专利名称：钛酸铝系陶瓷的制造方法和钛酸铝系陶瓷的制作方法
技术领域：
本发明涉及钛酸铝系陶瓷的制造方法、钛酸铝系陶瓷、蜂窝结构体、柴油颗粒过滤器和钛酸铝系陶瓷成形烧成体的制造方法。
背景技术：
钛酸铝系陶瓷是含有钛和铝作为构成元素、在X射线衍射光谱中具有钛酸铝的结晶图案的陶瓷。钛酸铝系陶瓷已知为耐热性优异的陶瓷(例如Journal of the European Ceramic Society 22 (2002)P1811 1822)，一直以来被用作坩埚等烧成用的冶具等。钛酸铝系陶瓷近年来作为构成用于捕获由柴油发动机等内燃机排出的排气中所含微细碳离子的陶瓷过滤器的材料，在产业上的利用价值很高。作为制造该钛酸铝系陶瓷的方法，已知对含有氧化钛等钛源化合物的粉末和氧化铝等铝源化合物的粉末的原材料混合物进行烧成的方法(例如国际公开第2005 105704 号公报)。但是，除了通过气相法(氯法)等方法制造的昂贵的原材料粉末之外，通常的钛源粉末或铝源粉末中混有来自于原料矿石等的铌(Nb)等杂质。因而，原材料混合物中也混有铌等。
发明内容
本发明的课题在于提供能够使用通常的钛源粉末或铝源粉末来制造机械强度优异的钛酸铝系陶瓷的方法。本发明为对含有1种以上钛源粉末和1种以上铝源粉末的原材料混合物进行烧成的钛酸铝系陶瓷的制造方法，其中，所述原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌的含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下。所述原材料混合物优选还含有1种以上的镁源粉末和/或1种以上的硅源粉末。所述烧成的温度优选为130(Tl650°C。所述原材料混合物中的钛源粉末的含量优选为3(Γ70质量份。所述原材料混合物中的铝源粉末的含量优选为3(Γ70质量份。当所述原材料混合物含有镁源粉末时，所述原材料混合物100质量份中的所述镁源粉末的含量优选为0. Γ20质量份。所述原材料混合物含有硅源粉末时，所述原材料混合物100质量份中的硅源粉末的含量优选为0.广10质量份。优选对所述原材料混合物的成形体进行烧成。所述成形体优选为蜂窝结构体。本发明还涉及使总质量为100质量份时的氧化物换算的铌含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下的钛酸铝系陶瓷。本发明还涉及包含所述钛酸铝系陶瓷的蜂窝结构体。本发明还涉及包含所述钛酸铝系陶瓷的柴油颗粒过滤器。本发明还涉及将由所述钛酸铝系陶瓷的制造方法获得的钛酸铝系陶瓷粉碎、对所得粉碎物进行成形、对所得成形体进行烧成的钛酸铝系陶瓷成形烧成体的制造方法。所述成形体优选为蜂窝结构体。
[图1]表示原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量(质量份)与使用所述原材料混合物获得的钛酸铝系陶瓷的强度的关系的曲线。
具体实施例方式(原材料混合物)
所述原材料混合物含有钛源粉末和铝源粉末、所述原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下。所述原材料混合物100质量份中优选以氧化物换算计含有1. 0质量份以上的氧化铌。予以说明，所述原材料混合物所含的铌优选来源于钛源粉末、铝源粉末等原材料粉末。 这种原材料混合物由于可以由通常的廉价钛源粉末、铝源粉末等获得，因而可以削减钛酸铝系陶瓷的制造成本。所述原材料混合物优选还含有镁源粉末。予以说明，本发明中，如所述镁尖晶石 (MgAl2O4)等复合氧化物那样，含有以钛源化合物、铝源化合物和镁源化合物中的2种以上金属元素为成分的化合物粉末的混合物也可看成相当于混合了各个金属源粉末的原材料混合物。另外，所述原材料混合物中还可含有钛酸铝本身、钛酸铝镁本身。例如，作为原材料混合物使用钛酸铝镁时，可看成相当于兼具钛源化合物、铝源化合物和镁源化合物的原材料混合物。所述原材料混合物优选还含有硅源粉末。(钛源粉末)
