JPH11217270A - ハニカム構造体 - Google Patents
ハニカム構造体Info
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- JPH11217270A JPH11217270A JP10019732A JP1973298A JPH11217270A JP H11217270 A JPH11217270 A JP H11217270A JP 10019732 A JP10019732 A JP 10019732A JP 1973298 A JP1973298 A JP 1973298A JP H11217270 A JPH11217270 A JP H11217270A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0006—Honeycomb structures
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
Abstract
(57)【要約】
【課題】急速昇温可能で、耐久性に優れたものとする。
【解決手段】窒化珪素と、４ａ族元素、５ａ族元素及び
６ａ族元素の窒化物、前記各元素の炭化物及び前記各元
素の珪化物の１種以上から成る導電性物質との焼結体で
あり、３ａ族元素−Ｓｉあるいは３ａ族元素−Ａｌ−Ｓ
ｉの各酸化物又は各酸窒化物のいずれかを焼結助剤とし
て含み、前記導電性物質の含有率が３０〜８０ｖｏｌ
％、前記焼結助剤の含有率が１〜２０ｖｏｌ％であり、
気孔率を３０％以下、比抵抗を１Ω・ｃｍ以下とした。
６ａ族元素の窒化物、前記各元素の炭化物及び前記各元
素の珪化物の１種以上から成る導電性物質との焼結体で
あり、３ａ族元素−Ｓｉあるいは３ａ族元素−Ａｌ−Ｓ
ｉの各酸化物又は各酸窒化物のいずれかを焼結助剤とし
て含み、前記導電性物質の含有率が３０〜８０ｖｏｌ
％、前記焼結助剤の含有率が１〜２０ｖｏｌ％であり、
気孔率を３０％以下、比抵抗を１Ω・ｃｍ以下とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の排ガス浄
化触媒担体用ハニカム構造体、ディーゼルエンジン自動
車のパティキュレートトラップ（粒子状物質除去）用ハ
ニカム構造体、脱臭用、温風用などの民生用ハニカム構
造体、その他一般の工業用、民生用の各種発熱体として
も利用できる、セラミック製のハニカム構造体に関す
る。
化触媒担体用ハニカム構造体、ディーゼルエンジン自動
車のパティキュレートトラップ（粒子状物質除去）用ハ
ニカム構造体、脱臭用、温風用などの民生用ハニカム構
造体、その他一般の工業用、民生用の各種発熱体として
も利用できる、セラミック製のハニカム構造体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の内燃機関から排出される
排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、炭化水素（ＨＣ）を浄化するために、触媒をハニ
カム構造体に担持させて浄化させたり、ハニカム構造体
を微粒子除去用フィルターとして使用している。
排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、炭化水素（ＨＣ）を浄化するために、触媒をハニ
カム構造体に担持させて浄化させたり、ハニカム構造体
を微粒子除去用フィルターとして使用している。
【０００３】近年、排ガス規制の更なる強化に伴い、コ
ールドスタート時の浄化性能を向上させるために、ハニ
カム構造体に通電、発熱させ、エンジン始動直後より触
媒を活性温度域まで急速昇温させることによって、早期
に触媒を活性化させる試みが行われている。このような
ハニカム構造体として、従来金属製のハニカム構造体が
提案されている（特開昭５７−５７８０３号公報、特開
昭６３−３１０９４２号公報、特公昭５８−２３１３８
号公報参照）。
ールドスタート時の浄化性能を向上させるために、ハニ
カム構造体に通電、発熱させ、エンジン始動直後より触
