. A method for manufacturing a honeycomb structure according to claim 1.

[15] 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を含む複合材料から構成され、前記複合材料のTaSiの含有比率が、15〜78体積%である、前記[10]〜[14]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [15] At least a part of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is composed of a composite material containing TaSi 2 and silicon, and the content ratio of TaSi 2 in the composite material is 15 to 78 volumes. %. The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of the above [10] to [14].

[16] 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を含む複合材料から構成され、前記複合材料の珪素の含有比率が、5〜43体積%である、前記[10]〜[15]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [16] At least a part of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is composed of a composite material containing TaSi 2 and silicon, and a silicon content ratio of the composite material is 5 to 43% by volume. The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of [10] to [15].

[17] 前記電極部形成原料として、炭化珪素粉末を更に含む前記原料を用いる、前記[10]〜[16]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [17] The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of [10] to [16], wherein the raw material further containing silicon carbide powder is used as the electrode part forming raw material.

[18] 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の少なくとも一部が、TaSi、珪素及び炭化珪素を含む複合材料から構成され、前記複合材料の炭化珪素の含有比率が、57.5体積%以下である、前記[17]に記載のハニカム構造体の製造方法。 [18] At least a part of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is composed of a composite material containing TaSi 2 , silicon and silicon carbide, and the silicon carbide content ratio of the composite material is 57. The method for manufacturing a honeycomb structured body according to the above [17], which is 5% by volume or less.

[19] 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の熱膨張係数が、5.0〜8.0×10−6(/K)である、前記[10]〜[18]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [19] The above-mentioned [10] to [18], wherein the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material has a thermal expansion coefficient of 5.0 to 8.0 × 10 −6 (/ K). The manufacturing method of the honeycomb structure in any one.

[20] 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の電気抵抗率が、0.001〜10.0Ωcmである、前記[10]〜[19]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [20] The honeycomb structure according to any one of [10] to [19], wherein the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material has an electrical resistivity of 0.001 to 10.0 Ωcm. Manufacturing method.

[21] 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の強度が、5〜30MPaである、前記[10]〜[20]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [21] The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [10] to [20], wherein the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material has a strength of 5 to 30 MPa.

[22] 前記ハニカム焼成体は、気孔率が30〜60%、平均細孔径が2〜15μm、前記隔壁の厚さが50〜300μm、セル密度が40〜150セル/cmであり、且つ、一対の前記電極部間での電気抵抗が2〜100Ωである、前記[10]〜[21]のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。 [22] The honeycomb fired body has a porosity of 30 to 60%, an average pore diameter of 2 to 15 μm, a thickness of the partition wall of 50 to 300 μm, a cell density of 40 to 150 cells / cm 2 , and The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of [10] to [21], wherein an electrical resistance between the pair of electrode portions is 2 to 100Ω.

本発明のハニカム構造体は、柱状のハニカム構造体と、このハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部と、を備えたものである。そして、本発明のハニカム構造体においては、ハニカム構造部が、炭化珪素及び珪素の少なくとも一種を含む材料から構成され、且つ、一対の電極部の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を少なくとも含む複合材料から構成されている。このように構成された本発明のハニカム構造体は、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、特に、電極部の耐熱衝撃性及び通電特性に優れるという効果を奏する。また、本発明のハニカム構造体は、簡便な製造方法によって製造することができる。特に、ハニカム構造部と電極部とを、1回の脱脂工程、及び焼成工程により製造することができ、製造工程を簡略化することができると共に、ハニカム構造体の製造コストを削減することができる。 The honeycomb structure of the present invention includes a columnar honeycomb structure and a pair of electrode portions disposed on the side surface of the honeycomb structure portion. In the honeycomb structure of the present invention, the honeycomb structure portion is made of a material containing at least one kind of silicon carbide and silicon, and at least a part of the pair of electrode portions is a composite containing at least TaSi 2 and silicon. Consists of materials. The honeycomb structure of the present invention thus configured is a catalyst carrier and also functions as a heater when a voltage is applied. In particular, the honeycomb structure has an effect of being excellent in thermal shock resistance and current-carrying characteristics of the electrode portion. Moreover, the honeycomb structure of the present invention can be manufactured by a simple manufacturing method. In particular, the honeycomb structure part and the electrode part can be manufactured by a single degreasing process and a firing process, and the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost of the honeycomb structure can be reduced. .

また、本発明のハニカム構造体の製造方法は、上述した本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法であり、製造工程を簡略化することができると共に、ハニカム構造体の製造コストを削減することができる。   Moreover, the manufacturing method of the honeycomb structure of the present invention is a manufacturing method for manufacturing the above-described honeycomb structure of the present invention, which can simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost of the honeycomb structure. can do.

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。1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a honeycomb structure of the present invention. 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。1 is a schematic diagram showing a cross section parallel to a cell extending direction of an embodiment of a honeycomb structure of the present invention. FIG. 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。1 is a schematic diagram showing a cross section orthogonal to a cell extending direction of an embodiment of a honeycomb structure of the present invention. 本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically other embodiment of the honeycomb structure of this invention. 本発明のハニカム構造体の他の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section parallel to the cell extending direction of other embodiment of the honeycomb structure of this invention. 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す正面図である。FIG. 6 is a front view schematically showing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す正面図である。FIG. 6 is a front view schematically showing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. 図7における、A−A’断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the A-A 'cross section in FIG. 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す側面図である。FIG. 6 is a side view schematically showing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention.

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。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and it is understood that design changes, improvements, and the like can be added as appropriate based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should.

(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、柱状のハニカム構造部4と、ハニカム構造部4の側面に配設された一対の電極部21,21とを備えた、ハニカム構造体100である。ハニカム構造部4は、多孔質の隔壁1と、最外周に位置する外周壁3とを有する。ハニカム構造部4には、流体の流路となる、ハニカム構造部4の一方の端面である第一端面11から他方の端面である第二端面12まで延びる複数のセル2が区画形成されている。本実施形態のハニカム構造体100においては、ハニカム構造部4が、炭化珪素及び珪素の少なくとも一種を含む材料から構成されている。また、本実施形態のハニカム構造体100においては、一対の電極部21,21の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を少なくとも含む複合材料から構成されている。以下、一対の電極部21,21の少なくとも一部を構成する「TaSi及び珪素を少なくとも含む複合材料」を、「TaSi含有複合材料」ということがある。
(1) Honeycomb structure:
As shown in FIGS. 1 to 3, an embodiment of the honeycomb structure of the present invention includes a columnar honeycomb structure portion 4, and a pair of electrode portions 21 and 21 disposed on a side surface of the honeycomb structure portion 4. The honeycomb structure 100 is provided. The honeycomb structure part 4 has a porous partition wall 1 and an outer peripheral wall 3 located at the outermost periphery. A plurality of cells 2 extending from the first end surface 11 as one end surface of the honeycomb structure portion 4 to the second end surface 12 as the other end surface are defined in the honeycomb structure portion 4 as fluid flow paths. . In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the honeycomb structure 4 is made of a material containing at least one of silicon carbide and silicon. In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, at least a part of the pair of electrode portions 21 and 21 is made of a composite material containing at least TaSi 2 and silicon. Hereinafter, the “composite material including at least TaSi 2 and silicon” constituting at least a part of the pair of electrode portions 21 and 21 may be referred to as “TaSi 2 -containing composite material”.

このように構成された本実施形態のハニカム構造体100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、特に、一対の電極部21,21の耐熱衝撃性及び通電特性に優れるという効果を奏する。また、本実施形態のハニカム構造体100は、簡便な製造方法によって製造することができる。特に、ハニカム構造部4と電極部21,21とを、1回の脱脂工程、及び焼成工程により製造することができ、製造工程を簡略化することができると共に、ハニカム構造体100の製造コストを削減することができる。もちろん、本実施形態のハニカム構造体100は、ハニカム構造部4に対して、脱脂工程、及び焼成工程を行い、その後、一対の電極部21,21及びハニカム構造部4に対して、更に、脱脂工程、及び焼成工程を行って製造されたものであってもよい。   The honeycomb structure 100 of the present embodiment configured as described above is a catalyst carrier and also functions as a heater by applying a voltage. In particular, the thermal shock resistance and energization characteristics of the pair of electrode portions 21 and 21 are achieved. The effect is excellent. Moreover, the honeycomb structure 100 of the present embodiment can be manufactured by a simple manufacturing method. In particular, the honeycomb structure part 4 and the electrode parts 21 and 21 can be manufactured by a single degreasing process and a firing process, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the honeycomb structure 100 can be reduced. Can be reduced. Of course, the honeycomb structure 100 of the present embodiment performs a degreasing process and a firing process on the honeycomb structure part 4, and then further degreases the pair of electrode parts 21 and 21 and the honeycomb structure part 4. What was manufactured by performing a process and a baking process may be used.

ここで、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平行な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直交する断面を示す模式図である。なお、図3においては、隔壁が省略されている。   Here, FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. Fig. 2 is a schematic diagram showing a cross section parallel to the cell extending direction of one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 3 is a schematic view showing a cross section perpendicular to the cell extending direction of one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. In FIG. 3, the partition walls are omitted.

本実施形態のハニカム構造体100においては、一対の電極部21,21の少なくとも一部が、「TaSi含有複合材料」から構成されていればよい。例えば、一対の電極部21,21の片方の電極部を「第一電極部」とし、一対の電極部21,21のもう片方の電極部を「第二電極部」とした場合、第一電極部及び第二電極部の少なくとも一方が、「TaSi含有複合材料」から構成されていてもよい。また、第一電極部の一部、又は、第二電極部の一部が、「TaSi含有複合材料」から構成されていてもよい。 In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, it is only necessary that at least a part of the pair of electrode portions 21 and 21 is made of “TaSi 2 -containing composite material”. For example, when one electrode part of the pair of electrode parts 21 and 21 is a “first electrode part” and the other electrode part of the pair of electrode parts 21 and 21 is a “second electrode part”, the first electrode part At least one of the part and the second electrode part may be composed of “TaSi 2 -containing composite material”. Also, part of the first electrode portion, or the portion of the second electrode section may be constituted by "TaSi 2 containing composite material".

本実施形態のハニカム構造体100においては、電極部21の少なくとも一部を構成するTaSi含有複合材料が、炭化珪素を更に含んでいてもよい。すなわち、TaSi含有複合材料が、TaSi、珪素、及び炭化珪素を少なくとも含む複合材料であってもよい。このように構成することによって、電極部21の電気抵抗率を良好に低下させることが可能となる。 In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the TaSi 2 -containing composite material that constitutes at least a part of the electrode portion 21 may further contain silicon carbide. That is, the TaSi 2 -containing composite material may be a composite material containing at least TaSi 2 , silicon, and silicon carbide. By comprising in this way, it becomes possible to reduce the electrical resistivity of the electrode part 21 favorably.

ここで、一対の電極部の一部が、TaSi含有複合材料から構成されている場合において、TaSi含有複合材料から構成された一部以外の他の部位の電極部は、例えば、TaSi含有複合材料以外では、導電性セラミックや金属、具体的には、炭化珪素及び珪素の少なくとも一種を含む材料、金属珪化物を含む材料、Ni及びCrの少なくとも一種を含む材料を挙げることができる。 Here, a part of the pair of electrode portions, in a case which is composed of TaSi 2 containing composite material, TaSi 2 containing electrode portions of the other parts other than a part made of a composite material, for example, TaSi 2 In addition to the contained composite material, a conductive ceramic or metal, specifically, a material containing at least one of silicon carbide and silicon, a material containing a metal silicide, and a material containing at least one of Ni and Cr can be given.

電極部の熱膨張係数が、5.0〜8.0×10−6(/K)であることが好ましく、5.5〜8.0×10−6(/K)であることが更に好ましく、6.0〜8.0×10−6(/K)であることが特に好ましい。電極部の熱膨張係数が、5.0〜8.0×10−6(/K)以下であると、ハニカム構造部の熱膨張係数よりもやや高くなり、高温の排ガスが流入する時に、ハニカム構造部と電極部の熱膨張がほぼ同等となり、耐熱衝撃性が向上する利点がある。例えば、電極部の熱膨張係数が、5.0×10−6(/K)未満であると、高温の排ガスが流入する時のハニカム構造部と電極部の熱膨張に差が生じるため好ましくない。また、電極部の熱膨張係数が、8.0×10−6(/K)超であった場合にも、ハニカム構造部と電極部の熱膨張に差が生じるため好ましくない。 Thermal expansion coefficient of the electrode portion is preferably 5.0~8.0 × 10 -6 (/ K) , more preferably in a 5.5~8.0 × 10 -6 (/ K) , 6.0 to 8.0 × 10 −6 (/ K) is particularly preferable. When the thermal expansion coefficient of the electrode part is 5.0 to 8.0 × 10 −6 (/ K) or less, the thermal expansion coefficient is slightly higher than that of the honeycomb structure part. The thermal expansion of the structure portion and the electrode portion is almost equal, and there is an advantage that the thermal shock resistance is improved. For example, if the thermal expansion coefficient of the electrode part is less than 5.0 × 10 −6 (/ K), a difference occurs in the thermal expansion between the honeycomb structure part and the electrode part when high-temperature exhaust gas flows in, which is not preferable. . Further, even when the thermal expansion coefficient of the electrode portion is more than 8.0 × 10 −6 (/ K), it is not preferable because a difference occurs in the thermal expansion between the honeycomb structure portion and the electrode portion.