钛源粉末只要是含有钛的无机粉末则无特别限定，优选为氧化钛的粉末。作为氧化钛， 例如优选使用氧化钛(IV)、氧化钛(III)、氧化钛(II)等，优选使用氧化钛(IV)。氧化钛(IV)可以是无定形的、也可以是结晶。作为氧化钛(IV)的结晶型，可举出锐钛矿型、金红石型、板钛矿型等，优选为锐钛矿型、金红石型。本发明中，钛源粉末优选并非是通过气相法(氯法)等制造的昂贵粉末，而是通过通常的制造方法获得的粉末。作为钛源粉末，例如可举出以钛铁矿等铁钛矿石为原料利用硫酸法获得的氧化钛粉末等。另外，钛源粉末还可含有铌，钛源粉末100质量份中的氧化物换算的铌含量优选为ο. Γ2质量份、更优选为ο. η质量份。作为钛源粉末，还可使用通过在空气中进行烧成而变成二氧化钛(氧化钛)的化合物的粉末。作为该化合物，例如可举出钛盐、钛醇盐、氢氧化钛、氮化钛、硫化钛、钛金属等。 作为钛盐，具体地可举出三氯化钛、四氯化钛、硫化钛(IV)、硫化钛(VI)、硫酸钛(IV)等。作为钛醇盐，具体地可举出乙醇钛(IV)、甲醇钛(IV)、叔丁醇钛(IV)、异丁醇钛(IV)、正丁醇钛(IV)、四异丙醇钛(IV)和它们的螯合物等。予以说明，钛源粉可以含有在其制造工序中不可避免地含有的微量成分。钛源粉末的粒径并无特别限定，通常利用激光衍射法测定的以体积基准计相当于累积百分率50%的粒径(D50)优选为0. Γ20 μ m。另外，为了使原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量为0. 1质量份以上且2. 5质量份以下，原材料混合物100质量份中的钛源粉末的含量优选为3(Γ70质量份、更优选为45飞0质量份、进一步优选为5(Γ60质量份。(铝源粉末)
铝源粉末只要是含有铝的无机粉末则无特别限定，优选为氧化铝。氧化铝可以是无定形的，也可以是结晶。作为氧化铝的结晶型，可举出Y型、δ型、θ型、α型等，优选为α型。作为铝源粉末，还可使用通过在空气中进行烧成而变成氧化铝的化合物的粉末。 作为该化合物，例如可举出铝盐、铝醇盐、氢氧化铝、金属铝等。铝盐可以是与无机酸的盐、也可以是与有机酸的盐。作为与无机酸的盐，可举出硝酸铝、硝酸铵铝等铝硝酸盐，碳酸铵铝等铝碳酸盐等。作为与有机酸的盐，可举出草酸铝、醋酸铝、硬脂酸铝、乳酸铝、月桂酸铝等。作为铝醇盐，可举出异丙醇铝、乙醇铝、仲丁醇铝、叔丁醇铝等
氢氧化铝可以是无定形的、也可以是结晶。作为氢氧化铝的结晶型，例如可举出铝土矿型、三羟铝石型、诺三水铝石(7 π 〃卜，卜)型、软水铝石型、拟软水铝石型等。作为无定形的氢氧化铝，例如还可举出将铝盐、铝醇盐等水溶性铝化合物的水溶液水解而获得的铝水解物。予以说明，铝源粉末还可含有在其制造工序中不可避免地含有的微量成分。铝源粉末的粒径并无特别限定，通常利用激光衍射法测定的以体积基准计相当于累积百分率50%的粒径(D50)优选为广ΙΟΟμπι。另外，原材料混合物中100质量份中的铝源粉末的含量优选为3(Γ70质量份、更优选为35飞0质量份、进一步优选为4(Γ50质量份。(硅源粉末)
硅源粉末只要是含有硅元素的无机粉末则无特别限定，优选为氧化硅的粉末。作为氧
