KR100629195B1 - 탄화규소질 다공체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 탄화규소질 다공체는, 골재가 되는 탄화규소 입자와, 금속규소를 포함하며, 또한 Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 갖는 것을 특징으로 하고, 고기공율, 고강도인 동시에 내산화성, 내열충격성이 우수하며, 필터로서 이용한 경우에, 유체의 누설을 생기게 하는 단절 등의 문제를 포함할 가능성이 매우 낮고, 또한 압력 손실이 매우 낮다고 하는 특성을 갖는 탄화규소질 다공체이다.

Description

탄화규소질 다공체 및 그 제조 방법{SILICON CARBIDE BASED POROUS MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 주로 자동차 배기 가스 정화용의 필터나 촉매 담체 등을 구성하는 재료로서 적합한 특성을 갖는 탄화규소질 다공체와 그 제조 방법에 관한 것이다.
디젤 엔진 배기 가스와 같은 오물을 포함하는 유체 중에 포함되는 입자형 물질을 포집 제거하기 위한 필터[디젤 미립자 필터(DPF)], 또는 배기 가스 중의 유해 물질을 정화하는 촉매 성분을 담지하기 위한 촉매 담체로서, 복수의 서로 인접하는 셀의 복합체를 형성하는 셀 격벽(리브)과, 이 셀 복합체의 최외주에 위치하는 최외주 셀을 둘러싸고 유지하는 하니콤 외벽으로 구성된 다공질의 하니콤 구조체가 널리 이용되며, 또한 그 구성 재료로서, 내화성의 탄화규소(SiC)가 이용되고 있다.
또한, 종래의 DPF에 산화 촉매를 담지하고, 퇴적된 미립자를 산화 및 연소하여 연속적으로 재생하는 재생 방식을 채용하는 DPF(촉매 재생용 DPF)의 개발이 진전되고 있다.
이러한 하니콤 구조체로서는, 예컨대 소정의 비표면적을 갖는 동시에 불순물을 함유하는 탄화규소 분말을 출발 원료로 하고, 이것을 원하는 형상으로 성형, 건조한 후, 1600∼2200℃의 온도 범위 내에서 소성하여 얻어지는 하니콤 구조의 다공 질 탄화규소질 촉매 담체가 개시되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 개시된 촉매 담체에 있어서, 탄화규소 분말 자체의 재결정 반응에 의한 소결 형태(네킹)에서는, 탄화규소 입자 표면으로부터 탄화규소 성분이 증발되고, 이것이 입자 사이의 접촉부(네크부)에 응축됨으로써, 네크부가 성장하여 결합 상태가 얻어진다. 그러나, 탄화규소를 증발시키기 위해서는 매우 높은 소성 온도가 필요하기 때문에, 이는 비용 상승을 초래하고, 또한 열팽창율이 높은 재료를 고온 소성해야만 하기 때문에, 소성 수율이 저하된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 전술한 탄화규소 분말 자체의 재결정 반응에 의한 소결에 의해서, 고(高)기공율의 필터, 특히 50% 이상의 기공율을 갖는 필터를 제조하고자 하면, 이 소결 기구가 충분히 기능하지 않게 되기 때문에 네크부의 성장이 방해를 받고, 이로 인하여 필터의 강도가 저하되어 버린다고 하는 문제도 있었다.
한편, DPF의 경우, 엔진 출력에 많은 영향을 미치게 하는 압력 손실을 가능한 한 저감시키는 것이 중요한 과제의 하나이며, 이 과제를 달성하기 위해, DPF를 보다 고기공율로 할 것, 즉 이것을 구성하는 다공질 재료로서 보다 고기공율의 것을 이용할 것이 요구된다. 또한, 촉매 재생용 DPF는, 필터의 압력 손실을 가능한 한 억제할 것이 요구되며, 보다 고기공율, 구체적으로는 기공율을 50% 이상, 특히 70% 전후로 할 것이 요구된다.
종래, 하니콤 구조체를 보다 고기공율로 하기 위한 방법으로서, 이 하니콤 구조체를 구성하는, 탄화규소 입자 등을 포함하는 다공질 재료의 원료 혼합물에 전분, 발포 수지 등의 기공 형성제를 첨가하여, 소성시에 이들 기공 형성제를 태워 날린다고 하는 방법이 있다. 그러나, 어느 정도 이상의 기공율, 예컨대 60% 이상의 기공율로 하기 위해서는, 첨가하는 기공 형성제도 다량으로 되는데, 유기 화합물계의 기공 형성제를 다량으로 첨가하면, 탈지[가(假)소성] 단계에서 발생하는 유기 휘발 물질, 이산화탄소 등의 가스의 양도 다량으로 되는 동시에, 연소열도 커진다. 이러한 제작 조건으로 얻어지는 가소성(탈지)체나 소성체에는 균열, 인열, 단절이 발생하거나 또는 유기계 기공 형성제의 응집에 기인한 조대(粗大) 기공 등의 불량 부분, 즉 필터 기능을 나타내지 못해, 유체의 누설을 생기게 하는 불량 부위가 형성되는 경우가 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평6-182228호 공보
본 발명은, 이러한 종래 기술이 갖는 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 고기공율, 고강도인 동시에 내산화성, 내열충격성이 우수하며, 필터로서 이용한 경우에, 유체의 누설을 생기게 하는 단절 등의 문제점을 포함할 가능성이 매우 낮고, 또한 압력 손실이 매우 낮다고 하는 특성을 갖는 탄화규소질 다공체와, 이를 이용하여 구성된 하니콤 구조체, 그리고 이러한 특성을 갖는 탄화규소질 다공체의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 골재가 되는 탄화규소 입자와, 금속규소를 포함하며, 또한 Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 갖는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체가 제공된다.
