JPH05139861A - 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 - Google Patents
多孔質炭化珪素焼結体の製造方法Info
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- JPH05139861A JPH05139861A JP3297396A JP29739691A JPH05139861A JP H05139861 A JPH05139861 A JP H05139861A JP 3297396 A JP3297396 A JP 3297396A JP 29739691 A JP29739691 A JP 29739691A JP H05139861 A JPH05139861 A JP H05139861A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Abstract
(57)【要約】
【目的】 気孔径の大きさを精密に制御して、所望の気
孔径を有するディーゼルエンジン用のパティキュレート
フィルタとして優れた特性を有する多孔質炭化珪素焼結
体を製造する方法を提供する。 【構成】 本発明では、先ず平均粒径が０．１〜５μｍ
のβ型多結晶炭化珪素に、平均粒径が０．５〜１００μ
ｍの範囲内でかつβ型多結晶炭化珪素の平均粒径よりも
大きい粉末を混合する。そして、その混合物を１７００
℃〜２３００℃で焼成する。平均粒径が大きな粉末とし
ては、例えば、炭化珪素と固相焼結し、前記焼成温度よ
りも高い分解温度を有するα型炭化珪素等が用いられ
る。このような異常粒成長を抑制する粉末の添加によ
り、大きさの均一な結晶が生成される。
孔径を有するディーゼルエンジン用のパティキュレート
フィルタとして優れた特性を有する多孔質炭化珪素焼結
体を製造する方法を提供する。 【構成】 本発明では、先ず平均粒径が０．１〜５μｍ
のβ型多結晶炭化珪素に、平均粒径が０．５〜１００μ
ｍの範囲内でかつβ型多結晶炭化珪素の平均粒径よりも
大きい粉末を混合する。そして、その混合物を１７００
℃〜２３００℃で焼成する。平均粒径が大きな粉末とし
ては、例えば、炭化珪素と固相焼結し、前記焼成温度よ
りも高い分解温度を有するα型炭化珪素等が用いられ
る。このような異常粒成長を抑制する粉末の添加によ
り、大きさの均一な結晶が生成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種フィルター、特にデ
ィーゼルエンジン用のパティキュレートフィルターに利
用される多孔質炭化珪素焼結体の製造方法に係り、特に
その気孔径を制御可能な多孔質炭化珪素焼結体の製造方
法に関する。
ィーゼルエンジン用のパティキュレートフィルターに利
用される多孔質炭化珪素焼結体の製造方法に係り、特に
その気孔径を制御可能な多孔質炭化珪素焼結体の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の炭化珪素焼結体として
は、例えば特公平２−２４７８５号公報に記載されたも
のがある。この炭化珪素焼結体は結晶子の粒径が５０オ
ングストローム以下のβ型炭化珪素の集合体である。そ
して、平均粒径が０．０１〜１μｍの球状のβ型多結晶
炭化珪素粉末に、平均粒径が６μｍ以下の多結晶炭化珪
素を混合し、その混合体を１７５０から２５００℃の温
度で焼成して得られたものである。
は、例えば特公平２−２４７８５号公報に記載されたも
のがある。この炭化珪素焼結体は結晶子の粒径が５０オ
ングストローム以下のβ型炭化珪素の集合体である。そ
して、平均粒径が０．０１〜１μｍの球状のβ型多結晶
炭化珪素粉末に、平均粒径が６μｍ以下の多結晶炭化珪
素を混合し、その混合体を１７５０から２５００℃の温
度で焼成して得られたものである。
【０００３】上記の多孔質焼結体は超微粒子と多結晶炭
化珪素との焼結速度の差を利用して製造されている。そ
して、いずれか一方の粉末の配合割合が１重量部以下の
場合、多孔質体を製造することができないという点が指
摘されている。また、気孔径を均一にするには、β型多
結晶炭化珪素粉末の平均粒径は６μｍ以下にするべきで
あるとも記載されている。
化珪素との焼結速度の差を利用して製造されている。そ
して、いずれか一方の粉末の配合割合が１重量部以下の
場合、多孔質体を製造することができないという点が指
摘されている。また、気孔径を均一にするには、β型多
結晶炭化珪素粉末の平均粒径は６μｍ以下にするべきで
あるとも記載されている。
【０００４】一般に、β型炭化珪素を焼成する場合、β
型炭化珪素粉末中の特定の部位が異常粒成長を起こした
後、その部分に周囲の粒子が吸収されて、粒子が急速に
成長する。そして、炭化珪素の結晶粒子がすべて六角板
状に形成されて、炭化珪素焼結体には平均気孔径が２０
〜６０μｍの気孔が形成される。
型炭化珪素粉末中の特定の部位が異常粒成長を起こした
後、その部分に周囲の粒子が吸収されて、粒子が急速に
成長する。そして、炭化珪素の結晶粒子がすべて六角板
状に形成されて、炭化珪素焼結体には平均気孔径が２０
〜６０μｍの気孔が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
場合には、両粉末の配合割合を変更しても、粒成長のメ
