多孔质材料及多孔质材料的制造方法以及蜂窝结构体与流程

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(dieselparticlefilter，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

技术实现要素：

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(activeoxidation)”，是与通常的形成sio2的钝化氧化(passiveoxidation)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。

[12]一种蜂窝结构体，其是由前述[1]～[9]中任一项所述的多孔质材料构成，且为具备隔壁的形状，前述隔壁划分形成从作为一个端面的第一端面延伸至作为另一个端面的第二端面的多个孔格。

[13]由前述[12]所述的蜂窝结构体，其中，具备封孔部，前述封孔部配设于前述第一端面中预定孔格的开口部和前述第二端面中其余孔格的开口部。

发明的效果

本发明的多孔质材料是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。

根据本发明的多孔质材料的制造方法，能够制造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。

本发明的蜂窝结构体是即使在低氧气氛中暴露于高温时也难以损坏、耐热性得以提高的蜂窝结构体。

附图说明

图1为将本发明的多孔质材料的一个实施方式放大并且示意性示出的截面图。

图2为示意性表示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。

图3为示意性表示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的与孔格的延伸方向平行的截面的截面图。

图4为对于软化温度的测定的说明图。

图5为表示对于实施例1、比较例1、2的软化温度测定结果(尺寸收缩曲线)的曲线图。

符号说明

1：隔壁；2：孔格；2a：流入孔格；2b：流出孔格；8：封孔部；11：第一端面；12：第二端面；15：接合层；17：蜂窝单元；20：外周涂层；30：骨料；32：结合材；35：含氧相；37：细孔；40：砝码；45：测定工具；50：试验片；100：蜂窝结构体。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边具体说明本发明的实施方式。本发明不限定于以下的实施方式。应当理解，在不脱离本发明宗旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识对以下的实施方式加以适当变更、改良等而得到的内容也落入本发明的范围。

(1)多孔质材料

如图1所示，本发明的多孔质材料的一个实施方式由骨料30和结合材32构成，骨料30含有含硅非氧化物，结合材32含有使该骨料30彼此以保持了多个细孔37的状态结合的氧化物陶瓷。并且，本实施方式的多孔质材料在骨料30的表面具有含氧相35，所述表面包含骨料30与结合材32的界面。图1为将本发明的多孔质材料的一个实施方式放大并示意性示出的截面图。

这样的多孔质材料由于在骨料的表面具有含氧相(以下有时记为“氧化膜”)，该表面包含骨料与结合材的界面，因此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。

这里，以往，在以碳化硅为骨料并使用金属硅作为结合材而构成的多孔质体中，为了防止其表面的氧化，有时用氧化膜覆盖暴露于外部气体的表面。这样通过用氧化膜覆盖暴露于外部气体的表面来防止多孔质体表面氧化的技术是已知的。然而，本发明中，在包含骨料与结合材的界面的表面也形成有氧化膜，通过形成该氧化膜，从而在多孔质材料中发挥优异的耐热性。

(1-1)骨料

骨料含有含硅非氧化物。作为该骨料，可列举碳化硅(sic)粒子、氮化硅(si3n4)粒子、莫来石(al6si2o13)粒子等。它们中，优选碳化硅(sic)粒子或氮化硅(si3n4)粒子，进一步优选碳化硅(sic)粒子。通过使用碳化硅(sic)粒子作为骨料，从而具有增加热导率这样的优点。

骨料中的氧的含有比例优选为骨料的质量的2～25质量％，进一步优选为7～17质量％。通过设为上述范围，从而兼顾耐热性和耐热冲击性。如果骨料中的氧的含有比例小于上述下限值，则作为骨料的sic发生氧化，在低氧气氛中过滤器有可能受损。如果骨料中的氧的含有比例超过上述上限值，则热膨胀增加，因此耐热冲击性有可能降低。予以说明的是，“骨料中的氧的含有比例”是使用x射线衍射并通过里特沃尔德(rietveld)解析算出的值。对于所得到的衍射图案，使用各晶体的晶体结构参数进行致密化的方法，即为特沃尔德解析法。

