JPH04100544A - 触媒担体用素材およびその製造方法 - Google Patents
触媒担体用素材およびその製造方法Info
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- JPH04100544A JPH04100544A JP2218358A JP21835890A JPH04100544A JP H04100544 A JPH04100544 A JP H04100544A JP 2218358 A JP2218358 A JP 2218358A JP 21835890 A JP21835890 A JP 21835890A JP H04100544 A JPH04100544 A JP H04100544A
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- catalyst carrier
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- steel
- stainless steel
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- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
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- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
-
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- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、自動車とくにディーゼル車の排気ガス浮化装
置に使用する、パーティキュレートフィルターを兼ねた
触媒担体用の素材と、その製造方法に関する。 [従来の技術] 自動車の排気ガスは、その中に含まれている未燃焼・の
炭化水素を燃焼させるため、貴金属触媒をそなえた処理
装置を通したのち、大気中に放出している。 ガソリン
車の排ガス処理装置の中には、コルゲート加工した金属
板を巻いてハニカム状にした触媒担体が入っていて、こ
のメタルハニカムの表面は、アルミナのような、広い表
面積を有する耐熱性物質で被覆されている。 ディーゼ
ル車の排ガス処理には、燃料の不完全燃焼によって生じ
る炭素粒子を捕集するパーティキュレートフィルターの
役割をも果せるよう、メタルハニカムに代えて金属の網
状体を複数枚重ねたものを用いることが多い。 この網
状体は、いわゆるラス加工、すなわち金属板に千鳥状に
多数の切れ目を入れて切れ目と直角方向に引きのばす方
法によって製造するのが好都合である。 上記のような触媒担体用メタルハニカム素材は、従来、
A、l!含有耐熱鋼の表面にアルミナウィスカーを成長
させることによって製造されている。 特開昭57−71898号公報はこの製造の基本的な技
術を開示したものであって、それによれば、代表的には
20Cr −5AN−Feの組成をもつフェライト系耐
熱鋼を、低い酸素濃度の雰囲気中で加熱してウィスカー
前駆体酸化物フィルムを形成し、続いて酸化性雰囲気で
ざらに加熱することにより、鋼中に存在するAN2を表
面に拡散させてそこで1! 2 o3に変え、アルミナ
ウィスカーを成長させる。 その復、より多量のアルミナを生成させるため、上記の
耐熱鋼の表面にA、l)を蒸着させてから酸化する手法
が採用されるようになった。 20Cr −5AJ) −Fe耐熱鋼の問題点は、加工
性が悪くハニカム材への圧延やコルゲート化が容易でな
いことと、アルミナウィスカーの生成を均一に行なうの
が困難なことである。 発明者らは、上記の20Cr −5AJll−Fe耐熱
鋼よりも加工性のよい鋼を用いて触媒担体用メタルハニ
カム素材を得る方策を求めて研究し、ニレマン鋼の合金
組成をベースにした、C:O,O7%以下、31 :
0.50%以下、Cr:10゜0〜20.0%、Mn
:0.60%以下および11:2.o〜6.0%を含有
し残部が実質上Feである鋼の薄板の表面にへ9箔をク
ラッドして圧延し、得られた圧延積層材を真空焼鈍のの
ち、酸化性雰囲気中で加熱して表面にAN 2 o3を
生成させることからなる手法を確立した。 これにより