본 발명에서는, 산화물상이 탄화규소 입자 및/또는 금속규소의 표면 및/또는 주변에 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 산화물상이 SiO2, Al2O3 및 알칼리토류 금속을 함유하는 것이며, 또한 산화물상 전체에 대한 알칼리토류 금속의 함유율이 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 9∼50 질량%인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 알칼리토류 금속이 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 그 기공율이 50∼80%이고, 그 평균 세공 직경이 10∼50 ㎛인 것이 바람직하며, 평균 세공 직경의 값을 10X ㎛로 했을 때에 그 세공 직경의 분포를 용적 기준으로 나타낸 경우, 전체 세공 용적 중에서 세공 직경의 값이 10X ± 0.25 ㎛의 범위 내인 세공(특정 세공)의 합계 용적이, 전체 세공 용적의 80% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 산화물상이 탄화규소 입자 및/또는 금속규소의 표면의 적어도 일부를 피복하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 산화물상의 적어도 일부가 코디에라이트(cordierite), 아노사이트(anorthite), Sr 장석(SrAl2Si2O8) 및 셀시안(BaAl2Si 2O8)으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 전술한 탄화규소질 다공체 중 어느 하나에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 하니콤 구조체가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 탄화규소 입자 및 금속규소를 포함하는 원료 혼합물에, Si 및 Al를 포함하는 무기 마이크로 벌룬과, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을 첨가한 후, 소정 형상으로 성형하고, 얻어진 성형체를 가소성 및 본소성하며, 상기 무기 마이크로 벌룬을 용융시켜, 상기 탄화규소 입자 및/또는 상기 금속규소의 표면 및/또는 주변에 Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 갖는 다공질 구조의 다공체를 얻는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에서는, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물에 함유되는 알칼리토류 금속이 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물이, 산화 또는 분해되면 MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 알칼리토류 금속의 일산화물이 되는 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 탄화규소 입자와 금속규소와의 합계량 100 질량부에 대하여, 무기 마이크로 벌룬을 5∼30 질량부 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 무기 마이크로 벌룬의 첨가량 100 질량부에 대하여, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을, 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 포함하여, 알칼리토류 금속의 일산화물 환산으로 10∼100 질량부 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 무기 마이크로 벌룬의 첨가량 100 질량부에 대하여, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물에 함유되는 알칼리토류 금속이 Mg인 경우에 MgO로 환산하여 10∼25 질량부, Ca인 경우에 CaO로 환산하여 14∼35 질량부, Sr인 경우에 SrO로 환산하여 26∼64 질량부, Ba인 경우에 BaO로 환산하여 38∼95 질량부로 각각 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Si 소스와 Al 소스의 합계 함유율은, Si 소스를 SiO2로 Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때 90 질량% 이상이고, 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Al 소스의 함유율은, Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때 20∼55 질량%인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 소정 형상이 하니콤 형상인 것이 바람직하다.
도 1은 실시예 1의 탄화규소질 다공체의 미세 구조를 보여주는 전자현미경 사진이다.
도 2는 실시예 2의 탄화규소질 다공체의 미세 구조를 보여주는 전자현미경 사진이다.
도 3은 실시예 3의 탄화규소질 다공체의 미세 구조를 보여주는 전자현미경 사진이다.
도 4는 실시예 9의 탄화규소질 다공체의 미세 구조를 보여주는 전자현미경 사진이다.
도 5는 비교예 1의 탄화규소질 다공체의 미세 구조를 보여주는 전자현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 당업자의 통상의 지식에 기초하여, 적절하게 설계의 변경, 개량 등이 실시될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은, 골재가 되는 탄화규소 입자와, 금속규소를 포함하며, 또한 Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다. 이하, 그 상세한 점에 관해서 설명한다.
본 발명의 탄화규소질 다공체는 골재가 되는 탄화규소 입자와 금속규소를 포함하고 있다. 따라서, 제조시에 있어서 비교적 낮은 소성 온도로 소결할 수 있어, 제조 비용이 억제되는 동시에 제조 수율의 향상이 이루어지고 있다. 또한, 내화성 입자인 탄화규소 입자의 결합에 금속규소를 이용하고 있기 때문에 높은 열전도율을 보이는 것으로, 예컨대 DPF에 사용한 경우에 필터 재생을 위해 퇴적된 미립자를 연소시키더라도 필터를 손상시키는 국소적인 온도 상승이 생기기 어렵다.
또한, Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 갖기 때문에, DPF로서 사용되는 것과 같이 저산소 분위기 하에서 고온에 노출되어진 경우에 있어서도, 탄화규소나 금속규소의 산화 분해가 억제된다. 즉, 본 발명의 탄화규소질 다 공체는 내산화성, 내열충격성이 우수한 것으로, 필터 재생시에 탄화규소나 금속규소의 산화 반응 등에 의한 발열에 의해 필터가 손상되기 어렵다고 하는 효과를 나타낸다. 또한, 이 산화물상은 탄화규소 입자 및/또는 금속규소의 표면 또는 주변에 존재하는 것이 보다 나은 효과가 기대되기 때문에 바람직하다. 한편, 본 발명에서는, 이 산화물상이 탄화규소 입자 및/또는 금속규소의 표면의 적어도 일부를 피복하고 있는 것이 내산화성, 내열충격성을 향상시킨다고 하는 관점에서 더 바람직하다. 또한, 이 산화물상이 10 ㎛ 이하의 세공에 충전되어 탄화규소 입자 사이의 네킹을 보조하는 것이 강도를 향상시킨다고 하는 관점에서 특히 바람직하다.
또한, 전술한 산화물상은 SiO2, Al2O3 및 알칼리토류 금속을 함유하는 것으로, 이 산화물상 전체에 대한 알칼리토류 금속, 구체적으로는 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 함유율이, 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 9∼50 질량%인 것이 바람직하다.
