JP6614505B2 - Ceramic porous body manufacturing method and ceramic porous body - Google Patents

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本発明は、機械的特性に優れているとともに高温条件下でも使用可能なセラミックス多孔体、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a porous ceramic body that has excellent mechanical properties and can be used under high temperature conditions, and a method for producing the same.

従来、高温条件下で使用可能なセラミックス多孔体及びその製造方法が種々提案されている。例えば、セラミックス粉末と水等の分散媒などで調製されたスラリーに発泡剤を添加し、スラリー中に多量の気孔を導入した状態で固化させて製造した断熱材が提案されている(特許文献1)。さらに、形状を整えた泡をスラリーに添加し、固化させて製造した多孔体が提案されている(特許文献2)。また、生体材料であるリン酸カルシウム系化合物を界面活性剤とともにスラリー化した後に撹拌して起泡し、さらに加熱してゲル化したものを乾燥及び焼成して製造した多孔体が開示されている(特許文献3)。   Conventionally, various ceramic porous bodies that can be used under high temperature conditions and methods for producing the same have been proposed. For example, a heat insulating material manufactured by adding a foaming agent to a slurry prepared with a ceramic powder and a dispersion medium such as water and solidifying the slurry with a large amount of pores introduced therein has been proposed (Patent Document 1). ). Furthermore, there has been proposed a porous body produced by adding foam having a shaped shape to a slurry and solidifying it (Patent Document 2). Further, a porous material produced by slurrying a calcium phosphate compound as a biomaterial together with a surfactant, stirring and foaming, and further heating and gelling is then dried and fired (patent) Reference 3).

また、セラミックス原料粉末を水に分散させて調製したスラリーを凍結させて一方向に氷を成長させた後、凍結乾燥して氷を昇華させてセラミックス多孔体を製造する方法が提案されている(特許文献4)。さらに、ゲル化剤を添加したセラミックス原料粉体のスラリーをゲル化した後、凍結乾燥及び焼成することで、連通孔が形成された、ハンドリング強度の高いセラミックス多孔体を製造する方法が提案されている(特許文献5)。   In addition, a method has been proposed in which a slurry prepared by dispersing ceramic raw material powder in water is frozen to grow ice in one direction, and then freeze-dried to sublimate ice to produce a ceramic porous body ( Patent Document 4). Furthermore, a method for producing a ceramic porous body with high handling strength in which communicating holes are formed by gelling a slurry of ceramic raw material powder to which a gelling agent has been added, followed by freeze-drying and firing is proposed. (Patent Document 5).

また、ゲル化剤及び水溶性高分子を添加したセラミックス原料粉体のスラリーを原料として用いて、その内部に隔壁構造が形成されて部分的に遮断された連通孔を有する、高い断熱特性を持ったセラミックス多孔体を製造する方法が開示されている(特許文献6)。   In addition, using ceramic material powder slurry added with gelling agent and water-soluble polymer as raw material, partition wall structure is formed inside, and there is a communication hole partially blocked, and it has high heat insulation characteristics A method for producing a porous ceramic body is disclosed (Patent Document 6).

特開平5−170571号公報JP-A-5-170571 特開2004−75444号公報JP 2004-75444 A 特開2013−79172号公報JP 2013-79172 A 特開2001−192280号公報JP 2001-192280 A 特開2008−201636号公報JP 2008-201636 A 特開2011−195437号公報JP 2011-195437 A

特許文献1〜6で提案された方法は、様々な材質に応用することが可能である。また、形状付与性に優れているとともに、気孔形成手段として水を用いているために、製造時に発生する有害ガスもほとんどなく、コストや環境面で極めて優れた製造方法であると言える。   The methods proposed in Patent Documents 1 to 6 can be applied to various materials. Moreover, since it is excellent in shape imparting property and water is used as a pore forming means, it can be said that there is almost no harmful gas generated at the time of production, and it is an extremely excellent production method in terms of cost and environment.

しかし、特許文献1で提案された多孔体は、ケイ酸ソーダ等を出発原料として用いているため、リーチング処理を施してもソーダが残留することがあり、高温条件下での使用は困難であった。さらに、特許文献2で提案された多孔体は、気孔が独立して存在するため、空気透過率はさほど期待することができない。また、泡のサイズを事前に調整する方法によって製造するため、泡同士の結合の回避や、スラリー中での泡の分散性等、工業化を想定する場合にはいくつかの課題を有していた。さらに、特許文献3で提案された多孔体の内部に存在する気孔は独立しているため、フィルターとして用いる場合の重要な特性の一つである空気透過率が低いものであった。   However, since the porous material proposed in Patent Document 1 uses sodium silicate or the like as a starting material, soda may remain even after leaching treatment, and it is difficult to use under high temperature conditions. It was. Furthermore, since the porous body proposed in Patent Document 2 has pores independently, the air permeability cannot be expected so much. In addition, since it is manufactured by a method of adjusting the size of the foam in advance, there were some problems when industrialization was assumed, such as avoidance of bonding between bubbles and dispersibility of foam in slurry. . Furthermore, since the pores existing in the porous body proposed in Patent Document 3 are independent, the air permeability, which is one of important characteristics when used as a filter, is low.

また、特許文献4〜6で提案された方法で製造されたセラミックス多孔体を、フィルターや断熱材等の構造材料に適用しようとする場合には、以下に示すような課題があった。すなわち、気孔が一方向に向かって延伸するように形成されていることから、気孔の延伸方向(水平方向:H方向)と、気孔の延伸方向に直交する方向(鉛直方向:V方向)とでは、特性が大きく異なる。例えば、フィルターとして重要な特性である空気透過率や、断熱材に要求される強度は、H方向を「100」とした場合に、V方向では「20以下」である。このため、実用化を想定すると、方向によって特性に差異が存在するといった課題を有していた。   Moreover, when it was going to apply the ceramic porous body manufactured by the method proposed by patent documents 4-6 to structural materials, such as a filter and a heat insulating material, there existed a subject as shown below. That is, since the pores are formed to extend in one direction, the pore extending direction (horizontal direction: H direction) and the direction orthogonal to the pore extending direction (vertical direction: V direction) The characteristics are very different. For example, the air permeability, which is an important characteristic as a filter, and the strength required for the heat insulating material are “20 or less” in the V direction when the H direction is “100”. For this reason, when practical application was assumed, there existed a subject that a characteristic had a difference by direction.

