JPH04164873A - 低抵抗性ＳｉＣ多孔体 - Google Patents
低抵抗性ＳｉＣ多孔体Info
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- JPH04164873A JPH04164873A JP29106290A JP29106290A JPH04164873A JP H04164873 A JPH04164873 A JP H04164873A JP 29106290 A JP29106290 A JP 29106290A JP 29106290 A JP29106290 A JP 29106290A JP H04164873 A JPH04164873 A JP H04164873A
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、炭化珪素（ＳｉＣ）のポーラス組織で構成さ
れ、通電発熱が可能で通過時の圧力損失が小さい特性の
低抵抗性ＳｉＣ多孔体に関する。
れ、通電発熱が可能で通過時の圧力損失が小さい特性の
低抵抗性ＳｉＣ多孔体に関する。
近時、各種ガスや液体などの流体加熱、内燃機関の排気
ガス処理等をおこなうフィルタ一部材として、優れた耐
熱性、耐酸化性、耐食性および高温強度を有しながら自
己発熱性をもつセラミックス質の多孔体が注目されてい
る。この目的に合致するセラミックス材としてはＳｉＣ
，Ｍｏ５ｉｚ、ＺｒＯ□、ＬａＣｒＯｓ等が挙げられる
が、このうち耐熱衝撃性、熱伝導性などの特性面および
価格面などからＳｉＣが最も好適である。
ガス処理等をおこなうフィルタ一部材として、優れた耐
熱性、耐酸化性、耐食性および高温強度を有しながら自
己発熱性をもつセラミックス質の多孔体が注目されてい
る。この目的に合致するセラミックス材としてはＳｉＣ
，Ｍｏ５ｉｚ、ＺｒＯ□、ＬａＣｒＯｓ等が挙げられる
が、このうち耐熱衝撃性、熱伝導性などの特性面および
価格面などからＳｉＣが最も好適である。
通常、この種のセラミックス多孔体は、三次元網目状の
有機質発泡体にセラミックス粉末を懸濁させたスラリー
を含浸し、そのまま高温焼結する方法によって製造する
ことができ（特公昭５ｍｍ−１４４５公報、特開昭５ｍ
ｍ−７０２０７号公報、特公昭６０−１７５６３号公報
）、このようなプロセスから得られる気孔率３０〜６０
％の炭化珪素焼結体に耐熱性電極を取り付けた構造の自
己発熱清浄フィルタが既に提案（特公平２−３０２８７
号公報）されている。
有機質発泡体にセラミックス粉末を懸濁させたスラリー
を含浸し、そのまま高温焼結する方法によって製造する
ことができ（特公昭５ｍｍ−１４４５公報、特開昭５ｍ
ｍ−７０２０７号公報、特公昭６０−１７５６３号公報
）、このようなプロセスから得られる気孔率３０〜６０
％の炭化珪素焼結体に耐熱性電極を取り付けた構造の自
己発熱清浄フィルタが既に提案（特公平２−３０２８７
号公報）されている。
しかしながら、前記したＳｉＣによる自己発熱清浄フィ
ルタは、気孔率が３０〜６０％と低い関係で相対的に圧
力損失が大きくなり、雛過機能面で実用性を阻害する欠
点がある。また、発熱体として利用を図る場合には、通
電俊速やかに所定の温度まで昇温すること、ＳｉＣは通
常７００ ”Ｃ位まで抵抗値が減少するが、常温時の１
／１０にまで低下していまうと電流が流れ過ぎて温度制
御が困難となるため１７２〜】／３程度に留めること、
等が重要な具備項目となるが、この点でも要求性能を満
足しない問題点がある。
ルタは、気孔率が３０〜６０％と低い関係で相対的に圧
力損失が大きくなり、雛過機能面で実用性を阻害する欠
点がある。また、発熱体として利用を図る場合には、通
電俊速やかに所定の温度まで昇温すること、ＳｉＣは通
常７００ ”Ｃ位まで抵抗値が減少するが、常温時の１
／１０にまで低下していまうと電流が流れ過ぎて温度制
御が困難となるため１７２〜】／３程度に留めること、
等が重要な具備項目となるが、この点でも要求性能を満
足しない問題点がある。
本発明の目的は、気孔率が高くて圧力損失が小さく、か