이 산화물상 전체에 대한 알칼리토류 금속의 함유율이, 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 9 질량% 미만이면, 보다 높은 소성 온도가 필요하게 되기 때문에 바람직하지 못하고, 50 질량%을 넘으면, 산화물상의 공융점이 지나치게 낮아지고 소성체가 수축되어 기공율이 저하되어 버리기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 소정의 조건하에서 소성함으로써, 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8), 셀시안(BaAl2Si2O8)과 같은 내열충격성, 내산화성 및 강도 향상에 유효한 산화물상(장석)을 석출시킨다고 하는 관점에서는, 산화물상 전체에 대한 알칼리 토류 금속의 함유율은, 상기 각 장석의 화학식량에 따라, MgO로 9∼20 질량%, CaO로 12∼26 질량%, SrO로 20∼39 질량%, BaO로 28∼49 질량%인 것이 특히 바람직하다. 한편, 소성에 관한 구체적인 조건 등에 대해서는 후술한다.
본 발명에서 말하는 「산화물상 전체에 대한 알칼리토류 금속의 함유율」이란, 탄화규소질 다공체의 연마면에 존재하는 산화물상에 대하여 EDS에 의해 알칼리토류 금속에 고유한 특성 X선을 측정하여 정량(定量)한 값을 의미하거나, 또는 다원소 동시 형광 X선 분석장치 등의 원소 분석장치에 의해 측정되는 탄화규소질 다공체의 C, O, Si, Al 및 알칼리토류 금속(Mg, Ca, Sr 및 Ba)의 정량치로부터 탄화규소 입자 및 금속규소 부분을 제외한 산화물상 내의 함유량으로서 산출되는 값을 의미한다. 예컨대, Al 정량치를 Al2O3로 하고, 알칼리토류 금속 정량치를 일산화물로 한 경우, 산소(O)량을 산출하고, 산소(O) 정량치로부터 빼면, 나머지 산소(O)량분이 SiO2량으로서 산출될 수 있다. 또한, 산화물상을 구성하는 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8), 셀시안(BaAl2Si2O 8)은 분말 X선 회절 패턴을 측정ㆍ감정함으로써 확인할 수 있다. 이상, 측정 방법 등의 예를 나타냈지만, 산화물상 전체에 대한 알칼리토류 금속의 함유율의 측정 방법 및 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8), 셀시안(BaAl2Si2O8)을 확인하는 등의 방법은 이들 측정 방법이나 확인 방법에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는, 그 기공율이 50∼80%인 동시에, 그 평균 세공 직경이 10∼50 ㎛인 것이 바람직하다. 기공율이 50% 미만 또는 평균 세공 직경이 10 ㎛ 미만이 면, DPF, 특히 촉매 성분을 뒤에서부터 세공 안으로 코팅하는 촉매 재생용 DPF 등에서는, 구성 다공질 재료에 촉매 성분을 유효하게 담지시키는 데에 요구되는 기공율, 평균 세공 직경을 만족할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 기공율이 80%를 넘거나 또는 평균 세공 직경이 50 ㎛를 넘으면 강도가 급격히 저하되기 때문에, DPF 또는 촉매 재생용 DPF 등으로서의 내구성이 불충분하게 되므로 바람직하지 못하다. 한편, 고기공율, 저압력 손실인 동시에 고강도를 유지한다고 하는 관점에서, 본 발명의 탄화규소질 다공체는 그 기공율이 50∼75%인 동시에, 평균 세공 직경이 20∼50 ㎛인 것이 더 바람직하며, 기공율이 55∼70%인 동시에, 평균 세공 직경이 25∼50 ㎛인 것이 특히 바람직하다.
한편, 본 발명의 탄화규소질 다공체에 있어서, 조대 기공에 의한 누설이 적고 압력 손실이 유효하게 저감된다고 하는 관점에서는, 평균 세공 직경의 값을 10X ㎛로 했을 때에 그 세공 직경의 분포를 용적 기준으로 나타낸 경우, 전체 세공 용적 중에서 세공 직경의 값이 10X ± 0.25 ㎛의 범위 내인 세공(특정 세공)의 합계 용적이, 전체 세공 용적의 80% 이상인 것이 바람직하다. 이 특정 세공의 합계 용적이 전체 세공 용적의 80% 이하이면, 평균 세공 직경에 비해서 매우 작은 기공 및/또는 매우 큰 기공이 증가하여, 작은 기공은 유효하게 압력 손실을 저감시킬 수 없고, 큰 기공은 유체의 누설을 일으켜, 미립자 등을 효율적으로 포집할 수 없게 되기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 기준이 되는 평균 세공 직경(10X ㎛)은, DPF, 특히 촉매 성분을 뒤에서부터 세공 안으로 코팅하는 촉매 재생용 DPF 등에서는, 그 사용 조건, 담지하는 촉매 성분의 종류, 양 등에 따라 적절하게 선택된다.
또한, 본 발명에 따른 하니콤 구조체는 지금까지 설명한 탄화규소질 다공체 중 어느 하나에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 하니콤 구조체는 그 구성 재료인 탄화규소질 다공체의 특성을 반영하여, 우수한 내산화성, 내산성, 미립자 반응 저항성, 내열충격성을 갖고 있다. 또한, 본 발명에 따른 하니콤 구조체는 높은 SV(공간 속도) 조건 하에서 DPF, 촉매 재생용 DPF, 또는 촉매 담체 등으로서 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명의 탄화규소질 다공체의 제조 방법에 관해서 설명한다. 본 발명의 탄화규소질 다공체를 제조하는 경우, 우선 탄화규소 입자와 금속규소를 함유하는 원료 혼합물을 조제한다. 한편, 탄화규소 입자나 금속규소에는 Fe, Al 또는 Ca 등의 미량의 불순물이 함유되는 경우도 있는데, 그대로 사용하여도 좋고, 약품 세정 등의 화학적 처리를 실시하여 정제한 것을 사용하여도 좋다. 조제한 원료 혼합물에, Si 및 Al를 포함하는 무기 마이크로 벌룬과, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을 첨가한 후, 필요에 따라서 유기 바인더 등의 성형 도움제를 첨가하고 혼합 및 반죽을 행하여 성형용 배토를 얻는다.