電極部の熱膨張係数は、25〜800℃における熱膨張係数のことを意味する。本明細書において、特に断りのない限り、熱膨張係数は、25〜800℃における熱膨張係数である。電極部の熱膨張係数は、以下の方法にて測定することができる。まず、電極部から、縦0.2mm×横4mm×長さ50mmの測定試料(電極部用測定試料)を作製する。以下、それぞれの測定試料の長さが50mmとなる部位の一端から他端に向かう方向を、「測定試料の長さ方向」ということがある。測定試料は、ハニカム構造体のセルの延びる方向が、当該測定試料の長さ方向となるように、ハニカム構造体の電極部から切り出して作製する。具体的には、測定試料の長さが50mmとなる方向(長さ方向)が、ハニカム構造体のセルの延びる方向に相当する。測定試料の横4mmとなる方向(横方向)が、ハニカム構造体の側面の周方向に相当する。測定試料の縦0.2mmとなる方向(縦方向)が、ハニカム構造体の側面から内側に向かう方向に相当する。電極部が上述した測定試料のサイズ(縦0.2mm×横4mm×長さ50mm)より小さく、電極部用測定試料を採取できない場合には、より小さい測定試料を作製し、熱膨張係数を測定するための測定試料とする。更に小さく、ハニカム構造部との区別が困難な場合は、ハニカム構造部の外周壁ごと熱膨張係数の測定を行い、測定試料とハニカム構造部の外周壁の厚みの割合と、ハニカム構造部の外周壁の熱膨張係数から、測定試料の熱膨張係数を算出する。なお、ハニカム構造体の電極部のサイズや形状等の都合で、測定試料の採取が困難な場合には、電極部と同材料でテストピースを作製し、熱膨張係数の測定に供してもよい。作製した電極部用測定試料について、JIS R 1618に準拠した方法により、25〜800℃の線熱膨張係数を測定する。25〜800℃の線熱膨張係数は、それぞれの測定試料の長さ方向について測定する。熱膨張計としては、BrukerAXS社製の「TD5000S(商品名)」を用いることができる。上記方法によって測定された電極部用測定試料の熱膨張係数が、「電極部の25〜800℃の熱膨張係数」である。   The thermal expansion coefficient of an electrode part means the thermal expansion coefficient in 25-800 degreeC. In this specification, unless otherwise specified, the thermal expansion coefficient is a thermal expansion coefficient at 25 to 800 ° C. The thermal expansion coefficient of the electrode part can be measured by the following method. First, a measurement sample (measurement sample for electrode part) measuring 0.2 mm long × 4 mm wide × 50 mm long is prepared from the electrode part. Hereinafter, the direction from one end to the other end of the part where the length of each measurement sample is 50 mm may be referred to as “the length direction of the measurement sample”. The measurement sample is produced by cutting out from the electrode part of the honeycomb structure so that the cell extending direction of the honeycomb structure is the length direction of the measurement sample. Specifically, the direction (length direction) in which the length of the measurement sample is 50 mm corresponds to the cell extending direction of the honeycomb structure. A direction (lateral direction) of 4 mm in the measurement sample corresponds to the circumferential direction of the side surface of the honeycomb structure. A direction (longitudinal direction) of 0.2 mm in length of the measurement sample corresponds to a direction from the side surface of the honeycomb structure to the inside. If the electrode part is smaller than the measurement sample size described above (length 0.2 mm x width 4 mm x length 50 mm) and the electrode part measurement sample cannot be collected, a smaller measurement sample is prepared and the thermal expansion coefficient is measured. It is a measurement sample for this purpose. If it is smaller and difficult to distinguish from the honeycomb structure part, measure the coefficient of thermal expansion of the outer peripheral wall of the honeycomb structure part. The thermal expansion coefficient of the measurement sample is calculated from the thermal expansion coefficient of the wall. When it is difficult to collect a measurement sample due to the size and shape of the electrode part of the honeycomb structure, a test piece may be made of the same material as the electrode part and used for measurement of the thermal expansion coefficient. . About the produced measurement part for electrode parts, the linear thermal expansion coefficient of 25-800 degreeC is measured by the method based on JISR1618. The linear thermal expansion coefficient of 25 to 800 ° C. is measured in the length direction of each measurement sample. As the thermal dilatometer, “TD5000S (trade name)” manufactured by Bruker AXS can be used. The thermal expansion coefficient of the electrode portion measurement sample measured by the above method is “the thermal expansion coefficient of the electrode portion of 25 to 800 ° C.”.

電極部の電気抵抗率は、25℃における電気抵抗率のことを意味する。本明細書において、電極部の電気抵抗率は、特に断りのない限り、25℃における電気抵抗率である。電極部の電気抵抗率は、以下の方法にて測定することができる。まず、電極部から、縦0.2mm×横4mm×長さ40mmの測定試料(電極部用測定試料)を作製する。次に、測定試料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する。次に、測定試料に電圧印加電流測定装置をつなぎ、測定試料に電圧を印加する。10〜200V印加し、25℃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、並びに測定試料寸法から電気抵抗率を算出する。また、電極部が上述した測定試料のサイズ(縦0.2mm×横4mm×長さ40mm)より小さく、測定試料を採取できない場合には、より小さい測定試料を作製し、電気抵抗率を測定するための測定試料とする。更に小さく、ハニカム構造部との区別が困難な場合は、ハニカム構造部の外周壁ごと電気抵抗率の測定を行い、測定試料とハニカム構造部の外周壁の厚みの割合と、ハニカム構造部の外周壁の電気抵抗率から、測定試料の電気抵抗率を算出する。ハニカム構造体の電極部のサイズや形状等の都合で、測定試料の採取が困難な場合には、電極部と同材料でテストピースを作製し、電気抵抗率の測定に供してもよい。   The electrical resistivity of the electrode portion means the electrical resistivity at 25 ° C. In this specification, the electrical resistivity of the electrode part is an electrical resistivity at 25 ° C. unless otherwise specified. The electrical resistivity of the electrode part can be measured by the following method. First, from the electrode part, a measurement sample (measurement sample for electrode part) measuring 0.2 mm long × 4 mm wide × 40 mm long is prepared. Next, a silver paste is applied to the entire surface of both ends of the measurement sample, and wiring is performed so that current can be supplied. Next, a voltage application current measuring device is connected to the measurement sample, and a voltage is applied to the measurement sample. 10 to 200 V is applied, the current value and the voltage value in a state of 25 ° C. are measured, and the electrical resistivity is calculated from the obtained current value and voltage value and the measurement sample size. Further, when the electrode part is smaller than the size of the measurement sample described above (length 0.2 mm × width 4 mm × length 40 mm) and the measurement sample cannot be collected, a smaller measurement sample is prepared and the electrical resistivity is measured. A measurement sample for this purpose. If it is smaller and difficult to distinguish from the honeycomb structure part, the electrical resistivity is measured for the outer peripheral wall of the honeycomb structure part, the ratio of the thickness of the outer peripheral wall of the measurement sample and the honeycomb structure part, and the outer periphery of the honeycomb structure part. The electrical resistivity of the measurement sample is calculated from the electrical resistivity of the wall. When it is difficult to collect a measurement sample due to the size and shape of the electrode part of the honeycomb structure, a test piece may be made of the same material as the electrode part and used for measurement of electrical resistivity.

電極部の電気抵抗率が、0.001〜10.0Ωcmであることが好ましく、0.001〜2Ωcmであることが更に好ましく、0.001〜0.1Ωcmであることが特に好ましい。電極部の電気抵抗率は、25℃における値である。電極部の電気抵抗率が、0.001〜10.0Ωcmであると、ハニカム構造部を均一に発熱させられる利点がある。例えば、電極部の電気抵抗率が、0.001Ωcm未満であると、電極部の両端付近での発熱が強くなる点で好ましくない。また、電極部の電気抵抗率が、10.0Ωcm超であると、電流が流れ難くなるため、電極としての役割を果たさない点で好ましくない。   The electrical resistivity of the electrode part is preferably 0.001 to 10.0 Ωcm, more preferably 0.001 to 2 Ωcm, and particularly preferably 0.001 to 0.1 Ωcm. The electrical resistivity of the electrode part is a value at 25 ° C. When the electric resistivity of the electrode part is 0.001 to 10.0 Ωcm, there is an advantage that the honeycomb structure part can be heated uniformly. For example, if the electrical resistivity of the electrode portion is less than 0.001 Ωcm, it is not preferable in that heat generation near both ends of the electrode portion becomes strong. Moreover, since it becomes difficult for an electric current to flow that the electrical resistivity of an electrode part exceeds 10.0 ohm-cm, it is unpreferable at the point which does not play the role as an electrode.

電極部の強度(4点曲げ強度)が、5〜30MPaであることが好ましく、10〜30MPaであることが更に好ましく、15〜30MPaであることが特に好ましい。例えば、電極部の強度が、5MPa未満であると、高温排ガス流入時に電極部より破壊するため好ましくない。電極部の強度は、以下の方法で測定することができる。まず、電極部から、縦0.2mm×横4mm×長さ40mmの測定試料(電極部用試料)を作製する。このような測定試料を用いて、室温における4点曲げ強度を測定する。4点曲げ強度は、JIS R 1601に準拠して測定することができる。また、電極部が上述した測定試料のサイズ(縦0.2mm×横4mm×長さ40mm)より小さく、測定試料を採取できない場合には、より小さい測定試料を作製し、4点曲げ強度を測定するための測定試料とする。更に小さく、ハニカム構造部との区別が困難な場合は、ハニカム構造部の外周壁ごと4点曲げ強度の測定を行い、測定試料とハニカム構造部の外周壁の厚みの割合と、ハニカム構造部の外周壁の4点曲げ強度から、測定試料の4点曲げ強度を算出する。ハニカム構造体の電極部のサイズや形状等の都合で、測定試料の採取が困難な場合には、電極部と同材料でテストピースを作製し、4点曲げ強度の測定に供してもよい。   The strength of the electrode part (4-point bending strength) is preferably 5 to 30 MPa, more preferably 10 to 30 MPa, and particularly preferably 15 to 30 MPa. For example, if the strength of the electrode portion is less than 5 MPa, it is not preferable because it breaks from the electrode portion when the high temperature exhaust gas flows. The strength of the electrode part can be measured by the following method. First, a measurement sample (electrode portion sample) measuring 0.2 mm long × 4 mm wide × 40 mm long is prepared from the electrode portion. Using such a measurement sample, the 4-point bending strength at room temperature is measured. The 4-point bending strength can be measured according to JIS R 1601. In addition, when the electrode part is smaller than the size of the measurement sample described above (length 0.2 mm × width 4 mm × length 40 mm) and the measurement sample cannot be collected, a smaller measurement sample is prepared and the four-point bending strength is measured. It is a measurement sample for this purpose. If it is smaller and difficult to distinguish from the honeycomb structure part, the four-point bending strength is measured for each outer peripheral wall of the honeycomb structure part, and the ratio of the thickness of the outer peripheral wall of the measurement sample and the honeycomb structure part is determined. From the 4-point bending strength of the outer peripheral wall, the 4-point bending strength of the measurement sample is calculated. If it is difficult to collect a measurement sample due to the size and shape of the electrode part of the honeycomb structure, a test piece may be made of the same material as that of the electrode part and used for measurement of four-point bending strength.

また、TaSi含有複合材料中のTaSiの含有比率(体積比率)は、15〜78体積%であることが好ましく、31〜78体積%であることが更に好ましく、37〜78体積%であることが特に好ましい。TaSiの含有比率が、15体積%未満であると、高熱膨張係数による耐熱衝撃性向上効果が得られない点で好ましくない。TaSiの含有比率が、78体積%超であると、ハニカム構造部との熱膨張差が大きくなり過ぎる点で好ましくない。 The content ratio (volume ratio) of TaSi 2 in the TaSi 2 -containing composite material is preferably 15 to 78% by volume, more preferably 31 to 78% by volume, and 37 to 78% by volume. It is particularly preferred. When the content ratio of TaSi 2 is less than 15% by volume, it is not preferable in that the effect of improving the thermal shock resistance due to the high thermal expansion coefficient cannot be obtained. When the content ratio of TaSi 2 is more than 78% by volume, it is not preferable in that the difference in thermal expansion from the honeycomb structure portion becomes too large.

TaSi含有複合材料中の珪素の含有比率(体積比率)は、5〜43体積%であることが好ましく、15〜43体積%であることが更に好ましい。珪素の含有比率が、5体積%未満であると、酸化処理工程でTaSi含有複合材料が粉化し、耐熱衝撃性が低下する点で好ましくない。珪素の含有比率が、43体積%超であると、TaSi含有複合材料では、粒状のSiがTaSi含有複合材料表面に析出し、均一な材料にならない点で好ましくない。 The content ratio (volume ratio) of silicon in the TaSi 2 -containing composite material is preferably 5 to 43% by volume, and more preferably 15 to 43% by volume. When the content ratio of silicon is less than 5% by volume, the TaSi 2 -containing composite material is pulverized in the oxidation treatment step, which is not preferable in that the thermal shock resistance is lowered. When the content ratio of silicon is more than 43% by volume, it is not preferable in the TaSi 2 -containing composite material that granular Si precipitates on the surface of the TaSi 2 -containing composite material and does not become a uniform material.

TaSi含有複合材料中に炭化珪素が更に含まれる場合において、TaSi含有複合材料中の炭化珪素の含有比率(体積比率)は、57.5体積%以下であること好ましい。炭化珪素の含有比率が多すぎると、TaSi及び珪素の含有比率が相対的に減少してしまう。 In the case where TaSi 2 containing composite carbide in is further included, the content ratio of silicon carbide TaSi 2 containing the composite material (volume ratio) is preferable than 57.5% by volume. The content ratio of silicon carbide is too large, the content ratio of TaSi 2 and silicon will be relatively reduced.

TaSi含有複合材料の、TaSi、珪素、及び炭化珪素の含有比率は、ハニカム構造体の電極部の断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)によって撮像して得られる画像から測定することができる。電極部の断面については、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。研磨面の観察は、エネルギー分散型X線分析(EDX分析)にて行うことができる。TaSi、珪素、及び炭化珪素の判別は、以下のようにして行う。エネルギー分散型X線分析(EDX分析)にて、炭素元素及び珪素元素が検出された位置を「炭化珪素」と判別する。また、炭素元素が検出されず珪素元素が検出された位置を「珪素」と判別する。また、EDX分析にて、Ta元素が検出された場合には、検出されたTa元素のTa成分が全てTaSiであることを確認し、Ta元素が検出された位置を「TaSi」と判別する。そして、SEMにて、その3成分に濃淡がつくように観察を行う。6視野(倍率200倍)の観察結果から、3成分の割合を画像処理ソフトによって計測し、SEM画像中のTaSi、炭化珪素、及び珪素の占有比率(面積%)を求め、その値を「TaSi」、「珪素」及び「炭化珪素」の各成分の体積の比率(体積%)とする。画像処理ソフトとしては、ImagePro(日本ビジュアルサイエンス社製)を用いることができる。また、各成分の質量の比率(質量%)は、「TaSi」、「珪素」及び「炭化珪素」の各成分の体積の比率(体積%)と密度(TaSi2:9.1g/cc、珪素:2.32g/cc、SiC:3.2g/cc)から換算して求める。 The content ratio of TaSi 2 , silicon, and silicon carbide in the TaSi 2 -containing composite material can be measured from an image obtained by imaging the cross section of the electrode portion of the honeycomb structure with a scanning electron microscope (SEM). . About the cross section of an electrode part, the unevenness | corrugation of a cross section is filled with resin, it grind | polishes further, and the grinding | polishing surface is observed. The polished surface can be observed by energy dispersive X-ray analysis (EDX analysis). Discrimination between TaSi 2 , silicon, and silicon carbide is performed as follows. The position where the carbon element and the silicon element are detected by energy dispersive X-ray analysis (EDX analysis) is determined as “silicon carbide”. Further, the position where the silicon element is detected without detecting the carbon element is determined as “silicon”. Further, when Ta element is detected by EDX analysis, it is confirmed that all Ta components of the detected Ta element are TaSi 2 , and the position where Ta element is detected is determined as “TaSi 2 ”. To do. Then, the SEM is observed so that the three components are shaded. From the observation results of six fields of view (magnification 200 times), the ratio of the three components is measured by image processing software, and the occupation ratio (area%) of TaSi 2 , silicon carbide, and silicon in the SEM image is obtained. The volume ratio (volume%) of each component of “TaSi 2 ”, “silicon” and “silicon carbide” is used. ImagePro (manufactured by Nippon Visual Science Co., Ltd.) can be used as image processing software. Moreover, the ratio (mass%) of the mass of each component is the ratio (volume%) and density (TaSi2: 9.1 g / cc, silicon) of each component of “TaSi 2 ”, “silicon” and “silicon carbide”. : 2.32 g / cc, SiC: 3.2 g / cc).

TaSi含有複合材料の好ましい態様して、珪素(Si)中にTaSiからなる粒子が連結してつながっている状態を挙げることができる。例えば、この態様においては、TaSiが粒子(TaSi粒子)として存在し、且つ、珪素がTaSi粒子相互を結合する結合材として機能する。 A preferred embodiment of the TaSi 2 -containing composite material is a state in which particles made of TaSi 2 are connected and connected in silicon (Si). For example, in this embodiment, TaSi 2 exists as particles (TaSi 2 particles), and silicon functions as a binder that bonds the TaSi 2 particles together.