媒を活性温度域まで急速昇温させることによって、早期
に触媒を活性化させる試みが行われている。このような
ハニカム構造体として、従来金属製のハニカム構造体が
提案されている（特開昭５７−５７８０３号公報、特開
昭６３−３１０９４２号公報、特公昭５８−２３１３８
号公報参照）。
【０００４】また、他の従来例として、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ及びＬａの各元素
の窒化物、前記各元素の炭化物及びＭｏＳｉ2 の少なく
とも１つから成る導電性セラミックと、Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓ
ｉＣ，Ａｌ2 Ｏ3 の少なくとも１つから成る絶縁材料と
を主要成分とする焼結体から成る発熱体と、発熱体の表
面に形成され、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ及びＬａの各窒化物、各炭化物及びＭｏＳ
ｉ2 の少なくとも１つから成る導電性セラミックを主要
成分とする導電層と、導電層の表面に形成されるメタラ
イズ層又は金属電極とから構成され、導電層中における
導電性セラミックの成分割合が、発熱体を構成する導電
性セラミックの成分割合より大きいものがある（特公平
７−１９６４３号公報参照）。
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ及びＬａの各元素
の窒化物、前記各元素の炭化物及びＭｏＳｉ2 の少なく
とも１つから成る導電性セラミックと、Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓ
ｉＣ，Ａｌ2 Ｏ3 の少なくとも１つから成る絶縁材料と
を主要成分とする焼結体から成る発熱体と、発熱体の表
面に形成され、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ及びＬａの各窒化物、各炭化物及びＭｏＳ
ｉ2 の少なくとも１つから成る導電性セラミックを主要
成分とする導電層と、導電層の表面に形成されるメタラ
イズ層又は金属電極とから構成され、導電層中における
導電性セラミックの成分割合が、発熱体を構成する導電
性セラミックの成分割合より大きいものがある（特公平
７−１９６４３号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属製
のハニカム構造体は、熱容量が大きいために急速昇温に
は適しておらず、目的とするコールドスタート時の浄化
性能の向上にはより急速昇温可能なハニカム構造体が切
望されている。
のハニカム構造体は、熱容量が大きいために急速昇温に
は適しておらず、目的とするコールドスタート時の浄化
性能の向上にはより急速昇温可能なハニカム構造体が切
望されている。
【０００６】また、上記他の従来例の場合、Ｓｉ
3 Ｎ4 ，ＳｉＣ，Ａｌ2 Ｏ3 の絶縁材料と導電性物質を
焼成しただけでは緻密化が促進されず、気孔率が大きく
なる。そのため、焼結体内部まで容易に酸化し、導電性
が低下して発熱体として機能し難くなるという問題点が
あった。
3 Ｎ4 ，ＳｉＣ，Ａｌ2 Ｏ3 の絶縁材料と導電性物質を
焼成しただけでは緻密化が促進されず、気孔率が大きく
なる。そのため、焼結体内部まで容易に酸化し、導電性
が低下して発熱体として機能し難くなるという問題点が
あった。
【０００７】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は急速昇温が可能であり、さ
らには耐腐食性に優れ、機械的強度の高く、また特定の
焼結助剤を添加することで酸化及び導電性の低下を防止
し、耐久性を向上させることにある。
れたものであり、その目的は急速昇温が可能であり、さ
らには耐腐食性に優れ、機械的強度の高く、また特定の
焼結助剤を添加することで酸化及び導電性の低下を防止
し、耐久性を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のハニカム構造体
