JPS63230566A - Cordierite base sintered body and manufacture - Google Patents

Cordierite base sintered body and manufacture

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JPS63230566A
JPS63230566A JP62064029A JP6402987A JPS63230566A JP S63230566 A JPS63230566 A JP S63230566A JP 62064029 A JP62064029 A JP 62064029A JP 6402987 A JP6402987 A JP 6402987A JP S63230566 A JPS63230566 A JP S63230566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cordierite
weight
producing
sintered body
particle size
Prior art date
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Pending
Application number
JP62064029A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
市古 忠利
北川 利博
鉄也 近藤
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP62064029A priority Critical patent/JPS63230566A/en
Publication of JPS63230566A publication Critical patent/JPS63230566A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【発明の目的】[Purpose of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、自動車の排ガス浄化装置に用いる触媒担体、
化学工業用装置、その他耐熱性および耐熱衝撃特性に優
れていることが要求される部品もしくは製品の素材とし
て利用される、低熱膨張特性を有するコージェライト質
焼結体およびその製造方法に関するものである。 (従来の技術) 従来、低熱膨張特性を有するセラミックス質材料として
は、コージェライト(きん青石。 2Mg0・2AJLzO3・5Si02またはMg2 
(A文4315018)や、リチウムアルミニウムケイ
酸塩(Li20−A旦203・SiO2)、例えばβ−
スボデューメン(ゆう輝石;Li2O@AfL2o3・
4SiO□またはLi2  (AJI2 S in O
12))や、チタン醜7tk ミ(A 2O3” T 
i 02 *りはAJI。 Ti05)などが知られている。 これらのうち、コージェライトは耐熱性および耐食性に
優れていると共に、熱膨張係数(α)が2.0X10−
ら(1/”0)  (常温〜1000℃)と低く、しか
も比較的安価であるため、広く使用されており、例えば
、耐熱食器、化学工業用装置部品、高温および高周波の
電気絶縁用磁器、自動車排ガス浄化装置用触媒担体など
の素材として使用されている。 一方、リチウムアルミニウムケイ酸塩も、耐熱性および
耐食性に優れているものの、上記コージェライトに比べ
ると劣っており、チタン酸アルミは熱膨張係数(α)が
0.2XlO−も(1/℃)(常温〜1ooo℃)と非
常に小さいが、焼結体の強度が上記コージェライトに比
べると低く、分解点が1250℃であって上記コージェ
ライトの分解点(1500℃)に比べて低いため耐熱性
に劣っているので、工業的利用はあまりなされていない
。 現在、ガソリンエンジンを搭載した自動車排ガス浄化装
置用触媒担体には、コージェライトが多く使用されてい
る。そしてこの場合、コージェライトの結晶異方性を利
用し、コージェライト結晶の低熱膨張であるC軸方向を
一定方向に配向することによって、その方向の熱膨張係
数(α)を1.3〜1.5X10−ら(1/”0)と低
くすることにより、耐熱衝撃特性を向上させ、触媒担体
に対して頻繁に加えられる熱衝撃に耐えさせるようにし
ている。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、近年に至っては、ディーゼルエンジンを
搭載した自動車においても排ガス浄化・規制の傾向にあ
るが、この場合に、ディーゼル搭載車両の排ガス浄化装
置用触媒担体は、ガソリンエンジン搭載車両の排ガス浄
化装置用接触担体に比べてより一層優れた耐熱衝撃特性
(すなわち、低熱膨張特性)と耐熱性とが要求されるこ
とから、ディーゼルエンジン搭載車両の排ガス浄化装置
用触媒担体に、従来のガソリンエンジン搭載車両の排ガ
ス浄化装置用触媒担体をそのまま流用することには無理
があり、従来のコージェライトよりもさらに小さい低熱
膨張特性をもつ耐熱性の優れた材料の出現が望まれてい
た。 (発明の目的) 本発明は、上述した従来の要望にかんがみてなされたも
ので、従来のコージェライトよりもさらに小さい低熱膨
張特性をもつ耐熱性の優れたコージェライト質焼結体を
提供し、例えば、ディーゼルエンジン搭載車両の排ガス
浄化装置用触媒担体としても十分に適用が可能であり、
その他化学工業用装置や絶縁用磁器類などにも使用可能
であるコージェライト質焼結体およびその製造方法を提
供することを目的としているものである。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a catalyst carrier for use in an automobile exhaust gas purification device,
This article relates to a cordierite sintered body with low thermal expansion properties and a method for producing the same, which is used as a material for chemical industrial equipment and other parts or products that require excellent heat resistance and thermal shock resistance. . (Prior Art) Conventionally, as a ceramic material having low thermal expansion characteristics, cordierite (corporeal stone, 2Mg0, 2AJLzO3, 5Si02 or Mg2) has been used.