電極部の厚さについては特に制限はない。例えば、電極部の厚さは、50〜500μmであることが好ましく、100〜300μmであることが更に好ましく、100〜250μmであることが特に好ましい。電極部の厚さが、50〜500μmであると、ハニカム構造部を均一に発熱し易くなり、また、電極部の耐熱衝撃性も良好なものとなる。例えば、電極部の厚さが、50μm未満であると、電極部が薄すぎて、ハニカム構造部を均一に発熱し難くなることがある。また、電極部の厚さが、500μmを超えると、電極部付近のハニカム構造体外壁にクラックが入りやすくなり、耐熱衝撃性が低下することがある。電極部の厚さは、ハニカム構造体のセルの延びる方向に垂直な断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)によって撮像して得られる画像から測定することができる。   There is no particular limitation on the thickness of the electrode part. For example, the thickness of the electrode part is preferably 50 to 500 μm, more preferably 100 to 300 μm, and particularly preferably 100 to 250 μm. When the thickness of the electrode part is 50 to 500 μm, the honeycomb structure part is likely to generate heat uniformly, and the thermal shock resistance of the electrode part is also good. For example, if the thickness of the electrode part is less than 50 μm, the electrode part may be too thin and it may be difficult to generate heat uniformly in the honeycomb structure part. On the other hand, if the thickness of the electrode part exceeds 500 μm, cracks are likely to occur in the outer wall of the honeycomb structure near the electrode part, and the thermal shock resistance may be lowered. The thickness of the electrode portion can be measured from an image obtained by imaging a cross section perpendicular to the cell extending direction of the honeycomb structure with a scanning electron microscope (SEM).

電極部の気孔率が、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く、35〜45%であることが特に好ましい。電極部の気孔率は、電極部の断面を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、ImagePro(日本ビジュアルサイエンス社製)を用いることができる。具体的には、例えば、まず、電極部から、「断面」を観察するためのサンプルを切り出す。電極部の断面については、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。そして、「断面」2視野(倍率500倍)の観察結果から、全体に対する気孔部分の合計面積を産出する。電極部の気孔率がこのような範囲であることにより、耐熱衝撃性に優れると共に、電極部の電気抵抗率も低くなる。電極部の気孔率が、30%未満であると、電極部の熱容量が大きくなり、耐熱衝撃性が低下することがある。電極部の気孔率が、60%を超えると、電極部の電気抵抗率が低下し難くなる。   The porosity of the electrode part is preferably 30 to 60%, more preferably 30 to 55%, and particularly preferably 35 to 45%. The porosity of the electrode part is a value measured by image processing software by observing a cross section of the electrode part with an SEM. ImagePro (manufactured by Nippon Visual Science Co., Ltd.) can be used as image processing software. Specifically, for example, first, a sample for observing the “cross section” is cut out from the electrode portion. About the cross section of an electrode part, the unevenness | corrugation of a cross section is filled with resin, it grind | polishes further, and the grinding | polishing surface is observed. And the total area of the pore part with respect to the whole is produced from the observation result of “cross section” 2 visual fields (magnification 500 times). When the porosity of the electrode portion is within such a range, the thermal shock resistance is excellent and the electrical resistivity of the electrode portion is also reduced. When the porosity of the electrode part is less than 30%, the heat capacity of the electrode part increases, and the thermal shock resistance may decrease. When the porosity of the electrode portion exceeds 60%, the electrical resistivity of the electrode portion is difficult to decrease.

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ことが好ましい。セル2の延びる方向に直交する断面において、それぞれの電極部21,21の中心角αの0.5倍(中心角αの0.5倍の角度θ)が、15〜65°であることが好ましく、30〜60°であることが更に好ましい。このように構成することによって、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、より効果的に抑制することができる。すなわち、ハニカム構造部4内を流れる電流を、より均一に流すことができる。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。「電極部21の中心角α」は、図3に示されるように、セル2の延びる方向に直交する断面において、電極部21の両端とハニカム構造部4の中心Oとを結ぶ2本の線分により形成される角度ある。別言すれば、「電極部21の中心角α」は、「電極部21」と、「電極部21の一方の端部と中心Oとを結ぶ線分」と、「電極部21の他方の端部と中心Oとを結ぶ線分」とにより形成される形状(例えば、扇形)における、中心Oの部分の内角である。   As shown in FIGS. 1 to 3, in the honeycomb structure 100 of the present embodiment, each of the pair of electrode portions 21 and 21 is formed in a strip shape extending in the extending direction of the cells 2 of the honeycomb structure portion 4. It is preferable. In a cross section orthogonal to the extending direction of the cell 2, 0.5 times the central angle α of each of the electrode portions 21 and 21 (angle θ which is 0.5 times the central angle α) is 15 to 65 °. Preferably, the angle is 30 to 60 °. With this configuration, it is possible to more effectively suppress the bias of the current flowing in the honeycomb structure portion 4 when a voltage is applied between the pair of electrode portions 21 and 21. That is, the current flowing through the honeycomb structure portion 4 can be made to flow more uniformly. Thereby, the bias of the heat generation in the honeycomb structure part 4 can be suppressed. As shown in FIG. 3, “the central angle α of the electrode portion 21” is two lines connecting the both ends of the electrode portion 21 and the center O of the honeycomb structure portion 4 in a cross section orthogonal to the extending direction of the cell 2. There is an angle formed by minutes. In other words, “the central angle α of the electrode part 21” is “the electrode part 21”, “the line segment connecting one end part of the electrode part 21 and the center O”, and “the other part of the electrode part 21”. This is the inner angle of the portion of the center O in the shape (for example, a fan shape) formed by the “line segment connecting the end and the center O”.

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、ハニカム構造部4内を流れる電流の偏りを、より効果的に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、より効果的に抑制することができる。   In addition, “an angle θ that is 0.5 times the central angle α” of one electrode portion 21 is 0.8 to The size is preferably 1.2 times, and more preferably 1.0 times the size (the same size). Thereby, when a voltage is applied between the pair of electrode portions 21 and 21, the bias of the current flowing in the honeycomb structure portion 4 can be more effectively suppressed, and thereby heat generation in the honeycomb structure portion 4 can be suppressed. The bias can be more effectively suppressed.

図1〜図3に示されるハニカム構造体100においては、一対の電極部21,21のそれぞれが、ハニカム構造部4のセルの延びる方向に延びるように形成されている。そして、このハニカム構造体100においては、一対の電極部21,21のそれぞれが、ハニカム構造部4のセルの延びる方向の「両端部間に亘る」帯状に形成されていてもよい。このように、一対の電極部21,21が、ハニカム構造部4の両端部間に亘るように配設されていることにより、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より効果的に抑制することができる。そして、このように構成されたハニカム構造体100においては、ハニカム構造部4内の発熱の偏りをより効果的に抑制することができる。ここで、「電極部21が、ハニカム構造部4の両端部間に亘るように形成(配設)されている」というときは、以下のように状態のことを意味する。すなわち、電極部21の一方の端部がハニカム構造部4の一方の端部(一方の端面)に接し、電極部21の他方の端部がハニカム構造部4の他方の端部(他方の端面)に接していることを意味する。   In the honeycomb structure 100 shown in FIGS. 1 to 3, each of the pair of electrode portions 21 and 21 is formed to extend in the cell extending direction of the honeycomb structure portion 4. In the honeycomb structure 100, each of the pair of electrode portions 21 and 21 may be formed in a strip shape “between both ends” in the cell extending direction of the honeycomb structure portion 4. As described above, the pair of electrode portions 21 and 21 are disposed so as to extend between both ends of the honeycomb structure portion 4, so that when a voltage is applied between the pair of electrode portions 21 and 21, the honeycomb structure The bias of the current flowing through the portion 4 can be more effectively suppressed. And in the honeycomb structure 100 configured as described above, it is possible to more effectively suppress the deviation of heat generation in the honeycomb structure portion 4. Here, “the electrode portion 21 is formed (arranged) so as to extend between both end portions of the honeycomb structure portion 4” means the following state. That is, one end portion of the electrode portion 21 is in contact with one end portion (one end surface) of the honeycomb structure portion 4, and the other end portion of the electrode portion 21 is the other end portion (the other end surface) of the honeycomb structure portion 4. ).

ここで、本実施形態のハニカム構造体の電極部の他の態様について説明する。本実施形態のハニカム構造体においては、電極部の「ハニカム構造部のセルの延びる方向」における両端部が、ハニカム構造部の第一端面及び第二端面に接していない(到達していない)状態も好ましい態様である。例えば、図4及び図5に示されるように、電極部21の「ハニカム構造部4のセル2の延びる方向」における両端部21a,21bが、ハニカム構造部4の両端部(第一端面11及び第二端面12)に接していない(到達していない)状態であってもよい。図4は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態(ハニカム構造体200)を模式的に示す斜視図である。図5は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態(ハニカム構造体200)の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。図4及び図5に示すハニカム構造体200において、図1〜図3に示すハニカム構造体100と同様に構成されている構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、電極部21の一方の端部が、例えば、ハニカム構造部4の第一端面11に接し(到達し)、電極部21の他方の端部が、ハニカム構造部4の第二端面12に接していない(到達していない)状態も好ましい態様である。このように、電極部21の少なくとも片方の端部が、ハニカム構造部4の第一端面11又は第二端面12のどちらかに接して(到達して)いない構造であると、ハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させることができる。つまり、一対の電極部21,21のそれぞれは、「ハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させる」という観点からは、少なくとも片方の端部が、ハニカム構造部4の第一端面11又は第二端面12に接して(到達して)いない構造であることが好ましい。以上より、「ハニカム構造部4内の、電流の偏りをより効果的に抑制することにより、発熱の偏りをより効果的に抑制する」という観点を重視する場合には、一対の電極部21,21がハニカム構造部4の両端部間に亘るように形成されていることが好ましい。一方、「ハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させる」という観点を重視する場合には、一対の電極部21,21のそれぞれにおける少なくとも片方の端部が、ハニカム構造部4の第一端面11又は第二端面12に接して(到達して)いないことが好ましい。   Here, another aspect of the electrode portion of the honeycomb structure of the present embodiment will be described. In the honeycomb structure of the present embodiment, the both end portions of the electrode portion in the “cell extending direction of the honeycomb structure portion” are not in contact (not reached) with the first end surface and the second end surface of the honeycomb structure portion. Is also a preferred embodiment. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, both end portions 21a and 21b of the electrode portion 21 in the “extending direction of the cells 2 of the honeycomb structure portion 4” are both end portions (first end face 11 and The second end face 12) may not be in contact (not reached). FIG. 4 is a perspective view schematically showing another embodiment (honeycomb structure 200) of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 5 is a schematic view showing a cross section of another embodiment (honeycomb structure 200) of the present invention parallel to the cell extending direction. In the honeycomb structure 200 shown in FIGS. 4 and 5, the same components as those in the honeycomb structure 100 shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In addition, one end portion of the electrode portion 21 is in contact with (reaches), for example, the first end surface 11 of the honeycomb structure portion 4, and the other end portion of the electrode portion 21 is in contact with the second end surface 12 of the honeycomb structure portion 4. A state of not contacting (not reaching) is also a preferable mode. As described above, when the electrode part 21 has a structure in which at least one end of the electrode part 21 is not in contact with (has reached) either the first end face 11 or the second end face 12 of the honeycomb structure part 4, Thermal shock resistance can be improved. That is, each of the pair of electrode portions 21 and 21 has at least one end portion of the first end surface 11 or the second end surface of the honeycomb structure portion 4 from the viewpoint of “improving the thermal shock resistance of the honeycomb structure”. A structure that is not in contact with (has reached) 12 is preferable. From the above, when emphasizing the viewpoint of “more effectively suppressing the bias of heat generation by effectively suppressing the bias of current in the honeycomb structure portion 4”, the pair of electrode portions 21, It is preferable that 21 is formed so as to extend between both end portions of the honeycomb structure portion 4. On the other hand, when emphasizing the viewpoint of “improving the thermal shock resistance of the honeycomb structure”, at least one end portion of each of the pair of electrode portions 21 and 21 is the first end surface 11 of the honeycomb structure portion 4 or It is preferable that the second end face 12 is not touched (not reached).

図1〜図3に示すハニカム構造体100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21を、湾曲していない平面状の部材になるように変形したときの形状を、電極部21の「平面形状」と称することにする。図1〜図3に示される電極部21の「平面形状」は、長方形になる。そして、「電極部の外周形状」というときは、「電極部の平面形状における外周形状」を意味する。   In the honeycomb structure 100 shown in FIGS. 1 to 3, the electrode portion 21 has a shape in which a planar rectangular member is curved along a cylindrical outer periphery. Here, the shape when the curved electrode portion 21 is deformed so as to be a flat member that is not curved is referred to as a “planar shape” of the electrode portion 21. The “planar shape” of the electrode portion 21 shown in FIGS. 1 to 3 is a rectangle. And “the outer peripheral shape of the electrode part” means “the outer peripheral shape in the planar shape of the electrode part”.

図1〜図3に示すように、帯状の電極部21の外周形状が長方形であってもよいが、帯状の電極部21の外周形状が、「長方形の角部が曲線状に形成された形状」であることも好ましい態様である。また、帯状の電極部21の外周形状が、「長方形の角部が直線状に面取りされた形状」であることも好ましい態様である。「曲線状」と「直線状」の複合適用も好ましい。「曲線状」と「直線状」の複合適用とは、例えば、長方形において、角部の少なくとも一つが「曲線状に形成された形状」となっており、且つ、角部の少なくとも一つが「直線状に面取りされた形状」となっている形状のことを意味する。   As shown in FIGS. 1 to 3, the outer peripheral shape of the band-shaped electrode portion 21 may be rectangular, but the outer peripheral shape of the band-shaped electrode portion 21 is “a shape in which rectangular corners are formed in a curved shape. Is also a preferred embodiment. Moreover, it is also a preferable aspect that the outer peripheral shape of the strip-shaped electrode portion 21 is “a shape in which rectangular corner portions are linearly chamfered”. A combined application of “curved” and “linear” is also preferred. “Curve” and “straight” combined application means, for example, that in a rectangle, at least one corner is “curved” and at least one corner is “straight” It means a shape that is a “chamfered shape”.

電極部21の外周形状が、「長方形の角部が曲線状に形成された形状」、又は「長方形の角部が直線状に面取りされた形状」であることにより、ハニカム構造体100の耐熱衝撃性を更に向上させることができる。電極部21の角部が直角であると、ハニカム構造部4における「当該電極部21の角部」付近の応力が、他の部分と比較して相対的に高くなる傾向にある。これに対し、電極部21の角部を曲線状にしたり直線状に面取りしたりすると、ハニカム構造部4における「当該電極部21の角部」付近の応力を低下させることが可能となる。   The outer peripheral shape of the electrode part 21 is “a shape in which rectangular corners are formed in a curved shape” or “a shape in which rectangular corners are chamfered in a straight line”. The property can be further improved. When the corner portion of the electrode portion 21 is a right angle, the stress in the vicinity of the “corner portion of the electrode portion 21” in the honeycomb structure portion 4 tends to be relatively higher than the other portions. On the other hand, when the corner portion of the electrode portion 21 is curved or is chamfered linearly, the stress in the vicinity of the “corner portion of the electrode portion 21” in the honeycomb structure portion 4 can be reduced.

本実施形態のハニカム構造体100に用いられるハニカム構造部4については、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する従来のハニカム構造体に用いられるハニカム構造部4を用いることができる。以下、ハニカム構造部4の構成について説明するが、本実施形態のハニカム構造体100は、このようなハニカム構造部4に制限されることはない。   As for the honeycomb structure part 4 used in the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the honeycomb structure part 4 used in the conventional honeycomb structure that functions as a heater by applying a voltage as well as a catalyst carrier is used. it can. Hereinafter, although the structure of the honeycomb structure part 4 is demonstrated, the honeycomb structure 100 of this embodiment is not restrict | limited to such a honeycomb structure part 4. FIG.