つ固有抵抗値が低位にあって常温時と高温時の抵抗格差
が小さい特性を備える低抵抗性ＳｉＣ多孔体を提供する
ことにある。
つ固有抵抗値が低位にあって常温時と高温時の抵抗格差
が小さい特性を備える低抵抗性ＳｉＣ多孔体を提供する
ことにある。
上記の目的を達成するための本発明による低抵抗性Ｓｉ
Ｃ多孔体は、気孔径０．５〜５ｍｍ、気孔率８０〜９５
％であり、固有抵抗値が常温時に１〜３Ωｃｍ、５００
℃昇温時に０．３〜１．５ΩｃＩｌの特性を備えること
を構成上の特徴とする。
Ｃ多孔体は、気孔径０．５〜５ｍｍ、気孔率８０〜９５
％であり、固有抵抗値が常温時に１〜３Ωｃｍ、５００
℃昇温時に０．３〜１．５ΩｃＩｌの特性を備えること
を構成上の特徴とする。
気孔径を０．５〜５＋＊ｍ、気孔率を８０〜９５％に設
定するのは実用的な材質強度を維持しながら組織に十分
低位の圧力損失を付与するための要件で、該範囲を下田
る多孔組織では通気性が十分でないため圧力損失が実用
域まで低下せず、他方、前記範囲の上限を越える過多孔
組織になると材質強度が極端に低下してフィルタ一部材
としての使用が不可能となる。固有抵抗値が常温時にお
いて１〜３Ωｃｍであり、５００℃昇温時に０．３〜１
゜５ΩＣ−に限定するのは、通電時に所定の温度まで急
速に発熱昇温させ、かつ昇温後における一定温度の調整
を容易化するための要件であり、前記固有抵抗値の範囲
を外れる場合にはこれら発熱体としての実用機能が減退
する。
定するのは実用的な材質強度を維持しながら組織に十分
低位の圧力損失を付与するための要件で、該範囲を下田
る多孔組織では通気性が十分でないため圧力損失が実用
域まで低下せず、他方、前記範囲の上限を越える過多孔
組織になると材質強度が極端に低下してフィルタ一部材
としての使用が不可能となる。固有抵抗値が常温時にお
いて１〜３Ωｃｍであり、５００℃昇温時に０．３〜１
゜５ΩＣ−に限定するのは、通電時に所定の温度まで急
速に発熱昇温させ、かつ昇温後における一定温度の調整
を容易化するための要件であり、前記固有抵抗値の範囲
を外れる場合にはこれら発熱体としての実用機能が減退
する。
より好ましい本発明による低抵抗ＳｉＣ多孔体の具備特
性は、上記の要件に加え少なくとも】Ｏｋｇ／ｃｍ’の
圧縮強度を有し、また気孔径０．５ｍｍ時にｌθ〜５０
−＾ｑ１気孔径５ｍｍ時に０．５〜２ｍＩＩＡｑの圧力
損失を満足することである。
性は、上記の要件に加え少なくとも】Ｏｋｇ／ｃｍ’の
圧縮強度を有し、また気孔径０．５ｍｍ時にｌθ〜５０
−＾ｑ１気孔径５ｍｍ時に０．５〜２ｍＩＩＡｑの圧力
損失を満足することである。
なお、本発明に用いる圧縮強度は、３０１立方体をＩ
Ｏａｍ／＋ｓｉｎ、の速度で圧縮破壊させた際の最高荷
重を断面積（９ｃｍ＋２）で除した値で示し、圧力損失
は日本空気洗浄協会指定（ＪＡＣＡ Ｎｏ、ＩＯ）の第
２試験方法に準し、試片厚み１０ｍｍ、風速１ ｍ／ｓ
ｅｃ、の条件により室温で測定した値を指すものとする
。
Ｏａｍ／＋ｓｉｎ、の速度で圧縮破壊させた際の最高荷
重を断面積（９ｃｍ＋２）で除した値で示し、圧力損失
は日本空気洗浄協会指定（ＪＡＣＡ Ｎｏ、ＩＯ）の第
２試験方法に準し、試片厚み１０ｍｍ、風速１ ｍ／ｓ
ｅｃ、の条件により室温で測定した値を指すものとする
。
上記の選択具備特性を有する低抵抗性ＳｉＣ多孔体は、
基本プロセスが、有ｉ’ｉ多孔発泡体にＳｉＣスラリー
を含浸し、余剰スラリーを除去したのち乾燥、仮焼成（
４００〜５００’Ｃ）する第】工程と、仮焼成体にＳｉ
Ｃスラリーを再含浸し、余剰スラリーを除去したのち乾
燥、焼成（１０００℃以上）する第２工程からなる方法
を用いて製造することができる。この際、第１工程で使
用する有ｍ質多孔発泡体として、気孔率９７％程度、平
均気孔径が０．５〜５ｍｍの範囲にあるものを選定し、
スラリーを構成するＳｉＣ原料粉末に、粒度が１００μ
−以下であって、Ａｅ、Ｆｅ等の金属不純物が少ない緑
色ＳｉＣを適用すること、また、第２工程における焼成
を、窒素雰囲気下で２０００℃以上の温度に３０分程度
保持する条件を用いておこなうことにより、本発明の特
