[发明专利]多孔质材料及多孔质材料的制造方法以及蜂窝结构体

说明书

技术领域

本发明涉及多孔质材料及多孔质材料的制造方法以及蜂窝结构体。进一步详细而言，本发明涉及即使在低氧气氛中暴露于高温时也难以损坏、耐热性得以提高的多孔质材料及多孔质材料的制造方法以及蜂窝结构体。

背景技术

以往，作为用于捕集除去如柴油机的废气那样的含尘流体中所含的粒子状物质(颗粒物)的过滤器(柴油机颗粒过滤器(Diesel Particle Filter，DPF)等，使用蜂窝结构体。

作为该蜂窝结构体(过滤器)的构成材料，使用耐火性的碳化硅(SiC)、堇青石等、或者它们的复合材料等(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-292388号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1中记载的蜂窝结构体在低氧气氛中暴露于高温时，有时会发生碳化硅的氧化分解而损坏。具体而言，如果在低氧条件下加热碳化硅，则碳化硅会按照式(1)：SiC+O₂→SiO↑+CO↑进行氧化反应，该反应被称为“活性氧化(active oxidation)”，是与通常的形成SiO₂的钝化氧化(passive oxidation)不同的氧化反应。并且，在活性氧化中，当所产生的气体状态的SiO发生氧化反应时将会同时发生剧烈的放热。因此，有时蜂窝结构体会因该放热而损坏。

这里，在过滤器的再生时(即，燃烧除去在过滤器内堆积的颗粒物的操作时)，氧通过颗粒物的燃烧而被消耗。因此，再生时，过滤器会暴露于低氧气氛中。也就是说，专利文献1中记载的蜂窝结构体在其再生时暴露于低氧气氛中，进行上述氧化反应。然后，在蜂窝结构体内发生剧烈的放热，有时蜂窝结构体会因该放热而损坏。

本发明是鉴于上述问题而完成的。本发明提供一种即使在低氧气氛中暴露于高温时也难以损坏、耐热性得以提高的多孔质材料及多孔质材料的制造方法以及蜂窝结构体。

用于解决课题的方案

[1]一种多孔质材料，其由骨料和结合材构成，前述骨料含有含硅非氧化物，前述结合材含有使前述骨料彼此以保持了多个细孔的状态结合的氧化物陶瓷，并且，

在前述骨料的表面具有含氧相，前述表面包含前述骨料与前述结合材的界面。

[2]如前述[1]所述的多孔质材料，其中，前述骨料中的氧的含有比例为前述骨料的质量的2～25质量％。

[3]如前述[1]或[2]所述的多孔质材料，其中，前述含氧相为含方英石的相。

[4]如前述[1]～[3]中任一项所述的多孔质材料，其中，前述结合材中，相对于全部前述结合材，含有50质量％以上的晶质堇青石。

[5]如前述[4]所述的多孔质材料，其中，前述结合材进一步含有选自由非晶质堇青石、氧化铝、莫来石、尖晶石、假蓝宝石和方英石构成的组中的至少一种。

[6]如前述[1]～[5]中任一项所述的多孔质材料，其中，前述含氧相的膜厚为0.2～3.0μm。

[7]如前述[1]～[6]中任一项所述的多孔质材料，其中，前述骨料含有碳化硅。

[8]如前述[1]～[7]中任一项所述的多孔质材料，其中，气孔率为35～75％。

[9]如前述[1]～[8]中任一项所述的多孔质材料，其中，热膨胀系数为5.5×10^-6/K以下。

[10]一种多孔质材料的制造方法，其具有：

成形工序，在含有含硅非氧化物的骨料粉末体中，添加含有堇青石化原料的结合材用原料以及有机粘合剂进行混合而得到混合物后，将前述混合物成形而得到成形体；

烧成工序，将所得到的前述成形体在含氧的气氛中预烧，除去前述成形体中的有机粘合剂，然后，在1370～1450℃的温度范围进行正式烧成，得到使前述骨料粉末体彼此通过氧化物陶瓷结合而成的多孔质的烧成体；以及

多孔质材料形成工序，对所得到的前述烧成体在含氧的气氛中在1000～1400℃的温度范围进行热处理，从而使得在包含前述骨料粉末体与前述氧化物陶瓷的界面的、前述骨料粉末体的表面形成含氧相，得到多孔质材料。

[11]由前述[10]所述的多孔质材料的制造方法，其中，相对于多孔质材料，前述含氧相中含有0.05质量％以上的碱金属。