本実施形態のハニカム構造体100においては、ハニカム構造部4が、炭化珪素及び珪素の少なくとも一種を含む材料から構成されている。例えば、ハニカム構造部4の隔壁1及び外周壁3の材質が、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(合計質量)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4の電気抵抗率を2〜100Ωcm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り、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、炭化珪素は、炭化珪素が焼結したものである。ハニカム構造部4の電気抵抗率は、25℃における値である。   In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the honeycomb structure 4 is made of a material containing at least one of silicon carbide and silicon. For example, the material of the partition wall 1 and the outer peripheral wall 3 of the honeycomb structure portion 4 is preferably a silicon-silicon carbide composite material or silicon carbide as a main component, and is a silicon-silicon carbide composite material or silicon carbide. Is more preferable. When “the material of the partition wall 1 and the outer peripheral wall 3 is mainly composed of silicon carbide particles and silicon”, the partition wall 1 and the outer peripheral wall 3 are made of silicon carbide particles and silicon (total mass) as a whole. It means containing 90 mass% or more. By using such a material, the electrical resistivity of the honeycomb structure part 4 can be set to 2 to 100 Ωcm. Here, the silicon-silicon carbide composite material contains silicon carbide particles as an aggregate and silicon as a binder for bonding silicon carbide particles, and a plurality of silicon carbide particles are interposed between silicon carbide particles. It is preferable to be bonded by silicon so as to form pores. Silicon carbide is obtained by sintering silicon carbide. The electrical resistivity of the honeycomb structure part 4 is a value at 25 ° C.

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。   The porosity of the partition walls 1 of the honeycomb structure portion 4 is preferably 30 to 60%, and more preferably 35 to 45%. If the porosity is less than 30%, deformation during firing may increase. When the porosity exceeds 60%, the strength of the honeycomb structure may be lowered. The porosity is a value measured with a mercury porosimeter.

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、5〜12μm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過ぎることがある。平均細孔径が15μmより大きいと、電気抵抗率が小さくなり過ぎることがある。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。   The average pore diameter of the partition walls 1 of the honeycomb structure portion 4 is preferably 2 to 15 μm, and more preferably 5 to 12 μm. If the average pore diameter is smaller than 2 μm, the electrical resistivity may become too large. If the average pore diameter is larger than 15 μm, the electrical resistivity may be too small. The average pore diameter is a value measured with a mercury porosimeter.

ハニカム構造部4は、隔壁1の厚さが50〜300μmであることが好ましく、100〜200μmであることが更に好ましい。隔壁1の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。隔壁1の厚さが50μm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。隔壁1の厚さが300μm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。   In the honeycomb structure part 4, the partition wall 1 preferably has a thickness of 50 to 300 μm, and more preferably 100 to 200 μm. By setting the thickness of the partition wall 1 in such a range, even when the honeycomb structure 100 is used as a catalyst carrier and a catalyst is supported, it is possible to suppress an excessive increase in pressure loss when exhaust gas flows. When the thickness of the partition wall 1 is less than 50 μm, the strength of the honeycomb structure 100 may be lowered. When the partition wall 1 is thicker than 300 μm, when the catalyst is supported using the honeycomb structure 100 as a catalyst carrier, pressure loss when exhaust gas flows may increase.

ハニカム構造部4は、セル密度が40〜150セル/cmであることが好ましく、70〜100セル/cm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。 The honeycomb structure portion 4 preferably has a cell density of 40 to 150 cells / cm 2 , and more preferably 70 to 100 cells / cm 2 . By setting the cell density in such a range, the purification performance of the catalyst can be enhanced while reducing the pressure loss when the exhaust gas is flowed. When the cell density is lower than 40 cells / cm 2 , the catalyst supporting area may be reduced. When the cell density is higher than 150 cells / cm 2 , when the honeycomb structure 100 is used as a catalyst carrier and a catalyst is supported, the pressure loss when the exhaust gas flows may increase.

ハニカム構造部4の電気抵抗率は、1〜200Ωcmであることが好ましく、10〜100Ωcmであることが更に好ましい。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(電圧は200Vには限定されない)、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(電圧は200Vには限定されない)、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4の電気抵抗率は、四端子法により測定した値である。   The electrical resistivity of the honeycomb structure part 4 is preferably 1 to 200 Ωcm, and more preferably 10 to 100 Ωcm. When the electrical resistivity is less than 1 Ωcm, for example, when the honeycomb structure 100 is energized by a high-voltage power supply of 200 V or higher (the voltage is not limited to 200 V), an excessive current may flow. When the electrical resistivity is greater than 200 Ωcm, for example, when the honeycomb structure 100 is energized by a high-voltage power supply of 200 V or higher (the voltage is not limited to 200 V), current does not flow easily and heat may not be sufficiently generated. is there. The electrical resistivity of the honeycomb structure part 4 is a value measured by a four-terminal method.

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く、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、0.001〜10%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。   The electrical resistivity of the electrode portion 21 is preferably lower than the electrical resistivity of the honeycomb structure portion 4, and the electrical resistivity of the electrode portion 21 is 20% or less of the electrical resistivity of the honeycomb structure portion 4. More preferably, it is 0.001 to 10%. By setting the electrical resistivity of the electrode part 21 to 20% or less of the electrical resistivity of the honeycomb structure part 4, the electrode part 21 functions more effectively as an electrode.

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、ハニカム構造部4が以下のように構成されていることが好ましい。ハニカム構造部4に含有される「炭化珪素粒子の質量」と、ハニカム構造部4に含有される「珪素の質量」との合計に対する、ハニカム構造部4に含有される「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。この比率が、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。   When the material of the honeycomb structure portion 4 is a silicon-silicon carbide composite material, the honeycomb structure portion 4 is preferably configured as follows. Ratio of “mass of silicon” contained in honeycomb structure portion 4 to the total of “mass of silicon carbide particles” contained in honeycomb structure portion 4 and “mass of silicon” contained in honeycomb structure portion 4 Is preferably 10 to 40% by mass, and more preferably 15 to 35% by mass. When this ratio is lower than 10% by mass, the strength of the honeycomb structure may be lowered. If it is higher than 40% by mass, the shape may not be maintained during firing.

ハニカム構造部は、気孔率が30〜60%、平均細孔径が2〜20μm、隔壁の厚さが50〜300μm、セル密度が40〜150セル/cmであり、且つ、一対の電極部間での電気抵抗が2〜100Ωであることがより好ましい。このように構成されたハニカム構造部は、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するとなる。一対の電極部間での電気抵抗が2〜100Ωであることにより、ハニカム構造部4に電圧を印加することにより、ハニカム構造部4が良好に発熱する。特に、電圧の高い電源を用いてハニカム構造部4に電流を流しても、ハニカム構造部4に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。 The honeycomb structure portion has a porosity of 30 to 60%, an average pore diameter of 2 to 20 μm, a partition wall thickness of 50 to 300 μm, a cell density of 40 to 150 cells / cm 2 , and between a pair of electrode portions It is more preferable that the electrical resistance at 2 to 100Ω. The honeycomb structure configured in this way is a catalyst carrier and also functions as a heater by applying a voltage. When the electric resistance between the pair of electrode portions is 2 to 100Ω, the honeycomb structure portion 4 generates heat well by applying a voltage to the honeycomb structure portion 4. In particular, even if an electric current is passed through the honeycomb structure portion 4 using a high voltage power source, an excessive current does not flow through the honeycomb structure portion 4 and can be suitably used as a heater.

また、ハニカム構造部4の最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1の面積が小さくなることがある。   Moreover, it is preferable that the thickness of the outer peripheral wall 3 which comprises the outermost periphery of the honeycomb structure part 4 is 0.1-2 mm. If it is thinner than 0.1 mm, the strength of the honeycomb structure 100 may be lowered. If it is thicker than 2 mm, the area of the partition wall 1 supporting the catalyst may be reduced.

ハニカム構造部4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2の形状としては、正方形及び六角形が好ましい。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、触媒の浄化性能が優れたものとなる。   In the honeycomb structure portion 4, the shape of the cell 2 in the cross section orthogonal to the extending direction of the cell 2 is preferably a square, a hexagon, an octagon, or a combination thereof. The shape of the cell 2 is preferably a square or a hexagon. By making the cell shape in this way, the pressure loss when exhaust gas flows through the honeycomb structure 100 is reduced, and the purification performance of the catalyst is excellent.

ハニカム構造部4の全体形状については特に制限はない。ハニカム構造部4の形状としては、例えば、底面が円形の柱状、底面がオーバル形状の柱状、底面が多角形(四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等)の柱状等の形状を挙げることができる。また、ハニカム構造部4の大きさは、底面の面積が2000〜20000mmであることが好ましく、4000〜10000mmであることが更に好ましい。また、ハニカム構造部4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。 There is no restriction | limiting in particular about the whole shape of the honeycomb structure part 4. FIG. Examples of the shape of the honeycomb structure portion 4 include a columnar shape with a circular bottom surface, a columnar shape with an oval bottom surface, and a columnar shape with a polygonal bottom surface (square, pentagon, hexagon, heptagon, octagon, etc.). be able to. The honeycomb structure 4 has a bottom area of preferably 2000 to 20000 mm 2 , and more preferably 4000 to 10000 mm 2 . Further, the length of the honeycomb structure portion 4 in the central axis direction is preferably 50 to 200 mm, and more preferably 75 to 150 mm.

本実施形態のハニカム構造体100は、触媒が担持されて、触媒体として使用されることが好ましい。   The honeycomb structure 100 of the present embodiment preferably supports a catalyst and is used as a catalyst body.

次に、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態について説明する。本実施形態のハニカム構造体は、図6に示すようなハニカム構造体300である。ハニカム構造体300は、上述した、本発明のハニカム構造体の一の実施形態(ハニカム構造体100(図1〜図3参照))において、電極部21の電気抵抗率よりも低い電気抵抗率をもつ導電体(第二電極部)が、電極部21の表面に設置されたものである。すなわち、図6に示すように、ハニカム構造体300は、電極部21が、第一電極部23と、この第一電極部23の表面に設置された第二電極部24とから構成されており、この第一電極部23と第二電極部24の少なくとも一方が、TaSi複合材料から構成されていることが好ましい。また、図6に示される第二電極部24は、第一電極部23の表面に設置されるのではなく、中間部分に隙間を空けて作製した第一電極部(すなわち、2分割した第一電極部)の間に、当該2分割した各第一電極部と接して配置することも可能である。電極部21が、第一電極部23と第二電極部24とから構成されていること以外は、図1〜図3に示すハニカム構造体100と、同様に構成されていることが好ましい。図6は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す正面図である。 Next, still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention will be described. The honeycomb structure of the present embodiment is a honeycomb structure 300 as shown in FIG. The honeycomb structure 300 has an electrical resistivity lower than that of the electrode portion 21 in the above-described embodiment of the honeycomb structure of the present invention (honeycomb structure 100 (see FIGS. 1 to 3)). A conductive material (second electrode portion) is provided on the surface of the electrode portion 21. That is, as shown in FIG. 6, in the honeycomb structure 300, the electrode portion 21 is composed of the first electrode portion 23 and the second electrode portion 24 installed on the surface of the first electrode portion 23. It is preferable that at least one of the first electrode part 23 and the second electrode part 24 is made of a TaSi 2 composite material. In addition, the second electrode portion 24 shown in FIG. 6 is not installed on the surface of the first electrode portion 23, but is a first electrode portion manufactured with a gap in the middle portion (that is, the first electrode portion divided into two). It is also possible to arrange the electrodes in contact with the first electrode parts divided in two. Except that the electrode part 21 is composed of the first electrode part 23 and the second electrode part 24, it is preferable that the electrode part 21 is configured similarly to the honeycomb structure 100 shown in FIGS. 1 to 3. FIG. 6 is a front view schematically showing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention.

ハニカム構造体300は、第一電極部23の電気抵抗率よりも低い電気抵抗率をもつ第二電極部24が、第一電極部23の表面に設置されたものであるため、第二電極部24に電圧を印加することにより、ハニカム構造部4の全体に、より均一に電流を流すことが可能になる。   In the honeycomb structure 300, since the second electrode portion 24 having an electrical resistivity lower than that of the first electrode portion 23 is disposed on the surface of the first electrode portion 23, the second electrode portion By applying a voltage to 24, it becomes possible to flow a current more uniformly through the entire honeycomb structure portion 4.

第二電極部24の形状(外周形状)は、特に限定されないが、図6に示されるように、電極部21の一方の端部21aから電極部21の他方の端部21bに亘る、長方形であることが好ましい。第二電極部24は、電極部21の両端部間に亘らなくてもよい。すなわち、第二電極部24の端部と、第一電極部23の端部との間に隙間があってもよい。第二電極部24の長さは、第一電極部23の長さの50%以上が好ましく、80%以上が更に好ましく、100%が特に好ましい。第二電極部24の長さが50%より短いと、電圧を印加したときに、ハニカム構造部の全体に、より均一に電流を流すという効果が低下することがある。なお、第二電極部24の長さ、及び第一電極部23の長さとは、ハニカム構造部のセル」の延びる方向における長さのことである。   Although the shape (peripheral shape) of the second electrode portion 24 is not particularly limited, as shown in FIG. 6, the second electrode portion 24 is a rectangle extending from one end portion 21 a of the electrode portion 21 to the other end portion 21 b of the electrode portion 21. Preferably there is. The second electrode portion 24 may not extend between both end portions of the electrode portion 21. That is, there may be a gap between the end portion of the second electrode portion 24 and the end portion of the first electrode portion 23. The length of the second electrode portion 24 is preferably 50% or more of the length of the first electrode portion 23, more preferably 80% or more, and particularly preferably 100%. If the length of the second electrode portion 24 is shorter than 50%, the effect of flowing a current more uniformly through the entire honeycomb structure portion may be reduced when a voltage is applied. The length of the second electrode portion 24 and the length of the first electrode portion 23 are the lengths in the extending direction of the “cells of the honeycomb structure portion”.

ハニカム構造体300においては、第二電極部24が、これまでに説明したTaSi含有複合材料から構成されたものであることが好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造部4の全体に、より均一に電流を流すことが可能になる。 In the honeycomb structure 300, the second electrode portion 24 is preferably made of the TaSi 2 -containing composite material described so far. By comprising in this way, it becomes possible to flow an electric current more uniformly to the whole honeycomb structure part 4. FIG.

また、第二電極部24の周方向(ハニカム構造部の外周(側面)における周方向)の長さは、第一電極部23の周方向の長さ以下の長さであればよい。ここで、「周方向」とは、ハニカム構造部の外周(側面)における周方向のことを意味する。第二電極部24の周方向の長さは、第一電極部23の周方向の長さの5〜75%が好ましく、10〜60%が更に好ましい。75%より長いと、セルの延びる方向に直交する断面において、第一電極部23の両端付近のハニカム構造部4の温度が上昇し易くなることがある。5%より短いと、電圧を印加したときに、ハニカム構造部4の全体に、より均一に電流を流すという効果が低下することがある。   Further, the length in the circumferential direction of the second electrode portion 24 (the circumferential direction on the outer periphery (side surface) of the honeycomb structure portion) may be a length equal to or shorter than the length in the circumferential direction of the first electrode portion 23. Here, the “circumferential direction” means the circumferential direction on the outer periphery (side surface) of the honeycomb structure portion. The circumferential length of the second electrode part 24 is preferably 5 to 75% of the circumferential length of the first electrode part 23, and more preferably 10 to 60%. If it is longer than 75%, the temperature of the honeycomb structure part 4 in the vicinity of both ends of the first electrode part 23 may easily rise in the cross section orthogonal to the cell extending direction. If it is shorter than 5%, when a voltage is applied, the effect of flowing a current more uniformly over the entire honeycomb structure 4 may be reduced.