(A text 4315018), lithium aluminum silicate (Li20-Adan203・SiO2), e.g. β-
Subodumen
4SiO□ or Li2 (AJI2 S in O
12)) and Titanium Ugly 7tk Mi (A 2O3” T
i 02 * Riha AJI. Ti05) and the like are known. Among these, cordierite has excellent heat resistance and corrosion resistance, and has a coefficient of thermal expansion (α) of 2.0X10-
Because it is low (1/”0) (room temperature to 1000°C) and relatively inexpensive, it is widely used, such as heat-resistant tableware, equipment parts for the chemical industry, porcelain for high-temperature and high-frequency electrical insulation, It is used as a material for catalyst carriers for automobile exhaust gas purification devices, etc. On the other hand, although lithium aluminum silicate also has excellent heat resistance and corrosion resistance, it is inferior to the above-mentioned cordierite, and aluminum titanate is Although the expansion coefficient (α) is very small at 0.2XlO-(1/℃) (room temperature to 1ooo℃), the strength of the sintered body is lower than that of the above-mentioned cordierite, and the decomposition point is 1250℃. It is lower than the decomposition point (1500°C) of the cordierite mentioned above and has inferior heat resistance, so it is not used much industrially. In this case, by utilizing the crystal anisotropy of cordierite and orienting the C-axis direction, which has low thermal expansion of cordierite crystal, in a certain direction, the coefficient of thermal expansion in that direction ( By lowering α) to 1.3 to 1.5×10−(1/”0), the thermal shock resistance is improved and the catalyst carrier is made to withstand thermal shocks frequently applied to the catalyst carrier. (Problem to be solved by the invention) However, in recent years, there has been a trend towards purification and regulation of exhaust gas even in automobiles equipped with diesel engines. , Catalysts for exhaust gas purification devices for vehicles equipped with diesel engines are required to have better thermal shock resistance (i.e., low thermal expansion characteristics) and heat resistance than catalysts for exhaust gas purification devices for vehicles equipped with gasoline engines. It is impossible to use conventional catalyst carriers for exhaust gas purification devices for vehicles equipped with gasoline engines as a carrier, and it is hoped that a material with excellent heat resistance and low thermal expansion properties that is even smaller than conventional cordierite will emerge. It was rare. (Objective of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional demands, and provides a cordierite sintered body with excellent heat resistance and low thermal expansion characteristics that are smaller than that of conventional cordierite. For example, it can be fully applied as a catalyst carrier for exhaust gas purification devices for vehicles equipped with diesel engines.
The object of the present invention is to provide a cordierite sintered body that can be used for other chemical industrial equipment, insulating porcelain, and the like, and a method for producing the same.