전술한 무기 마이크로 벌룬은 원료 혼합물에 첨가될 때 기공 형성제로서의 작용을 보이는 것으로, 종래 사용되고 있었던 전분이나 발포 수지 등의 유기계 기공 형성제에 비하여 저비중인 동시에 적절한 강도를 갖기 때문에, 혼합ㆍ반죽 시에 쉽게 부스러지지 않으며, 취급이 용이하다. 한편, 이 때, 기공 형성제 모두를 무기 마이크로 벌룬으로 하여도 좋고, 유기계 기공 형성제와 병용하더라도 좋다. 얻 어진 배토를 하니콤 형상 등을 비롯한 소정의 형상으로 성형하고, 얻어진 성형체를 가소성하여 성형체 내의 유기 바인더를 제거(탈지)한 후, 본소성을 함으로써, 탄화규소질 다공체를 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 원료 혼합물에 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을 동시에 첨가한다. 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물이란, 이에 함유되는 알칼리토류 금속이 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 화합물을 말하며, 보다 구체적으로는 탄산스트론튬(SrCO3)이나 초산칼슘(Ca(CH3COO)2)과 같이, 가소성 또는 본소성을 할 때에 산화 또는 분해되어 MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 알칼리토류 금속의 일산화물로 되는 화합물이다. 이 화합물을 첨가함으로써, 무기 마이크로 벌룬은 본소성할 때에 용융되어 고기공율의 다공질 구조를 형성하는 동시에, 용융물은 탄화규소 입자 및/또는 금속규소의 표면 및/또는 주변에 Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 형성한다. 이 산화물상은 탄화규소 입자 및/또는 금속규소의 표면 및/또는 주변에 적당량으로 존재하게 되기 때문에, 얻어지는 탄화규소질 다공체는 강도, 내산화성 및 내열충격성이 향상될 수 있다.
무기 마이크로 벌룬은 가소성하더라도 본래의 형상으로 남는다. 또한, 본소성하더라도 가스 성분을 발생하는 일이 없기 때문에, 얻어지는 탄화규소질 다공체에 균열, 인열 또는 단절 등의 불량 부분이 생기기 어렵다. 또한, 이 때 유기계 기공 형성제와 병용하더라도, 전술한 동일한 효과를 나타낸다. 한편, 본 발명에서 는, 첨가하는 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Si 소스와 Al 소스의 합계의 함유율이, Si 소스를 SiO2로 Al 소스를 Al2O3 로 환산했을 때 90 질량% 이상이고, 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Al 소스의 함유율이, Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때 20∼55 질량%이면, 무기 마이크로 벌룬의 공융점이 낮아지고 보다 저온에서 용융할 수 있으므로 바람직하며, 구체적으로는 화력 발전소 등에서 폐기물로서 발생하는 플라이 애시 벌룬(석탄재) 등의 폐기물을 유효하게 이용할 수 있으므로 바람직하다.
첨가하는 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Si 소스와 Al 소스의 합계 함유율이, Si 소스를 SiO2로 Al 소스를 Al2O3 로 환산했을 때 90 질량% 미만이면, 무기 마이크로 벌룬의 공융점이 지나치게 낮아지고 소성체가 수축되어 기공 형성 효과가 그다지 나타나지 않거나, 또는 내열충격성, 내산화성 및 강도 향상에 유효한 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8 ), 셀시안(BaAl2Si2O8)과 같은 산화물상이 형성되기 어렵게 되기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 상기 함유율의 상한치에 대해서 특별히 한정은 없으며, 이론적으로는 함유율이 높을수록 바람직하다. 또한, 첨가하는 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유 되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Al 소스의 함유율이, Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때 20 질량% 미만이면, SiO2 과잉이 되어 무기 마이크로 벌룬이 용융되지 않기 때문에 바람직하지 못하고, 55 질량%를 넘으면, SiO2 부족이 되어 마찬가지로 무기 마이크로 벌룬이 용융되지 않기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8), 셀시안(BaAl2Si2O 8)과 같은 내열충격성, 내산화성 및 강도 향상에 유효한 산화물상을 석출시킨다고 하는 관점에서, 전술한 함유율은 25∼50 질량%인 것이 바람직하며, 30∼45 질량%인 것이 특히 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서 「Si 소스를 SiO2로 Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때의 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Si 소스와 Al 소스의 합계 함유율」이란, JIS M8853(내화 점토 분석방법)에 준거하여, 응집중량 흡광 광도 병용법 및 EDTA 적정법에 의해 측정되는 값을 말한다. 또한, 「Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때의 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Al 소스의 함유율」도, 전술한 방법에 의해 측정되는 값을 말한다.
또한, 얻어지는 탄화규소질 다공체의 기공율은, 무기 마이크로 벌룬의 크기, 첨가량 등을 적절하게 조정함으로써 평균 세공 직경을 조절될 수 있다. 한편, 무기 마이크로 벌룬의 조성, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물의 종류나 첨가량 등의 파라미터에 따라, 무기 마이크로 벌룬의 용융되는 온도 및 형성되는 산화물상은 변화된다. 따라서, 이들 파라미터에 의해, 소성 온도나 얻어지는 탄화규소질 다공체의 산화물상을 미리 알 수 있기 때문에, 목적으로 하는 DPF 등의 사용 조건에 따라서 재료 설계 및 이에 대응하는 제조 설계를 유연하게 조정할 수 있다.