性範囲を満たす低抵抗性ＳｉＣ多孔体が得られる。
基本プロセスが、有ｉ’ｉ多孔発泡体にＳｉＣスラリー
を含浸し、余剰スラリーを除去したのち乾燥、仮焼成（
４００〜５００’Ｃ）する第】工程と、仮焼成体にＳｉ
Ｃスラリーを再含浸し、余剰スラリーを除去したのち乾
燥、焼成（１０００℃以上）する第２工程からなる方法
を用いて製造することができる。この際、第１工程で使
用する有ｍ質多孔発泡体として、気孔率９７％程度、平
均気孔径が０．５〜５ｍｍの範囲にあるものを選定し、
スラリーを構成するＳｉＣ原料粉末に、粒度が１００μ
−以下であって、Ａｅ、Ｆｅ等の金属不純物が少ない緑
色ＳｉＣを適用すること、また、第２工程における焼成
を、窒素雰囲気下で２０００℃以上の温度に３０分程度
保持する条件を用いておこなうことにより、本発明の特
性範囲を満たす低抵抗性ＳｉＣ多孔体が得られる。
本発明に係る低抵抗性ＳｉＣ多孔体は、気孔径０．５〜
５ｓｎ、気孔率８０〜９５ ％（７）多孔＆ｌＩｗｉを
備えており、該特性を有する場合には概ね圧縮強度が１
０〜３０ ｋｇ／ａｍ”で、圧力損失が気孔径０゜５ｍ
−時に１０〜５０＋ａ−＾ｑ、気孔径５ｍｍ時に０．５
〜’ｌ ｔｓＡｑの範囲に入るフィルタ一部材としての
実用性能が付与される。併せて、固有抵抗値が常温時に
１〜３Ωｃｍを示す低抵抗特性が通電した場合における
急速な昇温発熱化を促し、また昇温時において前記常温
時に比べ１／２〜ｌ／３程度の小さな格差範囲にある５
００℃時の固有抵抗値０．３〜１．５ΩＣ−の電気的特
性が一定温度に調整する際のオーバーシュートを防止し
、温度制御の容易化に機能する。
５ｓｎ、気孔率８０〜９５ ％（７）多孔＆ｌＩｗｉを
備えており、該特性を有する場合には概ね圧縮強度が１
０〜３０ ｋｇ／ａｍ”で、圧力損失が気孔径０゜５ｍ
−時に１０〜５０＋ａ−＾ｑ、気孔径５ｍｍ時に０．５
〜’ｌ ｔｓＡｑの範囲に入るフィルタ一部材としての
実用性能が付与される。併せて、固有抵抗値が常温時に
１〜３Ωｃｍを示す低抵抗特性が通電した場合における
急速な昇温発熱化を促し、また昇温時において前記常温
時に比べ１／２〜ｌ／３程度の小さな格差範囲にある５
００℃時の固有抵抗値０．３〜１．５ΩＣ−の電気的特
性が一定温度に調整する際のオーバーシュートを防止し
、温度制御の容易化に機能する。
このようなｍ構がＳｉＣ本来の材質的特性と相、俟って
、フィルターならびに発熱体としての要求性能を全面的
に満足させることが可能となる。
、フィルターならびに発熱体としての要求性能を全面的
に満足させることが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１
高純度の緑色ＳｉＣ粉末〔太平洋ランダム■製“ＮＧ”
〕を３２５メツシュの篩で分級して得た粒度４４μ−以
下のＳｉＣ微粉末を水に分散し、粘度５０ボイズのスラ
リーを作製した。このＳｉＣスラリーに縦横１５（ｌａ
＋ｍ、厚さ５０１１１Ｎのポリウレタンフォーム〔ブリ
ジストン■製、°′エバーライトスコツトＨＲ−１３”
］を浸漬して引き上げ、余剰のスラリーを遠心分離によ
り除去したのち、１００℃の温度で乾燥した。乾燥後の
成形体を、大気中、４００”Ｃの温度で仮焼成したポリ
ウレタン成分を分解揮散させて消去した。
〕を３２５メツシュの篩で分級して得た粒度４４μ−以
下のＳｉＣ微粉末を水に分散し、粘度５０ボイズのスラ
リーを作製した。このＳｉＣスラリーに縦横１５（ｌａ
＋ｍ、厚さ５０１１１Ｎのポリウレタンフォーム〔ブリ
ジストン■製、°′エバーライトスコツトＨＲ−１３”
］を浸漬して引き上げ、余剰のスラリーを遠心分離によ
り除去したのち、１００℃の温度で乾燥した。乾燥後の
成形体を、大気中、４００”Ｃの温度で仮焼成したポリ
ウレタン成分を分解揮散させて消去した。
ついで、上記のＳｉＣスラリーに水を加えて粘度１０ポ
イズに調整したスラリーをオートクレーブに移し、仮焼
成した成形体を再度浸漬したのち系内を真空引きしなが
ら２０分間含浸処理した。
イズに調整したスラリーをオートクレーブに移し、仮焼
成した成形体を再度浸漬したのち系内を真空引きしなが