【発明の構成】[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明に係るコージェライト質焼結体は、10〜40重
量%のチタン酸アルミと、5〜10重量%のジルコンと
、残部実質的にコージェライトと、からなることを特徴
としているものである。 本発明は、従来のコージェライトよりもさらに小さい低
熱膨張特性をもつ耐熱性の優れたコージェライト質焼結
体を開発するにあたり、種々の実験・研究を積重ねた結
果、ジルコンがチタン酸アルミおよびコージェライトの
高温での分解を同時に抑制する作用を有することを見い
出し、従来のコージェライトの熱膨張をより一層抑制す
るため、および耐熱性をさらに向上させるために、コー
ジェライトにチタン酸アルミおよびジルコンを加えるこ
とによって、従来のコージェライトよりもさらに耐熱性
および耐熱衝撃特性に優れたコージェライト質焼結体を
得ることができることを確かめた。 本発明に係るコージェライト質焼結体において、チタン
酸アルミ(例えば、A2O3・TiO2またはA文2T
i05)は、8膨張係数(α)が0.2XIO−フ(1
/”O)  (常温〜1000℃)と非常に小さく、コ
ージェライトの低熱膨張化に寄与して、耐熱衝撃特性を
大幅に向上させる。そして、このような効果を得るため
には、チタン酸アルミを10重量%以上とすることが必
要である。しかし、多すぎるとチタン酸アルミの不都合
な特性である低強度が表われて焼結体の強度を低下させ
るので、40重量%以下とした。 他方、ジルコン(例えば、ZrO2*5tO2またはZ
r5iO4)は、チタン酸アルミおよびコージェライト
の高温での分解を同時に抑制して、焼結体の耐熱性をさ
らに向上させるのに寄与する。そして、このような効果
を得るためには、ジルコンを5重量%以上とすることが
必要である。しかし、多すぎると焼結体の熱膨張係数(
α)を増大させて、耐熱衝撃特性を低下させるので、1
0重量%以下とした。 そして、コージェライト(例えば、2Mg0・2A交2
03・5Si02またはM g 2  (A fL4S
i50□8)は従来から耐熱性および耐熱衝撃特性に優
れた材料であるので残部とし、コージェライトの耐熱性
を向上させるために前述のようにジルコンを適量添加す
ると共に、低熱膨張化をはかるためにチタン酸アルミを
適量添加した。 本発明に係るコージェライト質焼結体の製造方法は、1
0〜40重量のチタン酸アルミまたは(および)前記重
量%に相当するチタン酸アルミを生成しうる成分からな
る原料と、5〜10重量%のジルコンまたは(および)
前記重量%に相当するジルコンを生成しうる成分からな
る原料と、残部コージェライトまたはコージェライトを
生成しうる成分からなる原料と、を混合したのち成形し
、て得た成形体を焼成することによってコージェライト
質焼結体を製造するようにしたことを特徴としているも
のであり、上述のように原料を特定し、かつまた各原料
の平均粒径を以下に示すようにより望ましい範囲に調整
することによって、マL 1l−7N−1Jlで1−、
シー;ノL、)−LlかLl  エバ凹ヒチタン酸アル
ミが介在し、ざらにコージェライトとチタン酸アルミと
の間にジルコンが存在する構造とし、これによって従来
のコージェライトよりもさらに耐熱性および耐熱衝撃特
性に優れたコージェライト質焼結体を得るようにしたこ
とを特徴としているものである。 本発明において、チタン酸アルミは、コージェライトの
低熱膨張化およびこれによる耐熱衝撃特性の向上をはか
るために前記した理由で10〜40重量%の範囲で添加
されるが、この場合、そのすべてがチタン酸アルミであ
ることに限定されず、その一部または全部に、高温でチ
タン酸アルミを生成しうる成分からなるものを用いても
よい。 そして、より望ましくは、チタン酸アルミの平均粒径が
2Jlm以下であるようにする。この理由は、平均粒径
が2Jlmを超えると、チタン酸アルミの本来の性質で
ある低強度が影響してきて焼結体の強度を低下させる傾
向となるので、2Jlm以下とすることがより望ましい
。 また、ジルコンは、コージェライトの耐熱性向上をはか
るために前記した理由で5〜10重量%の範囲で添加さ
れるが、この場合、そのすべてがジルコンであることに
限定されず、その一部または全部に、高温でジルコンを
生成しうる成分からなるものを用いてもよい。 そして、より望ましくはジルコンの平均粒径が5〜20
μmであるようにする。この理由は、ジルコンの平均粒
径が5μmよりも小さいと、チタン酸アルミおよびコー
ジェライトの高温での分解を同時に抑制する効果が小さ
くなり、20μmよりも大きいと焼結体の熱膨張係数が
大きくなる傾向があるためである。 さらに、残部となるコージェライトは、その優れた耐熱
性および低熱膨張特性を発揮させるために残部としたも
のであるが、この場合にも、そのすべてがコージェライ
トであることに限定されず、その一部または全部に、高
温でコージェライトを生成しうる成分からなるものを用
いてもよい。 そして、前記コージェライトの原料としては、カオリン
、タルクおよびアルミナもしくはこれらの酸化物を生成
しうる成分からなるものを用い、焼成後にコージェライ
トとなりうるようにすることもできる。 この場合、カオリン(カオリン鉱物;例えば、A見20
3*2Si02 ・2H20またはAR2S i 20
s  (OH) 4 )は例えば押出成形による配向が
良好なものとなるようにその平均粒径が0.3μm以上
で且つ分解抑制の効果が得られるようにその平均粒径が
50gm以下であるものを用いることがより望ましく、
タルク(滑石;例えば、3Mg0・4Si02 ・H2
OまたはMgs S i 40+ o  (OH) 2
 )は例えば押出成形による配向が良好なものとなるよ
うにその平均粒径が0 、3 gm以上で且つ分解抑制
の効果がうすれないようにその平均粒径が50μm以下
であるものを用いることがより望ましく、アルミナ(例
えば、Al2O2)の平均粒径は焼結体の微細構造を良
好に制御することができるように0.1〜20gmの範
囲のものを用いるのがより望ましく、これらをコージェ
ライト組成、より望ましくは、MgO:11〜16重量
部、A見203:33〜41重量部、SiO2:43〜
56重量部、の組成となるように配合し、焼成後にはコ
ージェライト結晶の平均粒径が5〜50gmとなるよう
に焼成することがより望ましく、コージェライトの平均
粒径が5gmよりも小さいと、押出成形による配向かう
まくできず、50トmよりも大きいと熱衝撃によりマイ
クロクラックが発生しやすくなって熱衝撃特性が低下す
るおそれがでてくる。 このようにして、より望ましくは、平均粒径が2pLm
以下のチタン酸アルミを10〜40重量%と、より望ま