化硅可举出二氧化硅、一氧化硅等。作为硅源粉末，还可使用通过在空气中进行烧成而变成氧化硅(二氧化硅)的化合物的粉末。作为该化合物，例如可举出硅酸、碳化硅、氮化硅、硫化硅、四氯化硅、醋酸硅、硅酸钠、正硅酸钠、长石、玻璃料等。作为具体的硅源粉末，从工业上易于获得、成分组成稳定等的观点出发，优选使用玻璃料等。玻璃料是指将玻璃粉碎后得到的薄片或粉末状的玻璃。作为构成玻璃料的玻璃， 可举出硅酸玻璃等，优选使用以一般的硅酸(二氧化硅、SiO2)为主成分(总成分中的50质量％以上)的硅酸玻璃。作为硅酸玻璃的其它含有成分，与一般的硅酸玻璃同样，可举出氧化铝(Al2O3)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)。为了提高玻璃本身的耐热水性，优选在硅酸玻璃中含有&02，其含量优选为0. 1重量％以上、10重量％以下。另外，作为硅源粉末还可使用兼有铝源粉末的粉末等。作为这种粉末，例如可举出长石的粉末。予以说明，硅源粉末还可含有在其制造工序中不可避免地含有的微量成分。硅源粉末的粒径并无特别限定，通常利用激光衍射法测定的以体积基准计相当于累积百分率50%的粒径(D50)优选为广ΙΟμπι。另外，原材料混合物100质量份中的硅源粉末的含量优选为0. Γ10质量份、更优选为2、质量份、最优选为4飞质量份。(镁源粉末)
镁源粉末只要是含有镁的无机粉末则无特别限定，优选为氧化镁(氧化镁)。
5
作为镁源粉末，还可举出含有通过在空气中进行烧成而变成氧化镁的化合物的粉末。作为通过在空气中进行烧成而变成氧化镁的化合物，例如可举出镁盐、镁醇盐、氢氧化镁、氮化镁、金属镁等。作为镁盐，具体地可举出氯化镁、过氯酸镁、磷酸镁、焦磷酸镁、 草酸镁、硝酸镁、碳酸镁、醋酸镁、硫酸镁、柠檬酸镁、乳酸镁、硬脂酸镁、水杨酸镁、肉豆蔻酸镁、葡萄糖酸镁、二甲基丙烯酸镁、苯甲酸镁等。另外，作为镁醇盐，具体地可举出甲醇镁、乙醇镁等。予以说明，镁源粉末可含有在其制造工序中不可避免地含有的微量成分。作为镁源粉末，还可使用兼具镁源和铝源的化合物的粉末。作为这种化合物，例如可举出镁尖晶石(MgAl2O4)15镁源粉末的粒径并无特别限定，通常利用激光衍射法测定的与其它粉末混合之前的以体积基准计相当于累积百分率50%的粒径(D50)优选为0.5 20 μ m。另外，原材料混合物100质量份中的镁源粉末的含量优选为0. Γ20质量份、更优选为广10质量份、进一步优选为2、质量份。(原材料粉末的混合)
在本发明的制造方法中，通常，通过将所述钛源粉末及所述铝粉末、根据需要的所述硅源粉末及根据需要的所述镁粉末(以下也可将它们分别称作“原材料粉末”)进行混合可获得原材料混合物。混合方法可以使用在干式环境中进行混合的方法(干式混合法)、在湿式环境中进行混合的方法(湿式混合法)的任一种。另外，这些原材料混合物中还可含有微粒钛酸铝等。(1)干式混合法
在干式环境中进行混合时，例如可以对上述各原材料粉末进行混合、在不分散于液体介质中的情况下在粉碎容器内进行搅拌，还可通过在粉碎介质的共存下在粉碎容器内进行搅拌而同时进行原材料粉末的粉碎。作为粉碎容器，通常使用由不锈钢等金属材料构成的容器，内表面还可被氟树脂、 硅树脂、氨基甲酸酯树脂等被覆。粉碎容器的内容积相对于原材料粉末和粉碎介质的总容积通常为1容量倍、容量倍、优选为1. 2容量倍 3容量倍。作为粉碎介质，例如可举出直径lmnTlOOmm、优选5mnT50mm的氧化铝微珠、二氧化
锆微珠等。粉碎介质的使用量相对于原材料粉末的总量(在使用微粒钛酸铝镁等复合氧化物等的粉末时，是包含它们的总量。以下同样)通常为1质量倍 1000质量倍、优选为5质
量倍 100质量倍。与混合同时进行原材料粉末的粉碎时，例如在与粉碎介质一起将原材料粉末投入到粉碎容器内后，通过使粉碎容器振动、旋转，在混合原材料粉末的同时将其粉碎。为了使粉碎容器振动或旋转，例如可使用振动磨机、球磨机、行星磨、高速旋转粉碎机等销棒粉碎机等通常的粉碎机，在以工业规模易于实施的方面优选使用振动磨机。使粉碎容器振动时， 其振幅通常为2mnT20mm、优选为12mm以下。粉碎可以以连续式进行、也可以以分批式进行， 在以工业规模易于实施的方面优选以连续式进行。粉碎所需要的时间通常为1分飞小时、优选为1. 5分 2小时。以干式对原材料粉末进行粉碎时，还可在原材料粉末中添加粉碎辅助剂、反絮凝剂等1种以上的添加剂。