본 발명에서는, 무기 마이크로 벌룬의 평균 입자 직경이 100 ㎛ 이하인 것이 바람직한데, 이는 격벽의 두께가 300 ㎛ 이하인 하니콤을 압출할 수 있기 때문이다. 이 평균 입자 직경은 레이저 산란 타입의 입도 분포 측정에 의해 측정되는 값이다. 또한, 무기 마이크로 벌룬을 중실형 구체라고 가정하여 산출되는 압축 강도가 1 MPa 이상인 것이 바람직한데, 이는 반죽 시에 부스러지기 어렵게 되기 때문이다. 이 압축 강도는 미소 압축 시험기를 이용하여 측정되는 값이다. 또한, 무기 마이크로 벌룬의 탭 충전 밀도는 0.4 g/cm3 이하인 것이 바람직하고, 쉘의 두께는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 5 ㎛ 이하인 것이 더 바람직하다. 한편, 쉘의 두께는 그 파단면 또는 연마면을 현미경으로 관찰하여 측정한 값이다. 이들 조건을 만족하는 무기 마이크로 벌룬의 구체예로서는 E-SPHERES SL-75(ENVIROSPHERES사 제조) 등을 예로 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 구체예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는, 탄화규소 입자와 금속규소와의 합계량 100 질량부에 대하여, 무기 마이크로 벌룬을 5∼30 질량부 첨가하는 것이 바람직하며, 10∼30 질량부 첨가하는 것이 더 바람직하다. 5 질량부 미만이면 기공 형성 효과가 나타나지 않고, 또한 30 질량부를 넘으면 형성되는 산화물상의 양이 지나치게 많기 때문에, 소성체가 축소되어, 기공 형성 효과가 그다지 나타나지 않으므로 바람직하지 못하다. 또 한, 기공율을 더 향상시키고 싶은 경우, 유기계 기공 형성제와 병용할 수도 있다.
본 발명에서는, 무기 마이크로 벌룬의 첨가량 100 질량부에 대하여, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을, 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 포함해서, 알칼리토류 금속의 일산화물 환산으로 10∼100 질량부 첨가하는 것이 바람직하며, 특히 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8), 셀시안(BaAl2Si2O8)과 같은 내열충격성, 내산화성 및 강도 향상에 유효한 산화물상(장석)을 석출시킨다고 하는 관점에서는, 무기 마이크로 벌룬의 첨가량 100 질량부에 대하여, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물에 함유되는 알칼리토류 금속이 Mg인 경우에 MgO로 환산하여 10∼25 질량부, Ca인 경우에 CaO로 환산하여 14∼35 질량부, Sr인 경우에 SrO로 환산하여 26∼64 질량부, Ba인 경우에 BaO로 환산하여 38∼95 질량부, 각각 첨가하는 것이 더 바람직하다. 한편, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물의 첨가량이, 알칼리토류 금속의 일산화물 환산으로 10 질량부 미만이면 무기 마이크로 벌룬이 용융되기 어렵고, 100 질량부를 넘으면 잉여분이 잔류하여 소성체가 수축되어, 기공 형성 효과가 그다지 나타나지 않게 되기 때문에 바람직하지 못하다.
한편, 본 발명에서는, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물은, 알칼리토류 금속을 1종류만 함유하더라도 좋고, 복수 종류 함유하더라도 좋다. 첨가할 때는, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을 1종류만 첨가하더라도 좋고, 복수 종류 첨가하더라도 좋다. 복수 종류 첨가하는 경우는, 첨가하는 양을 서로 다르게 하더라도 좋고, 등분하더라도 좋다. 이들 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물과 무기 마이크로 벌룬을 배토에 공존시켜 소성함으로써, 본소성할 때에 무기 마이크로 벌룬을 용융시켜, 고기공율의 다공질 구조를 형성하는 동시에, 산화물상을 형성할 수 있다. 또한, 소성하더라도 태워져 날리지 않는(없어지지 않는) 무기 마이크로 벌룬을 사용함으로써, 유기계의기공 형성제 등에서 문제가 되는 기공 형성제의 응집이 생기더라도 조대 기공을 일으킬 가능성이 매우 낮기 때문에, 유체의 누설을 일으킬 가능성이 낮아, 오물 함유 유체 중의 미립자 등을 효율적으로 포집할 수 있다. 또한, 용융된 산화물상이 작은 미세 구멍부을 충전하기 때문에, 탄화규소 입자 사이의 네킹을 보조하여 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 산화물상 내에, 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8) 및 셀시안(BaAl2Si2 O8) 등을 석출시킴으로써, 내열충격성, 내산화성 및 강도를 더 향상시킬 수 있다. 한편, 사용하는 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물은, 효율적인 산화물상의 형성 및 입수ㆍ취급 용이성 등의 관점에서 알칼리토류 금속의 일산화물이나 탄산염 등인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서, 가소성은 금속규소가 용융되는 온도보다 낮은 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 150∼700℃ 정도의 소정의 온도에서 일단 유지하여도 좋고, 또한 소정 온도 영역에서 승온 속도를 50℃/hr 이하로 느리게 하여 가소성하여도 좋다. 또한, 소정의 온도에서 일단 유지하는 수법은, 사용한 유기 바인더의 종류와 양에 따라, 단 하나의 온도 수준에서 유지하는 것일 수도 있고, 복수 온도 수준에서 유지하는 것일 수도 있으며, 또한 복수 온도 수준으로 유 지하는 경우에는, 서로 유지 시간을 동일하게 할 수도 있고, 다르게 할 수도 있다. 또한, 승온 속도를 느리게 하는 수법도 마찬가지로, 어떤 한 온도 구역 동안만 느리게 할 수도 있고, 복수 구간에서 느리게 할 수도 있으며, 또한 복수 구간의 경우에는 서로 속도를 동일하게 할 수도 있고, 다르게 할 수도 있다.