しくは平均粒径が5〜20gmのジルコンを5〜10重
量%と、残部より望ましくは5〜.50ILmのコージ
ェライトとを秤量し、各原料および平均粒径を調整して
この後に得られる焼結体の微細構造を制御しうるように
してこれらを混合し、適宜のバインダーと共に粘土状と
したのち成形し1例えば押出成形により網目を通過させ
てハニカム状の成形体とし、カオリン、タルクを配向さ
せた状態にして当該成形体を焼成して、ハニカム構造を
もつコージェライト質焼結体、例えばディーゼルエンジ
ン搭載車両の排ガス浄化装置用触媒担体を得る。この場
合、前記カオリンおよびタルクの平均粒径が0.3μm
よりも小さいときには上記押出成形による当該カオリン
およびタルクの配向が困難となり、反対に平均粒径が5
01Lmよりも大きいときには分解抑制の効果がうすれ
て部分的に分解がおこることもありうる。 (実施例) カオリン(平均粒径2.5ILm)と、タルク(平均粒
径2.Oμm)と、アルミナ(平均粒径1.07zm以
下)と、をコージェライト組成(MgO:14重量部、
A文203;36重量部、SiO2:50重量部)に配
合した混合粉末に、前記混合粉末に対して、チタン酸ア
ルミニウム(平均粒径1.8gm)を第1表に示すよう
に0〜50重量%と、ジルコン(平均粒径5.Oem)
を同じく第1表に示すように0〜15重量%と、を添加
して湿式混合して原料粉末とした。 次に、前記原料粉末100重量部に押出成形用バインダ
ー10重量部を加え、真空中(または減圧中)で気泡を
除去しながら十分練り合わせて粘土状とし、次いで押出
成形を行った。 この押出成形による成形体の寸法は、幅=30m m 
、厚み:0.3mmのものであり、゛この成形体を14
50℃(ただし、第1表のNo、 lは従来のコージェ
ライト組成であって1450℃で分解するため1440
℃)で0.5時間焼成して各焼結体を得た。 次いで、各焼結体の熱膨張係数9.チタン酸アルミ(A
fL203・TiO2)の分解率、焼結体の軟化点を測
定した。この場合、熱膨張係数は、押出方向と平行な方
向の線膨張係数であり、チタン酸アルミの分解率は、1
250℃で5時間放置したあとチタン酸アルミの分解率
を粉末X線法で調べた結果を示すものである。 第1表に示す結果より明らかなように、チタン酸アルミ
を10〜40重量%、ジルコンを5〜10重量%、残部
実質的にコージェライトからなる本発明実施例の焼結体
(No、3.4.5)は、従来例のコージェライトのみ
からなる焼結体(NO,1)よりも熱膨張係数が小さく
軟化点も上昇していることが明らかである。 他方、チタン酸アルミが少ない比較例の焼結体(No、
 2)は熱膨張係数が大であり、反対にチタン酸アルミ
が多い比較例の焼結体(No、 6)では強度が低下し
ていると共に軟化点が低くなっており、ジルコンが多い
比較例の焼結体(No、 7)では熱膨張係数が大きな
値となっていることが認められた。
(Means for Solving the Problems) The cordierite sintered body according to the present invention contains 10 to 40% by weight of aluminum titanate, 5 to 10% by weight of zircon, and the remainder substantially cordierite. It is characterized by consisting of. The present invention was developed as a result of various experiments and research in developing a cordierite sintered body with excellent heat resistance and low thermal expansion characteristics that are even smaller than conventional cordierite. In order to further suppress the thermal expansion of conventional cordierite and to further improve its heat resistance, we added aluminum titanate and zircon to cordierite. It was confirmed that by adding this material, it was possible to obtain a cordierite sintered body with even better heat resistance and thermal shock resistance than conventional cordierite. In the cordierite sintered body according to the present invention, aluminum titanate (for example, A2O3・TiO2 or A2T
i05) has an 8 expansion coefficient (α) of 0.2XIO-F(1
/”O) (room temperature to 1000℃), which contributes to lower thermal expansion of cordierite and greatly improves thermal shock resistance.In order to obtain this effect, aluminum titanate However, if it is too large, the disadvantageous characteristic of aluminum titanate, which is low strength, will appear, reducing the strength of the sintered body, so the content should be 40% by weight or less. On the other hand, zircon (e.g. ZrO2*5tO2 or Z