、基材の加工性がよいという利益を享受した上で、均一
かつ強固なAl2O3被覆層をもったメタルハニカム素
材が得られた。 ざらに研究を進めた結果、上記の手法はステンレス鋼お
よび他の耐熱鋼にも有用であること、ざらにラス加工に
よる網状体の製造にも適用できることを見出した。
置に使用する、パーティキュレートフィルターを兼ねた
触媒担体用の素材と、その製造方法に関する。 [従来の技術] 自動車の排気ガスは、その中に含まれている未燃焼・の
炭化水素を燃焼させるため、貴金属触媒をそなえた処理
装置を通したのち、大気中に放出している。 ガソリン
車の排ガス処理装置の中には、コルゲート加工した金属
板を巻いてハニカム状にした触媒担体が入っていて、こ
のメタルハニカムの表面は、アルミナのような、広い表
面積を有する耐熱性物質で被覆されている。 ディーゼ
ル車の排ガス処理には、燃料の不完全燃焼によって生じ
る炭素粒子を捕集するパーティキュレートフィルターの
役割をも果せるよう、メタルハニカムに代えて金属の網
状体を複数枚重ねたものを用いることが多い。 この網
状体は、いわゆるラス加工、すなわち金属板に千鳥状に
多数の切れ目を入れて切れ目と直角方向に引きのばす方
法によって製造するのが好都合である。 上記のような触媒担体用メタルハニカム素材は、従来、
A、l!含有耐熱鋼の表面にアルミナウィスカーを成長
させることによって製造されている。 特開昭57−71898号公報はこの製造の基本的な技
術を開示したものであって、それによれば、代表的には
20Cr −5AN−Feの組成をもつフェライト系耐
熱鋼を、低い酸素濃度の雰囲気中で加熱してウィスカー
前駆体酸化物フィルムを形成し、続いて酸化性雰囲気で
ざらに加熱することにより、鋼中に存在するAN2を表
面に拡散させてそこで1! 2 o3に変え、アルミナ
ウィスカーを成長させる。 その復、より多量のアルミナを生成させるため、上記の
耐熱鋼の表面にA、l)を蒸着させてから酸化する手法
が採用されるようになった。 20Cr −5AJ) −Fe耐熱鋼の問題点は、加工
性が悪くハニカム材への圧延やコルゲート化が容易でな
いことと、アルミナウィスカーの生成を均一に行なうの
が困難なことである。 発明者らは、上記の20Cr −5AJll−Fe耐熱
鋼よりも加工性のよい鋼を用いて触媒担体用メタルハニ
カム素材を得る方策を求めて研究し、ニレマン鋼の合金
組成をベースにした、C:O,O7%以下、31 :
0.50%以下、Cr:10゜0〜20.0%、Mn
:0.60%以下および11:2.o〜6.0%を含有
し残部が実質上Feである鋼の薄板の表面にへ9箔をク
ラッドして圧延し、得られた圧延積層材を真空焼鈍のの
ち、酸化性雰囲気中で加熱して表面にAN 2 o3を
生成させることからなる手法を確立した。 これにより
、基材の加工性がよいという利益を享受した上で、均一
かつ強固なAl2O3被覆層をもったメタルハニカム素
材が得られた。 ざらに研究を進めた結果、上記の手法はステンレス鋼お
よび他の耐熱鋼にも有用であること、ざらにラス加工に
よる網状体の製造にも適用できることを見出した。
本発明の目的は、上記の知見を活用して、触媒担体用素
材とくにディーゼル車用の排気カス理化装置に使用する
素材において、製造が容易であって、表面を被覆するア
ルミナ層が均一に生成しており、高温での耐酸化性も良
好なものを提供することにある。 そのような触媒担体
用素材の製造方法を提供することも、本発明の目的に含
まれる。 (課題を解決するための手段1 本発明の触媒担体用素材のうち、メタルハニカムとする
ものは、ステンレス鋼または耐熱鋼の薄板の表面をA、
ll 2o3で被覆してなる。 一方、パーティキュレ
ートフィルターとするものは、ステンレス鋼または耐熱
鋼の網状体の表面をAl2O3で被覆してなる。 上記のような触媒担体用素材の製造方法は、ステンレス
鋼または耐熱鋼の板の両面にAfl箔をクラッドし、得
られた積層材を圧延して薄板にするか、またはラス加工
して網状体とし、真空焼鈍をしたのち酸化性雰囲気中で
加熱して薄板または網状体の表面の八1を酸化し、Ag
2O3を生成させることからなる。 基材として使用するステンレス鋼は、使用温度において
必要な機械的強度を示すものであれば任意である。 代
表例は、オーステナイト系では5US303.303S
e 、304であり、フェライト系では5US430で
ある。 耐熱鋼では、FCH51が使いやすい。 加工