また、第二電極部24の厚さは、50〜500μmが好ましく、100〜300μmが更に好ましく、100〜250μmであることが特に好ましい。500μmより厚いと、第一電極部にクラックが入りやすくなり、耐熱衝撃性が低下することがある。ハニカム構造体300の耐熱衝撃性が低下することがある。50μm未満であると、電極部が薄すぎて、ハニカム構造部を均一に発熱し難くなることがある。   Moreover, 50-500 micrometers is preferable, as for the thickness of the 2nd electrode part 24, 100-300 micrometers is more preferable, and it is especially preferable that it is 100-250 micrometers. If it is thicker than 500 μm, cracks are likely to occur in the first electrode part, and the thermal shock resistance may be reduced. The thermal shock resistance of the honeycomb structure 300 may be reduced. If it is less than 50 μm, the electrode part may be too thin and it may be difficult to uniformly generate heat in the honeycomb structure part.

次に、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態について説明する。本実施形態のハニカム構造体は、図7〜図9に示すようなハニカム構造体400である。ハニカム構造体400は、上記本発明のハニカム構造体100(図1〜図3参照)において、それぞれの電極部21,21の、セルの延びる方向に直交する断面における中央部であり、且つセルの延びる方向における中央部に、電気配線を繋ぐための電極端子突起部22が配設されたものである。すなわち、図7〜図9に示すように、ハニカム構造体400は、それぞれの電極部21,21に、電気配線を繋ぐための電極端子突起部22が配設されている。電極端子突起部22は、電極部21,21間に電圧を印加するために、電源からの配線を接続する部分である。このように、それぞれの電極部21,21に電極端子突起部22が配設されることにより、それぞれの電極部21,21に電圧を印加したときに、ハニカム構造部4の温度分布の偏りを、より小さくすることができる。図7は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す正面図である。図8は、図7における、A−A’断面を示す模式図である。図9は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す側面図である。   Next, still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention will be described. The honeycomb structure of the present embodiment is a honeycomb structure 400 as shown in FIGS. In the honeycomb structure 100 of the present invention (see FIGS. 1 to 3), the honeycomb structure 400 is a central portion of each electrode portion 21, 21 in a cross section perpendicular to the cell extending direction, and the cell structure. An electrode terminal protrusion 22 for connecting the electrical wiring is disposed at the center in the extending direction. That is, as shown in FIG. 7 to FIG. 9, in the honeycomb structure 400, the electrode terminal protrusions 22 for connecting the electrical wirings are disposed on the respective electrode portions 21 and 21. The electrode terminal protrusion 22 is a portion for connecting a wiring from a power source in order to apply a voltage between the electrode portions 21 and 21. As described above, the electrode terminal protrusions 22 are disposed in the respective electrode portions 21 and 21, so that when the voltage is applied to the respective electrode portions 21 and 21, the temperature distribution of the honeycomb structure portion 4 is biased. , Can be smaller. FIG. 7 is a front view schematically showing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram showing the A-A ′ cross section in FIG. 7. FIG. 9 is a side view schematically showing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention.

本実施形態のハニカム構造体400において、それぞれの電極部21,21に電極端子突起部22が配設されていること以外は、図1〜図3に示すハニカム構造体100と、同様に構成されていることが好ましい。   The honeycomb structure 400 of the present embodiment is configured in the same manner as the honeycomb structure 100 shown in FIGS. 1 to 3 except that the electrode terminal protrusions 22 are disposed on the respective electrode portions 21 and 21. It is preferable.

電極端子突起部22の形状は、特に限定されず、電極部21に接合でき、電気配線を接合できる形状であればよい。例えば、図7〜図9に示すように、電極端子突起部22は、四角形の板状の基板22aに、円柱状の突起部22bが配設された形状であることが好ましい。このような形状にすることにより、電極端子突起部22は、基板22aにより電極部21に強固に接合されることができ、突起部22bにより電気配線を確実に接合させることができる。   The shape of the electrode terminal protrusion 22 is not particularly limited as long as it can be bonded to the electrode 21 and can be connected to the electrical wiring. For example, as shown in FIGS. 7 to 9, the electrode terminal protrusion 22 preferably has a shape in which a columnar protrusion 22b is disposed on a rectangular plate-like substrate 22a. By adopting such a shape, the electrode terminal protrusion 22 can be firmly bonded to the electrode portion 21 by the substrate 22a, and the electric wiring can be reliably bonded by the protrusion 22b.

ハニカム構造体400においては、電極端子突起部22が、これまでに説明したTaSi含有複合材料から構成されたものであることが好ましい。特に、電極端子突起部22を構成する基板22aが、これまでに説明したTaSi含有複合材料から構成されたものであることが好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造部4の全体に、より均一に電流を流すことが可能になる。 In the honeycomb structure 400, the electrode terminal protrusion 22 is preferably made of the TaSi 2 -containing composite material described so far. In particular, the substrate 22a constituting the electrode terminal protrusion 22 is preferably made of the TaSi 2 -containing composite material described so far. By comprising in this way, it becomes possible to flow an electric current more uniformly to the whole honeycomb structure part 4. FIG.

電極端子突起部22において、基板22aの厚さは、0.05〜2mmが好ましい。このような厚さとすることにより、電極端子突起部22を確実に電極部21に接合することができる。0.05mmより薄いと、基板22aが弱くなり、突起部22bが基板22aから、はずれやすくなることがある。2mmより厚いと、ハニカム構造体を配置するスペースが必要以上に大きくなることがある。   In the electrode terminal protrusion 22, the thickness of the substrate 22a is preferably 0.05 to 2 mm. By setting it as such thickness, the electrode terminal protrusion part 22 can be joined to the electrode part 21 reliably. If the thickness is less than 0.05 mm, the substrate 22a becomes weak, and the protrusion 22b may be easily detached from the substrate 22a. If it is thicker than 2 mm, the space for arranging the honeycomb structure may become larger than necessary.

(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製造方法の一の実施形態について説明する。本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、一対の電極部を形成する電極部形成工程を備えたものである。電極部形成工程においては、まず、柱状のハニカム成形体、又はこのハニカム成形体を焼成して得たハニカム焼成体の側面の第一の領域及び第二の領域に、電極部形成原料をそれぞれ塗工する。次に、塗工した電極部形成原料を乾燥及び焼成して、一対の電極部を形成する。柱状のハニカム成形体は、流体の流路となる一方の端面である第一端面から他方の端面である第二端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁と、最外周に位置する外周壁とを有するものである。なお、柱状のハニカム成形体の作製方法については、後述する。
(2) Manufacturing method of honeycomb structure:
Next, an embodiment of a method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention will be described. The method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment includes an electrode part forming step for forming a pair of electrode parts. In the electrode part forming step, first, electrode part forming raw materials are respectively applied to the columnar honeycomb formed body or the first region and the second region of the side surface of the honeycomb fired body obtained by firing the honeycomb formed body. Work. Next, the applied electrode part forming raw material is dried and fired to form a pair of electrode parts. The columnar honeycomb molded body includes a partition wall that partitions and forms a plurality of cells extending from a first end surface that is one end surface serving as a fluid flow path to a second end surface that is the other end surface, and an outer peripheral wall positioned at the outermost periphery. It is what has. A method for manufacturing the columnar honeycomb formed body will be described later.

この電極部形成工程においては、電極部形成原料を、ハニカム成形体又はハニカム焼成体のセルの延びる方向に直交する断面において、第一の領域が、第二の領域に対して、ハニカム成形体又はハニカム焼成体の中心を挟んで反対側に位置するように、塗工する。そして、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、電極部形成原料として、TaSi粉末及び珪素粉末を少なくとも含む原料を用いる。このような電極部形成原料を用いて、電極部形成工程を行うことにより、これまでに説明した、図1〜図3に示すようなハニカム構造体100を簡便に製造することができる。 In this electrode portion forming step, the electrode region forming raw material is formed in the honeycomb molded body or the honeycomb fired body in a cross section perpendicular to the cell extending direction. It coats so that it may be located on the opposite side across the center of the honeycomb fired body. Then, in the method for manufacturing a honeycomb structure of the present embodiment, as the electrode portion forming raw material, using at least containing raw material TaSi 2 powder and silicon powder. By performing an electrode part formation process using such an electrode part forming raw material, the honeycomb structure 100 as shown in FIGS. 1 to 3 described so far can be easily manufactured.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、電極部形成原料として、炭化珪素粉末を更に含む原料を用いてもよい。すなわち、電極部形成原料として、TaSi、珪素、及び炭化珪素粉末を含む原料を用いてもよい。 In the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present embodiment, a raw material further containing silicon carbide powder may be used as the electrode part forming raw material. That is, a raw material containing TaSi 2 , silicon, and silicon carbide powder may be used as the electrode part forming raw material.

電極部形成工程においては、電極部形成原料に含まれるTaSi粉末として、平均粒子径が3〜20μmの粉末を用いることが好ましい。TaSi粉末の平均粒子径が、3μm未満であると、酸化処理工程にて粉化しやすくなる傾向にある。また、TaSi粉末の平均粒子径が、20μm超であると、TaSi同士が連結せず高抵抗となる傾向にある。電極部形成原料に含まれる各種粉末の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。 In the electrode part forming step, it is preferable to use a powder having an average particle diameter of 3 to 20 μm as the TaSi 2 powder contained in the electrode part forming raw material. When the average particle size of the TaSi 2 powder is less than 3 μm, it tends to be easily pulverized in the oxidation treatment step. Further, when the average particle diameter of the TaSi 2 powder is more than 20 μm, TaSi 2 is not connected to each other and tends to have high resistance. The average particle diameter of various powders contained in the electrode part forming raw material is a value measured by a laser diffraction method.

電極部形成工程においては、電極部形成原料に含まれる珪素粉末として、平均粒子径が1〜35μmの粉末を用いることが好ましい。珪素粉末は、電極部形成原料を焼成する際に溶融し、炭化珪素粉末及びTaSiの粉末のそれぞれの粒子を相互に結合する結合材になる。珪素粉末の平均粒子径が、1μm未満であると、電極材混合時に凝集し、不均質となる傾向にある。また、珪素粉末の平均粒子径が、35μm超であると、気孔率が高くなり高抵抗となる傾向にある。 In the electrode part forming step, it is preferable to use a powder having an average particle diameter of 1 to 35 μm as the silicon powder contained in the electrode part forming raw material. The silicon powder is melted when the electrode part forming raw material is fired, and becomes a binder for bonding the particles of the silicon carbide powder and the TaSi 2 powder to each other. If the average particle size of the silicon powder is less than 1 μm, the particles tend to aggregate and become inhomogeneous when the electrode material is mixed. Moreover, when the average particle diameter of the silicon powder is more than 35 μm, the porosity tends to be high and the resistance tends to be high.

電極部形成工程においては、電極部形成原料に含まれる炭化珪素粉末として、平均粒子径が3〜50μmの粉末を用いることが好ましい。炭化珪素粉末の平均粒子径が、3μm未満であると、界面が多くなり高抵抗となる傾向にある。また、炭化珪素粉末の平均粒子径が、50μm超であると、低強度となり、耐熱衝撃性に劣る傾向にある。   In the electrode part forming step, it is preferable to use a powder having an average particle diameter of 3 to 50 μm as the silicon carbide powder contained in the electrode part forming raw material. When the average particle size of the silicon carbide powder is less than 3 μm, the interface tends to increase and the resistance tends to be high. Further, when the average particle diameter of the silicon carbide powder is more than 50 μm, the strength is low and the thermal shock resistance tends to be inferior.

以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について、図1〜図3に示すハニカム構造体を製造する方法を例に、更に詳細に説明する。   Hereinafter, the method for manufacturing a honeycomb structure according to the present embodiment will be described in more detail by taking the method for manufacturing the honeycomb structure shown in FIGS. 1 to 3 as an example.

まず、以下の方法で、ハニカム成形体を作製する。炭化珪素粉末(炭化珪素)に、珪素粉末(珪素)、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加してハニカム成形原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と珪素粉末の質量との合計に対して、珪素粉末の質量が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。珪素粒子(珪素粉末)の平均粒子径は、1〜35μmであることが好ましい。炭化珪素粒子及び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、珪素粒子は、珪素粉末を構成する珪素の微粒子である。なお、これは、ハニカム構造部の材質を、珪素−炭化珪素系の複合材とする場合のハニカム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、珪素は添加しない。   First, a honeycomb formed body is manufactured by the following method. Silicon powder (silicon), a binder, a surfactant, a pore former, water, and the like are added to silicon carbide powder (silicon carbide) to produce a honeycomb forming raw material. It is preferable that the mass of the silicon powder is 10 to 40% by mass with respect to the total of the mass of the silicon carbide powder and the mass of the silicon powder. The average particle diameter of the silicon carbide particles in the silicon carbide powder is preferably 3 to 50 μm, and more preferably 3 to 40 μm. The average particle diameter of the silicon particles (silicon powder) is preferably 1 to 35 μm. The average particle diameter of the silicon carbide particles and the silicon particles is a value measured by a laser diffraction method. The silicon carbide particles are silicon carbide fine particles constituting the silicon carbide powder, and the silicon particles are silicon fine particles constituting the silicon powder. Note that this is a composition of a honeycomb forming raw material when the material of the honeycomb structure part is a silicon-silicon carbide based composite material, and no silicon is added when the material of the honeycomb structure part is silicon carbide. .

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。   Examples of the binder include methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose in combination. The content of the binder is preferably 2.0 to 10.0 parts by mass when the total mass of the silicon carbide powder and the silicon powder is 100 parts by mass.

水の含有量は、炭化珪素粉末及び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。   The water content is preferably 20 to 60 parts by mass when the total mass of the silicon carbide powder and the silicon powder is 100 parts by mass.

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。   As the surfactant, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The content of the surfactant is preferably 0.1 to 2.0 parts by mass when the total mass of the silicon carbide powder and the silicon powder is 100 parts by mass.

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、5〜30μmであることが好ましい。5μm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法で測定した値である。造孔材が吸水性樹脂の場合には、造孔材の平均粒子径は吸水後の平均粒子径のことである。   The pore former is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include graphite, starch, foamed resin, water absorbent resin, and silica gel. The content of the pore former is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass when the total mass of the silicon carbide powder and the silicon powder is 100 parts by mass. The average particle diameter of the pore former is preferably 5 to 30 μm. If it is smaller than 5 μm, pores may not be formed sufficiently. If it is larger than 30 μm, the die may be clogged during molding. The average particle diameter of the pore former is a value measured by a laser diffraction method. When the pore former is a water absorbent resin, the average particle diameter of the pore former is the average particle diameter after water absorption.

次に、ハニカム成形原料を混練して坏土を形成する。ハニカム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。   Next, the honeycomb forming raw material is kneaded to form a clay. The method for kneading the honeycomb forming raw material to form the clay is not particularly limited, and examples thereof include a method using a kneader, a vacuum kneader or the like.

次に、坏土を押出成形してハニカム成形体を作製する。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。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最外周に位置する外周壁とを有する構造である。   Next, the kneaded material is extruded to produce a honeycomb formed body. In extrusion molding, it is preferable to use a die having a desired overall shape, cell shape, partition wall thickness, cell density and the like. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable. The honeycomb formed body has a structure having partition walls that form a plurality of cells that serve as fluid flow paths and an outer peripheral wall that is positioned on the outermost periphery.