r5iO4) simultaneously suppresses the decomposition of aluminum titanate and cordierite at high temperatures, contributing to further improving the heat resistance of the sintered body. In order to obtain such an effect, it is necessary to use zircon in an amount of 5% by weight or more. However, if it is too large, the coefficient of thermal expansion of the sintered body (
α) and decreases thermal shock resistance, so 1
The content was set to 0% by weight or less. And cordierite (for example, 2Mg0.2A
03・5Si02 or M g 2 (A fL4S
i50□8) has traditionally been a material with excellent heat resistance and thermal shock resistance, so it will be left as the remainder, and in order to improve the heat resistance of cordierite, an appropriate amount of zircon will be added as mentioned above, and in order to reduce thermal expansion. An appropriate amount of aluminum titanate was added to. The method for producing a cordierite sintered body according to the present invention includes:
0 to 40 weight % of aluminum titanate or (and) a raw material consisting of a component capable of producing aluminum titanate corresponding to the above weight %, and 5 to 10 weight % of zircon or (and)
By mixing a raw material consisting of a component capable of producing zircon corresponding to the above weight % and a raw material consisting of a component capable of producing cordierite or cordierite for the remainder, molding the mixture, and firing the resulting molded body. The method is characterized in that a cordierite sintered body is produced, and the raw materials are specified as described above, and the average particle size of each raw material is adjusted to a more desirable range as shown below. According to Ma L 1l-7N-1Jl 1-,
C;ノL,)-Ll or Ll Eva-concave aluminum titanate is interposed, and zircon is present between the cordierite and aluminum titanate, which makes it more heat resistant than conventional cordierite. This method is characterized by producing a cordierite sintered body with excellent thermal shock resistance. In the present invention, aluminum titanate is added in an amount of 10 to 40% by weight for the above-mentioned reason in order to reduce the thermal expansion of cordierite and thereby improve its thermal shock resistance. The material is not limited to aluminum titanate, but may be partially or entirely composed of components capable of producing aluminum titanate at high temperatures. More desirably, the average particle size of aluminum titanate is 2 Jlm or less. The reason for this is that if the average particle size exceeds 2 Jlm, the inherent low strength of aluminum titanate tends to affect the strength of the sintered body, so it is more desirable to set it to 2 Jlm or less. In addition, zircon is added in an amount of 5 to 10% by weight for the above-mentioned reason in order to improve the heat resistance of cordierite, but in this case, it is not limited to all of the zircon; Alternatively, all the components may be made of components capable of producing zircon at high temperatures. More preferably, the average particle size of zircon is 5 to 20.