作为粉碎辅助剂，例如可举出甲醇、乙醇丙醇等1元醇类，丙二醇、聚丙二醇、乙二醇等二元醇类，三乙醇胺等胺类，棕榈酸、硬脂酸、油酸等高级脂肪酸类，炭黑、石墨等碳材料等。使用添加剂时，其总使用量相对于原材料粉末的总量100质量份通常为0. 1质量份 10质量份、优选为0. 5质量份 5质量份、更优选为0. 75质量份 2质量份。(2)湿式混合法
在湿式环境下进行混合时，例如还可以在将硅源粉末等原材料粉末分散于溶剂中的状态与其它的原材料粉末混合，通常在硅源粉末分散于溶剂的状态与其它的原材料粉末相混合。此时，作为溶剂通常使用水，在杂质少的方面优选使用离子交换水。溶剂的使用量相对于原材料粉末的总量100质量份通常为20质量份 1000质量份、优选为30质量份 300质量份。在以湿式进行混合时，还可在溶剂中添加分散剂。作为分散剂，例如可举出硝酸、 盐酸、硫酸等无机酸，草酸、柠檬酸、醋酸、苹果酸、乳酸等有机酸，甲醇、乙醇、丙醇等醇类， 聚羧酸铵等表面活性剂等。分散剂的使用量相对于溶剂的总量100质量份通常为0. 1质量份 20质量份、优选为0. 2质量份 10质量份。予以说明，在湿式混合法中，硅源粉末以外的原材料粉末(钛源粉末、铝源粉末、镁源粉末)也有时根据种类而在溶解于溶剂后进行混合，但溶解于溶剂的这些原材料粉末通过蒸馏除去溶剂会再次作为固体成分析出。在湿式混合法中，优选使用介质搅拌磨机、球磨机、振动磨机等粉碎机进行混合。 通过使用粉碎机进行混合，可以同时将钛源粉末、铝源粉末、镁源粉末及玻璃料等硅源粉末粉碎并混合，获得组成更为均一的原材料混合物。另外，作为湿式混合法，例如可举出仅进行通常的液体溶剂中的搅拌处理的方法。 作为液体溶剂，例如可使用甲醇、乙醇、丁醇、丙醇等1元醇类，或丙二醇、聚丙二醇、乙二醇等二元醇类或离子交换水等，更优选离子交换水。另外，湿式混合法中还可通过在粉碎介质的共存下在粉碎容器内进行搅拌而同时进行原材料粉末的粉碎。例如，还可通过在粉碎容器内投入原材料粉末和粉碎介质后，使粉碎容器振动、旋转而进行粉碎。作为粉碎容器，通常使用由不锈钢等金属材料构成的容器，内表面可以被氟树脂、 硅树脂、氨基甲酸酯树脂等被覆。粉碎容器的内容积相对于原材料粉末和粉碎介质的总容积通常为1容量倍、容量倍、优选为1. 2容量倍 3容量倍。作为粉碎介质，例如可举出直径lmnTlOOmm、优选5mnT50mm的氧化铝微珠、二氧化
锆微珠等。粉碎介质的使用量相对于原材料粉末的总量通常为1质量倍 1000质量倍、优选为5质量倍 100质量倍。为了使粉碎容器振动或旋转，例如可使用振动磨机、球磨机、行星磨、高速旋转粉碎机等销棒粉碎机等通常的粉碎机，在以工业规模易于实施的方面优选使用振动磨机。使粉碎容器振动时，其振幅通常为2mnT20mm、优选为12mm以下。粉碎可以以连续式进行，还可以以分批式进行，但在以工业规模易于实施的方面优选以连续式进行。粉碎所需要的时间通常为1分飞小时、优选为1. 5分 2小时。另外，以湿式粉碎原材料粉末时，还可在粉碎介质之外，另外在原材料粉末中添加粉碎辅助剂、反絮凝剂等1种以上的添加剂。作为粉碎辅助剂，例如可举出甲醇、乙醇丙醇等1元醇类，丙二醇、聚丙二醇、乙二醇等二元醇类，三乙醇胺等胺类，棕榈酸、硬脂酸、油酸等高级脂肪酸类，炭黑、石墨等碳材料等，这些物质可分别单独使用或者组合使用2种以上。添加剂的总使用量相对于原材料粉末的总量100质量份通常为0. 1质量份 10质量份、优选为0. 5质量份 5质量份、更优选为0. 75质量份 2质量份。进行上述的湿式环境下的混合后，通过将溶剂除去，可以获得本发明中使用的原材料混合物。溶剂的除去通常通过将溶剂蒸馏除去来进行。在将溶剂除去时，可以在室温下进行风干、可以进行真空干燥、也可以进行加热干燥。干燥方法可以是静置干燥、也可以是流动干燥。进行加热干燥时的温度并无特别限定，通常为50°C以上且250°C以下。作为加热干燥中使用的机器，例如可举出塔板式干燥机、浆料干燥机、喷雾干燥机等。(烧成工序)