また、特許文献4及び5で提案された方法で製造されたセラミックス多孔体は、マクロポーラスな連通孔が形成されていることを構造上の特徴とするものであるため、熱やガスが容易に通過してしまい、断熱材として利用することが困難であった。一方、特許文献6で提案された方法で製造されたセラミックス多孔体は、その内部に隔壁構造が形成されて部分的に遮断された連通孔を有するため、断熱材としての利用が期待される。しかし、前述の通り、方向によって機械的特性等が大きく異なるといった、構造材料として課題を有するものであった。   Moreover, since the ceramic porous body manufactured by the method proposed in Patent Documents 4 and 5 has a structural feature that macroporous communication holes are formed, heat and gas are easily generated. It passed and was difficult to use as a heat insulating material. On the other hand, the ceramic porous body manufactured by the method proposed in Patent Document 6 is expected to be used as a heat insulating material because the ceramic porous body has a communication hole partially blocked by a partition wall structure formed therein. However, as described above, there is a problem as a structural material in which mechanical characteristics and the like vary greatly depending on directions.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、空気透過率が高く、熱伝導率が低く、構造材料として適度な強度を有するとともに、向き(方向)による物理的特性の差が小さく、高温条件下で使用可能なセラミックス多孔体を簡便かつ安価に製造することができる製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is that the air permeability is high, the thermal conductivity is low, and the structure material has an appropriate strength. An object of the present invention is to provide a production method capable of producing a ceramic porous body that has a small difference in physical properties depending on orientation (direction) and can be used under high-temperature conditions in a simple and inexpensive manner.

また、本発明の課題とするところは、空気透過率が高く、熱伝導率が低く、構造材料として適度な強度を有するとともに、向き(方向)による物理的特性の差が小さく、高温条件下で使用可能なセラミックス多孔体を提供することにある。   In addition, the subject of the present invention is that the air permeability is high, the thermal conductivity is low, the structure material has an appropriate strength, and the difference in physical properties depending on the direction (direction) is small, under high temperature conditions. The object is to provide a usable ceramic porous body.

すなわち、本発明によれば、以下に示すセラミックス多孔体の製造方法が提供される。
[1]セラミックスからなる原料粉体、ゲル化剤、及び水を含有するセラミックススラリーと、界面活性剤及び多価アルコールを用いて調製した泡と、を混合して得た、前記泡の含有量が30〜90体積%である原料スラリーをゲル化させてゲル体を得る工程と、前記ゲル体を凍結して凍結体を得る工程と、前記凍結体から氷を除去して得た乾燥体を焼成して、多数の球状気孔を内包するとともに、隣接する前記球状気孔どうしを連通する貫通孔が前記球状気孔を構成する隔壁に形成された連続気泡構造を有するセラミックス多孔体を得る工程と、を有するセラミックス多孔体の製造方法。
[2]前記原料スラリーが、有機モノマーを含有する場合を除く前記[1]に記載のセラミックス多孔体の製造方法。
[3]前記界面活性剤5〜10質量%及び前記多価アルコール5〜20質量%を含有する泡原料を用いて、平均径30〜200μmの前記泡を調製する前記[1]又は[2]に記載のセラミックス多孔体の製造方法。
[4]前記界面活性剤が、脂肪酸アルカリ塩、アミン化合物、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホ脂肪酸エステル、オレフィンスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アミン塩、アルキルアミノ脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アルキルグリコシド、ソルビタン脂肪酸エステル、及び脂肪酸アルカノールアミドからなる群より選択される少なくとも一種であり、前記多価アルコールが、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンチレングリコール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、及びソルビトールからなる群より選択される少なくとも一種である前記[1]〜[3]のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
[5]前記セラミックスが、ムライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、コーディエライト、及び炭素からなる群より選択される少なくとも一種である前記[1]〜[4]のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
That is, according to this invention, the manufacturing method of the ceramic porous body shown below is provided.
[1] material powder made of a ceramic, a gelling agent, and a ceramic slurry containing water, and foam prepared using a surfactant and a polyhydric alcohol, obtained by mixing the content of the foam A step of obtaining a gel body by gelling a raw material slurry having a volume of 30 to 90% by volume, a step of freezing the gel body to obtain a frozen body, and a dried body obtained by removing ice from the frozen body Firing to enclose a large number of spherical pores and obtaining a ceramic porous body having an open-cell structure in which through-holes communicating adjacent spherical pores are formed in partition walls constituting the spherical pores; A method for producing a ceramic porous body.
[2] The method for producing a porous ceramic body according to [1], except that the raw slurry contains an organic monomer.
[3] Said [1] or [2] which prepares the said foam with an average diameter of 30-200 micrometers using the foam raw material containing the said surfactant 5-10 mass% and the said polyhydric alcohol 5-20 mass%. The manufacturing method of the ceramic porous body as described in 2.
[4] The surfactant is a fatty acid alkali salt, an amine compound, an alkylbenzene sulfonate, a higher alcohol sulfate, a polyoxyethylene alkyl ether sulfate, a sulfo fatty acid ester, an olefin sulfonate, an alkyl phosphate salt, Alkyltrimethylammonium salt, amine salt, alkylamino fatty acid salt, polyoxyethylene alkyl ether, alkylglycoside, sorbitan fatty acid ester, and fatty acid alkanolamide are at least one selected from the group consisting of glycerin, [1] to [1], which is at least one selected from the group consisting of propylene glycol, butylene glycol, pentylene glycol, hexanediol, polyethylene glycol, and sorbitol. 3] The method for producing a ceramic porous body according to any one of.
[5] The above-mentioned [1] to [4], wherein the ceramic is at least one selected from the group consisting of mullite, alumina, zirconia, silica, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, cordierite, and carbon. The manufacturing method of the ceramic porous body in any one.