Let it be μm. The reason for this is that when the average particle size of zircon is smaller than 5 μm, the effect of simultaneously suppressing the decomposition of aluminum titanate and cordierite at high temperatures becomes small, and when it is larger than 20 μm, the coefficient of thermal expansion of the sintered body increases. This is because there is a tendency to Furthermore, the remaining cordierite is used to exhibit its excellent heat resistance and low thermal expansion properties, but in this case as well, it is not limited to all cordierite. Part or all of the material may be made of a component that can produce cordierite at high temperatures. The cordierite raw material may be made of kaolin, talc, alumina, or a component capable of producing oxides thereof, so that it can become cordierite after firing. In this case, kaolin (kaolin mineral; for example, A 20
3*2Si02 ・2H20 or AR2S i 20
s (OH) 4) has an average particle size of 0.3 μm or more so that the orientation by extrusion molding is good, and an average particle size of 50 gm or less so that the effect of suppressing decomposition is obtained. It is more desirable to use
Talc (talc; e.g. 3Mg0, 4Si02, H2
O or Mgs Si 40+ o (OH) 2
) has an average particle size of 0.3 gm or more to ensure good orientation during extrusion molding, and an average particle size of 50 μm or less to maintain the effect of suppressing decomposition. More preferably, the average particle size of alumina (for example, Al2O2) is in the range of 0.1 to 20 gm so that the fine structure of the sintered body can be well controlled. Composition, more preferably MgO: 11 to 16 parts by weight, Ami203: 33 to 41 parts by weight, SiO2: 43 to 41 parts by weight.
It is more desirable to mix the composition so that the composition is 56 parts by weight, and after firing, the average grain size of cordierite crystals is 5 to 50 gm.If the average grain size of cordierite is smaller than 5 gm, Orientation by extrusion molding cannot be achieved properly, and if the thickness exceeds 50 tm, microcracks are likely to occur due to thermal shock, and there is a risk that thermal shock properties will deteriorate. In this way, more preferably the average particle size is 2 pLm.
10 to 40% by weight of the following aluminum titanate, more preferably 5 to 10% by weight of zircon with an average particle size of 5 to 20 gm, and the balance preferably 5 to 40% by weight. 50 ILm of cordierite was weighed, and each raw material and average particle size were adjusted so that the fine structure of the sintered body obtained thereafter could be controlled, and these were mixed together with an appropriate binder to form a clay-like material. Molding 1 For example, by extrusion molding, the molded body is passed through a mesh to form a honeycomb-shaped molded body, and the molded body is fired with kaolin and talc oriented to form a cordierite sintered body having a honeycomb structure, such as diesel. A catalyst carrier for an exhaust gas purification device for a vehicle equipped with an engine is obtained. In this case, the average particle size of the kaolin and talc is 0.3 μm.
When the average particle size is smaller than 5, it becomes difficult to orient the kaolin and talc by extrusion molding.
When it is larger than 01Lm, the effect of suppressing decomposition may be lost and decomposition may occur partially. (Example) Kaolin (average particle size 2.5 ILm), talc (average particle size 2.0 μm), alumina (average particle size 1.07 zm or less), and cordierite composition (MgO: 14 parts by weight,
A-203: 36 parts by weight, SiO2: 50 parts by weight), aluminum titanate (average particle size 1.8 gm) was mixed with 0 to 50% of the mixed powder as shown in Table 1. Weight% and zircon (average particle size 5.Oem)
Similarly, as shown in Table 1, 0 to 15% by weight was added and wet-mixed to obtain a raw material powder. Next, 10 parts by weight of a binder for extrusion molding was added to 100 parts by weight of the raw material powder, and the mixture was thoroughly kneaded in a vacuum (or under reduced pressure) while removing air bubbles to form a clay-like mixture, and then extrusion molding was performed. The dimensions of the extrusion molded product are: Width = 30mm
, thickness: 0.3 mm.
