蜂窝构造体
2020-01-12

蜂窝构造体

本发明的目的是提供具有易形成的电极部、此外在作为催化剂载体的同时也作为加热器发挥功能的蜂窝构造体。蜂窝构造体(100)具有:蜂窝构造部(4)、蜂窝构造部(4)的侧面的一对侧面电极(23,23)、蜂窝构造部(4)与侧面电极(23)之间的1层以上的中间层(15)。蜂窝构造部(4)含有平均粒径3~40μm的碳化硅粒子以及硅,硅(Si)与碳化硅(SiC)的比率(Si/SiC)为10/90~40/60,侧面电极(23)的碳化硅粒子的平均粒径为10~70μm,Si/SiC为20/80~50/50,中间层(15)的碳化硅粒子的平均粒径、Si/SiC处于蜂窝构造部(4)与侧面电极(23)之间。蜂窝构造体(100)的侧面电极(23,23)间的电阻为2~100Ω。

首先,在碳化硅粉末(碳化硅)中添加金属硅(金属硅粉末)、粘合剂、表面活性齐IJ、造孔材料、水等,制作成型原料。相对于碳化硅粉末的质量与金属硅质量的合计,金属硅的质量优选为10〜30质量%。碳化硅粉末中的碳化硅粒子的平均粒径优选为3〜40μm,更优选为10〜35μm。金属娃(金属娃粉末)的平均粒径优选为2〜20μm。若小于2μm,则体积电阻有时会变得过大。若大于20μm,则制造时有时会变形。碳化硅粒子以及金属硅(金属硅粒子)的平均粒径是用激光衍射法测定的值。碳化硅粒子是构成碳化硅粉末的碳化硅的微粒子,金属硅粒子是构成金属硅粉末的金属硅的微粒子。碳化硅粒子以及金属硅的合计质量优选相对于成型原料整体的质量为30〜78质量%。

接着,调和用于形成中间层的中间层形成原料。中间层的主成分为碳化硅以及硅时,中间层形成原料优选在碳化硅粉末以及硅粉末中添加规定的添加物后混炼而形成。具体地,在碳化硅粉末(碳化硅)中添加金属硅(金属硅粉末)、粘合剂、表面活性齐U、造孔材料、水等,混炼后制作中间层形成原料。相对于碳化硅粉末的质量与金属硅质量的合计,金属硅的质量优选为10〜50质量%。碳化硅粉末中的碳化硅粒子的平均粒径优选为3〜70μm。金属娃(金属娃粉末)的平均粒径优选为2〜20μm。若小于2μm,则体积电阻有时会变得过大。若大于20μm,则制造时有时会变形。碳化硅粒子以及金属硅(金属硅粒子)的平均粒径是用激光衍射法测定的值。碳化硅粒子是构成碳化硅粉末的碳化硅的微粒子,金属硅粒子是构成金属硅粉末的金属硅的微粒子。碳化硅粒子以及金属硅的合计质量优选相对于中间层形成原料整体的质量为40〜80质量%。

(实施例1〜16)

接着,对本发明的蜂窝构造体的一个实施方式的制造方法进行说明。

作为表面活性剂,可使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。它们可1种单独使用,也可2种以上组合使用。表面活性剂的含有量优选为相对于电极端子突起部形成原料整体在2质量%以下。

接着,优选将碳化硅粉末(碳化硅)、金属硅(金属硅粉末)、粘合剂、表面活性剂、造孔材料、水等混合得到的混合物进行混炼,作为电极端子突起部形成原料。混炼方法并无特别限定,例如,可使用混炼机。

如图5所示,电极端子突起部22优选配置于电极部21的"孔格2的延伸方向"中的中央部。这样容易将蜂窝构造部4整体均等加热。

本实施方式的蜂窝构造体100中,隔壁1以及外周壁3优选以作为骨料的碳化硅粒子以及作为令碳化硅粒子结合的结合材料的硅为主成分,也可仅由碳化硅以及硅形成。隔壁1以及外周壁3仅由碳化硅以及硅形成时,也可含有10质量%以下的微量杂质。隔壁1以及外周壁3含有"碳化硅以及硅"以外的物质(微量的杂质)时,作为隔壁1以及外周壁3所含有的其他物质,可举出氧化硅等。此处,"隔壁1以及外周壁3以碳化硅粒子以及硅为主成分"表示隔壁1以及外周壁3含有的碳化硅粒子以及硅在整体的90质量%以上。

以下根据实施例更详细地说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。

(比较例1〜3)

电极部21的40CTC时的体积电阻优选为0.1〜10Ωcm,更优选1〜10Ωcm。通过使电极部21的400°C时的体积电阻在此范围内,一对电极部21,21可在通有高温废气的配管内有效发挥电极的作用。电极部21的400°C时的体积电阻若小于0.1Qcm,则制造时有时会变形。电极部21的400°C时的体积电阻若大于10Qcm,则由于电流难以通过,有时难以发挥作为电极的作用。

如图1所示,一对电极部21,21优选各自向蜂窝构造部4的孔格2的延伸方向延伸的同时形成为经过两端部间(两端面11,12间)的"带状"。此外,优选在与孔格2的延伸方向垂直交叉的截面中,一对电极部21,21中的一侧电极部21,相对于一对电极部21,21中的另一侧的电极部21,夹着蜂窝构造部4的中心部0,配置于相反侧。如此,由于使电极部21形成为带状,带状的电极部21的较长方向沿蜂窝构造部4的孔格2的延伸方向延伸,此外电极部21经过蜂窝构造部4的两端部间(两端面11,12间),因此可将蜂窝构造部4整体更均等地加热。此外,通过在孔格2的延伸方向垂直交叉的截面中,一对电极部21,21中的一侧电极部21相对于一对电极部21,21中的另一侧的电极部21,夹着蜂窝构造部4的中心部0,配置于相反侧,可将蜂窝构造部4整体更均等地加热。