また、本発明によれば、以下に示すセラミックス多孔体が提供される。
[6]セラミックスにより形成されており、多数の球状気孔を内包するとともに、隣接する前記球状気孔どうしを連通する貫通孔が前記球状気孔を構成する隔壁に形成された連続気泡構造を有し、氷結晶由来の気孔の延伸方向と、気孔の延伸方向に直交する方向の圧縮強度比が0.3以上であり、気孔率が50〜99%であり、空気透過率が1×10−8〜1×10−15であるセラミックス多孔体。
]前記セラミックスが、ムライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、コーディエライト、及び炭素からなる群より選択される少なくとも一種である前記[]に記載のセラミックス多孔体。
Moreover, according to this invention, the ceramic porous body shown below is provided.
[6 ] It is formed of ceramics and includes a large number of spherical pores, and has an open cell structure in which through holes communicating with the adjacent spherical pores are formed in the partition walls constituting the spherical pores. The compressive strength ratio between the stretching direction of the crystal-derived pores and the direction orthogonal to the stretching direction of the pores is 0.3 or more, the porosity is 50 to 99%, and the air permeability is 1 × 10 −8 to 1 Ceramic porous body having a size of × 10 −15 m 2 .
[7] The ceramic, mullite, alumina, zirconia, silica, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, cordierite, and porous ceramic according to at least one type of the [6], which is selected from the group consisting of carbon body.

本発明によれば、空気透過率が高く、熱伝導率が低く、構造材料として適度な強度を有するとともに、向き(方向)による物理的特性の差が小さく、高温条件下で使用可能なセラミックス多孔体を簡便かつ安価に製造することができる製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a ceramic porous material having a high air permeability, a low thermal conductivity, an appropriate strength as a structural material, a small difference in physical properties depending on directions (directions), and usable under high temperature conditions. The manufacturing method which can manufacture a body simply and cheaply can be provided.

また、本発明によれば、空気透過率が高く、熱伝導率が低く、構造材料として適度な強度を有するとともに、向き(方向)による物理的特性の差が小さく、高温条件下で使用可能なセラミックス多孔体を提供することができる。   In addition, according to the present invention, the air permeability is high, the thermal conductivity is low, the structure material has an appropriate strength, and the difference in physical properties depending on the direction (direction) is small, so that it can be used under high temperature conditions. A ceramic porous body can be provided.

実施例1で得たセラミックス多孔体の断面のSEM写真である。2 is a SEM photograph of a cross section of the ceramic porous body obtained in Example 1. 比較例1で得たセラミックス多孔体の断面のSEM写真である。3 is a SEM photograph of a cross section of a ceramic porous body obtained in Comparative Example 1.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments.

<セラミックス多孔体の製造方法>
本発明者らは、前述の課題を解決すべく検討を重ねた。その結果、セラミックスからなる原料粉体とゲル化剤を用いて多孔体を製造する従来のゲル化凍結法に改良を加えて特有の構成とすることで、多数の球状気孔を内包するとともに、隣接する球状気孔どうしを連通する貫通孔が球状気孔を構成する隔壁に形成された連続気泡構造を有するセラミックス多孔体を製造可能となることを見出した。そして、このような特有の連続気泡構造を有するセラミックス多孔体が、方向依存性を有しない、各種フィルターや断熱材として極めて有用であることを見出した。より具体的には、ゲル化剤を含有するセラミックススラリーに、ゲル化剤以外の界面活性剤に由来する泡(ムース状の発泡体)を添加するいった簡便な手法によって、添加した泡に由来する多数の球状気孔が形成されるとともに、ゲル化剤に由来する、隣接する球状気孔どうしを連通する貫通孔が形成されることを見出し、本発明を完成させた。
<Method of manufacturing ceramic porous body>
The present inventors have repeatedly studied to solve the above-described problems. As a result, the conventional gelation freezing method for producing a porous body using a raw material powder made of ceramics and a gelling agent has been modified to have a unique structure, thereby enclosing a large number of spherical pores and adjacent. It has been found that it is possible to produce a ceramic porous body having an open cell structure in which through-holes communicating with spherical pores are formed in partition walls constituting the spherical pores. And it discovered that the ceramic porous body which has such a peculiar open cell structure is very useful as various filters and heat insulating materials which do not have direction dependence. More specifically, it is derived from the added foam by a simple method of adding foam (mouse-like foam) derived from a surfactant other than the gelling agent to the ceramic slurry containing the gelling agent. The present invention has been completed by finding that a large number of spherical pores are formed and a through-hole derived from the gelling agent that connects adjacent spherical pores is formed.

本発明のセラミックス多孔体の製造方法は、セラミックスからなる原料粉体、ゲル化剤、及び水を含有するセラミックススラリーと、界面活性剤及び多価アルコールを用いて調製した泡と、を混合して得た原料スラリーをゲル化させてゲル体を得る工程(ゲル化工程)と、ゲル体を凍結して凍結体を得る工程(凍結工程)と、凍結体から氷を除去して得た乾燥体を焼成して、特定の連続気泡構造を有するセラミックス多孔体を得る工程(焼成工程)と、を有する。なお、ゲル化工程で用いる材料以外の技術事項については、基本的には、特開2008−201636号公報(特許文献5)に記載の技術事項を利用することができる。以下、本発明のセラミックス多孔体の製造方法の詳細について説明する。   The method for producing a ceramic porous body according to the present invention comprises mixing a ceramic slurry containing ceramic raw material powder, a gelling agent, and water, and a foam prepared using a surfactant and a polyhydric alcohol. A step of obtaining a gel body by gelling the obtained raw slurry (gelation step), a step of freezing the gel body to obtain a frozen body (freezing step), and a dry body obtained by removing ice from the frozen body And a step of obtaining a ceramic porous body having a specific open cell structure (firing step). In addition, about the technical matters other than the material used at a gelling process, the technical matter described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-201636 (patent document 5) can be utilized fundamentally. Hereinafter, the detail of the manufacturing method of the ceramic porous body of this invention is demonstrated.