50℃ (However, No. 1 in Table 1 is the conventional cordierite composition, which decomposes at 1450℃, so 1440℃)
℃) for 0.5 hours to obtain each sintered body. Next, the coefficient of thermal expansion of each sintered body is 9. Aluminum titanate (A
The decomposition rate of fL203/TiO2) and the softening point of the sintered body were measured. In this case, the thermal expansion coefficient is the linear expansion coefficient in the direction parallel to the extrusion direction, and the decomposition rate of aluminum titanate is 1
This figure shows the results of examining the decomposition rate of aluminum titanate by powder X-ray method after it was left at 250°C for 5 hours. As is clear from the results shown in Table 1, the sintered body of the present invention example (No. 3 It is clear that .4.5) has a smaller coefficient of thermal expansion and a higher softening point than the conventional sintered body made only of cordierite (NO, 1). On the other hand, the sintered body of the comparative example containing less aluminum titanate (No.
2) has a large coefficient of thermal expansion, whereas the comparative example sintered body (No. 6), which contains a large amount of aluminum titanate, has a lower strength and a lower softening point; It was observed that the thermal expansion coefficient of the sintered body (No. 7) had a large value.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明してきたように、本発明に係るコージェライト
質焼結体は、10〜40重量%のチタン酸アルミと、5
〜10重量%のジルコンと、残部実質的にコージェライ
トと、からなる組成を有するものであるから、従来のコ
ージェライト系材料に比べて耐熱性がさらに優れている
と共に熱膨張係数がさらに小さく耐熱衝撃特性に優れて
いるものであり、例えば、従来のガソリンエンジン搭載
車両の排ガス浄化装置用触媒担体よりもさらに優れた耐
熱性および耐熱衝撃特性が要求されるディーゼルエンジ
ン搭載車両の排ガス浄化装置用触媒担体として十分に適
用可悌であり、その他化学工業装置部材や絶縁用磁器類
などにも十分適用可能なものであるという非常に優れた
効果がもたらされる。 また、本発明に係るコージェライト質焼結体の製造方法
は、10〜40重量%のチタン酸アルミまたは前記重量
%に相当するチタン酸アルミを生成しうる成分からなる
原料と、5〜10重量%のジルコンまたは前記重量%に
相当するジルコンを生成しうる成分からなる原料と、残
部コージェライトまたはコージェライトを生成しうる成
分からなる原料と、を混合したのち成形して得た成形体
を焼成することによりコージェライト質焼結体を製造す
るようにしたから、上述じた従来以上に耐熱性および耐
熱衝撃特性に優れていることが要求されるディーゼルエ
ンジン搭載車両の排ガス浄化装置用触媒担体として十分
に適用可能であるコージェライト質焼結体を製造するこ
とが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる
As explained above, the cordierite sintered body according to the present invention contains 10 to 40% by weight of aluminum titanate and 5% by weight of aluminum titanate.
It has a composition consisting of ~10% by weight of zircon and the remainder is essentially cordierite, so it has better heat resistance than conventional cordierite materials, and has a smaller coefficient of thermal expansion. Catalysts for exhaust gas purification devices for diesel engine vehicles require superior heat resistance and thermal shock resistance than conventional catalyst carriers for exhaust gas purification devices for gasoline engine vehicles. It has very excellent effects in that it is fully applicable as a carrier and can also be applied to other chemical industrial equipment members, insulating porcelain, and the like. Further, the method for producing a cordierite sintered body according to the present invention includes a raw material consisting of 10 to 40% by weight of aluminum titanate or a component capable of producing aluminum titanate corresponding to the above weight%, and 5 to 10% by weight of aluminum titanate. % of zircon or a component that can produce zircon corresponding to the weight %, and a raw material that consists of the remaining cordierite or a component that can produce cordierite are mixed and then molded and the resulting compact is fired. By doing this, we were able to produce a cordierite sintered body, which can be used as a catalyst carrier for exhaust gas purification devices for vehicles equipped with diesel engines, which require better heat resistance and thermal shock resistance than conventional ones. The very advantageous effect is that it is possible to produce cordierite sintered bodies that are fully applicable.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)10〜40重量%のチタン酸アルミと、5〜10
重量%のジルコンと、残部実質的にコージェライトと、
からなることを特徴とするコージェライト質焼結体。
(1) 10-40% by weight of aluminum titanate and 5-10% by weight of aluminum titanate
% by weight of zircon and the balance substantially of cordierite;
A cordierite sintered body characterized by consisting of.