얻어지는 탄화규소질 재료로 하여금, 이것에 함유되는 내화성 입자가 금속규소로 결합된 다공질 구조를 갖게 하기 위해서는, 소성시에 금속규소를 연화시킬 필요가 있다. 금속규소의 융점은 1410℃이기 때문에, 본소성할 때의 소성 온도는 1410℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 더욱이 최적의 소성 온도는 미세 구조나 특성치에 따라 결정된다. 다만, 1600℃를 넘는 온도에서는 금속규소의 증발이 진행되어, 금속규소를 통한 결합이 곤란하게 되기 때문에, 소성 온도로서는 1410∼1600℃가 적당하며, 1420∼1580℃가 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1∼5, 실시예 7∼10)
평균 입자 직경 47 ㎛의 SiC 원료 분말과 평균 입자 직경 5 ㎛의 Si 분말을, 80:20의 질량비의 조성이 되도록 배합하여, 이 분말 100 질량부에 대하여, 표 1에 나타내는 질량부의 플라이 애시 벌룬을 첨가하고, 이 플라이 애시 벌룬 100 질량부에 대하여 표 1에 나타내는 질량부의 알칼리토류 금속 일산화물을 첨가했다. 그 후, 유기 바인더로서 메틸셀룰로오스 6 질량부, 계면활성제 2.5 질량부 및 물 24 질량부를 가하고, 균일하게 혼합 및 반죽하여 성형용의 배토를 얻었다. 얻어진 배 토를 압출 성형기에 의해 외경 45 mm, 길이 120 mm, 격벽 두께 0.43 mm, 셀 밀도 100 셀/평방인치(16 셀/cm2)의 하니콤 형상으로 성형하고, 이어서 500℃에서 5시간 동안 탈지를 위한 가소성을 행한 후, 비산화 분위기에 있어서 1450℃에서 2시간 동안 소성을 행하여, 하니콤 구조의 탄화규소질 다공체(실시예 1∼5, 실시예 7∼10)를 제작했다. 한편, 실시예 1∼3 및 실시예 9의 탄화규소질 다공체의 미세 구조를 나타내는 전자현미경 사진을 각각 도 1∼4에 도시한다. 또한, X선 회절로 생성된 산화물상을 확인했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 6)
유기계 기공 형성제로서 평균 입자 직경 50 ㎛의 전분을 첨가하는 것 이외에는 전술한 실시예 1∼5, 실시예 7∼10과 같은 식의 조작에 의해, 하니콤 구조의 탄화규소질 다공체(실시예 6)를 제작했다. 또한, X선 회절로 생성된 산화물상을 확인했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 11∼13)
플라이 애시 벌룬 대신에, Al2O3 및 SiO2의 합계 함유율이 다른 무기 마이크로 벌룬을 이용하는 것(실시예 11), 또는 Al2O3의 함유율이 다른 무기 마이크로 벌룬을 이용하는 것(실시예 12, 13) 이외에는 전술한 실시예 1∼5, 실시예 7∼10과 같은 식의 조작에 의해, 하니콤 구조의 탄화규소질 다공체를 제작했다.
(비교예 1)
플라이 애시 벌룬 및 알칼리토류 금속 산화물을 이용하지 않는 것 이외에는 전술한 실시예 1∼5, 실시예 7∼10과 같은 식의 조작에 의해, 하니콤 구조의 탄화규소질 다공체(비교예 1)를 제작했다. 한편, 비교예 1의 탄화규소질 다공체의 미세 구조를 나타내는 전자현미경 사진을 도 5에 도시한다. 또한, X선 회절로 생성된 산화물상을 확인했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 2, 3)
플라이 애시 벌룬 및 알칼리토류 금속 산화물을 이용하지 않는 것 이외에는 전술한 실시예 6과 같은 식의 조작에 의해, 하니콤 구조의 탄화규소질 다공체(비교예 2)를 제작했다. 또한, X선 회절로 생성된 산화물상을 확인했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(물성치 평가)
제작한 각 탄화규소질 다공체에 대해서, 이하에 나타내는 물성치를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[기공율] : 아르키메데스법으로 측정했다.
[평균 세공 직경] : 수은 세공 측정기로 측정했다.
[세공 직경의 제어율] : 상기 수은 세공 측정기로 측정된 평균 세공 직경을 10X ㎛로 했을 때에 그 세공 직경의 분포를 용적 기준으로 나타낸 경우에, 세공 직경의 값이 10X ± 0.25 ㎛의 범위 내인 세공(특정 세공)의 합계 용적이, 전체 세공 용적에서 차지하는 비율을, 세공 직경의 제어율(%)로 하여 산출했다.
[내산화 시험에 의한 질량 증가율] : 대기 중에서 800℃로 24시간 동안 열처 리함으로써 내산화 시험을 실시했다. 이 시험의 전후에 각 탄화규소질 다공체의 질량을 측정하여, 질량 증가율을 하기의 식(1)에 의해 산출했다.
질량 증가율(%)={(시험후 질량)-(시험전 질량)}/(시험전 질량)×100
[강도] : JIS R1601에 기재한 방법에 준거하여, 실온에서의 4점 굽힘 강도를 측정했다.
[투과율(permeability)] : Permporometer(PMI사 제조)로 측정했다. 한편, 「투과율(permeability)」는 필터 재료에 있어서의 단위면적당 유체의 유동 용이성을 나타내는 값이다.
[포집 효율] : 단위시간당 일정한 미립자를 발생하는 엔진을 사용하여 그 출구 측에 여과지를 배치하고, 필터(탄화규소질 다공체)를 달지 않을 때에 여과지에 퇴적되는 미립자 질량을 100으로 한 경우에 있어서, 필터(탄화규소질 다공체)를 달았을 때에 여과지에 퇴적되는 미립자 질량을 뺀 값을 포집 효율(%)로서 산출했다.