ら２０分間含浸処理した。
余剰のスラリーを遠心分離で除去し、１００℃で乾燥し
た。
た。
引き続き、成形体をタンマン炉に入れ、炉内に窒素ガス
を流しながら２１００’Ｃの温度で焼成した。
を流しながら２１００’Ｃの温度で焼成した。
得られた焼結成形体の各種特性を測定した結果、平均気
孔径２■鵬、気孔率８８％、常温の固有抵抗値２．５Ω
ｃｌｌ、圧縮強度１８ ｋｇ／ｃ＠ｚ、圧力損失ＩＱ
ｍｍＡｑの値を示し、実用性のある低抵抗性ＳｉＣ多孔
体であることが認められた。
孔径２■鵬、気孔率８８％、常温の固有抵抗値２．５Ω
ｃｌｌ、圧縮強度１８ ｋｇ／ｃ＠ｚ、圧力損失ＩＱ
ｍｍＡｑの値を示し、実用性のある低抵抗性ＳｉＣ多孔
体であることが認められた。
この焼結成形体から縦７０１、横９０ｍ＃、厚さ１５ｍ
ｍの試片を切り出し、縦方向の端面に金属溶射して電極
を固定した。！極間に２０ν、９．３Ａを通電したとこ
ろ、約２分間で５００℃まで急速昇温し、この際の固有
抵抗値は１． ０ＱＣ−であった。この固有抵抗値は常
温時に比べ１／２．５に当たり、温度調整が容易にでき
ることが確認された。
ｍの試片を切り出し、縦方向の端面に金属溶射して電極
を固定した。！極間に２０ν、９．３Ａを通電したとこ
ろ、約２分間で５００℃まで急速昇温し、この際の固有
抵抗値は１． ０ＱＣ−であった。この固有抵抗値は常
温時に比べ１／２．５に当たり、温度調整が容易にでき
ることが確認された。
実施例２
実施例１における製造プロセスの条件を変えて特性の異
なるＳｉＣ多孔体を作製した。
なるＳｉＣ多孔体を作製した。
得られた各焼結成形体の特性を測定し、その結果を表１
に示した。ＲｕｎＮｏ１．２および４は本発明の特性要
件の範囲を外れるものである。
に示した。ＲｕｎＮｏ１．２および４は本発明の特性要
件の範囲を外れるものである。
表１
表１の結果から、ＲｕｎＮｏ１は気孔率が低いため圧力
損失が大きく、実用上問題がある。 Ｒｕｎ Ｎｏ２は
圧力損失は小さいが、固有抵抗が相対的に高いうえに常
温時と昇温時に格差があるため、昇温速度が遅く温度制
御ｎ性に問題がある。ＲｕｎＮｏ４は気孔率が高過ぎる
ため、圧縮強度が極端に低下して実用にならない。
損失が大きく、実用上問題がある。 Ｒｕｎ Ｎｏ２は
圧力損失は小さいが、固有抵抗が相対的に高いうえに常
温時と昇温時に格差があるため、昇温速度が遅く温度制
御ｎ性に問題がある。ＲｕｎＮｏ４は気孔率が高過ぎる
ため、圧縮強度が極端に低下して実用にならない。
以上のとおり、本発明により提供される低抵抗性ＳｉＣ
多孔体は、ＳｉＣの多孔＆ＩＩＩ織で構成され、通電発
熱性に優れ、圧力損失の小さな性能を兼備している。し
たがって、ディーゼルエンジンの排ガス処理をはじめ各
種流体の加熱フィルタ一部材として極めて有用である。
多孔体は、ＳｉＣの多孔＆ＩＩＩ織で構成され、通電発
熱性に優れ、圧力損失の小さな性能を兼備している。し
たがって、ディーゼルエンジンの排ガス処理をはじめ各
種流体の加熱フィルタ一部材として極めて有用である。
出願人 東海カーボン株式会社
代理人 弁理士 高 畑 正 也
Claims (1)
- １． 気孔径０．５〜５ｍｍ、気孔率８０〜９５％であ
り、固有抵抗値が常温時に１〜３Ωｃｍ、５００℃昇温
時に０．３〜１．５Ωｃｍの特性を備える低抵抗性Ｓｉ
Ｃ多孔体。２． 少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ＾２の圧縮
強度を有し、圧力損失が気孔径０．５ｍｍ時に１０〜５
０ｍｍＡｑ、気孔径５ｍｍ時に０．５〜２ｍｍＡｑであ
る請求項１記載の低抵抗性ＳｉＣ多孔体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29106290A JPH07115964B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 低抵抗性ＳｉＣ多孔体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29106290A JPH07115964B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 低抵抗性ＳｉＣ多孔体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164873A true JPH04164873A (ja) | 1992-06-10 |