カニズムを変更することはできないため、気孔径の大き
さを精密に制御して、所望の大きさを有する気孔径の多
孔質炭化珪素焼結体を得ることができないという問題が
あった。
場合には、両粉末の配合割合を変更しても、粒成長のメ
カニズムを変更することはできないため、気孔径の大き
さを精密に制御して、所望の大きさを有する気孔径の多
孔質炭化珪素焼結体を得ることができないという問題が
あった。
【０００６】この発明は、炭化珪素粉末の異常粒成長を
抑制する成分を添加すれば、大きさの均一な結晶が生成
されることを知見し、その知見に基づいてなされたもの
であって、その目的は気孔径の大きさを精密に制御し
て、所望の気孔径を有する炭化珪素焼結体を確実に製造
することが可能な多孔質炭化珪素焼結体の製造方法を提
供することにある。
抑制する成分を添加すれば、大きさの均一な結晶が生成
されることを知見し、その知見に基づいてなされたもの
であって、その目的は気孔径の大きさを精密に制御し
て、所望の気孔径を有する炭化珪素焼結体を確実に製造
することが可能な多孔質炭化珪素焼結体の製造方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するためには、平均粒径が０．１〜５μｍのβ型多結
晶炭化珪素に、平均粒径が０．５〜１００μｍの範囲内
でかつβ型多結晶炭化珪素の平均粒径よりも大きい粉末
を混合し、その混合物を１７００〜２３００℃の温度で
焼成することが必要である。
成するためには、平均粒径が０．１〜５μｍのβ型多結
晶炭化珪素に、平均粒径が０．５〜１００μｍの範囲内
でかつβ型多結晶炭化珪素の平均粒径よりも大きい粉末
を混合し、その混合物を１７００〜２３００℃の温度で
焼成することが必要である。
【０００８】β型多結晶炭化珪素粉末中に、粒径の大き
な別の粉末を混合して焼結すると、図１に示すように、
粒径の大きな複数の粒子Ｐ1 によって区画された狭い領
域Ｅ内で、β型炭化珪素粒子Ｐ2 の粒成長が生じる。そ
れにより、結晶子の大きさが５０オングストロームを越
え、かつその大きさの均一なβ型多孔質炭化珪素焼結体
を製造できる。
な別の粉末を混合して焼結すると、図１に示すように、
粒径の大きな複数の粒子Ｐ1 によって区画された狭い領
域Ｅ内で、β型炭化珪素粒子Ｐ2 の粒成長が生じる。そ
れにより、結晶子の大きさが５０オングストロームを越
え、かつその大きさの均一なβ型多孔質炭化珪素焼結体
を製造できる。
【０００９】そして、前記両粉末の配合量及び粒径を適
宜に設定することにより、１μｍ〜６０μｍの範囲内に
て所望の気孔径を有する焼結体を製造できる。焼結材料
として使用されるβ型多結晶炭化珪素の平均粒径は、
０．１〜５μｍの範囲内にあることが必要である。その
理由は、平均粒径が０．１μｍ未満であると、成形体中
での単一粒子状の分散が困難になり、５μｍを越える
と、β型炭化珪素の結晶成長が起こり難いためである。
前記多結晶質炭化珪素の粉末に混合される粉末は、そ
の平均粒径が０．５〜１００μｍの範囲内でかつβ型多
結晶炭化珪素のそれよりも大きい粉末であることが必要
である。混合される粉末の平均粒径が０．５μｍ未満の
場合には、結晶成長の区画が形成されなくなって好まし
くなく、１００μｍを越える場合には、焼結体結合力が
弱くなって好ましくない。また、前記の混合される粉末
の平均粒径が多結晶炭化珪素の平均粒径よりも小さい場
合には、前記領域Ｅを区画形成することができない。
宜に設定することにより、１μｍ〜６０μｍの範囲内に
て所望の気孔径を有する焼結体を製造できる。焼結材料
として使用されるβ型多結晶炭化珪素の平均粒径は、
０．１〜５μｍの範囲内にあることが必要である。その
理由は、平均粒径が０．１μｍ未満であると、成形体中
での単一粒子状の分散が困難になり、５μｍを越える
と、β型炭化珪素の結晶成長が起こり難いためである。
前記多結晶質炭化珪素の粉末に混合される粉末は、そ
の平均粒径が０．５〜１００μｍの範囲内でかつβ型多
結晶炭化珪素のそれよりも大きい粉末であることが必要
である。混合される粉末の平均粒径が０．５μｍ未満の
場合には、結晶成長の区画が形成されなくなって好まし
くなく、１００μｍを越える場合には、焼結体結合力が
弱くなって好ましくない。また、前記の混合される粉末
の平均粒径が多結晶炭化珪素の平均粒径よりも小さい場
合には、前記領域Ｅを区画形成することができない。
【００１０】焼成温度は１７００〜２３００℃の範囲内
であることが必要である。１７００℃未満の場合には、
炭化珪素の焼結が進行せず、２３００℃を越えると、炭
化珪素が溶融するためである。
であることが必要である。１７００℃未満の場合には、
炭化珪素の焼結が進行せず、２３００℃を越えると、炭
化珪素が溶融するためである。
【００１１】平均粒径が大きな前記粉末は炭化珪素と固
相焼結し、前記焼成温度よりも高い分解温度を有するこ
とが望ましい。その理由は、焼成時に固体状態が維持さ
れないと、前記領域Ｅを保持できなくなるからである。
従って、平均粒径が大きな前記粉末は、α型炭化珪素、
炭化チタン、炭化タリウム、炭化タングステン、炭化亜
鉛、炭化バナジウムなどの炭化物であることが好まし
い。
相焼結し、前記焼成温度よりも高い分解温度を有するこ
とが望ましい。その理由は、焼成時に固体状態が維持さ