Figure 112004043644302-pct00001
원료 혼합물에 플라이 애시 벌룬 및 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을 적절하게 첨가하고 소성 및 용융함으로써(실시예 1∼5), 얻어지는 탄화규소질 다공 체의 고기공율을 높게 하여, 그 평균 세공 직경을 확대하고, 그 평균 세공 직경의 값을 10X ㎛로 했을 때에 그 세공 직경의 분포를 용적 기준으로 나타낸 경우, 전체 세공 용적 중의 80% 이상을 차지하는 세공 직경의 값이, 10X ± 0.25 ㎛의 범위 내로 제어 가능한 것으로 판명되었다. 이에 따라, 압력 손실이 대폭 저감되고(투과율이 상승) 미립자의 포집 효율이 향상되는 것으로 판명되었다. 또한, 플라이 애시 벌룬이 용융됨으로써 생기는 산화물상에 의해, 강도 및 내산화성이 향상되는 것으로 판명되었다. 이에 비하여, 종래의 방법에서는 기공율, 기공 직경이 작기 때문에 투과율이 낮아서, 필터로서 이용한 경우에 큰 압력 손실을 일으킨다(비교예 1).
또한, 플라이 애시 벌룬의 첨가량은, 지나치게 적은 경우(실시예 7)에는 기공 형성 효과가 나타나지 않아 기공율 50% 이하가 되며, 한편 지나치게 많은 경우(실시예 8)에는 형성되는 산화물상의 양이 지나치게 많기 때문에, 소성체가 수축되어 기공 형성 효과가 그다지 나타나지 않게 되는 것으로 판명되었다.
산화물의 첨가량이 지나치게 적은 경우(실시예 9)에는 플라이 애시 벌룬이 용융되지 않아 평균 세공 직경이 작아지고, 한편 지나치게 많은 경우(실시예 10)에는 과잉의 산화물이 잔류하여 소성체가 수축되므로, 기공 형성 효과가 그다지 나타나지 않는 것으로 판명되었다. 또한, 플라이 애시 벌룬의 첨가량에 대한 산화물의 첨가량을 적당히 제어함으로써, 아노사이트, 코디에라이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8 )이 산화물상으로서 형성되고, 또한 내산화성 및 강도가 향상되는 것으로 판명되었다(실시예 1∼3과 실시예 4, 5를 비교).
플라이 애시 벌룬의 Al 소스 및 Si 소스의 함유율은, 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 뺀 전체에 대한 Al2O3 및 SiO2의 합계 함유율이 90% 미만인 경우(실시예 11), 공융점이 지나치게 낮아지고, 소성체가 수축되어, 기공 형성 효과가 그다지 나타나지 않게 되는 것으로 판명되었다. 또한, 상기 함유율이 90% 이상이더라도, 이 중 Al2O3의 함유율이 지나치게 적은 경우(실시예 12)에는 SiO2 과잉이 되어, 플라이 애시 벌룬이 용융되지 않고, 한편 지나치게 많은 경우(실시예 13)에는 SiO2 부족이 되어 마찬가지로 플라이 애시 벌룬이 용융되지 않는 것으로 판명되었다.
또한, 도 1(실시예 1) 및 도 2(실시예 2)에 있어서, 흑색 부분이 기공, 회색 부분이 탄화규소 입자, 엷은 회색 부분이 금속규소이며, 탄화규소 입자에 비하여 더욱 짙은 진한 회색 부분으로서, 탄화규소 입자 및/또는 금속규소의 표면 및/또는 주변에 존재하고 있는 부분이 산화물상이다. 한편, 도 3에 있어서, 기공(흑색 부분), 탄화규소 입자(회색 부분) 및 금속규소(엷은 회색 부분)는 도 1, 도 2와 마찬가지지만, Sr가 포함되기 때문에, 산화물상은 백색으로 되고 있다. 이와 같이, 반사 전자상(reflected electron image)에 있어서의 산화물상의 색은 첨가한 알칼리토류 금속의 종류와 양에 따라 크게 다르다. 도 1∼도 3에 도시한 바와 같이, 산화물상이 탄화규소 입자 및 금속규소의 표면을 피복함으로써, 내산화성이 향상되는 것으로 판명되었다. 또한, 이들 산화물상은 금속규소로 네킹되어 있지 않은 미세 구멍 부분에도 충전되어, 탄화규소 입자 사이의 네킹을 보조하기 때문에, 강도가 향상되는 것으로 판명되었다. 한편, 도 5(비교예 1)에서는 도 1∼도 3과 같은 기 공(흑색 부분), 탄화규소 입자(회색 부분) 및 금속규소(엷은 회색 부분)를 확인할 수 있지만, 산화물상에 상당하는 부분은 확인할 수 없었다. 한편, 도 4(실시예 9)에서는 도 1, 도 2와 같은 기공(흑색 부분), 탄화규소 입자(회색 부분), 금속규소(엷은 회색 부분) 및 산화물상(탄화규소 입자에 비하여 짙은 진한 회색 부분)뿐만 아니라, 소성시에 용융되지 않고서 남은 플라이 애시 벌룬(원형인 부분)도 확인할 수 있지만, 도 1∼도 3에서는 이러한 현상은 확인할 수 없었다. 즉, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물의 첨가량이 소정의 양이면(도 1∼도 3), 첨가한 플라이 애시 벌룬 모두를 용융할 수 있어, 평균 세공 직경을 충분히 확대하고 압력 손실을 저감할 수 있는 것으로 판명되었다.