は、窒化珪素と、４ａ族元素、５ａ族元素及び６ａ族元
素の窒化物、前記各元素の炭化物及び前記各元素の珪化
物の１種以上から成る導電性物質との焼結体であり、３
ａ族元素−Ｓｉあるいは３ａ族元素−Ａｌ−Ｓｉの各酸
化物又は各酸窒化物のいずれかを焼結助剤として含み、
前記導電性物質の含有率が３０〜８０ｖｏｌ％、前記焼
結助剤の含有率が１〜２０ｖｏｌ％であり、気孔率を３
０％以下、比抵抗を１Ω・ｃｍ以下としたことを特徴と
する。
は、窒化珪素と、４ａ族元素、５ａ族元素及び６ａ族元
素の窒化物、前記各元素の炭化物及び前記各元素の珪化
物の１種以上から成る導電性物質との焼結体であり、３
ａ族元素−Ｓｉあるいは３ａ族元素−Ａｌ−Ｓｉの各酸
化物又は各酸窒化物のいずれかを焼結助剤として含み、
前記導電性物質の含有率が３０〜８０ｖｏｌ％、前記焼
結助剤の含有率が１〜２０ｖｏｌ％であり、気孔率を３
０％以下、比抵抗を１Ω・ｃｍ以下としたことを特徴と
する。
【０００９】本発明において、好ましくは、前記導電性
物質がＭｏＳｉ2 を主成分とする。
物質がＭｏＳｉ2 を主成分とする。
【００１０】本発明は、金属製のハニカム構造体の弱点
である急速昇温性の低さを改善するものであり、熱容量
の小さなセラミックを素材に用いることで、従来には無
い急速昇温可能なハニカム構造体となり、また耐腐食性
に優れ、機械的強度の高いものとなり、また焼結体の酸
化及び電気抵抗の低下が有効に防止され耐久性が向上す
る。
である急速昇温性の低さを改善するものであり、熱容量
の小さなセラミックを素材に用いることで、従来には無
い急速昇温可能なハニカム構造体となり、また耐腐食性
に優れ、機械的強度の高いものとなり、また焼結体の酸
化及び電気抵抗の低下が有効に防止され耐久性が向上す
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のハニカム構造体について
以下に説明する。本発明のハニカム構造体は、主成分が
窒化珪素と、４ａ族元素（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ等）、５ａ
族元素（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ等）及び６ａ族元素（Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗ等）の各元素の窒化物、前記各元素の炭化物及び
前記各元素の珪化物の１種以上から成る導電性物質であ
り、窒化珪素はエンジニアリングセラミックの代表的素
材であり、機械的強度や破壊靱性値が高いだけでなく、
特に耐熱衝撃性に優れた物質である。また、前記導電性
物質は比抵抗が十分小さく、急速昇温を要求される発熱
体の母材として十分な特性を有している。
以下に説明する。本発明のハニカム構造体は、主成分が
窒化珪素と、４ａ族元素（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ等）、５ａ
族元素（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ等）及び６ａ族元素（Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗ等）の各元素の窒化物、前記各元素の炭化物及び
前記各元素の珪化物の１種以上から成る導電性物質であ
り、窒化珪素はエンジニアリングセラミックの代表的素
材であり、機械的強度や破壊靱性値が高いだけでなく、
特に耐熱衝撃性に優れた物質である。また、前記導電性
物質は比抵抗が十分小さく、急速昇温を要求される発熱
体の母材として十分な特性を有している。
【００１２】また、気孔率は３０％以下であり、好まし
くは６％以下とする。３０％を超えると、４ａ族元素、
５ａ族元素及び６ａ族元素の各元素の窒化物、前記各元
素の炭化物及び前記各元素の珪化物の導電性物質が内部
まで酸化し、導電性が低下し電気抵抗が大幅に上昇す
る。
くは６％以下とする。３０％を超えると、４ａ族元素、