れないと、前記領域Ｅを保持できなくなるからである。
従って、平均粒径が大きな前記粉末は、α型炭化珪素、
炭化チタン、炭化タリウム、炭化タングステン、炭化亜
鉛、炭化バナジウムなどの炭化物であることが好まし
い。
【００１２】一方、平均粒径が大きな前記粉末は炭化珪
素と焼結せず、焼成後に炭化する物質であっても良い。
その理由は、焼結が生じないのであればβ型炭化珪素の
粒成長には影響が及ぶことがなく、焼成後に酸化雰囲気
で分解除去することができるからである。その一例とし
ては、エポキシ樹脂が挙げられる。
素と焼結せず、焼成後に炭化する物質であっても良い。
その理由は、焼結が生じないのであればβ型炭化珪素の
粒成長には影響が及ぶことがなく、焼成後に酸化雰囲気
で分解除去することができるからである。その一例とし
ては、エポキシ樹脂が挙げられる。
【００１３】炭化珪素と焼結しない前記粉末は、焼成後
に燃焼させられて空隙を残す物質であっても良い。その
理由は、焼結が生じないのであればβ型炭化珪素の粒成
長には影響が及ぶことがなく、焼成後に燃焼させて除去
することができるからである。その例としては、無定型
炭素、黒鉛粒子等が挙げられる。
に燃焼させられて空隙を残す物質であっても良い。その
理由は、焼結が生じないのであればβ型炭化珪素の粒成
長には影響が及ぶことがなく、焼成後に燃焼させて除去
することができるからである。その例としては、無定型
炭素、黒鉛粒子等が挙げられる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明を具体化した実施例１及び実
施例２について説明する。 〔実施例１〕平均粒径０．３μｍのβ型多結晶炭化珪素
粉末７０重量部に、平均粒径８μｍのα型炭化珪素粉末
３０重量部及び、セルロース系バインダー２０重量部を
配合し、その配合物を混練した後、押し出し成形によっ
て、厚さ１ｍｍのシート状成形物を得た。この成形物の
脱脂を行った後、アルゴン雰囲気下、２０８０℃で１時
間焼成して、多孔質炭化珪素焼結体を得た。この焼結体
の気孔径を水銀ポロシメータで測定したところ、図２に
示すように１５μｍに気孔径分布中心が存在し、その分
布中心のプラスマイナス２μｍの範囲内に気孔の９５％
が存在して、分布状態はきわめてシャープであった。 〔実施例２〕前記実施例１におけるα型炭化珪素粉末に
代えて、平均粒径１５μｍの球状エポキシ樹脂（商品名
エポスター，日本触媒化学株式会社製）を２２重量部配
合し、実施例１と同様の方法で焼結させた。この焼結体
を酸化雰囲気下、６００℃で１時間で加熱して、エポキ
シ樹脂を分解消失させた。その後、焼結体の気孔径を水
銀ポロシメータで測定したところ、図３に示すように１
０μｍに気孔径分布中心が存在し、その分布中心のプラ
スマイナス３μｍの範囲内に気孔の９５％が存在して、
分布状態はきわめてシャープであった。
施例２について説明する。 〔実施例１〕平均粒径０．３μｍのβ型多結晶炭化珪素
粉末７０重量部に、平均粒径８μｍのα型炭化珪素粉末
３０重量部及び、セルロース系バインダー２０重量部を
配合し、その配合物を混練した後、押し出し成形によっ
て、厚さ１ｍｍのシート状成形物を得た。この成形物の
脱脂を行った後、アルゴン雰囲気下、２０８０℃で１時
間焼成して、多孔質炭化珪素焼結体を得た。この焼結体
の気孔径を水銀ポロシメータで測定したところ、図２に
示すように１５μｍに気孔径分布中心が存在し、その分
布中心のプラスマイナス２μｍの範囲内に気孔の９５％
が存在して、分布状態はきわめてシャープであった。 〔実施例２〕前記実施例１におけるα型炭化珪素粉末に
代えて、平均粒径１５μｍの球状エポキシ樹脂（商品名
エポスター，日本触媒化学株式会社製）を２２重量部配
合し、実施例１と同様の方法で焼結させた。この焼結体
を酸化雰囲気下、６００℃で１時間で加熱して、エポキ
シ樹脂を分解消失させた。その後、焼結体の気孔径を水
銀ポロシメータで測定したところ、図３に示すように１
０μｍに気孔径分布中心が存在し、その分布中心のプラ
スマイナス３μｍの範囲内に気孔の９５％が存在して、
分布状態はきわめてシャープであった。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明は、所望の
気孔径を有する多孔質炭化珪素焼結体を確実に製造する
ことができるという優れた効果を発揮する。
気孔径を有する多孔質炭化珪素焼結体を確実に製造する
ことができるという優れた効果を発揮する。
【図１】β型多結晶炭化珪素とそれよりも大きな平均粒
径の粉末との混合状態を示す説明図である。
径の粉末との混合状態を示す説明図である。
【図２】実施例１における焼結体の気孔径分布状態を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】実施例２における焼結体の気孔径分布状態を示
すグラフである。
すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項１】平均粒径が０．１〜５μｍのβ型多結晶炭
化珪素に、平均粒径が０．５〜１００μｍの範囲内でか
つβ型多結晶炭化珪素の平均粒径よりも大きい粉末を混
合し、その混合物を１７００〜２３００℃の温度で焼成
することにより、β型多孔質炭化珪素焼結体を製造する
方法。 - 【請求項２】平均粒径が大きな前記粉末は炭化珪素と固