ハニカム成形体の隔壁厚さ、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、作製しようとする本発明のハニカム構造体の構造に合わせて適宜決定することができる。   The partition wall thickness, cell density, outer peripheral wall thickness, and the like of the honeycomb formed body can be appropriately determined according to the structure of the honeycomb structure of the present invention to be manufactured in consideration of shrinkage during drying and firing.

次に、得られたハニカム成形体について、乾燥を行うことが好ましい。乾燥後のハニカム成形体を「ハニカム乾燥体」と称することがある。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。   Next, it is preferable to dry the obtained honeycomb formed body. The honeycomb formed body after drying may be referred to as “honeycomb dry body”. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include an electromagnetic heating method such as microwave heating drying and high-frequency dielectric heating drying, and an external heating method such as hot air drying and superheated steam drying. Among these, the entire molded body can be dried quickly and uniformly without cracks, and after drying a certain amount of moisture with an electromagnetic heating method, the remaining moisture is dried with an external heating method. It is preferable to make it. As drying conditions, it is preferable to remove moisture of 30 to 99% by mass with respect to the amount of moisture before drying by an electromagnetic heating method, and then to make the moisture to 3% by mass or less by an external heating method. As the electromagnetic heating method, dielectric heating drying is preferable, and as the external heating method, hot air drying is preferable.

ハニカム成形体(ハニカム乾燥体)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。   When the length in the central axis direction of the honeycomb formed body (honeycomb dried body) is not a desired length, it is preferable to cut both end surfaces (both end portions) to a desired length. The cutting method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a circular saw cutting machine.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、このようにして得られたハニカム乾燥体を、脱脂した後、焼成して、ハニカム焼成体を作製してもよい。ただし、以下に説明する電極部形成工程を、ハニカム乾燥体に対して行うことにより、脱脂及び焼成の工程を、ハニカム構造体を作製する過程において各1回で済ますことができる。以下に説明する電極部形成工程では、得られたハニカム乾燥体に対して、脱脂及び焼成をせず、ハニカム乾燥体のまま、電極部を形成する方法について説明する。なお、この段階で、ハニカム乾燥体に対して、脱脂及び焼成を行う場合の各条件については、後述する脱脂及び焼成の条件に準じて行うことができる。   In the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present embodiment, the honeycomb dried body obtained in this manner may be degreased and fired to produce a honeycomb fired body. However, by performing the electrode part forming step described below on the honeycomb dried body, the degreasing and firing steps can be performed once in the process of manufacturing the honeycomb structure. In the electrode part forming step described below, a method for forming the electrode part without degreasing and firing the obtained honeycomb dried body without changing the honeycomb dried body will be described. At this stage, each condition when degreasing and firing the honeycomb dried body can be performed according to the degreasing and firing conditions described later.

次に、電極部を形成するための電極部形成原料を調製する。例えば、TaSi粉末、及び珪素粉末に、所定の添加物を添加し、混練して電極部形成原料を調製することが好ましい。電極部形成原料を調製する際には、炭化珪素粉末を更に加えてもよい。以下、電極部形成原料として用いる、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化珪素粉末を総称して、「原料粉末」という。 Next, an electrode part forming raw material for forming the electrode part is prepared. For example, it is preferable to add a predetermined additive to TaSi 2 powder and silicon powder and knead to prepare an electrode part forming raw material. When preparing the electrode part forming raw material, silicon carbide powder may be further added. Hereinafter, TaSi 2 powder, silicon powder, and silicon carbide powder used as electrode part forming raw materials are collectively referred to as “raw material powder”.

より具体的には、上述原料粉末に、バインダ、保湿剤、分散剤、水等を添加し、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を調製する。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。   More specifically, a binder, a humectant, a dispersant, water, and the like are added to the above raw material powder, and the resulting mixture is kneaded to prepare a paste-like electrode part forming raw material. The method of kneading is not particularly limited, and for example, a vertical stirrer can be used.

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、及びヒドロキシプロポキシルセルロースが好ましい。バインダの含有量は、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化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。保湿剤としては、グリセリンを挙げることができる。 Examples of the binder include methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose are preferable. The binder content is preferably 0.1 to 5.0 parts by mass when the total mass of TaSi 2 powder, silicon powder, and silicon carbide powder is 100 parts by mass. An example of the humectant is glycerin.

分散剤としては、例えば、界面活性剤として、グリセリン、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、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化珪素粉末の合計質量を100質量部としたときに、0.1〜10.0質量部であることが好ましい。 As the dispersant, for example, glycerin, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used as a surfactant. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The content of the surfactant is preferably 0.1 to 10.0 parts by mass when the total mass of TaSi 2 powder, silicon powder, and silicon carbide powder is 100 parts by mass.

水の含有量は、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化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。 The water content is preferably 15 to 60 parts by mass when the total mass of TaSi 2 powder, silicon powder and silicon carbide powder is 100 parts by mass.

次に、得られた電極部形成原料を、乾燥させたハニカム成形体の側面に塗工することが好ましい。以下、乾燥させたハニカム成形体を、「ハニカム乾燥体」ということがある。ハニカム乾燥体の側面に電極部形成原料を塗工する方法については、特に制限はない。例えば、電極部形成原料を塗工する方法としては、印刷方法を挙げることができる。また、電極部形成原料は、これまでに説明したハニカム構造体における電極部の形状になるように、ハニカム乾燥体の側面に塗工することが好ましい。すなわち、電極部形成原料を塗工する領域を、第一の領域及び第二の領域とした場合に、ハニカム乾燥体のセルの延びる方向に直交する断面において、第一の領域が、第二の領域に対して、ハニカム乾燥体の中心を挟んで反対側に位置するものとする。また、電極部形成原料を、電極部の形状(例えば、帯状)になるよう塗工した後、例えば、電極部に電気配線を繋ぐための箇所に対して、更に、電極部形成原料を塗工してもよい。例えば、電極部に電気配線を繋ぐための箇所に対して、溶射により、電極部形成原料を更に塗工してもよい。   Next, it is preferable to apply the obtained electrode part forming raw material to the side surface of the dried honeycomb formed body. Hereinafter, the dried honeycomb formed body may be referred to as “honeycomb dry body”. There is no particular limitation on the method of applying the electrode part forming raw material to the side surface of the dried honeycomb body. For example, a printing method can be mentioned as a method of applying the electrode part forming raw material. In addition, the electrode part forming raw material is preferably applied to the side surface of the honeycomb dried body so as to have the shape of the electrode part in the honeycomb structure described so far. That is, when the region where the electrode part forming raw material is applied is the first region and the second region, the first region is the second region in the cross section perpendicular to the cell extending direction of the honeycomb dried body. It shall be located on the opposite side of the region with respect to the center of the dried honeycomb body. In addition, after the electrode part forming raw material is applied so as to have the shape of the electrode part (for example, a belt shape), for example, the electrode part forming raw material is further applied to the portion for connecting the electric wiring to the electrode part. May be. For example, the electrode part forming raw material may be further applied to the part for connecting the electrical wiring to the electrode part by thermal spraying.

電極部の厚さは、電極部形成原料を塗工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の側面に塗工し、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。焼成の工程が1回で済むことから、乾燥させたハニカム成形体(ハニカム乾燥体)の側面に電極部形成原料を塗工することが好ましい。但し、乾燥させたハニカム成形体を焼成して、ハニカム焼成体を先に作製し、このハニカム焼成体の側面に電極部形成原料を塗工することもできる。   The thickness of the electrode part can be set to a desired thickness by adjusting the thickness when the electrode part forming raw material is applied. Thus, the electrode part can be formed very easily because the electrode part can be formed by simply applying the electrode part forming raw material to the side surface of the honeycomb dried body, drying and firing. Since the firing process is only required once, it is preferable to apply the electrode part forming raw material to the side surface of the dried honeycomb formed body (honeycomb dry body). However, the dried honeycomb formed body can be fired to prepare the honeycomb fired body first, and the electrode part forming raw material can be applied to the side surface of the honeycomb fired body.

次に、ハニカム乾燥体の側面に塗工した電極部形成原料を乾燥させて、「電極部形成原料付きハニカム乾燥体」を作製することが好ましい。乾燥条件は、100〜130℃とすることが好ましい。   Next, it is preferable to dry the electrode part forming raw material coated on the side surface of the dried honeycomb body to produce a “honeycomb dried body with electrode part forming raw material”. The drying conditions are preferably 100 to 130 ° C.

次に、ハニカム乾燥体、及びハニカム乾燥体の側面に塗工した電極部形成原料に含まれるバインダ等を除去するため、脱脂を行うことが好ましい。脱脂は、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。   Next, degreasing is preferably performed in order to remove the honeycomb dried body and the binder and the like contained in the electrode part forming raw material coated on the side surface of the honeycomb dried body. Degreasing is preferably performed at 400 to 550 ° C. for 0.5 to 20 hours in an air atmosphere.

次に、電極部形成原料付きハニカム乾燥体を焼成してハニカム構造体を作製することが好ましい。焼成条件としては、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。本明細書における焼成条件の温度は、焼成雰囲気の温度のことである。   Next, it is preferable to fire the honeycomb dried body with electrode part forming raw material to produce a honeycomb structure. As baking conditions, it is preferable to heat at 1400-1500 degreeC for 1 to 20 hours in inert atmosphere, such as argon. The temperature of the firing conditions in this specification is the temperature of the firing atmosphere.

また、焼成後、耐久性向上のために、1000〜1350℃で、1〜10時間、酸化処理を行うことが好ましい。酸化処理とは、酸化雰囲気での加熱処理のことを意味する。以上のようにして、図1〜図3に示すようなハニカム構造体100を製造することができる。   Moreover, after baking, it is preferable to perform an oxidation process at 1000-1350 degreeC for 1 to 10 hours for durability improvement. The oxidation treatment means heat treatment in an oxidizing atmosphere. As described above, the honeycomb structure 100 as shown in FIGS. 1 to 3 can be manufactured.

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。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
TaSi粉末、珪素粉末、炭化珪素粉末、メチルセルロース、グリセリン、ポリアクリル酸系分散剤、及び水を、自転公転攪拌機で混合して、電極部形成原料を調製した。TaSi粉末は、平均粒子径が7μmのものとした。珪素粉末は、平均粒子径が6μmのものとした。炭化珪素粉末は、平均粒子径が35μmのものとした。
Example 1
TaSi 2 powder, silicon powder, silicon carbide powder, methylcellulose, glycerin, polyacrylic acid-based dispersant, and water were mixed with a rotating and rotating stirrer to prepare an electrode part forming raw material. The TaSi 2 powder had an average particle size of 7 μm. The silicon powder had an average particle size of 6 μm. The silicon carbide powder had an average particle size of 35 μm.

実施例1においては、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化珪素粉末を、TaSi粉末が15.8体積%、珪素粉末が37.0体積%、炭化珪素粉末が47.2体積%となるように配合して電極部形成原料を調製した。表1の「TaSi」の欄に、TaSi粉末の体積比率(体積%)及び質量比率(質量%)を示す。表1の「Si」の欄に、珪素粉末の体積比率(体積%)及び質量比率(質量%)を示す。表1の「SiC」の欄に、炭化珪素粉末の体積比率(体積%)及び質量比率(質量%)を示す。 In Example 1, the TaSi 2 powder, the silicon powder, and the silicon carbide powder are such that the TaSi 2 powder is 15.8% by volume, the silicon powder is 37.0% by volume, and the silicon carbide powder is 47.2% by volume. To prepare an electrode part forming raw material. In the column of “TaSi 2 ” in Table 1, the volume ratio (volume%) and the mass ratio (mass%) of the TaSi 2 powder are shown. In the column of “Si” in Table 1, the volume ratio (% by volume) and the mass ratio (% by mass) of the silicon powder are shown. In the column of “SiC” in Table 1, the volume ratio (volume%) and the mass ratio (mass%) of the silicon carbide powder are shown.

Figure 0006364374
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TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化珪素粉末の合計を100質量部としたときに、メチルセルロースは0.5質量部であり、グリセリンは10質量部であり、水は38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。 When the total of TaSi 2 powder, silicon powder, and silicon carbide powder was 100 parts by mass, methyl cellulose was 0.5 part by mass, glycerin was 10 parts by mass, and water was 38 parts by mass. The average particle diameter of the silicon carbide powder was 52 μm, and the average particle diameter of the metal silicon powder was 6 μm. The average particle diameter of silicon carbide and metal silicon is a value measured by a laser diffraction method. The kneading was performed with a vertical stirrer.

また、ハニカム構造部を作製するためのハニカム成形原料を調製した。ハニカム成形原料は、5μmの金属珪素粉末を6kg、30μmの炭化珪素粉末を14kg、コージェライト粉末を1kg、メチルセルロースを1.6kg、水を8kg、を混合し、ニーダー混練して調製した。   Moreover, a honeycomb forming raw material for producing a honeycomb structure part was prepared. The honeycomb forming raw material was prepared by mixing 6 kg of 5 μm metal silicon powder, 14 kg of 30 μm silicon carbide powder, 1 kg of cordierite powder, 1.6 kg of methylcellulose, and 8 kg of water, and kneader kneading.

次に、得られたハニカム成形原料を真空土練して坏土を得、得られた坏土を、ハニカム状に押出成形して、ハニカム成形体を得た。次に、得られたハニカム成形体を120℃で乾燥させ、ハニカム乾燥体を得た。   Next, the obtained honeycomb forming raw material was vacuum-kneaded to obtain a kneaded material, and the obtained kneaded material was extruded into a honeycomb shape to obtain a honeycomb formed body. Next, the obtained honeycomb formed body was dried at 120 ° C. to obtain a dried honeycomb body.

次に、得られたハニカム乾燥体の側面に、予め調製した電極部形成原料を塗布し、120℃で乾燥して、電極部形成原料付きハニカム乾燥体を得た。次に、電極部形成原料付きハニカム乾燥体を、大気雰囲気において、550℃で、3時間、脱脂した。   Next, the electrode part forming raw material prepared in advance was applied to the side surface of the obtained dried honeycomb body and dried at 120 ° C. to obtain a dried honeycomb body with electrode part forming raw material. Next, the dried honeycomb body with electrode part forming raw material was degreased at 550 ° C. for 3 hours in an air atmosphere.

次に、脱脂した電極部形成原料付きハニカム乾燥体を、焼成し、酸化処理して、ハニカム構造体を作製した。焼成は、1450℃のアルゴン雰囲気中で、2時間行った。酸化処理は、1300℃の大気中で、1時間行った。   Next, the dehydrated honeycomb dried body with the electrode part forming raw material was fired and oxidized to prepare a honeycomb structure. Firing was performed in an argon atmosphere at 1450 ° C. for 2 hours. The oxidation treatment was performed in the atmosphere at 1300 ° C. for 1 hour.

得られたハニカム構造体のハニカム構造部は、隔壁の厚さが101.6μmで、セル密度が、93セル/cmであった。また、ハニカム構造部の端面の直径は、100mmで、セルの延びる方向の長さは、100mmであった。 The honeycomb structure part of the obtained honeycomb structure had a partition wall thickness of 101.6 μm and a cell density of 93 cells / cm 2 . The diameter of the end face of the honeycomb structure part was 100 mm, and the length in the cell extending direction was 100 mm.