５ａ族元素及び６ａ族元素の各元素の窒化物、前記各元
素の炭化物及び前記各元素の珪化物の導電性物質が内部
まで酸化し、導電性が低下し電気抵抗が大幅に上昇す
る。
【００１３】前記導電性物質としては、ＭｏＳｉ2 を主
成分とすることが好ましく、ＭｏＳｉ2 は酸化してＳｉ
Ｏ2 の保護膜を生成しやすく、他の導電性物質を主成分
としたときよりも耐酸化性が良好であって、長時間の発
熱後の電気抵抗の変化が極めて小さい。この場合、上記
と同様の理由で気孔率は５％以下が好ましい。
成分とすることが好ましく、ＭｏＳｉ2 は酸化してＳｉ
Ｏ2 の保護膜を生成しやすく、他の導電性物質を主成分
としたときよりも耐酸化性が良好であって、長時間の発
熱後の電気抵抗の変化が極めて小さい。この場合、上記
と同様の理由で気孔率は５％以下が好ましい。
【００１４】導電性物質の含有量は３０〜８０ｖｏｌ％
であり、好ましくは３０〜６０ｖｏｌ％である。３０ｖ
ｏｌ％より少ない場合十分な導電性が得られず、８０ｖ
ｏｌ％を超える場合、例え気孔率が３０％以下であって
も導電性物質が内部まで酸化し易く、導電性が低下して
電気抵抗が上昇する。
であり、好ましくは３０〜６０ｖｏｌ％である。３０ｖ
ｏｌ％より少ない場合十分な導電性が得られず、８０ｖ
ｏｌ％を超える場合、例え気孔率が３０％以下であって
も導電性物質が内部まで酸化し易く、導電性が低下して
電気抵抗が上昇する。
【００１５】また、３ａ族元素（Rare Earth metal ele
mentで、以下、ＲＥと略す）−ＳｉあるいはＲＥ−Ａｌ
−Ｓｉの各酸化物又は各酸窒化物のいずれかから成る焼
結助剤は、窒化珪素と導電性物質との間隙を占有する所
謂粒界相を形成し、この粒界相は焼成温度において窒化
珪素や導電性物質と良好な濡れ性を有するため、緻密化
を促進し及び前記間隙を埋めるように存在し、そして酸
化防止の機能を有する。
mentで、以下、ＲＥと略す）−ＳｉあるいはＲＥ−Ａｌ
−Ｓｉの各酸化物又は各酸窒化物のいずれかから成る焼
結助剤は、窒化珪素と導電性物質との間隙を占有する所
謂粒界相を形成し、この粒界相は焼成温度において窒化
珪素や導電性物質と良好な濡れ性を有するため、緻密化
を促進し及び前記間隙を埋めるように存在し、そして酸
化防止の機能を有する。
【００１６】前記焼結助剤の含有量は１〜２０ｖｏｌ％
であり、１ｖｏｌ％より少ない場合、気孔率を３０％以
下にするのに高温かつ長時間の焼成を要し、またホット
プレス法等の加圧しての焼成が必要になるなどの製造上
の制約があり、更に酸化防止の機能を十分発揮すること
ができない。２０ｖｏｌ％を超えると、高温で粒界相中
のイオンのマイグレーションが活発になるため、耐久性
が低下し電気抵抗の上昇を引き起こす。
であり、１ｖｏｌ％より少ない場合、気孔率を３０％以
下にするのに高温かつ長時間の焼成を要し、またホット
プレス法等の加圧しての焼成が必要になるなどの製造上
の制約があり、更に酸化防止の機能を十分発揮すること
ができない。２０ｖｏｌ％を超えると、高温で粒界相中
のイオンのマイグレーションが活発になるため、耐久性
が低下し電気抵抗の上昇を引き起こす。
【００１７】前記導電性物質及び焼結助剤の含有量の測
定は、以下の（１）、（２）のような方法で行うことが
できる。
定は、以下の（１）、（２）のような方法で行うことが
できる。
【００１８】（１）電子顕微鏡写真を画像解析するルー
ゼックス装置（自動解析装置）を用い、電子顕微鏡写真
における各成分の面積分率を体積分率に変換する方法。
本方法では、焼結により反応する成分もあるため数％程
度の誤差が生じる場合があるが、一般的に行われている
方法である。
ゼックス装置（自動解析装置）を用い、電子顕微鏡写真
における各成分の面積分率を体積分率に変換する方法。
本方法では、焼結により反応する成分もあるため数％程
度の誤差が生じる場合があるが、一般的に行われている
方法である。
【００１９】（２）化学分析により各成分の重量％を測
定し、それを各成分の比重で除して体積％とする方法。
定し、それを各成分の比重で除して体積％とする方法。