ゲル化工程では、セラミックスからなる原料粉体、ゲル化剤、及び水を混合し、これらの成分を含有するセラミックススラリーを調製する。セラミックススラリー中の原料粉体の量は、通常、1〜30体積%とすればよい。原料粉体は、セラミックスからなる、水に分散する粉体(本発明においては炭素粉体も含む)であればよい。本発明の製造方法は、原料の種類に依存しないことを特徴の一つとしている。このため、コストや最終製品の強度などを考慮して、原料粉体を構成するセラミックスの種類を適宜選択することができる。原料粉体を構成するセラミックスの具体例としては、ムライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、コーディエライト、及び炭素を挙げることができる。これらのセラミックスは、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。なお、セラミックススラリーには、微量の焼結助剤を添加することができる。   In the gelation step, a raw material powder made of ceramics, a gelling agent, and water are mixed to prepare a ceramic slurry containing these components. The amount of the raw material powder in the ceramic slurry is usually 1 to 30% by volume. The raw material powder may be any powder made of ceramics and dispersed in water (including carbon powder in the present invention). One feature of the production method of the present invention is that it does not depend on the type of raw material. For this reason, the kind of ceramics constituting the raw material powder can be appropriately selected in consideration of the cost and the strength of the final product. Specific examples of the ceramic constituting the raw material powder include mullite, alumina, zirconia, silica, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, cordierite, and carbon. These ceramics can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. A small amount of sintering aid can be added to the ceramic slurry.

本発明の製造方法は、特有の連続気泡構造を有する、方向の違いによる特性の差異が小さい高気孔率なセラミックス多孔体を、出発原料の種類に依存することなく製造可能であることを特徴の一つとする。このため、原料粉体の形状やサイズは特に限定されない。但し、原料粉体の粒径(直径)は、0.01〜100μmであることが好ましく、0.01〜5μmであることがさらに好ましい。このような範囲の粒径の原料粉体を用いることで、原料粉体を容易に壊砕することができるとともに、調製するセラミックススラリーや原料スラリー中でより均一に分散させることができる。なお、原料粉体の粒径が大きすぎると沈降しやすくなるため、均質なゲル体を調製することが困難になる場合がある。   The production method of the present invention is characterized in that a high porosity ceramic porous body having a unique open cell structure and a small difference in characteristics due to a difference in direction can be produced without depending on the type of starting material. One. For this reason, the shape and size of the raw material powder are not particularly limited. However, the particle size (diameter) of the raw material powder is preferably 0.01 to 100 μm, and more preferably 0.01 to 5 μm. By using the raw material powder having a particle size in such a range, the raw material powder can be easily crushed and can be more uniformly dispersed in the prepared ceramic slurry or raw material slurry. In addition, since it will become easy to settle when the particle size of raw material powder is too large, it may become difficult to prepare a homogeneous gel body.

ゲル化剤としては、ゲル体を調製可能な水溶性高分子化合物を用いることができる。ゲル化剤としては、例えば、N−アルキルアクリルアミド系高分子、N−イソプロピルアクリルアミド系高分子、スルホメチル化アクリルアミド系高分子、N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド系高分子、ポリアルキルアクリルアミド系高分子、アルギン酸、ポリエチレンイミン、でんぷん、カルボシキメチルセルロース、ゼラチン、ヒドロシキメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、寒天、及びポリエチレンオキシドを挙げることができる。   As the gelling agent, a water-soluble polymer compound capable of preparing a gel body can be used. Examples of the gelling agent include N-alkyl acrylamide polymers, N-isopropyl acrylamide polymers, sulfomethylated acrylamide polymers, N-dimethylaminopropyl methacrylamide polymers, polyalkyl acrylamide polymers, alginic acid. And polyethyleneimine, starch, carboxymethylcellulose, gelatin, hydroxymethylcellulose, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, agar, and polyethylene oxide.

ゲル化工程では、界面活性剤及び多価アルコールを用いて泡(ムース状の発泡体)を調製する。泡を調製する方法は特に限定されない。例えば、界面活性剤及び多価アルコールを含有する水溶液(泡原料)に高圧ガスを吹き込むフォーマーを使用することで、微細な泡、具体的には平均径30〜200μmの泡を調製することができる。また、泡を調製する際には、界面活性剤5〜10質量%及び多価アルコール5〜20質量%を含有する泡原料(水溶液)を用いることが好ましい。このような組成の泡原料を泡立てることで、上記の平均径の泡を調製することができる。   In the gelation step, foam (mousse foam) is prepared using a surfactant and a polyhydric alcohol. The method for preparing the foam is not particularly limited. For example, by using a former that blows a high-pressure gas into an aqueous solution (foam raw material) containing a surfactant and a polyhydric alcohol, fine bubbles, specifically, bubbles having an average diameter of 30 to 200 μm can be prepared. . Moreover, when preparing foam, it is preferable to use the foam raw material (aqueous solution) containing 5-10 mass% of surfactant and 5-20 mass% of polyhydric alcohol. By foaming a foam material having such a composition, the foam having the above average diameter can be prepared.

界面活性剤としては、例えば、脂肪酸アルカリ塩、アミン化合物、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホ脂肪酸エステル、オレフィンスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アミン塩、アルキルアミノ脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アルキルグリコシド、ソルビタン脂肪酸エステル、及び脂肪酸アルカノールアミドを挙げることができる。これらの界面活性剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the surfactant include fatty acid alkali salts, amine compounds, alkylbenzene sulfonates, higher alcohol sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, sulfo fatty acid esters, olefin sulfonates, alkyl phosphate esters, alkyls. Mention may be made of trimethylammonium salts, amine salts, alkylamino fatty acid salts, polyoxyethylene alkyl ethers, alkyl glycosides, sorbitan fatty acid esters, and fatty acid alkanolamides. These surfactants can be used singly or in combination of two or more.

多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンチレングリコール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、及びソルビトールを挙げることができる。これらの多価アルコールは、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the polyhydric alcohol include glycerin, propylene glycol, butylene glycol, pentylene glycol, hexanediol, polyethylene glycol, and sorbitol. These polyhydric alcohols can be used singly or in combination of two or more.