骨料的平均粒径优选为8～52μm，进一步优选为10～45μm，特别优选为13～35μm。如果骨料的平均粒径小于上述下限值，则有时压力损失变大。如果骨料的平均粒径超过上述上限值，则在将蜂窝结构体成形时，有时会成为金属模具堵塞的原因，引起成形不良。予以说明的是，“骨料的平均粒径”是使用激光衍射法测定的值。

(1-2)含氧相

含氧相是在包含骨料与结合材的界面的表面形成的相。通过在包含界面的表面也形成有该含氧相，从而如上述那样在多孔质材料中会发挥优异的耐热性。

关于含氧相(氧化膜)，在包含骨料与结合材的界面的表面也形成含氧相(氧化膜)即可。即，本发明中，可以在骨料的整个表面(包含骨料与结合材的界面)形成有氧化膜，也可以在骨料的包含上述界面的至少一部分的表面形成有氧化膜。予以说明的是，在骨料的整个表面形成有氧化膜的情况是指，使用epma(x射线显微分析仪(电子探针显微分析仪，electronprobemicroanalyzer))，在用于确认氧化膜的任意视场(200倍～5000倍)中，确认到该视场内的全部骨料被氧化膜覆盖的情况。

含氧相优选为含有方英石(晶体二氧化硅)的相。如果是这样的相，则即使在引擎运转环境下也会稳定地存在，并且能够抑制因sic的活性氧化而造成的放热。予以说明的是，对于含氧相含有方英石的情况，可以使用x射线衍射进行确认。

含氧相中的方英石的含有比例优选为5～25质量％，更优选为8～21质量％。通过设为上述范围，能够抑制由于sic的氧化而引起的放热。如果含氧相中的方英石的含有比例小于上述下限值，则会由于sic的活性氧化而引起放热，因此过滤器有可能会受损。如果含氧相中的方英石的含有比例超过上述上限值，则热膨胀变大，因此耐热冲击性有可能会降低。予以说明的是，“含氧相中的方英石的含有比例”是使用x射线衍射测定的值。

含氧相中，除了方英石以外，还可以含有ce、na、mg、al、fe。

含氧相的膜厚优选为0.2～3.0μm，进一步优选为0.5～2.5μm，特别优选为0.6～2.0μm。通过将含氧相的膜厚设为上述范围，能够抑制由于sic的活性氧化而引起的放热。如果含氧相的膜厚小于上述下限值，则由于sic的活性氧化而引起放热，因此过滤器有可能会受损。如果含氧相的膜厚超过上述上限值，则热导率降低，因此在过滤器内容易产生温度差，耐热冲击性有可能会降低。予以说明的是，含氧相的膜厚是使用sem(扫描型电子显微镜(scanningelectronmicroscope))、epma对存在于sic周围的含氧相的位置进行多次测定，并对所得测定值进行平均而得到的值。

予以说明的是，含氧相的膜厚可以通过调整热处理温度、热处理时间来调整。

(1-3)结合材

结合材包含使骨料彼此以保持了多个细孔的状态结合的氧化物陶瓷。由于这样结合材使骨料彼此以保持了多个细孔的状态结合，因此能够得到形成有多个气孔的多孔质材料。

作为氧化物陶瓷，具体而言，有堇青石、莫来石、氧化铝等。

结合材中，相对于全部结合材，优选含有50质量％以上的晶质堇青石，更优选含有70～95质量％。通过将结合材中的晶质堇青石的含有比例设为上述范围，能够使热膨胀小，抑制热应力。如果结合材中的晶质堇青石的含有比例小于50质量％，则热膨胀变大，因此耐热冲击性变差，过滤器有可能会受损。予以说明的是，“结合材中的晶质堇青石的含有比例”是使用x射线衍射而测定的值。

结合材优选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。通过结合材进一步含有这些成分，从而能够抑制裂纹朝着结合单元发展。对于结合材是否含有这些成分，可以通过使用sem、x射线衍射进行确认。