性は低いが、FCHlおよび2も使用可能である。 クラッドするAll箔の厚さは任意にえらぶことかでき
るが、続く圧延により得られるリボンの表面において八
1が数〜10μ雇の厚さがあれば、酸化処理によって十
分なAfI203の被覆層を形成できるから、この観点
から決定すればよい。 真空焼鈍は、400〜b 間、たとえば600’CX2分間行なう。 これにより
、圧延により生じた加工硬化が消滅し、11が基材の鋼
中に拡散する。 酸化性雰囲気中で7JD熱するアルミナ生成工程は、大
気中、600〜1000’CX5〜20時間の加熱条件
が適当である。
材とくにディーゼル車用の排気カス理化装置に使用する
素材において、製造が容易であって、表面を被覆するア
ルミナ層が均一に生成しており、高温での耐酸化性も良
好なものを提供することにある。 そのような触媒担体
用素材の製造方法を提供することも、本発明の目的に含
まれる。 (課題を解決するための手段1 本発明の触媒担体用素材のうち、メタルハニカムとする
ものは、ステンレス鋼または耐熱鋼の薄板の表面をA、
ll 2o3で被覆してなる。 一方、パーティキュレ
ートフィルターとするものは、ステンレス鋼または耐熱
鋼の網状体の表面をAl2O3で被覆してなる。 上記のような触媒担体用素材の製造方法は、ステンレス
鋼または耐熱鋼の板の両面にAfl箔をクラッドし、得
られた積層材を圧延して薄板にするか、またはラス加工
して網状体とし、真空焼鈍をしたのち酸化性雰囲気中で
加熱して薄板または網状体の表面の八1を酸化し、Ag
2O3を生成させることからなる。 基材として使用するステンレス鋼は、使用温度において
必要な機械的強度を示すものであれば任意である。 代
表例は、オーステナイト系では5US303.303S
e 、304であり、フェライト系では5US430で
ある。 耐熱鋼では、FCH51が使いやすい。 加工
性は低いが、FCHlおよび2も使用可能である。 クラッドするAll箔の厚さは任意にえらぶことかでき
るが、続く圧延により得られるリボンの表面において八
1が数〜10μ雇の厚さがあれば、酸化処理によって十
分なAfI203の被覆層を形成できるから、この観点
から決定すればよい。 真空焼鈍は、400〜b 間、たとえば600’CX2分間行なう。 これにより
、圧延により生じた加工硬化が消滅し、11が基材の鋼
中に拡散する。 酸化性雰囲気中で7JD熱するアルミナ生成工程は、大
気中、600〜1000’CX5〜20時間の加熱条件
が適当である。
前述のように、発明者らがさきに確立した、特定の合金
組成の15Cr −3Al−Fe鋼の表面にApを、蒸
着に代えてクラッドした積層材の形で使用し、真空焼鈍
−アルミナ生成の工程を実施するという技術を、ステン
レス鋼および耐熱鋼にも適用したものが本発明である。 クラッドは、任意の厚さのAN1層を形成することが容
易であるから、所望に応じて、蒸着によるものよりも厚
いAfI203被覆層を形成できる。 表面に強固で厚いAl2O3層が存在すれば、基材金属
中のCrおよびAJ酸成分減少に伴う耐高温酸化性の低
下が効果的に防止できる。 ステンレス鋼は一般にA1
含有耐熱鋼にくらべて加工性がよく、この利益を享受で
きる。 ラス加工による金属網状体の製造は、よく知られた技術
である。 この製法による場合、スリット面は基材が露
出するので高温における酸化が心配されたが、実験結果
は予想したよりも良好であって、断面においても、基材
自体か含有する八でから期待される以上のAl2O3の
生成かみられた。 これは、ラス加工による切断時に、
刃物で圧迫されたへρ箔の端が基材の断面と接触してそ
こにこすりつけられる形で切断か行なわれ、付着したA
lの酸化により比較的多量のAl2O3が生成するため
と解される。 [実施例1] 5US430ステンレス鋼を圧延して、厚さ0゜2mの
シートにした。 その両面に、厚さ0.015mの7J
箔(純度99.7%以上)をクラッド圧延により積層し
て、全体の厚さが0.2#である積層材を1qた。 さ
らに圧延を重ねて、全体の厚さを0.05Mにした(A
g層の厚さは、それぞれ0.002M)。 この圧延積層材を幅34#にスリットしたリボンを、真
空中、600’CX2分間の焼鈍処理をし、続いて大気
中で900’CX10時間の加熱をしてAN 2 o3
ウィスカーを成長させる形で、AfI203を生成させ
た。 このメタルハニカム素材製品を、比較のため用意した同
じ厚さ(0,05a++)の5US430鋼の圧延材と