調製したセラミックススラリーと泡を混合すれば、原料スラリーを得ることができる。最終的に得られるセラミックス多孔体の気孔率を、好適な50〜99%の範囲とするには、原料スラリー中の各成分の含有量をそれぞれ以下の範囲とすることが好ましい。すなわち、原料スラリー中の原料粉体の含有量は、50体積%以下とすることが好ましい。また、原料スラリー中の水の含有量は、48.9体積%以下とすることが好ましい。さらに、原料スラリー中のゲル化剤の含有量は、1〜5体積%とすることが好ましい。原料スラリー中のゲル化剤の含有量が少なすぎると、ゲル化が進行しにくくなることがある。一方、原料スラリー中のゲル化剤の量が多すぎると、得られるゲル体のゲル強度が過度に高まりやすく、凍結時の水分離性が低下する傾向にある。   A raw material slurry can be obtained by mixing the prepared ceramic slurry and foam. In order to make the porosity of the finally obtained ceramic porous body within a preferable range of 50 to 99%, the content of each component in the raw material slurry is preferably set to the following ranges, respectively. That is, the content of the raw material powder in the raw material slurry is preferably 50% by volume or less. Moreover, it is preferable that content of the water in a raw material slurry shall be 48.9 volume% or less. Furthermore, it is preferable that content of the gelatinizer in a raw material slurry shall be 1-5 volume%. If the content of the gelling agent in the raw material slurry is too small, gelation may be difficult to proceed. On the other hand, when the amount of the gelling agent in the raw slurry is too large, the gel strength of the gel body obtained tends to be excessively increased, and the water separation property during freezing tends to be lowered.

原料スラリー中の泡の含有量は、30〜90体積%とすることが好ましい。原料スラリー中の泡の含有量を上記の範囲とすることで、機械的特性が維持され、構造材料としてより有用なセラミックス多孔体を製造することができる。原料スラリー中の泡の含有量が多すぎると、ハンドリングが困難になる場合があるとともに、界面活性剤の影響により、得られるセラミックス多孔体の高温特性がやや低下する場合がある。   The foam content in the raw slurry is preferably 30 to 90% by volume. By setting the content of foam in the raw material slurry within the above range, mechanical properties are maintained, and a ceramic porous body more useful as a structural material can be produced. If the content of the foam in the raw material slurry is too large, handling may be difficult, and the high temperature characteristics of the resulting ceramic porous body may be slightly deteriorated due to the influence of the surfactant.

セラミックススラリーと泡を混合して得た原料スラリーを所望とする形状の成形型に流し込むとともに、必要に応じて冷却すれば、原料スラリーをゲル化させてゲル体を得ることができる。得られるゲル体は、水が保持された状態で固化されたものである。さらに、ゲル体にはセラミックスからなる原料粉体が固定されている。   If the raw material slurry obtained by mixing the ceramic slurry and the foam is poured into a mold having a desired shape and cooled as necessary, the raw material slurry can be gelled to obtain a gel body. The obtained gel body is solidified in a state where water is retained. Furthermore, the raw material powder which consists of ceramics is being fixed to the gel body.

凍結工程では、上記のゲル化工程で得たゲル体を凍結して凍結体を得る。具体的には、成形型の一部又は全表面から冷却することで、ゲル体内に氷が配向した凍結体を得ることができる。凍結方法としては、通常の冷凍庫や凍結槽など、公知の冷却方法を用いればよい。例えば、ゲル体が入った成形型を冷凍庫内や凍結層内の冷却板などの上に載置して冷却すると、冷却板との接触面から上方に向けて氷結晶を成長させることができる。凍結体を製造する際の凍結温度は、ゲル化剤に保水される水分が凍結する温度であればよい。但し、−10℃付近の温度では、泡に微量に含まれる化学物質の影響で氷の成長が遅延する場合がある。この場合、得られるセラミックス多孔体の連続気泡構造を構成する、隣接する球状気孔どうしを連通する貫通孔が形成されにくくなる傾向にある。このため、凍結温度は−20℃以下とすることが好ましく、−30〜−50℃とすることが好ましい。   In the freezing step, the gel body obtained in the gelation step is frozen to obtain a frozen body. Specifically, a frozen body in which ice is oriented in the gel body can be obtained by cooling from a part or the entire surface of the mold. As a freezing method, a known cooling method such as a normal freezer or a freezing tank may be used. For example, when a mold containing a gel body is placed on a cooling plate or the like in a freezer or a frozen layer and cooled, ice crystals can be grown upward from the contact surface with the cooling plate. The freezing temperature at the time of producing the frozen body may be a temperature at which water retained in the gelling agent is frozen. However, at temperatures around −10 ° C., the growth of ice may be delayed due to the influence of chemical substances contained in trace amounts in the bubbles. In this case, there is a tendency that through-holes that communicate with adjacent spherical pores constituting the open-cell structure of the resulting ceramic porous body are less likely to be formed. For this reason, the freezing temperature is preferably −20 ° C. or less, and preferably −30 to −50 ° C.

焼成工程では、凍結体から氷を除去して得た乾燥体を焼成する。乾燥体を焼成することで、特定の連続気泡構造を有するセラミックス多孔体を得ることができる。凍結体から氷を除去する際には、凍結体の構成成分である原料粉体や氷結晶の構造を崩さないように、氷のみを除去することが好ましい。すなわち、寸法変化が少なく、試料の破壊の恐れが少ない氷の除去方法(乾燥方法)を採用することが好ましい。寸法変化や試料破壊の恐れが少ない乾燥方法として、フリーズドライ法を採用することが好ましい。フリーズドライ法は、減圧下で凍結体中の氷を直接昇華させ、氷のみを除去する方法である。この方法は、凍結体の表面から氷が昇華するため、寸法変化を少なくすることができるために好ましい。   In the firing step, the dried body obtained by removing ice from the frozen body is fired. By firing the dried body, a ceramic porous body having a specific open cell structure can be obtained. When removing the ice from the frozen body, it is preferable to remove only the ice so as not to destroy the structure of the raw material powder and ice crystals that are constituents of the frozen body. That is, it is preferable to employ an ice removing method (drying method) that has little dimensional change and less risk of sample destruction. It is preferable to employ a freeze-drying method as a drying method with less risk of dimensional change and sample destruction. The freeze-drying method is a method for removing only ice by directly sublimating ice in a frozen body under reduced pressure. This method is preferable since the ice is sublimated from the surface of the frozen body, and the dimensional change can be reduced.