또한, 기공 형성제는, 유기계 기공 형성제만으로(비교예 2) 기공율, 평균 세공 직경 모두 증대시킬 수는 있지만, 이에 따라서 강도가 저하되는 데다가 세공 직경의 분포를 충분히 제어할 수 없기 때문에, 포집 효율이 대폭 저하된다. 특히, 기공율이 80% 이상, 평균 세공 직경이 50 ㎛ 이상(비교예 3)이면, 강도가 대폭 저하되어, 필터로서 이용한 경우에 필요한 강도를 만족할 수 없다. 이에 비하여, 본 실시예의 무기 마이크로 벌룬과 유기계 기공 형성제를 병용한 경우(실시예 6), 기공율, 평균 세공 직경 모두가 대폭 증대되고 있음에도 불구하고, 강도가 향상되며, 또한 세공 직경의 분포를 충분히 제어할 수 있으므로, 투과율이 상승하고 있음에도 불구하고, 포집 효율이 유지되는 것으로 판명되었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 탄화규소질 다공체 및 이 탄화규소질 다 공체에 의해 구성되어 있는 하니콤 구조체는 탄화규소 입자와, 금속규소를 포함하며, 또한 소정의 산화물상을 갖는 것이기 때문에, 고기공율, 고강도인 동시에 내산화성, 내열충격성이 우수하고, 또한 필터로서 이용한 경우에, 유체의 누설을 생기게 하는 단절, 또는 유기계 기공 형성제의 응집에 기인하는 조대 기공 등의 문제점을 포함할 가능성이 매우 낮기 때문에, 압력 손실이 낮음에도 불구하고, 포집 효율이 유지된다.
또한, 본 발명의 탄화규소질 다공체의 제조 방법에 따르면, 소정의 공정 및 조건에서 탄화규소 입자와 금속규소를 포함하고, 또한 소정의 산화물상을 갖는 다공질 구조의 탄화규소질 다공체를 얻을 수 있어, 고기공율, 고강도인 동시에 내산화성, 내열충격성이 우수한 탄화규소질 다공체를, 단절 등의 문제점을 발생시키는 일없이 제조할 수 있다.

Claims (17)

  1. 골재가 되는 탄화규소 입자와, 금속규소를 포함하고, Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 갖는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산화물상은, 상기 탄화규소 입자와 상기 금속규소 중 적어도 하나의 표면이나 주변에, 또는 상기 탄화규소 입자와 상기 금속규소 중 적어도 하나의 표면과 주변에 있는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 산화물상은, SiO2, Al2O3 및 알칼리토류 금속을 함유하는 것이며, 상기 산화물상 전체에 대한 상기 알칼리토류 금속의 함유율이, 상기 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 9∼50 질량%인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알칼리토류 금속은 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  5. 제1항에 있어서, 그 기공율이 50∼80%이고, 그 평균 세공 직경이 10∼50 ㎛인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 평균 세공 직경의 값을 10X ㎛로 했을 때에 그 세공 직경의 분포를 용적 기준으로 나타낸 경우, 전체 세공 용적 중에서 상기 세공의 상기 직경의 값이 10X ± 0.25 ㎛의 범위 내인 세공(특정 세공)의 합계 용적이, 상기 전체 세공 용적의 80% 이상인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 산화물상은 상기 탄화규소 입자와 상기 금속규소 중 적어도 하나의 표면의 적어도 일부를 피복하고 있는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 산화물상의 적어도 일부는, 코디에라이트, 아노사이트, Sr 장석(SrAl2Si2O8) 및 셀시안(BaAl2Si2O8)으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체.
  9. 제1항에 기재된 탄화규소질 다공체에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 하니콤 구조체.
  10. 탄화규소 입자 및 금속규소를 포함하는 원료 혼합물에, Si 및 Al를 포함하는 무기 마이크로 벌룬과, 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을 첨가한 후, 소정 형상으로 성형하고, 얻어진 성형체를 가(假)소성 및 본(本)소성하며, 상기 무기 마이크로 벌룬을 용융시켜, 상기 탄화규소 입자와 상기 금속규소 중 적어도 하나의 표면이나 주변에, 또는 상기 탄화규소 입자와 상기 금속규소 중 적어도 하나의 표면과 주변에 Si, Al 및 알칼리토류 금속을 함유하는 산화물상을 갖는 다공질 구조의 다공체를 얻는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물에 함유되는 알칼리토류 금속은 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물은, 산화 또는 분해되면 MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 알칼리토류 금속의 일산화물로 되는 화합물인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 탄화규소 입자와 상기 금속규소와의 합계량 100 질량부에 대하여, 상기 무기 마이크로 벌룬을, 5∼30 질량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 무기 마이크로 벌룬의 첨가량 100 질량부에 대하여, 상기 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을, 상기 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 포함하여, 알칼리토류 금속의 일산화물 환산으로, 10∼100 질량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 무기 마이크로 벌룬의 첨가량 100 질량부에 대하여, 상기 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물을, 상기 알칼리토류 금속을 함유하는 화합물에 함유되는 알칼리토류 금속이 Mg인 경우에 MgO로 환산하여 10∼25 질량부, Ca인 경우에 CaO로 환산하여 14∼35 질량부, Sr인 경우에 SrO로 환산하여 26∼64 질량부, Ba인 경우에 BaO로 환산하여 38∼95 질량부로 각각 첨가하는 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 상기 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Si 소스와 Al 소스의 합계 함유율이, 상기 Si 소스를 SiO2로 상기 Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때 90 질량% 이상이고,
    상기 무기 마이크로 벌룬에 미리 함유되는 알칼리토류 금속을 알칼리토류 금속의 일산화물로 환산하여 뺀 나머지 전체에 대한 상기 무기 마이크로 벌룬에 포함되는 Al 소스의 함유율이, 상기 Al 소스를 Al2O3로 환산했을 때 20∼55 질량%인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 소정 형상은 하니콤 형상인 것을 특징으로 하는 탄화규소질 다공체의 제조 방법.
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