本发明的制造方法中，相对于如上获得的粉末状原材料混合物，可以以粉末状直接进行烧成后制成成形体，也可将原材料混合物成形后进行烧成。另外，还可将粉末状的原材料混合物烧成后获得成形体、进而对该成形体进行烧成。烧成温度通常为1300°C以上、优选为1400°C以上，另外通常为1650°C以下、优选为1550°C以下。升温至烧成温度的方法并无特别限定，通常为1°C /小时飞00°C /小时。 另外，在烧成过程中还可设置保持于恒定温度的过程。烧成通常在大气中进行，根据原材料粉末的种类或使用量比例，可以在氮气、氩气等惰性气体中进行烧成，还可在如一氧化碳气体、氢气等的还原性气体中进行烧成。另外， 还可降低环境中的水蒸气分压进行烧成。烧成通常使用管状电炉、箱型电炉、隧道式炉、远红外线炉、微波加热炉、井式炉、 反射炉、旋转炉、辊底式炉等通常的烧成炉。烧成可以以分批式进行、也可以以连续式进行。 另外，还可以以静置式进行，还可以以流动式进行。烧成所需要的时间只要是足够原材料混合物转变成钛酸铝系陶瓷所需要的时间即可，根据原料混合物的量、烧成炉的形式、烧成温度、烧成环境等而不同，通常为10分 24 小时。作为烧成体，当获得块状钛酸铝系陶瓷时，可以通过进一步将该烧成体粉碎来获得钛酸铝系陶瓷粉末。粉碎例如可使用手粉碎、研钵、球磨机、振动磨机、行星磨、介质搅拌磨机、销棒粉碎机、气流磨、锤式粉碎机、辊磨机等通常的粉碎机来进行。通过粉碎获得的钛酸铝系陶瓷粉末可利用通常的方法进行分级。通过上述方法可获得目标的钛酸铝系陶瓷。通过本发明的制造方法获得的钛酸铝系陶瓷(粉末或成形体等)在X射线衍射光谱中含有钛酸铝的结晶图案，另外还可含有例如二氧化硅、氧化铝、氧化钛等的结晶图案。钛酸铝系陶瓷为钛酸铝镁(Al2 (1 x) MgxTi (1+ χ) O5)时，所述χ值为0.01以上、优选为 0. 05以上且0. 7以下、更优选为0. 10以上且0. 5以下。原材料混合物可在烧成前通过通常使用的成形方法制成成形体，作为成形方法， 例如可举出单轴成形或挤出成形等。作为成形使用的成形机，可举出单轴加压机、挤出成形机、压片机造粒机等。
进行挤出成形时，可以在原材料混合物中添加造孔剂、粘合剂、润滑剂或增塑剂、 分散剂、溶剂等进行成形。作为造孔剂，可举出石墨等碳材料，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等树脂类，淀粉、坚果壳、核桃壳、玉米等植物系材料，冰或干冰等。作为粘合剂，可举出甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠等纤维素类，聚乙烯醇等醇类，木素磺酸盐等盐，石蜡、微晶蜡等蜡，EVA、聚乙烯、聚苯乙烯、液晶聚合物、工程塑料等热塑性树脂等。作为润滑剂或增塑剂，可举出甘油等醇类，辛酸、月桂酸、棕榈酸、 花生酸、油酸、硬脂酸等高级脂肪酸、硬脂酸Al等硬脂酸金属盐等。作为溶剂，通常使用离子交换水等水，离子交换水等优选使用经过温度调整者。予以说明，取决于物质，有兼具造孔剂和粘合剂两者的作用的物质。作为这种物质，只要是在成形时能够将粒子彼此粘接、保持成形体的形状并在之后的烧成时其本身能够燃烧而形成空孔的物质即可，具体地说，有时聚乙烯等符合。通过原材料混合物的成形所获得的成形体的形状并无特别限定，例如可举出蜂窝结构体、球状结构体、立方结构体、长方块结构体等，其中优选蜂窝结构体。使用本发明的制造方法获得的钛酸铝系陶瓷例如被用于坩埚、装窑窑具、匣钵、炉材等烧成炉用冶具、柴油发动机、汽油发动机等内燃机的排气净化中使用的排气过滤器或催化剂载体、啤酒等饮食品的过滤所使用的过滤器、用于使石油精炼时所产生的气体成分、 例如一氧化碳、二氧化碳或氮、氧等选择性地透过的选择透过过滤器等陶瓷过滤器、基板、 电容器等电子部件等中。