【００２０】次に、本発明のハニカム構造体の製造方法
について、以下に説明する。
について、以下に説明する。
【００２１】本発明のハニカム構造体は、（ａ）窒化珪
素粉末及び／又は珪素粉末、（ｂ）４ａ族元素、５ａ族
元素及び６ａ族元素の各元素の窒化物、前記各元素の炭
化物、前記各元素の珪化物及び前記各元素の酸化物のう
ちの１種以上の粉末、及び／又は、４ａ族元素、５ａ族
元素及び６ａ族元素のうちの１種以上の金属粉末、
（ｃ）ＲＥ2 Ｏ3 、ＲＥ2 Ｏ3 とＡｌ2 Ｏ3 、ＲＥ2 Ｏ
3 とＡｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2又はＲＥ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 を
混合し、窒素を含む雰囲気中で１４００℃〜２０００℃
の温度で焼成することにより製造する。
素粉末及び／又は珪素粉末、（ｂ）４ａ族元素、５ａ族
元素及び６ａ族元素の各元素の窒化物、前記各元素の炭
化物、前記各元素の珪化物及び前記各元素の酸化物のう
ちの１種以上の粉末、及び／又は、４ａ族元素、５ａ族
元素及び６ａ族元素のうちの１種以上の金属粉末、
（ｃ）ＲＥ2 Ｏ3 、ＲＥ2 Ｏ3 とＡｌ2 Ｏ3 、ＲＥ2 Ｏ
3 とＡｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2又はＲＥ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 を
混合し、窒素を含む雰囲気中で１４００℃〜２０００℃
の温度で焼成することにより製造する。
【００２２】かかる製造方法において、窒化珪素粉末と
して市販のものを利用してもよいし、窒素雰囲気中で窒
化珪素となる珪素粉末を利用してもよく、両者を所定割
合で混合して使用することもできる。
して市販のものを利用してもよいし、窒素雰囲気中で窒
化珪素となる珪素粉末を利用してもよく、両者を所定割
合で混合して使用することもできる。
【００２３】４ａ族元素、５ａ族元素及び６ａ族元素の
各元素の窒化物、前記各元素の炭化物、前記各元素の珪
化物の粉末としては、市販のものを利用してもよいし、
市販の４ａ族元素、５ａ族元素及び６ａ族元素の金属粉
末や酸化物粉末を窒素中で焼成して窒化物にしてもよ
い。また、炭素粉末やＣＯ等の炭素を含む雰囲気中で焼
成して炭化物にしたり、珪素粉末や窒化珪素と反応させ
て珪化物にしたり、ＳｉＯ等の珪素を含む雰囲気中で焼
成して珪化物にしてもよい。更には、以上の方法を組み
合わせても構わない。
各元素の窒化物、前記各元素の炭化物、前記各元素の珪
化物の粉末としては、市販のものを利用してもよいし、
市販の４ａ族元素、５ａ族元素及び６ａ族元素の金属粉
末や酸化物粉末を窒素中で焼成して窒化物にしてもよ
い。また、炭素粉末やＣＯ等の炭素を含む雰囲気中で焼
成して炭化物にしたり、珪素粉末や窒化珪素と反応させ
て珪化物にしたり、ＳｉＯ等の珪素を含む雰囲気中で焼
成して珪化物にしてもよい。更には、以上の方法を組み
合わせても構わない。
【００２４】そして、以下の（１）〜（３）のような工
程で製造を行う。
程で製造を行う。
【００２５】（１）上記（ａ）〜（ｃ）の材料をボール
ミルやバレルミル、振動ミル等の公知の混合方法によ
り、水や有機溶媒中で混合し解砕する。
ミルやバレルミル、振動ミル等の公知の混合方法によ
り、水や有機溶媒中で混合し解砕する。
【００２６】（２）十分混合し解砕された粉末を乾燥
し、バインダー成分と共にニーダや撹拌機を使って均一
に混合し、押し出し成形法やテープ成形法、プレス成形
法等により所望形状に成形する。特にハニカム構造体の
場合、押し出し成形法が量産に適しており好適である。
し、バインダー成分と共にニーダや撹拌機を使って均一
に混合し、押し出し成形法やテープ成形法、プレス成形
法等により所望形状に成形する。特にハニカム構造体の
場合、押し出し成形法が量産に適しており好適である。
【００２７】（３）成形後は、バインダー中の水分や有