本发明的多孔质材料的气孔率优选为35～75％，更优选为40～72％，特别优选为50～70％。如果多孔质材料的气孔率小于上述下限值，则压力损失有可能会变大。如果多孔质材料的气孔率超过上述上限值，则强度变低，当由本发明的多孔质材料形成蜂窝结构体并将该蜂窝结构体容纳于罐体时，蜂窝结构体有可能会受损。予以说明的是，“多孔质材料的气孔率”是根据基于压汞法(以jisr1655为准)的总孔容(单位：cm³/g)和基于水中阿基米德法的表观密度(单位：g/cm³)而算出的值。

本发明的多孔质材料的平均细孔径优选为8～32μm，更优选为10～27μm，特别优选为12～23μm。如果多孔质材料的平均细孔径小于上述下限值，则压力损失有可能会变大。如果多孔质材料的平均细孔径超过上述上限值，则将本实施方式的多孔质材料用作dpf等时，废气中的一部分粒子状物质有可能会无法捕集而透过dpf等。本说明书中，平均细孔径是利用压汞法(以jisr1655为基准)测定的值。

本发明的多孔质材料的弯曲强度优选为5mpa以上，更优选为7mpa以上，特别优选为9mpa以上。如果多孔质材料的弯曲强度小于上述下限值，则耐热冲击性有可能会降低。从本实施方式的多孔质材料的构成方面考虑，上限为50mpa左右。本说明书中，弯曲强度是通过以jisr1601为准的“弯曲试验”测定的值。

本发明的多孔质材料的热膨胀系数优选为5.5×10^-6/k以下，进一步优选为2.0×10^-6～5.3×10^-6/k，特别优选为2.0×10^-6～5.0×10^-6/k。予以说明的是，热膨胀系数越小越优选。但是，从本发明的构成方面考虑，下限为2.0×10^-6/k。如果多孔质材料的热膨胀系数超过上述上限值，则耐热冲击性会降低，因此过滤器有可能会受损。予以说明的是，“热膨胀系数”是利用以jisr1618为准的方法测定的值。具体而言，例如多孔质材料为蜂窝结构体的情况下，从蜂窝结构体切出纵向3孔格×横向3孔格×长度20mm的试验片，测定40～800℃的a轴方向(蜂窝结构体的孔格延伸方向)的热膨胀系数而得到的值。

(2)蜂窝结构体

本发明的蜂窝结构体的一个实施方式为图2、图3所示的蜂窝结构体100。该蜂窝结构体100由上述的本发明的多孔质材料构成。并且，蜂窝结构体100为具备隔壁1的形状，该隔壁1划分形成从作为一个端面的第一端面11延伸至作为另一个端面的第二端面12的多个孔格2。

由于蜂窝结构体100由上述的本发明的多孔质材料构成，因此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。

隔壁1的厚度优选为100～500μm，进一步优选为125～400μm。如果上述隔壁1的厚度小于上述下限值，则强度降低，因此当将蜂窝结构体容纳于罐体时蜂窝结构体有可能会受损。如果超过上述上限值，则压力损失有可能会上升。

作为蜂窝结构体100的孔格形状(与孔格延伸的方向垂直的截面中的孔格形状)没有特别限制。作为孔格形状，可列举三角形、四边形、六边形、八边形、圆形或它们的组合。四边形中优选正方形或长方形。

蜂窝结构体100的孔格密度优选为15～77孔格/cm²，进一步优选为20～62孔格/cm²，特别优选为23～54孔格/cm²。如果上述孔格密度小于上述下限值，则强度降低，因此当将蜂窝结构体容纳于罐体时蜂窝结构体有可能会受损。如果上述孔格密度超过上述上限值，则压力损失有可能会上升。

作为蜂窝结构体的形状，没有特别限定，可列举圆筒状、底面为多边形(三角形、四边形、五边形、六边形等)的柱状等。

如图2、图3所示，蜂窝结构体100具备多个柱状的蜂窝单元17、以及按照将该多个蜂窝单元17的侧面彼此接合的方式配置的接合层15。通过设为这样的单元结构，从而将蜂窝结构体用作过滤器时能够缓和蜂窝结构体所受的应力。