其中，作为柴油发动机的排气过滤器的柴油颗粒过滤器(以下也称作DPF)通常为蜂窝形状，具有直径10(T500mm、长10(T500mm的大小，具有0. Γθ. 5mm的壁厚，具有 10(T500cpsi (cell per square inch)的单元密度。DPF在应用于车辆用柴油发动机时，由于经常使其振动，因而DPF在要求耐热性的同时还要求机械强度。通过本发明的方法获得的钛酸铝系陶瓷由于在具有很高耐热性的同时具有很高的机械强度，因而优选用于 DPF。
实施例以下，通过实施例详细地说明本发明，但本发明并非限定于该实施例。予以说明， 对于以下实施例和比较例的各测定通过以下测定方法进行。(钛酸铝化率的测定)
钛酸铝系陶瓷的钛酸铝(镁)化率(以下称作“AT化率”)是由粉末X射线衍射图谱中的呈现于2 θ =27.4°的位置的峰(二氧化钛金红石相面)的积分强度(It)和呈现于2 θ = 33. V的位置的峰(相当于钛酸铝相面或钛酸铝镁相面)的积分强度(Iat)通过下述式(2) 求得的
AT 化率(％)= IOOXIat / (IAT + It) (2)。另外，在各实施例、比较例中获得的钛酸铝系陶瓷烧成体的三点弯曲强度利用以下方法测定、评价。首先，将各实施例、比较例记载的各金属源化合物混合或粉碎混合，将所得原材料混合物2g用单轴加压机在0.3t / cm2的压力下进行成形，从而制作长50mm、宽 4mm、厚3mm左右的成形体。接着，使用箱型电炉以升温速度300°C / h、在1450°C下对该成形体烧成4小时，获得钛酸铝系陶瓷烧成体。使用该烧成体，通过基于JIS R 1601的方法来测定弯曲强度。(参考例)
将氧化钛粉末(于工> (株)、“R 900")24. lg、α氧化铝粉末(住友化学(株)制、BET 比表面积0. 6m2 / g、) 20. 5g、氧化镁粉末(宇部r -J τ (株)、“UC 95M”) 2. Og和玻璃料(夕力，7夕 > 夕··一 F (株)制、型号CK 0832M2、屈服点776°C)3. 5g与氧化铝微珠(直径15_)51^—起投入到氧化铝制粉碎容器(内容积3.3 L)中。该原材料混合物中的钛酸铝镁(Al2 (1 x)MgxTi (1 +x)05)组成中的χ值约为0.M。予以说明，上述氧化钛粉末 (〒工> (株)、“R 900”)是通过气相法(氯法)获得的氧化钛的粉末，铌含量为0%。这些氧化钛粉末、α氧化铝粉末、氧化镁粉末以及玻璃料的所述混合物的总容积约为50cm3。之后，利用振动磨机以振幅5. 4mm、振动数1760次/分、动力5. 4kW在相当于重力加速度IOG的条件下使粉碎容器振动6分钟，从而将粉碎容器内的所述混合物粉碎。将该粉碎后的原材料混合物中的5g放入氧化铝制坩埚中，在大气中利用箱型电炉以升温速度300°C /小时升温至1450°C，保持同温度4小时，从而进行烧成。之后，放冷至室温，获得钛酸铝系陶瓷的烧成体。使用研钵将所得钛酸铝系陶瓷粉碎，从而获得钛酸铝系陶瓷的粉末。求出所得粉末的AT化率，结果为100%。另外所述烧成体的弯曲强度为15. IMPa0(实施例1)
在上述参考例的原料混合物(氧化钛粉末M.lg、α氧化铝粉末20. 5g、氧化镁粉末 2. Og和玻璃料3. 5g)中添加氧化铌粉末(和光纯药制、纯度99. 9% )1. Og (作为含有氧化铌的原材料混合物100质量份中的含量约1. 96质量份)，除此之外，与参考例同样地获得钛酸铝系陶瓷的粉末。求出该粉末的AT化率，结果为100%。另外所述烧成体的弯曲强度为25. IMPa0(实施例2)