機溶媒分を充分乾燥させた後、バインダー成分を高温脱
脂炉中で除去するとともに焼成する。焼成は、窒素を含
む雰囲気中で１４００〜２０００℃の温度域で、気孔率
３０％以下になるまで行う。この場合、炭化物や珪化物
を得るために、ＣＯガス等の炭素を含むガスやＳｉＯガ
ス等の珪素を含むガスを混入させても構わない。また、
緻密化を促進させるために、ホットプレス法やＨＩＰ法
（Hot Isostatic Press ：等方加圧焼結法）等を利用し
ても良い。
機溶媒分を充分乾燥させた後、バインダー成分を高温脱
脂炉中で除去するとともに焼成する。焼成は、窒素を含
む雰囲気中で１４００〜２０００℃の温度域で、気孔率
３０％以下になるまで行う。この場合、炭化物や珪化物
を得るために、ＣＯガス等の炭素を含むガスやＳｉＯガ
ス等の珪素を含むガスを混入させても構わない。また、
緻密化を促進させるために、ホットプレス法やＨＩＰ法
（Hot Isostatic Press ：等方加圧焼結法）等を利用し
ても良い。
【００２８】そして、図１に示すように、以上のように
して作製した焼結体（ハニカム構造体本体）１に通電−
加熱用の電極２をにメタライズ層等を介して設け、本発
明の発熱体用のハニカム構造体Ｈが得られる。
して作製した焼結体（ハニカム構造体本体）１に通電−
加熱用の電極２をにメタライズ層等を介して設け、本発
明の発熱体用のハニカム構造体Ｈが得られる。
【００２９】かくして、本発明は、急速昇温が可能で、
耐腐食性に優れ、機械的強度の高く、更には耐久性に優
れたハニカム構造体となる。
耐腐食性に優れ、機械的強度の高く、更には耐久性に優
れたハニカム構造体となる。
【００３０】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で変更する
ことは何等差し支えない。
のではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で変更する
ことは何等差し支えない。
【００３１】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。図１のハ
ニカム構造体Ｈを以下のようにして製造した。
ニカム構造体Ｈを以下のようにして製造した。
【００３２】（１）窒化珪素粉末又は金属珪素粉末と、
４ａ族元素、５ａ族元素及び６ａ族元素の各元素の窒化
物、前記各元素の炭化物、前記各元素の珪化物、前記各
元素の酸化物の粉末あるいは４ａ族元素、５ａ族元素及
び６ａ族元素の金属粉末と、ＲＥ2 Ｏ3 粉末、Ａｌ2 Ｏ
3 粉末、ＳｉＯ2 粉末を、表１に示すような割合でバレ
ルミル中でＩＰＡ（イソプロピルアルコール）と混合し
１０時間混合粉砕した後、乾燥させた。
４ａ族元素、５ａ族元素及び６ａ族元素の各元素の窒化
物、前記各元素の炭化物、前記各元素の珪化物、前記各
元素の酸化物の粉末あるいは４ａ族元素、５ａ族元素及
び６ａ族元素の金属粉末と、ＲＥ2 Ｏ3 粉末、Ａｌ2 Ｏ
3 粉末、ＳｉＯ2 粉末を、表１に示すような割合でバレ
ルミル中でＩＰＡ（イソプロピルアルコール）と混合し
１０時間混合粉砕した後、乾燥させた。
【００３３】
【表１】
【００３４】（２）乾燥後、パラフィンワックスと非水
系有機溶剤、分散剤を添加し、真空ニーダで５時間脱気
混練した後、押し出し成形機で成形用の坏土を押し出し
て、ハニカム形状の成形体を得た。
系有機溶剤、分散剤を添加し、真空ニーダで５時間脱気
混練した後、押し出し成形機で成形用の坏土を押し出し
て、ハニカム形状の成形体を得た。
【００３５】（３）次いで、成形体の溶媒分を大気中で
１２０℃で２４時間乾燥後、高温脱脂炉中で最高温度６
００℃、２４時間で脱脂した。脱脂後、Ｎ2 を含む雰囲
気中で表１に示す条件で焼成した。そして、図１に示す
ような円柱状のハニカム構造体Ｈ、具体的には円形断面
の直径８０ｍｍ、厚さ（セルの軸方向長さ）７０ｍｍ、
リブ厚み０．２ｍｍ、セル数６２セル／ｃｍ2 、セル形
状正方形のものを得た。このハニカム構造体本体１の側
面の対向部にメタライズ法により２つの電極２を設け、
ハニカム構造体Ｈを作製した。