蜂窝结构体100具备封孔部8，该封孔部8配设于第一端面11中的预定孔格2(流出孔格2b)的开口部和第二端面12中的其余孔格2(流入孔格2a)的开口部。将本发明的蜂窝结构体用作dpf等时，优选为这样的构造(上述那样具备封孔部8的构造)。也就是说，通过设置封孔部8，从而流入本发明的蜂窝结构体的废气被隔壁过滤，因此能够良好地捕集废气中的粒子状物质。予以说明的是，蜂窝结构体100中的流入孔格2a和流出孔格2b交替排列。由此，在蜂窝结构体100的第一端面11和第二端面12，分别通过封孔部8与“孔格的开口部”而形成为棋盘格状。

封孔部8的材质与蜂窝单元17的材质可以为相同材质，也可以为不同材质。

如图2、图3所示，蜂窝结构体100可以在其外周具有外周涂层20。该外周涂层20可以设为与蜂窝单元相同的材质。通过形成外周涂层20，从而即使在蜂窝结构体100的搬运中等受到外力，也难以发生缺口等缺陷。

(3)多孔质材料的制造方法

本发明的多孔质材料可以通过以下的方法制造。即，本发明的多孔质材料可通过具有成形工序、烧成工序和多孔质材料形成工序的方法制造。成形工序为，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，将该混合物成形而得到成形体的工序。烧成工序为，将成形体在含氧的气氛中预烧，除去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的工序。多孔质材料形成工序为，对所得到的烧成体在含氧的气氛中在1000～1400℃的温度范围进行热处理，从而使得在包含骨料粉末体与氧化物陶瓷的界面的、上述骨料粉末体的表面形成含氧相，得到多孔质材料的工序。

根据本发明的多孔质材料的制造方法，在骨料的表面(包含骨料与结合材的界面)形成含氧相。其结果是，能够制造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。

予以说明的是，根据本制造方法，当结合材含有堇青石时，该结合材中所含的钠等杂质会移动到结合材与骨料的界面的氧化膜。因此，含有堇青石的结合材的纯度变高(即结合材的熔点提高)，耐热性提高。

以下，针对本发明的多孔质材料的制造方法，对每个工序进行说明。

(3-1)成形工序

首先，在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，然后，根据需要，添加表面活性剂、造孔材、水等，得到混合物。然后，将所得到的混合物成形，得到成形体。结合材用原料是经过烧成而成为结合材的原料。结合材用原料中，除了堇青石化原料以外，还含有稀土元素或锆元素。

作为含有含硅非氧化物的骨料粉末体，可列举碳化硅(sic)粉末、氮化硅(si3n4)粉末、莫来石(al6si2o13)等。它们中，优选碳化硅(sic)粉末和氮化硅(si3n4)粉末，进一步优选碳化硅(sic)粉末。

骨料粉末体的平均粒径优选为8～52μm，进一步优选为10～45μm。骨料粉末体的平均粒径是通过激光衍射法测定的值。

堇青石化原料是指经过烧成而成为堇青石的原料。具体而言，是按照落入二氧化硅(sio2)42～56质量％、氧化铝(al2o3)30～45质量％、氧化镁(mgo)12～16质量％范围的化学组成的方式将“预定的原料”混合而成的陶瓷原料。作为“预定的原料”，可列举例如滑石粉、高岭土、氧化铝源原料、二氧化硅等。予以说明的是，氧化铝源原料是指，铝氧化物、氢氧化铝、勃姆石等经过烧成而氧化物化并形成堇青石的一部分的原料。

作为有机粘合剂，可列举甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。有机粘合剂的含量优选相对于骨料粉末体和结合材用原料的合计100质量份为3～10质量份。

作为表面活性剂，可以使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。它们可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。表面活性剂的含量优选相对于骨料粉末体和结合材用原料的合计100质量份为3质量份以下。

作为造孔材，只要是在烧成后形成气孔的造孔材就没有特别限定，可列举例如石墨、淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、硅胶等。它们可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。