ともに、大気中、950’Cおよび1050℃における
酸化増量を測定した。 その結果を、添付の図に示す。 本発明に従ってへρ2
03被覆を形成した素材が、すぐれた耐酸化性を示すこ
とが図のグラフかられかる。 [実施例21 実施例1で製造したAfIクラッド圧延積層材を、ラス
ピッチ2:1でラス加工して網状体とした。 この網状体を、前記と同じ条件で真空焼鈍および大気中
加熱処理して、Ag2O3を生成させた。 All 2 o3被覆のある網状体をフィルター材とし
て30枚重ね、ディーゼル車用パーティキュレートフィ
ルターに組み立てた。 ディーゼルエンジンの排気ガス
を通過させ、ガスの温度を、常時は400〜500℃、
ときに最高800℃まで上昇させる試験を100時間続
けたのち、フィルターを分解してフィルター材を観察し
たところ、認め得る変化はなかった。 パーティキュレ
ートの捕集率は、50%に近い値であった。 [発明の効果] 本発明により、触媒担体用素材として、加工性のよい金
属を基材に用いることにより、製造が容易であり、均一
かつ強固なAl12 o3被覆層をもったものが得られ
る。 この素材は、メタルハニカムとしても、ラス加工
して網状のフィルターとしても、耐高温酸化性が十分高
く、自動車排気ガス処理装置の触媒担体として、高い耐
久性能を発揮する。 とくに、ディーゼル車用に好適で
ある。
組成の15Cr −3Al−Fe鋼の表面にApを、蒸
着に代えてクラッドした積層材の形で使用し、真空焼鈍
−アルミナ生成の工程を実施するという技術を、ステン
レス鋼および耐熱鋼にも適用したものが本発明である。 クラッドは、任意の厚さのAN1層を形成することが容
易であるから、所望に応じて、蒸着によるものよりも厚
いAfI203被覆層を形成できる。 表面に強固で厚いAl2O3層が存在すれば、基材金属
中のCrおよびAJ酸成分減少に伴う耐高温酸化性の低
下が効果的に防止できる。 ステンレス鋼は一般にA1
含有耐熱鋼にくらべて加工性がよく、この利益を享受で
きる。 ラス加工による金属網状体の製造は、よく知られた技術
である。 この製法による場合、スリット面は基材が露
出するので高温における酸化が心配されたが、実験結果
は予想したよりも良好であって、断面においても、基材
自体か含有する八でから期待される以上のAl2O3の
生成かみられた。 これは、ラス加工による切断時に、
刃物で圧迫されたへρ箔の端が基材の断面と接触してそ
こにこすりつけられる形で切断か行なわれ、付着したA
lの酸化により比較的多量のAl2O3が生成するため
と解される。 [実施例1] 5US430ステンレス鋼を圧延して、厚さ0゜2mの
シートにした。 その両面に、厚さ0.015mの7J
箔(純度99.7%以上)をクラッド圧延により積層し
て、全体の厚さが0.2#である積層材を1qた。 さ
らに圧延を重ねて、全体の厚さを0.05Mにした(A
g層の厚さは、それぞれ0.002M)。 この圧延積層材を幅34#にスリットしたリボンを、真
空中、600’CX2分間の焼鈍処理をし、続いて大気
中で900’CX10時間の加熱をしてAN 2 o3
ウィスカーを成長させる形で、AfI203を生成させ
た。 このメタルハニカム素材製品を、比較のため用意した同
じ厚さ(0,05a++)の5US430鋼の圧延材と
ともに、大気中、950’Cおよび1050℃における
酸化増量を測定した。 その結果を、添付の図に示す。 本発明に従ってへρ2
03被覆を形成した素材が、すぐれた耐酸化性を示すこ
とが図のグラフかられかる。 [実施例21 実施例1で製造したAfIクラッド圧延積層材を、ラス
ピッチ2:1でラス加工して網状体とした。 この網状体を、前記と同じ条件で真空焼鈍および大気中
加熱処理して、Ag2O3を生成させた。 All 2 o3被覆のある網状体をフィルター材とし
て30枚重ね、ディーゼル車用パーティキュレートフィ
ルターに組み立てた。 ディーゼルエンジンの排気ガス
を通過させ、ガスの温度を、常時は400〜500℃、
ときに最高800℃まで上昇させる試験を100時間続
けたのち、フィルターを分解してフィルター材を観察し
たところ、認め得る変化はなかった。 パーティキュレ
ートの捕集率は、50%に近い値であった。 [発明の効果] 本発明により、触媒担体用素材として、加工性のよい金
属を基材に用いることにより、製造が容易であり、均一
かつ強固なAl12 o3被覆層をもったものが得られ