実施例1のハニカム構造体の電極部について、以下の方法で、熱膨張係数、4点曲げ強度、及び電気抵抗率を測定した。結果を表2に示す。また、電極部について、以下の方法で、耐熱衝撃性、通電性能、外観の評価を行った。結果を、表2に示す。また、表2の「脱脂、焼成回数」の欄に、ハニカム構造体の製造に要した、脱脂、及び焼成の各回数を示す。   Regarding the electrode part of the honeycomb structure of Example 1, the thermal expansion coefficient, the four-point bending strength, and the electrical resistivity were measured by the following methods. The results are shown in Table 2. Moreover, about the electrode part, the thermal shock resistance, the electricity supply performance, and the external appearance were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 2. Further, in the column of “Degreasing and firing” in Table 2, the number of degreasing and firing required for manufacturing the honeycomb structure is shown.

[熱膨張係数]
電極部の熱膨張係数の測定においては、まず、各実施例及び比較例にて作製したハニカム構造体の電極部から、熱膨張係数を測定するための測定試料を切り出して作製した。測定試料の大きさは、縦0.2mm×横4mm×長さ50mmとした。作製した測定試料について、BrukerAXS社製の「TD5000S(商品名)」を用いて、熱膨張係数を測定した。測定された値を、電極部の熱膨張係数(×10−6(1/K))とした。
[Thermal expansion coefficient]
In the measurement of the thermal expansion coefficient of the electrode part, first, a measurement sample for measuring the thermal expansion coefficient was cut out from the electrode part of the honeycomb structure manufactured in each example and comparative example. The size of the measurement sample was 0.2 mm long × 4 mm wide × 50 mm long. About the produced measurement sample, the thermal expansion coefficient was measured using "TD5000S (brand name)" by BrukerAXS. The measured value was defined as the thermal expansion coefficient (× 10 −6 (1 / K)) of the electrode part.

[4点曲げ強度]
電極部の4点曲げ強度の測定においては、まず、各実施例及び比較例にて作製したハニカム構造体の電極部から、4点曲げ強度を測定するための測定試料を切り出して作製した。測定試料の大きさは、縦0.2mm×横4mm×長さ40mmとした。作製した測定試料の4点曲げ強度を測定した値を、電極部の4点曲げ強度(MPa)とした。4点曲げ強度は JIS R 1601に準拠した方法で行った。
[4-point bending strength]
In the measurement of the four-point bending strength of the electrode part, first, a measurement sample for measuring the four-point bending strength was cut out from the electrode part of the honeycomb structure produced in each example and comparative example. The size of the measurement sample was 0.2 mm long × 4 mm wide × 40 mm long. The value obtained by measuring the four-point bending strength of the produced measurement sample was defined as the four-point bending strength (MPa) of the electrode part. The 4-point bending strength was performed by a method based on JIS R 1601.

[電気抵抗率]
電極部の電気抵抗率の測定においては、まず、各実施例及び比較例にて作製したハニカム構造体の電極部から、電気抵抗率を測定するための測定試料(試験片)を切り出して作製した。測定試料(試験片)の大きさは、縦0.2mm×横4mm×長さ40mmとした。作製した試験片について、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。10〜200V印加し、25℃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。
[Electric resistivity]
In the measurement of the electrical resistivity of the electrode part, first, a measurement sample (test piece) for measuring the electrical resistivity was cut out from the electrode part of the honeycomb structure produced in each example and comparative example. . The size of the measurement sample (test piece) was 0.2 mm long × 4 mm wide × 40 mm long. About the produced test piece, silver paste was apply | coated to the whole surface of both ends, and it was made to be able to energize by wiring. A voltage application current measuring device was connected to the test piece and applied. 10-200V was applied, the current value and voltage value in the state of 25 degreeC were measured, and the electrical resistivity was computed from the obtained current value and voltage value, and a test piece dimension.

[耐熱衝撃性]
「ハニカム構造体を収納する金属ケースと、当該金属ケース内に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と、を備えた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。上記加熱ガスは、ガスバーナー(プロパンガスバーナー)でプロパンガスを燃焼させることにより発生する燃焼ガスとした。そして、上記加熱冷却試験によって、ハニカム構造体にクラックが発生するか否かを確認することにより、耐熱衝撃性を評価した。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、プロパンガスバーナーにより加熱されたガス(燃焼ガス)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分で指定温度まで昇温し、指定温度で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。このような昇温、冷却、保持の一連の操作を「昇温、冷却操作」と称する。その後、ハニカム構造体のクラックを確認した。そして、指定温度を825℃から25℃ずつ上昇させながら上記「昇温、冷却操作」を繰り返した。以下の評価基準に基づき、電極部の耐熱衝撃性の評価を行った。なお、評価AAが最も耐熱衝撃性が良好であり、評価A、評価B、評価Cの順番で耐熱衝撃性が低下する。
評価AA:指定温度1000℃でクラックの発生無きもの。
評価A:指定温度950℃〜975℃でクラックの発生無きもの。
評価B:指定温度900℃〜925℃でクラックの発生無きもの。
評価C:指定温度875℃以下でクラックが発生したもの。
[Thermal shock resistance]
Conducted heating / cooling test of honeycomb structure using `` propane gas burner tester equipped with metal case housing honeycomb structure and propane gas burner capable of supplying heating gas into the metal case '' did. The heated gas was a combustion gas generated by burning propane gas with a gas burner (propane gas burner). And the thermal shock resistance was evaluated by confirming whether the honeycomb structure was cracked by the heating and cooling test. Specifically, first, the obtained honeycomb structure was housed (canned) in a metal case of a propane gas burner testing machine. Then, gas (combustion gas) heated by a propane gas burner was supplied into the metal case so that it passed through the honeycomb structure. The temperature condition of the heated gas flowing into the metal case (inlet gas temperature condition) was as follows. First, the temperature was raised to a specified temperature in 5 minutes, held at the specified temperature for 10 minutes, then cooled to 100 ° C. in 5 minutes, and held at 100 ° C. for 10 minutes. Such a series of operations of raising temperature, cooling and holding is referred to as “temperature raising and cooling operation”. Thereafter, cracks in the honeycomb structure were confirmed. Then, the above “temperature increase and cooling operation” was repeated while increasing the designated temperature from 825 ° C. by 25 ° C. Based on the following evaluation criteria, the thermal shock resistance of the electrode part was evaluated. In addition, evaluation AA has the best thermal shock resistance, and thermal shock resistance falls in order of evaluation A, evaluation B, and evaluation C.
Evaluation AA: No cracking at a specified temperature of 1000 ° C.
Evaluation A: A specified temperature of 950 ° C. to 975 ° C. with no cracks.
Evaluation B: No cracks occurred at a specified temperature of 900 ° C. to 925 ° C.
Evaluation C: A crack occurred at a specified temperature of 875 ° C. or lower.

[通電性能]
以下の評価基準に基づき、電極部の通電性能の評価を行った。ハニカム構造体は、電極部が低抵抗なほど、ハニカム構造部の発熱範囲が広がり、ハニカム構造部が均一な温度になりやすい。通電性能の評価においては、評価AAが最も通電性能に優れ、評価A、評価B、評価Cの順番で通電性能が低下する。
評価AA:電極部の電気抵抗率が0.1Ωcm以下で、且つ、ハニカム構造部の電気抵抗率に対して10%以下のもの。
評価A:評価AAに該当せず、電極部の電気抵抗率が0.1Ωcm超、2.0Ωcm以下で、且つ、ハニカム構造部の電気抵抗率に対して10%以下のもの。
評価B:評価AA、評価Aに該当せず、電極部の電気抵抗率が2.0Ωcm超、10.0Ωcm以下で、且つ、ハニカム構造部の電気抵抗率に対して20%以下のもの。又は、電極部の電気抵抗率が2.0Ωcm以下で、且つ、ハニカム構造部の電気抵抗率に対して10%超、20%以下のもの。
評価C:評価AA、評価A、評価Bに該当しないもの。
[Energization performance]
Based on the following evaluation criteria, the energization performance of the electrode part was evaluated. In the honeycomb structure, the lower the resistance of the electrode portion, the wider the heat generation range of the honeycomb structure portion, and the honeycomb structure portion tends to have a uniform temperature. In the evaluation of the energization performance, the evaluation AA has the highest energization performance, and the energization performance decreases in the order of evaluation A, evaluation B, and evaluation C.
Evaluation AA: The electrode part has an electrical resistivity of 0.1 Ωcm or less and 10% or less with respect to the electrical resistivity of the honeycomb structure part.
Evaluation A: Not corresponding to evaluation AA, the electrode part having an electrical resistivity of more than 0.1 Ωcm and not more than 2.0 Ωcm, and not more than 10% with respect to the electrical resistivity of the honeycomb structure part.
Evaluation B: Not applicable to Evaluation AA and Evaluation A, and the electrical resistivity of the electrode part is more than 2.0 Ωcm and 10.0 Ωcm or less, and 20% or less with respect to the electrical resistivity of the honeycomb structure part. Alternatively, the electrode portion has an electrical resistivity of 2.0 Ωcm or less and more than 10% and 20% or less of the electrical resistivity of the honeycomb structure portion.
Evaluation C: Evaluation AA, Evaluation A, and Evaluation B are not applicable.

[外観]
電極部の外観を目視で確認して、外観の評価を行った。まず、電極部の形成において、電極部が粉化したものについては、評価結果において、「粉化」と記す。次に、粉化せずに形成することができた電極部について、その外観を目視で確認して、クラックの有無を確認した。クラックが生じていない場合を、「良好」と評価した。クラックが生じているものについては、評価結果において、「クラック」と記す。
[appearance]
The appearance of the electrode part was visually confirmed to evaluate the appearance. First, in the formation of an electrode part, what the electrode part pulverized is described as "pulverization" in an evaluation result. Next, about the electrode part which could be formed without pulverizing, the external appearance was confirmed visually and the presence or absence of the crack was confirmed. The case where no crack occurred was evaluated as “good”. For those with cracks, the evaluation results indicate “cracks”.

Figure 0006364374
Figure 0006364374

(実施例2〜10及び12〜19)
実施例2〜10及び12〜19においては、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化珪素粉末の配合比率を、表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様として、ハニカム構造体を作製した。
(Examples 2 to 10 and 12 to 19)
In Examples 2 to 10 and 12 to 19, except for changing the blending ratio of TaSi 2 powder, silicon powder, and silicon carbide powder as shown in Table 1, a honeycomb structure was obtained in the same manner as Example 1. Produced.

(実施例11)
実施例11においては、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化珪素粉末の配合比率を、表1に示すように変更し、電極部形成原料を調製した。また、実施例11においては、ハニカム構造部を作製するためのハニカム成形原料を、実施例1と同様の方法で調製し、得られたハニカム成形原料を真空土練して坏土を得、得られた坏土を、ハニカム状に押出成形して、ハニカム成形体を得た。次に、得られたハニカム成形体を120℃で乾燥させ、ハニカム乾燥体を得た。
(Example 11)
In Example 11, the mixing ratio of TaSi 2 powder, silicon powder, and silicon carbide powder was changed as shown in Table 1 to prepare an electrode part forming raw material. In Example 11, a honeycomb forming raw material for producing a honeycomb structure was prepared in the same manner as in Example 1, and the obtained honeycomb forming raw material was vacuum-kneaded to obtain a clay. The obtained clay was extruded into a honeycomb shape to obtain a honeycomb formed body. Next, the obtained honeycomb formed body was dried at 120 ° C. to obtain a dried honeycomb body.

実施例11においては、このハニカム乾燥体に対して、電極部形成原料を塗工せず、ハニカム乾燥体を単独で、脱脂、焼成してハニカム焼成体を作製した。具体的には、ハニカム乾燥体を、大気雰囲気において、550℃で、3時間、脱脂した。そして、実施例11においては、ハニカム焼成体に対して、先に調製した電極部形成原料を用いて、実施例1と同様の方法で、電極部を形成して、ハニカム構造体を作製した。   In Example 11, the honeycomb dried body was manufactured by degreasing and firing the honeycomb dried body alone without applying the electrode portion forming raw material to the dried honeycomb body. Specifically, the dried honeycomb body was degreased at 550 ° C. for 3 hours in an air atmosphere. In Example 11, an electrode part was formed on the honeycomb fired body using the previously prepared electrode part forming raw material in the same manner as in Example 1 to produce a honeycomb structure.

実施例2〜19のハニカム構造体の電極部について、実施例1と同様の方法で、熱膨張係数、4点曲げ強度、及び電気抵抗率を測定した。結果を表2に示す。また、実施例1と同様の方法で、耐熱衝撃性、通電性能、外観の評価を行った。結果を、表2に示す。また、表2の「脱脂、焼成回数」の欄に、ハニカム構造体の製造に要した、脱脂、及び焼成の各回数を示す。   With respect to the electrode portions of the honeycomb structures of Examples 2 to 19, the thermal expansion coefficient, the four-point bending strength, and the electrical resistivity were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. In addition, the thermal shock resistance, current-carrying performance, and appearance were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. Further, in the column of “Degreasing and firing” in Table 2, the number of degreasing and firing required for manufacturing the honeycomb structure is shown.

(比較例1及び2)
比較例1及び2においては、TaSi粉末、珪素粉末、及び炭化珪素粉末の配合比率を、表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様として、ハニカム構造体を作製した。表2の「脱脂、焼成回数」の欄に、ハニカム構造体の製造に要した、脱脂、及び焼成の各回数を示す。
(Comparative Examples 1 and 2)
In Comparative Examples 1 and 2, a honeycomb structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of TaSi 2 powder, silicon powder, and silicon carbide powder was changed as shown in Table 1. In the column of “Degreasing and firing frequency” in Table 2, the number of degreasing and firing times required for manufacturing the honeycomb structure is shown.

(比較例3)
比較例3においては、TaSi粉末の代わりに、MoSi粉末を用いて電極部形成原料を調製した。MoSi粉末は、平均粒子径が6μmのものとした。比較例3においては、MoSi粉末が60.0体積%、珪素粉末が31.4体積%、炭化珪素粉末が8.6体積%となるように配合して電極部形成原料を調製した。表3の「MoSi」の欄に、MoSi粉末の体積比率(体積%)及び質量比率(質量%)を示す。表3の「Si」の欄に、珪素粉末の体積比率(体積%)及び質量比率(質量%)を示す。表3の「SiC」の欄に、炭化珪素粉末の体積比率(体積%)及び質量比率(質量%)を示す。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, in place of TaSi 2 powder was used to prepare an electrode member forming raw material by using the MoSi 2 powder. The MoSi 2 powder had an average particle size of 6 μm. In Comparative Example 3, an electrode part forming raw material was prepared by blending so that the MoSi 2 powder was 60.0% by volume, the silicon powder was 31.4% by volume, and the silicon carbide powder was 8.6% by volume. The column “MoSi 2 ” in Table 3 shows the volume ratio (% by volume) and the mass ratio (% by mass) of the MoSi 2 powder. In the column of “Si” in Table 3, the volume ratio (volume%) and the mass ratio (mass%) of the silicon powder are shown. In the column of “SiC” in Table 3, the volume ratio (volume%) and the mass ratio (mass%) of the silicon carbide powder are shown.

Figure 0006364374
Figure 0006364374

また、ハニカム構造部を作製するためのハニカム成形原料を、実施例1と同様の方法で調製し、得られたハニカム成形原料を真空土練して坏土を得、得られた坏土を、ハニカム状に押出成形して、ハニカム成形体を得た。次に、得られたハニカム成形体を120℃で乾燥させ、ハニカム乾燥体を得た。   Further, a honeycomb forming raw material for producing a honeycomb structure part was prepared by the same method as in Example 1, and the obtained honeycomb forming raw material was vacuum-kneaded to obtain a kneaded material. A honeycomb formed body was obtained by extrusion molding into a honeycomb shape. Next, the obtained honeycomb formed body was dried at 120 ° C. to obtain a dried honeycomb body.