造孔材的含量优选相对于骨料粉末体和结合材用原料的合计100质量份为0.3～40质量份。

造孔材的平均粒径优选为10～70μm。

混合物可以成形为期望的形状。所成形的形状、成形方法没有特别限定，可以根据用途而适当确定。

予以说明的是，优选对多孔质材料用原料(将该多孔质材料用原料成形为特定形状时，指成形后的成形体)进行干燥。干燥的方法没有特别限定，可列举例如微波加热干燥、高频感应加热干燥等电磁波加热方式、以及热风干燥、过热蒸汽干燥等外部加热方式。

(3-2)烧成工序：

本工序中，预烧可以在含氧的气氛中以200～600℃进行0.5～20小时。“含氧的气氛中”优选是指大气气氛中。

正式烧成在1370～1450℃的温度范围进行，优选在1380～1420℃的温度范围进行。通过在这样的温度范围进行正式烧成，从而堇青石化原料发生软化并与骨料密合，骨料与结合材的结合变得良好，能够获得充分的强度。如果正式烧成的温度小于上述下限值，则骨料和结合材的结合变得不充分，产生强度降低这样的不良状况。另外，如果正式烧成的温度超过上述上限值，则晶质堇青石发生非晶质化，因此产生热膨胀系数变大并耐热冲击性降低这样的不良状况。

正式烧成时的气氛优选为氮、氩等非氧化气氛、或氧分压10％以下的气氛。此外，正式烧成优选在常压下进行。此外，烧成时间优选设为1～20小时。予以说明的是，预烧和正式烧成可以使用例如电炉、燃气炉等来进行。

(3-3)多孔质材料形成工序

本工序中，在含氧的气氛中于1000～1400℃的温度范围对烧成体进行热处理。关于该温度范围，优选在1050～1350℃的温度范围进行。通过在这样的温度范围进行热处理，从而会在骨料的表面(包含骨料与结合材的界面)形成含氧相。其结果是，能够得到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。如果上述热处理的温度小于上述下限值，则sic表面的含氧相变得不充分，因此产生过滤器受损这样的不良状况。此外，如果上述热处理的温度超过上述上限值，则在sic表面形成的方英石量增加，并且热膨胀系数变大，因此产生耐热冲击性降低这样的不良状况。

烧成体的热处理时间优选设为1～20小时，进一步优选设为2～10小时。这里的热处理时间是指最高温度的保持时间。如果上述热处理时间小于上述下限值，则sic表面的含氧相变得不充分，因此有可能会产生过滤器受损这样的不良状况。此外，如果上述热处理时间超过上述上限值，则在sic表面形成的方英石量增加，并且热膨胀系数变大，因此有可能会产生耐热冲击性降低这样的不良状况。

本工序中，“含氧的气氛中”优选是在氧浓度为0.1％以上的条件下。

予以说明的是，如上所述，根据本制造方法，当结合材含有堇青石时，该结合材所含有的包含钠等碱金属的杂质移动至结合材与骨料的界面。因此，在含氧相中会含有碱金属等杂质。此时，含氧相相对于多孔质材料优选含有0.05质量％以上的碱金属。当多孔质材料为蜂窝结构体时，含氧相相对于蜂窝结构体优选含有0.05质量％以上的碱金属。并且，含氧相相对于多孔质材料进一步优选含有0.06～0.5质量％的碱金属，特别优选含有0.08～0.3质量％的碱金属。通过满足这样的范围，使得含氧相能够捕捉(trap)结合相的碱金属，因此能够使结合相的软化温度提高。如果含氧相中的碱金属的含有比例小于0.05质量％，则含氧相没有捕获碱金属，结合相在低温发生软化，因此有可能无法维持所期望的形状(例如蜂窝形状)。

(4)蜂窝结构体的制造方法

关于本发明的蜂窝结构体的制造方法，在上述本发明的多孔质材料的制造方法的成形工序中，使用金属模具按照混合物成为蜂窝形状的方式进行挤出成形而得到蜂窝成形体，除此之外，可以采用与上述本发明的多孔质材料的制造方法同样的方法。

实施例

以下，通过实施例更具体地说明本发明。本发明不受这些实施例的任何限定。

(实施例1)