| JPH07115964B2 JPH07115964B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=17763934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29106290A Expired - Fee Related JPH07115964B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 低抵抗性ＳｉＣ多孔体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115964B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06321653A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-22 | Pechiney Rech Group Interet Economique Regie Par Ordonnance Du 23 Septembre 1967 | ケイ素含有樹脂を含浸させたポリウレタンフォームから炭化ケイ素フォームを製造する方法 |
| US6005146A (en) * | 1997-01-16 | 1999-12-21 | Eastman Chemical Company | Stabilized non-polymeric acetoacetate esters that promote adhesion to metallic and oxidized substrates |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2766389B1 (fr) * | 1997-07-25 | 1999-09-03 | Pechiney Recherche | Mousse de carbure de silicium a surface specifique elevee et a caracteristiques mecaniques ameliorees |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP29106290A patent/JPH07115964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06321653A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-22 | Pechiney Rech Group Interet Economique Regie Par Ordonnance Du 23 Septembre 1967 | ケイ素含有樹脂を含浸させたポリウレタンフォームから炭化ケイ素フォームを製造する方法 |
| US6005146A (en) * | 1997-01-16 | 1999-12-21 | Eastman Chemical Company | Stabilized non-polymeric acetoacetate esters that promote adhesion to metallic and oxidized substrates |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07115964B2 (ja) | 1995-12-13 |
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