除了使氧化铌粉末(和光纯药制、纯度99. 9%)的添加量为0. Ig (作为含有氧化铌的原材料混合物100质量份中的含量约0. 2质量份)之外，与参考例同样地获得钛酸铝系陶瓷的粉末。求出该粉末的AT化率，结果为100%。另外所述烧成体的弯曲强度为16.9MPa。(实施例3)
除了使氧化铌粉末(和光纯药制、纯度99. 9%)的添加量为0. 2g (作为含有氧化铌的原材料混合物100质量份中的含量约0. 4质量份)之外，与参考例同样地获得钛酸铝系陶瓷的粉末。求出该粉末的AT化率，结果为100%。所述烧成体的弯曲强度为17. 2MPa。将参考例、实施例1、2和3中所得的各钛酸铝系陶瓷粉末的成形体强度与原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量(质量份)的关系作为图表示于图1。由图1可知，在氧化物换算的铌含量多于0. 2质量份时，成形体强度变大。此次公开的实施方式和实施例在所有方面均应认为是示例而并无限定。本发明的范围并非通过上述说明、而是通过权利要求的范围进行表示，且意欲包含与权利要求范围均等意义和范围内的所有变更。产业实用性
10通过本发明的方法，使用含有通常的钛源粉末和铝源粉末的原材料混合物即可制造耐热性优异的钛酸铝系陶瓷。
权利要求
1.一种方法，其为对含钛源粉末和铝源粉末的原材料混合物进行烧成的钛酸铝系陶瓷的制造方法，其中，所述原材料混合物100质量份中的氧化物换算的铌含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原材料混合物还含有镁源粉末。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述原材料混合物还含有硅源粉末。
4.根据权利要求广3中任一项所述的方法，其中，所述烧成的温度为130(T165(TC。
5.根据权利要求广4中任一项所述的方法，其中，所述原材料混合物100质量份中的钛源粉末的含量为3(Γ70质量份。
6.根据权利要求广5中任一项所述的方法，其中，所述原材料混合物100质量份中的铝源粉末的含量为3(Γ70质量份。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述原材料混合物100质量份中的所述镁源粉末的含量为0.广20质量份。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述原材料混合物100质量份中的硅源粉末的含量为0.广10质量份。
9.一种钛酸铝系陶瓷，以总质量为100质量份时的氧化物换算的铌含量为0. 2质量份以上且2. 5质量份以下。
10.一种蜂窝结构体，其包含权利要求9所述的钛酸铝系陶瓷。
11.一种柴油颗粒过滤器，其包含权利要求9所述的钛酸铝系陶瓷。
12.根据权利要求1所述的方法，其包括对所述原材料混合物的成形体进行烧成。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述成形体为蜂窝结构体。
14.一种钛酸铝系陶瓷成形烧成体的制造方法，其包括将通过权利要求1所述方法获得的钛酸铝系陶瓷粉碎，将所得粉碎物成形，对所得成形体进行烧成。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述成形体为蜂窝结构体。
全文摘要
本发明是对含有钛源粉末和铝源粉末的原材料混合物进行烧成的钛酸铝系陶瓷的制造方法，其中，所述原材料混合物100重量份中的氧化物换算的铌含量为0.2质量份以上且2.5质量份以下。
文档编号C04B35/46GK102471165SQ201080035589
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月12日
发明者岩崎健太郎, 当间哲朗, 鱼江康辅 申请人:住友化学株式会社