首先，将碳化硅粉末(骨料粉末体)和结合材用原料以76.5：23.5的质量比例混合，在其中加入有机粘合剂、造孔材、表面活性剂和水，制作可塑性的坯土(混合物)。予以说明的是，作为结合材用原料，使用具有滑石粉7.8质量％、氧化铝10.0质量％、硅胶12.9质量％的材料作为堇青石化原料。作为有机粘合剂，使用甲基纤维素。碳化硅粉末的平均粒径为20μm。

将所得到的坯土挤出成形，得到隔壁厚度为300μm、孔格密度为50孔格/cm²、具有一边为35mm的正四边形的端面、且长度为150mm的四棱柱状的蜂窝成形体(成形体)。

对于该蜂窝成形体，在大气气氛中以450℃、10小时的条件进行预烧。然后，以1400℃、5小时的条件进行正式烧成，制作多孔质的烧成体(蜂窝烧成体)。

接下来，将所得到的蜂窝烧成体在含氧的气氛中(大气气氛中)以1220℃、7小时的条件进行热处理，从而制造蜂窝结构体(多孔质材料)。该蜂窝结构体具备隔壁，该隔壁划分形成从作为一个端面的第一端面延伸至作为另一个端面的第二端面的多个孔格。并且，所得到的蜂窝结构体中，在骨料粉末体的包含与结合材(堇青石)的界面的整个表面形成有含氧相(含12.8质量％的方英石的相)。含氧相的厚度为1.3μm。

对于所得到的蜂窝结构体，进行以下的各项目的测定。予以说明的是，“软化温度”如下进行测定。结果示于表1。

气孔率是根据基于压汞法(以jisr1655为准)的总孔容(单位：cm³/g)和基于水中阿基米德法的表观密度(单位：g/cm³)算出。

平均细孔径通过压汞法(以jisr1655为准)测定。

热膨胀系数通过以jisr1618为准的方法测定。

弯曲强度通过以jisr1601为准的“弯曲试验”测定。

[软化温度的测定]

首先，从所得到的蜂窝结构体切出具有一边为6.4mm的正四边形的端面且长度为50mm的四棱柱状的试验片50。接下来，将该试验片50如图4所示那样设置于测定工具45，载置重锤(50g的砝码40)以施加载荷。并且，在对上述试验片50施加载荷的状态下，以温度上升速度7.5℃/分钟的条件加热至1500℃。对此时的试验片50的尺寸随时进行测定，绘制尺寸收缩曲线(参照图5)。并且，在所得到的尺寸收缩曲线中，在确认到大的尺寸变化的前后划出切线a、b，求出它们相交的交点p的温度(参照图5)。将该交点p的温度作为“软化温度”。

[综合评价]

基于上述各项目的结果进行综合评价。评价基准如下：当气孔率、平均细孔径、热膨胀系数、弯曲强度、软化温度均充分满足特别优选的范围时，记为“a”。当气孔率、平均细孔径、热膨胀系数、弯曲强度、软化温度均为优选的范围但落在特别优选的范围之外时，记为“b”。当气孔率、平均细孔径、热膨胀系数、弯曲强度中任一项落在优选范围之外时，记为“c”。当软化温度落在优选范围(1420℃以上)之外时，记为“d”。

表1

表2

(实施例2～28、比较例1～3)

除了如表1所示那样变更条件之外，与实施例1同样地操作，制作蜂窝结构体。对于所制作的蜂窝结构体，与实施例1同样地进行“软化温度”的测定和上述各项目的测定。结果示于表2。

由表1、表2可知，与比较例1～3的多孔质材料(蜂窝结构体)相比，实施例1～28的多孔质材料(蜂窝结构体)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。此时，软化温度优选为1420℃以上，进一步优选为1435～1475℃，特别优选为1440～1470℃。通过满足这样的范围，从而能够改善结合相的耐热性，能够抑制过滤器的热变形。如果软化温度小于1420℃，则耐热性降低，过滤器有可能会受损。

产业上的可利用性

本发明的多孔质材料能够用于对汽车等的废气进行净化的过滤器。此外，本发明的蜂窝结构体能够用于对汽车等的废气进行净化的过滤器。可以采用本发明的多孔质材料的制造方法作为制造能够在对汽车等的废气进行净化的过滤器中利用的多孔质材料的方法。