乾燥体の焼成温度は、用いた原料粉体を構成するセラミックスの種類等に応じて設定することができる。さらには、得られるセラミックス多孔体の強度を確保する観点で焼成温度を設定することができる。例えば、ムライトの場合は1,500〜1,700℃、アルミナの場合は1,100〜1,600℃、ジルコニアの場合は1,200〜1,600℃、シリカの場合は1,000〜1,300℃、炭化珪素や窒化珪素の場合は1,500〜2,300℃、窒化硼素の場合は1,400〜2,500℃、コーディエライトの場合は1,300〜1,500℃、炭素の場合は1,000〜2,500℃で、それぞれ焼成することが好ましい。   The firing temperature of the dried body can be set according to the type of ceramics constituting the raw material powder used. Furthermore, the firing temperature can be set from the viewpoint of securing the strength of the obtained ceramic porous body. For example, in the case of mullite, 1,500 to 1,700 ° C, in the case of alumina, 1,100 to 1,600 ° C, in the case of zirconia, 1,200 to 1,600 ° C, in the case of silica, 1,000 to 1 , 300 ° C., 1,500 to 2,300 ° C. for silicon carbide and silicon nitride, 1,400 to 2,500 ° C. for boron nitride, 1,300 to 1,500 ° C. for cordierite, In the case of carbon, it is preferably fired at 1,000 to 2,500 ° C.

<セラミックス多孔体>
本発明のセラミックス多孔体は、前述の製造方法によって製造されたものである。より具体的には、本発明のセラミックス多孔体は、ムライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、コーディエライト、及び炭素等のセラミックスにより形成されている。そして、多数の球状気孔を内包するとともに、隣接する球状気孔どうしを連通する貫通孔が球状気孔を構成する隔壁に形成された連続気泡構造を有する。
<Ceramic porous body>
The ceramic porous body of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method. More specifically, the ceramic porous body of the present invention is formed of ceramics such as mullite, alumina, zirconia, silica, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, cordierite, and carbon. And while having many spherical pores, the through-hole which connects adjacent spherical pores has the open cell structure formed in the partition which comprises a spherical pore.

本発明のセラミックス多孔体の気孔率は、好ましくは50〜99%であり、さらに好ましくは70〜99%である。また、セラミックス多孔体の空気透過率は、好ましくは1×10-8〜1×10-152であり、さらに好ましくは1×10-8〜5×10-122である。氷結晶由来の気孔の延伸方向と、気孔の延伸方向に直交する方向の圧縮強度比は、好ましくは0.3以上であり、さらに好ましくは0.5以上である。なお、ゲル体が入った成形型を冷凍庫内や凍結層内の冷却板などの上に載置して冷却した場合、形成される氷結晶は、冷却板との接触面から上方に向かって成長する。このため、氷結晶由来の気孔の延伸方向をH方向とし、気孔の延伸方向に直交する方向をV方向とする。そして、本発明のセラミックス多孔体は、上記のような特定の連続気泡構造を有するため、空気透過率が高く、熱伝導率が低く、適度な硬度を有し、高温条件下で使用可能なものである。さらに、多数の球状気孔を内包するため、向き(方向)による物理的特性の差が小さい。したがって、本発明のセラミックス多孔体は構造材料として好適である。 The porosity of the ceramic porous body of the present invention is preferably 50 to 99%, more preferably 70 to 99%. The air permeability of the ceramic porous body is preferably 1 × 10 −8 to 1 × 10 −15 m 2 , more preferably 1 × 10 −8 to 5 × 10 −12 m 2 . The compressive strength ratio between the stretching direction of the pores derived from ice crystals and the direction orthogonal to the stretching direction of the pores is preferably 0.3 or more, and more preferably 0.5 or more. In addition, when the mold containing the gel body is placed on a cooling plate in a freezer or frozen layer and cooled, the formed ice crystals grow upward from the contact surface with the cooling plate. To do. For this reason, the extending direction of pores derived from ice crystals is the H direction, and the direction perpendicular to the extending direction of the pores is the V direction. And since the ceramic porous body of the present invention has the specific open cell structure as described above, it has high air permeability, low thermal conductivity, moderate hardness, and can be used under high temperature conditions. It is. Furthermore, since a large number of spherical pores are included, the difference in physical characteristics depending on the direction (direction) is small. Therefore, the ceramic porous body of the present invention is suitable as a structural material.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples.

<セラミックス多孔体の製造>
(実施例1)
カオリン(商品名「EPK」、Edgar Minerals社製)及び水酸化アルミニウム(商品名「BF013」、日本軽金属社製)を混合した後、仮焼及び粉砕して、平均粒径1.1μmのムライト粉体(原料粉体)を得た。得られたムライト粉体5体積部、蒸留水92体積部、及びゲル化剤(ゼラチン、和光純薬社製)3体積部を混合してセラミックススラリーを得た。一方、界面活性剤(主成分:商品名「アミライトGCK−11」、味の素ヘルシーサプライ社製)9体積部及び多価アルコール(グリセリン、和光純薬社製)10体積部を混合して調製した泡原料にガスを吹き込み、平均径80μmの泡を調製した。セラミックススラリーに泡を添加して混合し、泡の含有量が50体積%である原料スラリーを調製した。調製した原料スラリーを成形型にキャストし、冷蔵庫に入れてゲル化した。成形型を凍結層内の棚(冷却板)に載置し、−40℃で1時間冷却して凍結体を得た。得られた凍結体を成形型から外し、フリーズドライ装置を使用して12時間乾燥して乾燥体を得た。得られた乾燥体を焼成炉に入れ、1,600℃で2時間焼成してセラミックス多孔体を得た。得られたセラミックス多孔体の断面のSEM写真を図1に示す。図1に示すように、ほぼ球状の気孔が多数存在しているとともに、それぞれの気孔を形成する隔壁に、隣接する気孔どうしを連通する貫通孔が形成された構造を有していることがわかる。
<Manufacture of porous ceramics>
Example 1
After mixing kaolin (trade name “EPK”, manufactured by Edgar Minerals) and aluminum hydroxide (trade name “BF013”, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.), calcined and ground to obtain mullite powder having an average particle size of 1.1 μm A body (raw material powder) was obtained. 5 parts by volume of the obtained mullite powder, 92 parts by volume of distilled water, and 3 parts by volume of a gelling agent (gelatin, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed to obtain a ceramic slurry. On the other hand, a foam prepared by mixing 9 parts by volume of a surfactant (main component: trade name “Amilite GCK-11”, manufactured by Ajinomoto Healthy Supply Co., Ltd.) and 10 parts by volume of polyhydric alcohol (glycerin, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Gas was blown into the raw material to prepare bubbles with an average diameter of 80 μm. Foam was added to the ceramic slurry and mixed to prepare a raw material slurry having a foam content of 50% by volume. The prepared raw material slurry was cast into a mold and placed in a refrigerator for gelation. The mold was placed on a shelf (cooling plate) in the frozen layer and cooled at −40 ° C. for 1 hour to obtain a frozen body. The obtained frozen body was removed from the mold and dried for 12 hours using a freeze drying apparatus to obtain a dried body. The obtained dried body was put into a firing furnace and fired at 1,600 ° C. for 2 hours to obtain a ceramic porous body. The SEM photograph of the cross section of the obtained ceramic porous body is shown in FIG. As shown in FIG. 1, it can be seen that there are a large number of substantially spherical pores, and that the partition walls forming each pore have a structure in which through holes that connect adjacent pores are formed. .