比較例3においては、このハニカム乾燥体に対して、電極部形成原料を塗工せず、ハニカム乾燥体を単独で、脱脂、焼成してハニカム焼成体を作製した。具体的には、ハニカム乾燥体を、大気雰囲気において、550℃で、3時間、脱脂した。なお、このような方法で、ハニカム乾燥体を単独で脱脂する理由としては、MoSi粉末を含む電極部形成原料を塗工したハニカム乾燥体を、大気雰囲気で脱脂すると、電極部形成原料(別言すれば、電極部)が粉化し、電極部の形成が行えないからである。 In Comparative Example 3, a honeycomb fired body was manufactured by degreasing and firing the honeycomb dried body alone without applying the electrode part forming raw material to the dried honeycomb body. Specifically, the dried honeycomb body was degreased at 550 ° C. for 3 hours in an air atmosphere. The reason why the honeycomb dried body is defatted by such a method is as follows. When the dried honeycomb body coated with the electrode part forming raw material containing MoSi 2 powder is degreased in an air atmosphere, the electrode part forming raw material (separately In other words, the electrode part) is pulverized and the electrode part cannot be formed.

脱脂したハニカム乾燥体を、1450℃のアルゴン雰囲気中で、2時間、焼成して、ハニカム焼成体を作製した。   The degreased honeycomb dried body was fired in an argon atmosphere at 1450 ° C. for 2 hours to produce a honeycomb fired body.

次に、得られたハニカム焼成体の側面に、予め調製した電極部形成原料を塗布し、120℃で乾燥して、電極部形成原料付きハニカム焼成体を得た。次に、電極部形成原料付きハニカム焼成体を、550℃で、3時間、減圧脱脂した。減圧雰囲気で脱脂を行う目的としては、大気雰囲気ではMoSi粉末が酸化し、粉化して、電極部を形成できなくなるためである。 Next, an electrode part forming raw material prepared in advance was applied to the side surface of the obtained honeycomb fired body and dried at 120 ° C. to obtain a honeycomb fired body with an electrode part forming raw material. Next, the honeycomb fired body with electrode part forming raw material was degreased under reduced pressure at 550 ° C. for 3 hours. The purpose of degreasing in a reduced pressure atmosphere is that the MoSi 2 powder is oxidized and pulverized in the air atmosphere, making it impossible to form the electrode part.

次に、減圧脱脂した電極部形成原料付きハニカム焼成体を、1450℃のアルゴン雰囲気中で、2時間、熱処理し、更に、1300℃の大気中で、1時間、酸化処理することにより、ハニカム構造体を作製した。表2の「脱脂、焼成回数」の欄に、ハニカム構造体の製造に要した、脱脂、及び焼成の各回数を示す。   Next, the honeycomb fired body with the electrode part forming raw material degreased under reduced pressure was heat-treated in an argon atmosphere at 1450 ° C. for 2 hours, and further oxidized in air at 1300 ° C. for 1 hour to obtain a honeycomb structure. The body was made. In the column of “Degreasing and firing frequency” in Table 2, the number of degreasing and firing times required for manufacturing the honeycomb structure is shown.

(結果)
表2に示すように、実施例1〜19のハニカム構造体は、耐熱衝撃性、及び通電性能において、共に優れたものであった。また、実施例1〜10及び12〜17のハニカム構造体は、脱脂、及び焼成の各回数が1回であっても、電極部の外観に優れたものであった。また、実施例18及び19のハニカム構造体は、脱脂、及び焼成の各回数が1回である場合に、電極部の最表面で軽微な粉化が確認されたが、ハニカム構造体の実使用において、問題の無い程度であった。
(result)
As shown in Table 2, the honeycomb structures of Examples 1 to 19 were both excellent in thermal shock resistance and energization performance. Moreover, the honeycomb structures of Examples 1 to 10 and 12 to 17 were excellent in the appearance of the electrode portion even when the number of times of degreasing and firing was one. In addition, the honeycomb structures of Examples 18 and 19 were confirmed to be slightly powdered on the outermost surface of the electrode portion when the number of times of degreasing and firing was 1, but the actual use of the honeycomb structure was confirmed. However, there was no problem.

一方で、比較例1のハニカム構造体は、酸化処理工程において電極部が粉化してしまった。電極部が粉化した要因としては、珪素がTaSi表面を覆うことができておらず、珪素によるTaSi酸化保護機能が発現していないことが考えられる。比較例2のハニカム構造体は、熱膨張係数の低く、耐熱衝撃性が良好ではない。 On the other hand, in the honeycomb structure of Comparative Example 1, the electrode portion was pulverized in the oxidation treatment process. It is considered that the cause of the powdered electrode part is that silicon cannot cover the TaSi 2 surface and the TaSi 2 oxidation protection function by silicon is not expressed. The honeycomb structure of Comparative Example 2 has a low coefficient of thermal expansion and poor thermal shock resistance.

また、比較例3のハニカム構造体は、通電性能に優れたものであったが、実施例10と比較して耐熱衝撃性に劣っていた。また脱脂、及び焼成を、2回行う必要があり、製造工程が煩雑なものであった。   In addition, the honeycomb structure of Comparative Example 3 was excellent in current-carrying performance, but was inferior in thermal shock resistance as compared with Example 10. Moreover, it was necessary to perform degreasing and baking twice, and the manufacturing process was complicated.

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。   The honeycomb structure of the present invention can be suitably used as a catalyst carrier for an exhaust gas purifying apparatus that purifies exhaust gas from automobiles.

1:隔壁、2:セル、3:外周壁、4:ハニカム構造部、5:側面、11:第一端面、12:第二端面、21:電極部、21a:端部(電極部の一方の端部)、21b:端部(電極部の他方の端部)、22:電極端子突起部、22a:基板、22b:突起部、23:第一電極部、24:第二電極部、100,200,300,400:ハニカム構造体、O:中心、α:中心角、θ:中心角の0.5倍の角度。 1: partition wall, 2: cell, 3: outer peripheral wall, 4: honeycomb structure part, 5: side face, 11: first end face, 12: second end face, 21: electrode part, 21a: end part (one of the electrode parts) End), 21b: end (the other end of the electrode), 22: electrode terminal protrusion, 22a: substrate, 22b: protrusion, 23: first electrode, 24: second electrode, 100, 200, 300, 400: honeycomb structure, O: center, α: center angle, θ: angle 0.5 times the center angle.

Claims (22)

柱状のハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部と、を備え、
前記ハニカム構造部は、多孔質の隔壁と、最外周に配設された外周壁と、を有し、
前記ハニカム構造部には、前記隔壁によって、前記ハニカム構造部の第一端面から第二端面まで延びる複数のセルが区画形成されており、
前記ハニカム構造部が、炭化珪素及び珪素の少なくとも一種を含む材料から構成され、且つ、
一対の前記電極部の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を含む複合材料から構成されている、ハニカム構造体。
A columnar honeycomb structure, and a pair of electrode parts disposed on the side surface of the honeycomb structure,
The honeycomb structure portion has a porous partition wall, and an outer peripheral wall disposed on the outermost periphery,
In the honeycomb structure portion, a plurality of cells extending from the first end surface of the honeycomb structure portion to the second end surface are partitioned by the partition walls,
The honeycomb structure part is made of a material containing at least one of silicon carbide and silicon, and
A honeycomb structure in which at least a part of the pair of electrode portions is made of a composite material containing TaSi 2 and silicon.
前記電極部の少なくとも一部を構成する前記複合材料が、炭化珪素を更に含む、請求項1に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to claim 1, wherein the composite material constituting at least a part of the electrode portion further includes silicon carbide. 前記電極部の熱膨張係数が、5.0〜8.0×10−6(/K)である、請求項1又は2に記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein the electrode portion has a thermal expansion coefficient of 5.0 to 8.0 x 10-6 (/ K). 前記電極部の電気抵抗率が、0.001〜10.0Ωcmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric resistivity of the electrode portion is 0.001 to 10.0 Ωcm. 前記電極部の強度が、5〜30MPaである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrode portion has a strength of 5 to 30 MPa. 前記ハニカム構造部は、気孔率が30〜60%、平均細孔径が2〜15μm、前記隔壁の厚さが50〜300μm、セル密度が40〜150セル/cmであり、且つ、一対の前記電極部間での電気抵抗が2〜100Ωである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure portion has a porosity of 30 to 60%, an average pore diameter of 2 to 15 μm, a thickness of the partition wall of 50 to 300 μm, a cell density of 40 to 150 cells / cm 2 , and a pair of the above The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 5, wherein an electrical resistance between the electrode portions is 2 to 100Ω. 前記電極部を構成する前記複合材料の前記TaSiの含有比率が、15〜78体積%である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のハニカム構造体。 The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 6, wherein a content ratio of the TaSi 2 in the composite material constituting the electrode portion is 15 to 78% by volume. 前記電極部を構成する前記複合材料の前記珪素の含有比率が、5〜43体積%である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 7, wherein a content ratio of the silicon in the composite material constituting the electrode portion is 5 to 43% by volume. 前記電極部を構成する前記複合材料の前記炭化珪素の含有比率が、57.5体積%以下である、請求項2に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to claim 2, wherein a content ratio of the silicon carbide in the composite material constituting the electrode portion is 57.5% by volume or less. 多孔質の隔壁と、最外周に配設された外周壁とを有する柱状のハニカム成形体、又は前記ハニカム成形体を焼成して得たハニカム焼成体の側面の第一の領域及び第二の領域に、電極部形成原料をそれぞれ塗工し、塗工した前記電極部形成原料を乾燥及び焼成して、一対の電極部を形成する電極部形成工程を備え、
前記ハニカム成形体には、前記隔壁によって、前記ハニカム成形体の第一端面から第二端面まで延びる複数のセルが区画形成されており、
前記電極部形成工程は、前記電極部形成原料を、前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体の前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第一の領域が、前記第二の領域に対して、前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体の中心を挟んで反対側に位置するように、塗工するものであり、
前記電極部形成原料として、TaSi粉末及び珪素粉末を少なくとも含む原料を用いる、ハニカム構造体の製造方法。
Columnar honeycomb molded body having porous partition walls and an outer peripheral wall disposed on the outermost periphery, or first and second regions on the side surface of the honeycomb fired body obtained by firing the honeycomb molded body In addition, each of the electrode part forming raw material is applied, and the applied electrode part forming raw material is dried and baked to form an electrode part forming step of forming a pair of electrode parts,
In the honeycomb formed body, a plurality of cells extending from the first end surface to the second end surface of the honeycomb formed body are partitioned and formed by the partition walls,
In the electrode part forming step, the first region is compared to the second region in the cross section orthogonal to the cell extending direction of the electrode body forming material or the honeycomb fired body. The coating is performed so as to be positioned on the opposite side across the center of the honeycomb formed body or the honeycomb fired body,
A method for manufacturing a honeycomb structure, wherein a raw material containing at least TaSi 2 powder and silicon powder is used as the electrode part forming raw material.
前記電極部形成工程が、前記ハニカム成形体の側面の前記第一の領域及び前記第二の領域に、前記電極部形成原料をそれぞれ塗工する工程である、請求項10に記載のハニカム構造体の製造方法。   The honeycomb structure according to claim 10, wherein the electrode part forming step is a step of applying the electrode part forming raw material to the first region and the second region on the side surface of the honeycomb formed body, respectively. Manufacturing method. 前記電極部形成工程における前記焼成の前に、前記電極部形成原料を塗工した前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体を、大気雰囲気で、400〜550℃で脱脂する、請求項10又は11に記載のハニカム構造体の製造方法。   The honeycomb formed body or the honeycomb fired body coated with the electrode part forming raw material is degreased at 400 to 550 ° C. in an air atmosphere before the firing in the electrode part forming step. The manufacturing method of the honeycomb structure as described. 前記電極部形成工程において、前記電極部形成原料を塗工した前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体を、Ar雰囲気で、1400〜1500℃で焼成する、請求項10〜12のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   In the electrode part forming step, the honeycomb formed body or the honeycomb fired body coated with the electrode part forming raw material is fired at 1400 to 1500 ° C in an Ar atmosphere. The manufacturing method of the honeycomb structure as described. 前記電極部形成工程における前記焼成の後に、焼成した前記ハニカム成形体又は前記ハニカム焼成体を、酸化雰囲気で、1000〜1350℃で酸化処理する、請求項10〜13のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   14. The fired honeycomb formed body or the honeycomb fired body is oxidized at 1000 to 1350 ° C. in an oxidizing atmosphere after the firing in the electrode portion forming step. 14. A method for manufacturing a honeycomb structure. 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を含む複合材料から構成され、前記複合材料のTaSiの含有比率が、15〜78体積%である、請求項10〜14のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。 At least a part of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is composed of a composite material containing TaSi 2 and silicon, and the content ratio of TaSi 2 in the composite material is 15 to 78% by volume. The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 10 to 14. 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の少なくとも一部が、TaSi及び珪素を含む複合材料から構成され、前記複合材料の珪素の含有比率が、5〜43体積%である、請求項10〜15のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。 At least a part of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is composed of a composite material containing TaSi 2 and silicon, and the silicon content ratio of the composite material is 5 to 43% by volume, The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 10 to 15. 前記電極部形成原料として、炭化珪素粉末を更に含む前記原料を用いる、請求項10〜16のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 10 to 16, wherein the raw material further containing silicon carbide powder is used as the electrode part forming raw material. 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の少なくとも一部が、TaSi、珪素及び炭化珪素を含む複合材料から構成され、前記複合材料の炭化珪素の含有比率が、57.5体積%以下である、請求項17に記載のハニカム構造体の製造方法。 At least a part of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is composed of a composite material containing TaSi 2 , silicon and silicon carbide, and the silicon carbide content ratio of the composite material is 57.5 volumes. The method for manufacturing a honeycomb structure according to claim 17, wherein the honeycomb structure is equal to or less than%. 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の熱膨張係数が、5.0〜8.0×10−6(/K)である、請求項10〜18のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。 The thermal expansion coefficient of the said electrode part obtained by baking the said electrode part formation raw material is 5.0-8.0 * 10 < -6 > (/ K), It is any one of Claims 10-18. Method for manufacturing the honeycomb structure. 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の電気抵抗率が、0.001〜10.0Ωcmである、請求項10〜19のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   The method for manufacturing a honeycomb structure according to any one of claims 10 to 19, wherein an electrical resistivity of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is 0.001 to 10.0 Ωcm. 前記電極部形成原料を焼成して得られる前記電極部の強度が、5〜30MPaである、請求項10〜20のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。   The manufacturing method of the honeycomb structure according to any one of claims 10 to 20, wherein the strength of the electrode part obtained by firing the electrode part forming raw material is 5 to 30 MPa. 前記ハニカム焼成体は、気孔率が30〜60%、平均細孔径が2〜15μm、前記隔壁の厚さが50〜300μm、セル密度が40〜150セル/cmであり、且つ、一対の前記電極部間での電気抵抗が2〜100Ωである、請求項10〜21のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。 The honeycomb fired body has a porosity of 30 to 60%, an average pore diameter of 2 to 15 μm, a thickness of the partition wall of 50 to 300 μm, a cell density of 40 to 150 cells / cm 2 , and a pair of the above-mentioned honeycomb fired bodies The method for manufacturing a honeycomb structured body according to any one of claims 10 to 21, wherein an electrical resistance between the electrode portions is 2 to 100Ω.
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