(2)10〜40重量%のチタン酸アルミまたは前記重
量%に相当するチタン酸アルミを生成しうる成分からな
る原料と、5〜10重量%のジルコンまたは前記重量%
に相当するジルコンを生成しうる成分からなる原料と、
残部コージェライトまたはコージェライトを生成しうる
成分からなる原料と、を混合したのち成形して得た成形
体を焼成することを特徴とするコージェライト質焼結体
の製造方法。
(2) A raw material consisting of 10 to 40% by weight of aluminum titanate or a component capable of producing aluminum titanate corresponding to the above weight%, and 5 to 10% by weight of zircon or the above weight%.
A raw material consisting of a component capable of producing zircon equivalent to
A method for producing a cordierite sintered body, which comprises mixing the remaining cordierite or a raw material consisting of a component capable of producing cordierite, and then firing the molded body obtained by molding.
(3)チタン酸アルミの平均粒径が2μm以下、ジルコ
ンの平均粒径が5〜20μm、コージェライトの平均粒
径が5〜50μmであることを特徴とする特許請求の範
囲第(2)項に記載のコージェライト質焼結体の製造方
法。
(3) Claim (2) characterized in that the average particle size of aluminum titanate is 2 μm or less, the average particle size of zircon is 5 to 20 μm, and the average particle size of cordierite is 5 to 50 μm. A method for producing a cordierite sintered body as described in .
(4)コージェライトを生成しうる成分からなる原料が
、カオリン、タルクおよびアルミナからなることを特徴
とする特許請求の範囲第(2)項または第(3)項に記
載のコージェライト質焼結体の製造方法。
(4) Cordierite sintering according to claim (2) or (3), wherein the raw material consisting of components capable of producing cordierite consists of kaolin, talc, and alumina. How the body is manufactured.
(5)カオリンの平均粒径が0.3〜50 μm、タルクの平均粒径が0.3〜50μm、アルミナ
の平均粒径が0.1〜20μmであって、生成されるコ
ージェライトの平均粒径が5〜50μmであることを特
徴とする特許請求の範囲第(4)項に記載のコージェラ
イト質焼結体の製造方法。
(5) The average particle size of kaolin is 0.3 to 50 μm, the average particle size of talc is 0.3 to 50 μm, and the average particle size of alumina is 0.1 to 20 μm, and the average cordierite produced is The method for producing a cordierite sintered body according to claim 4, wherein the particle size is 5 to 50 μm.
(6)カオリン、タルクおよびアルミナの配合割合は、
コージェライトの組成が、MgO:11〜16重量部、
Al_2O_3:33〜41重量部、SiO_2:43
〜56重量部となるようにすることを特徴とする特許請
求の範囲第(4)項または第(5)項に記載のコージェ
ライト質焼結体の製造方法。
(6) The blending ratio of kaolin, talc and alumina is
The composition of cordierite is MgO: 11 to 16 parts by weight,
Al_2O_3: 33-41 parts by weight, SiO_2: 43
The method for producing a cordierite sintered body according to claim 4 or claim 5, wherein the amount is 56 parts by weight.
(7)成形体はハニカム構造をもつエンジン排ガス浄化
装置用触媒担体用のものであることを特徴とする特許請
求の範囲第(2)項ないし第(6)項のいずれかに記載
のコージェライト質焼結体の製造方法。
(7) The cordierite according to any one of claims (2) to (6), wherein the molded body is used as a catalyst carrier for an engine exhaust gas purification device having a honeycomb structure. A method for producing quality sintered bodies.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011514875A (en) * 2008-02-29 2011-05-12 コーニング インコーポレイテッド Cordierite reinforced with dispersions for filters and substrates

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