(実施例2〜10)
セラミックススラリー中の原料粉体の量(体積%)及び原料スラリー中の泡の量(体積%)を表1に示す値となるようにしたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、セラミックス多孔体を製造した。
(Examples 2 to 10)
Except that the amount of raw material powder in the ceramic slurry (% by volume) and the amount of foam in the raw material slurry (% by volume) are the values shown in Table 1, the same as in Example 1 above, A ceramic porous body was produced.

(比較例1)
実施例1で調製したムライト粉体を使用し、特開2008−201636号公報(特許文献5)に開示されたゲル化剤を用いるゲル化凍結法によってセラミックス多孔体を製造した。なお、この方法では、実施例1でセラミックススラリーに添加した泡を使用しない。得られたセラミックス多孔体の断面のSEM写真を図2に示す。図2に示すように、多数の連通孔が形成されているが、図1に示すような連続気泡構造は形成されていないことがわかる。
(Comparative Example 1)
Using the mullite powder prepared in Example 1, a ceramic porous body was produced by a gelation freezing method using a gelling agent disclosed in JP 2008-201636 A (Patent Document 5). In this method, the foam added to the ceramic slurry in Example 1 is not used. The SEM photograph of the cross section of the obtained ceramic porous body is shown in FIG. As shown in FIG. 2, a large number of communicating holes are formed, but it is understood that the open cell structure as shown in FIG. 1 is not formed.

<評価>
(1)気孔率
セラミックス多孔体の寸法と質量から密度を算出し、セラミックス粉体の密度で除することで気孔率を算出した。算出した気孔率を表1に示す。
<Evaluation>
(1) Porosity The porosity was calculated by calculating the density from the dimensions and mass of the ceramic porous body and dividing by the density of the ceramic powder. Table 1 shows the calculated porosity.

(2)空気透過率
JIS K7126−1に準拠し、セラミックス多孔体の空気透過率を測定した。測定結果を表1に示す。
(2) Air permeability Based on JIS K7126-1, the air permeability of the ceramic porous body was measured. The measurement results are shown in Table 1.

(3)熱伝導率
ホットディスク法と呼ばれる測定方法により、セラミックス多孔体の熱伝導率を測定した。具体的には、細線状のヒーターを二重らせん状に巻き付けたヒーター部と、温度センサーとを組み合わせた特殊測定素子を2枚のセラミックス多孔体で挟み込んだ。そして、ヒーター部に短時間通電して加熱し、通電による温度変化を温度センサーで測定して熱伝導率を算出した。算出した熱伝導率を表1に示す。
(3) Thermal conductivity The thermal conductivity of the ceramic porous body was measured by a measurement method called a hot disk method. Specifically, a special measuring element in which a heater unit in which a thin wire heater is wound in a double spiral shape and a temperature sensor is sandwiched between two ceramic porous bodies. And it heated by energizing a heater part for a short time, the temperature change by electricity supply was measured with the temperature sensor, and the heat conductivity was computed. Table 1 shows the calculated thermal conductivity.

(4)強度
JIS R2615に準拠し、セラミックス多孔体の氷結晶由来の気孔の延伸方向(H方向)、及び気孔の延伸方向に直交する方向(V方向)の強度を測定した。測定結果を表1に示す。また、H方向の強度に対するV方向の強度の比(V/H)を算出した。算出したV/Hの値を表1に示す。
(4) Strength In accordance with JIS R2615, the strength in the stretching direction (H direction) of pores derived from ice crystals of the ceramic porous body and the direction (V direction) perpendicular to the stretching direction of the pores were measured. The measurement results are shown in Table 1. Further, the ratio of the intensity in the V direction to the intensity in the H direction (V / H) was calculated. Table 1 shows the calculated V / H values.

本発明のセラミックス多孔体の製造方法は、様々な種類のセラミックスからなる原料粉体を適用することが可能であるとともに、物理的特性の方向依存性が小さく、熱伝導率が低く、高強度の多孔体を製造することができる。   The method for producing a ceramic porous body according to the present invention can apply raw material powders made of various types of ceramics, has low physical direction dependency, low thermal conductivity, and high strength. A porous body can be produced.