る。 この素材は、メタルハニカムとしても、ラス加工
して網状のフィルターとしても、耐高温酸化性が十分高
く、自動車排気ガス処理装置の触媒担体として、高い耐
久性能を発揮する。 とくに、ディーゼル車用に好適で
ある。
図面は本発明の実施例における、酸化増量を示すグラフ
である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 時間(8作)
である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 時間(8作)
Claims (4)
- (1)ステンレス鋼または耐熱鋼の薄板の表面をAl_
2O_3で被覆してなる触媒担体用素材。 - (2)ステンレス鋼または耐熱鋼の網状体の表面をAl
_2O_3で被覆してなる触媒担体用素材。 - (3)ステンレス鋼または耐熱鋼の板の両面にAl箔を
クラッドし、得られた積層材を圧延して薄板にするか、
またはラス加工して網状体とし、真空焼鈍をしたのち酸
化性雰囲気中で加熱して薄板または網状体の表面のAl
を酸化し、Al_2O_3を生成させることからなる触
媒担体用素材の製造方法。 - (4)真空焼鈍を、400〜650℃×1〜200分間
の加熱条件で、またAl_2O_3の生成を、大気中6
00〜1000℃×5〜20時間の加熱条件で実施する
請求項3の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218358A JPH04100544A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 触媒担体用素材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218358A JPH04100544A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 触媒担体用素材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04100544A true JPH04100544A (ja) | 1992-04-02 |
Family
ID=16718635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2218358A Pending JPH04100544A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 触媒担体用素材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04100544A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0964411A1 (en) | 1997-12-25 | 1999-12-15 | Hitachi Metals, Ltd. | Ferrite magnet and process for producing the same |
| JP2006223925A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Nippon Steel Corp | 優れた高温耐酸化性を有する排気ガス浄化触媒コンバータ用ハニカム基材及び排気ガス浄化用触媒コンバータ |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2218358A patent/JPH04100544A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0964411A1 (en) | 1997-12-25 | 1999-12-15 | Hitachi Metals, Ltd. | Ferrite magnet and process for producing the same |
| JP2006223925A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Nippon Steel Corp | 優れた高温耐酸化性を有する排気ガス浄化触媒コンバータ用ハニカム基材及び排気ガス浄化用触媒コンバータ |
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