１２０℃で２４時間乾燥後、高温脱脂炉中で最高温度６
００℃、２４時間で脱脂した。脱脂後、Ｎ2 を含む雰囲
気中で表１に示す条件で焼成した。そして、図１に示す
ような円柱状のハニカム構造体Ｈ、具体的には円形断面
の直径８０ｍｍ、厚さ（セルの軸方向長さ）７０ｍｍ、
リブ厚み０．２ｍｍ、セル数６２セル／ｃｍ2 、セル形
状正方形のものを得た。このハニカム構造体本体１の側
面の対向部にメタライズ法により２つの電極２を設け、
ハニカム構造体Ｈを作製した。
【００３６】得られたハニカム構造体Ｈの一部を切り出
し、アルキメデス法による気孔率の測定、Ｘ線回折法
（ＸＲＤ）による構成相調査、電子顕微鏡（ＳＥＭ）写
真（１００μｍ×１００μｍ内）の画像解析によるＳｉ
3 Ｎ4 粒子部、導電性物質粒子部、粒界相部の体積分率
測定を行った。また、ヒータ特性として比抵抗、最高発
熱部が飽和温度９００℃に達するまでに要する経過時間
（昇温特性）、９００℃で１５０時間連続通電後の比抵
抗変化率（耐久性）を測定した。その結果を表２に示
す。
し、アルキメデス法による気孔率の測定、Ｘ線回折法
（ＸＲＤ）による構成相調査、電子顕微鏡（ＳＥＭ）写
真（１００μｍ×１００μｍ内）の画像解析によるＳｉ
3 Ｎ4 粒子部、導電性物質粒子部、粒界相部の体積分率
測定を行った。また、ヒータ特性として比抵抗、最高発
熱部が飽和温度９００℃に達するまでに要する経過時間
（昇温特性）、９００℃で１５０時間連続通電後の比抵
抗変化率（耐久性）を測定した。その結果を表２に示
す。
【００３７】
【表２】
【００３８】表２から判るように、本発明の範囲外であ
るＮ０．１４，Ｎ０．１９，ＮＯ．２６，ＮＯ．３３，
ＮＯ．３５，ＮＯ．３６では、比抵抗、耐久性、昇温特
性の少なくとも１つ以上の特性が、本発明と比較して劣
化している。
るＮ０．１４，Ｎ０．１９，ＮＯ．２６，ＮＯ．３３，
ＮＯ．３５，ＮＯ．３６では、比抵抗、耐久性、昇温特
性の少なくとも１つ以上の特性が、本発明と比較して劣
化している。
【００３９】
【発明の効果】本発明は、窒化珪素と、４ａ族元素、５
ａ族元素及び６ａ族元素の窒化物、各元素の炭化物及び
各元素の珪化物の１種以上から成る導電性物質との焼結
体であり、３ａ族元素−Ｓｉ、３ａ族元素−Ａｌ−Ｓｉ
の各酸化物又は各酸窒化物のいずれかを焼結助剤として
含み、導電性物質の含有率が３０〜８０ｖｏｌ％、焼結
助剤の含有率が１〜２０ｖｏｌ％であり、気孔率を３０
％以下、比抵抗を１Ω・ｃｍ以下としたことにより、従
来の金属製のハニカム構造体と比較して熱容量の小さな
セラミックを用いているため、従来に無い急速昇温が可
能となり、上記焼結助剤により酸化及び電気抵抗の低下
が有効に防止され耐久性が向上する。また、導電性物質
としてＭｏＳｉ2 を主成分とする場合、高温でのＳｉＯ
2 保護膜の生成により耐久性を大きく向上させることが
できる。
ａ族元素及び６ａ族元素の窒化物、各元素の炭化物及び
各元素の珪化物の１種以上から成る導電性物質との焼結
体であり、３ａ族元素−Ｓｉ、３ａ族元素−Ａｌ−Ｓｉ
の各酸化物又は各酸窒化物のいずれかを焼結助剤として
含み、導電性物質の含有率が３０〜８０ｖｏｌ％、焼結
助剤の含有率が１〜２０ｖｏｌ％であり、気孔率を３０
％以下、比抵抗を１Ω・ｃｍ以下としたことにより、従
来の金属製のハニカム構造体と比較して熱容量の小さな
セラミックを用いているため、従来に無い急速昇温が可
能となり、上記焼結助剤により酸化及び電気抵抗の低下
が有効に防止され耐久性が向上する。また、導電性物質
としてＭｏＳｉ2 を主成分とする場合、高温でのＳｉＯ
2 保護膜の生成により耐久性を大きく向上させることが
できる。
【図１】本発明のハニカム構造体の基本構成の斜視図で
ある。
ある。
１：ハニカム構造体本体 ２：電極
Claims (2)
- 【請求項１】窒化珪素と、４ａ族元素、５ａ族元素及び
６ａ族元素の窒化物、前記各元素の炭化物及び前記各元
素の珪化物の１種以上から成る導電性物質との焼結体で
あり、３ａ族元素−Ｓｉあるいは３ａ族元素−Ａｌ−Ｓ
ｉの各酸化物又は各酸窒化物のいずれかを焼結助剤とし