相焼結し、前記焼成温度よりも高い分解温度を有する請
求項１に記載の多孔質炭化珪素焼結体の製造方法。 - 【請求項３】平均粒径が大きな前記粉末は炭化物である
請求項２に記載の多孔質炭化珪素焼結体の製造方法。 - 【請求項４】平均粒径が大きな前記粉末は炭化珪素と焼
結せず、焼成後に炭化する物質からなる請求項１に記載
の多孔質炭化珪素焼結体の製造方法。 - 【請求項５】炭化珪素と焼結しない前記粉末は焼成後に
燃焼させられて空隙を残す物質からなる請求項１に記載
の多孔質炭化珪素焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297396A JPH05139861A (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297396A JPH05139861A (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139861A true JPH05139861A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17845952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297396A Pending JPH05139861A (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05139861A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174400A1 (en) * | 1999-11-30 | 2002-01-23 | Ibiden Co., Ltd. | Porous silicon carbide sintered compact and silicon carbide metal composite suitable for use in table for wafer polishing machine |
| EP1707544A1 (en) | 2005-03-30 | 2006-10-04 | Ibiden Co., Ltd. | Silicon carbide-containing particle, method of manufacturing a silicon carbide-based sintered object, silicon carbide-based sintered object, and filter |
| JP2006344778A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェーハ搬送装置 |
| US8062603B2 (en) | 2003-06-23 | 2011-11-22 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP3297396A patent/JPH05139861A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174400A1 (en) * | 1999-11-30 | 2002-01-23 | Ibiden Co., Ltd. | Porous silicon carbide sintered compact and silicon carbide metal composite suitable for use in table for wafer polishing machine |
| EP1174400A4 (en) * | 1999-11-30 | 2006-02-01 | Ibiden Co Ltd | FRESH POROUS SILICON CARBIDE TABLET AND SILICON CARBIDE AND METAL COMPOSITE SUITABLE FOR USE IN A PLATELET POLISHING MACHINE TABLE |
| US8062603B2 (en) | 2003-06-23 | 2011-11-22 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
| US8361400B2 (en) | 2003-06-23 | 2013-01-29 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
| EP1707544A1 (en) | 2005-03-30 | 2006-10-04 | Ibiden Co., Ltd. | Silicon carbide-containing particle, method of manufacturing a silicon carbide-based sintered object, silicon carbide-based sintered object, and filter |
| JP2006344778A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェーハ搬送装置 |
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