Claims (7)

セラミックスからなる原料粉体、ゲル化剤、及び水を含有するセラミックススラリーと、界面活性剤及び多価アルコールを用いて調製した泡と、を混合して得た、前記泡の含有量が30〜90体積%である原料スラリーをゲル化させてゲル体を得る工程と、
前記ゲル体を凍結して凍結体を得る工程と、
前記凍結体から氷を除去して得た乾燥体を焼成して、多数の球状気孔を内包するとともに、隣接する前記球状気孔どうしを連通する貫通孔が前記球状気孔を構成する隔壁に形成された連続気泡構造を有するセラミックス多孔体を得る工程と、
を有するセラミックス多孔体の製造方法。
The content of the said foam obtained by mixing the raw material powder which consists of ceramics, the ceramic slurry containing a gelatinizer, and water, and the foam prepared using surfactant and a polyhydric alcohol is 30- A step of gelling a raw material slurry of 90% by volume to obtain a gel body;
Freezing the gel body to obtain a frozen body;
The dried body obtained by removing ice from the frozen body was baked to enclose a large number of spherical pores, and through holes communicating with the adjacent spherical pores were formed in the partition walls constituting the spherical pores. Obtaining a ceramic porous body having an open-cell structure;
A method for producing a ceramic porous body having:
前記原料スラリーが、有機モノマーを含有する場合を除く請求項1に記載のセラミックス多孔体の製造方法。The method for producing a ceramic porous body according to claim 1, excluding a case where the raw slurry contains an organic monomer. 前記界面活性剤5〜10質量%及び前記多価アルコール5〜20質量%を含有する泡原料を用いて、平均径30〜200μmの前記泡を調製する請求項1又は2に記載のセラミックス多孔体の製造方法。   3. The ceramic porous body according to claim 1, wherein the foam having an average diameter of 30 to 200 μm is prepared using a foam raw material containing 5 to 10 mass% of the surfactant and 5 to 20 mass% of the polyhydric alcohol. Manufacturing method. 前記界面活性剤が、脂肪酸アルカリ塩、アミン化合物、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホ脂肪酸エステル、オレフィンスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アミン塩、アルキルアミノ脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アルキルグリコシド、ソルビタン脂肪酸エステル、及び脂肪酸アルカノールアミドからなる群より選択される少なくとも一種であり、
前記多価アルコールが、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンチレングリコール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、及びソルビトールからなる群より選択される少なくとも一種である請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミックス多孔体の製造方法。
The surfactant is a fatty acid alkali salt, an amine compound, an alkylbenzene sulfonate, a higher alcohol sulfate, a polyoxyethylene alkyl ether sulfate, a sulfo fatty acid ester, an olefin sulfonate, an alkyl phosphate, an alkyl trimethyl ammonium. At least one selected from the group consisting of a salt, an amine salt, an alkylamino fatty acid salt, a polyoxyethylene alkyl ether, an alkyl glycoside, a sorbitan fatty acid ester, and a fatty acid alkanolamide,
The said polyhydric alcohol is at least 1 type selected from the group which consists of glycerin, propylene glycol, butylene glycol, pentylene glycol, hexanediol, polyethylene glycol, and sorbitol. A method for producing a ceramic porous body.
前記セラミックスが、ムライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、コーディエライト、及び炭素からなる群より選択される少なくとも一種である請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミックス多孔体の製造方法。   5. The ceramic according to claim 1, wherein the ceramic is at least one selected from the group consisting of mullite, alumina, zirconia, silica, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, cordierite, and carbon. A method for producing a ceramic porous body. セラミックスにより形成されており、
多数の球状気孔を内包するとともに、隣接する前記球状気孔どうしを連通する貫通孔が前記球状気孔を構成する隔壁に形成された連続気泡構造を有し、氷結晶由来の気孔の延伸方向と、気孔の延伸方向に直交する方向の圧縮強度比が0.3以上であり、気孔率が50〜99%であり、空気透過率が1×10−8〜1×10−15であるセラミックス多孔体。
Formed of ceramics,
A large number of spherical pores are included, and a through-hole communicating with the adjacent spherical pores has an open cell structure formed in the partition walls constituting the spherical pores, and the extending direction of pores derived from ice crystals, and the pores The porous ceramics has a compressive strength ratio in the direction orthogonal to the stretching direction of 0.3 or more, a porosity of 50 to 99%, and an air permeability of 1 × 10 −8 to 1 × 10 −15 m 2. body.
前記セラミックスが、ムライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、コーディエライト、及び炭素からなる群より選択される少なくとも一種である請求項に記載のセラミックス多孔体。 The ceramic porous body according to claim 6 , wherein the ceramic is at least one selected from the group consisting of mullite, alumina, zirconia, silica, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, cordierite, and carbon.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110590349B (en) * 2019-10-15 2021-10-08 北京中环鑫汇科技有限公司 Low-heat-conduction high-temperature furnace lining material and preparation method thereof
CN112028662B (en) * 2020-07-28 2022-06-14 盐城工学院 Composite hierarchical pore structure ceramic and preparation method thereof
CN114262217B (en) * 2022-01-13 2023-05-30 国网智能电网研究院有限公司 Sound-absorbing ceramic material and preparation method and application thereof
CN116003158B (en) * 2022-12-15 2023-11-14 西北工业大学 Method for preparing mullite porous ceramic by utilizing lithium slag, mullite porous ceramic and application
CN116330436B (en) * 2023-03-28 2024-08-13 中国海洋大学 Porous hydraulic cementing film and preparation method and application thereof
CN116589299B (en) * 2023-05-05 2023-11-24 哈尔滨工业大学 Porous silicon carbide ceramic framework with bionic annual ring structure, preparation method thereof and application thereof in high-performance composite phase change material
CN117886625B (en) * 2024-03-15 2024-05-24 安徽大学 Preparation method of high-strength porous cordierite ceramic material

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4169539B2 (en) * 2001-07-02 2008-10-22 コバレントマテリアル株式会社 Method for producing ceramic porous body
JP5176198B2 (en) * 2007-02-21 2013-04-03 独立行政法人産業技術総合研究所 Method for producing ceramic porous body having macroporous communication holes
JP2010132487A (en) * 2008-12-04 2010-06-17 Panasonic Corp Method for producing ceramic porous body
JP5555646B2 (en) * 2010-02-26 2014-07-23 美濃窯業株式会社 Ceramic porous heat insulating material and method for producing the same
JP5793045B2 (en) * 2011-10-04 2015-10-14 HOYA Technosurgical株式会社 Method for producing ceramic porous body

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