て含み、前記導電性物質の含有率が３０〜８０ｖｏｌ
％、前記焼結助剤の含有率が１〜２０ｖｏｌ％であり、
気孔率を３０％以下、比抵抗を１Ω・ｃｍ以下としたこ
とを特徴とするハニカム構造体。 - 【請求項２】前記導電性物質がＭｏＳｉ2 を主成分とす
る請求項１記載のハニカム構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10019732A JPH11217270A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | ハニカム構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10019732A JPH11217270A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | ハニカム構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11217270A true JPH11217270A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12007501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10019732A Pending JPH11217270A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | ハニカム構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11217270A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002009916A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Ngk Insulators,Ltd. | Article presentant un aspect de nid d'abeille |
| JP2009161394A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Nok Corp | 多孔質セラミックス膜 |
| CN103503557A (zh) * | 2012-03-22 | 2014-01-08 | 日本碍子株式会社 | 加热器 |
| WO2021111870A1 (ja) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP10019732A patent/JPH11217270A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002009916A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Ngk Insulators,Ltd. | Article presentant un aspect de nid d'abeille |
| JP2009161394A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Nok Corp | 多孔質セラミックス膜 |
| CN103503557A (zh) * | 2012-03-22 | 2014-01-08 | 日本碍子株式会社 | 加热器 |
| US9383119B2 (en) | 2012-03-22 | 2016-07-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Heater |
| WO2021111870A1 (ja) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
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