JPH04156945A - 構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒 - Google Patents
構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒Info
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- JPH04156945A JPH04156945A JP2279098A JP27909890A JPH04156945A JP H04156945 A JPH04156945 A JP H04156945A JP 2279098 A JP2279098 A JP 2279098A JP 27909890 A JP27909890 A JP 27909890A JP H04156945 A JPH04156945 A JP H04156945A
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車排気ガス浄化用触媒に関する。
従来、自動車触媒担持体には、コウゾイエライト（２Ｍ
ｇＯ・２＾１２０．・５ＳｉＯ□）等のセラミックス・
ハニカムの表層にｐｔなどの貴金属触媒を担持したγ−
アルミナ微粒子を触媒担体としてコーティングした構造
のものが用いられてきた。しかしながら、近年、エンジ
ン性能あるいは搭載性などの直でセラミ・ソクス ハニ
カムよりＩ：Ｊ優れた性能分有するステンレス箔からな
る金属ハニカムを構成する技術か提案されており、例え
ば特開昭５０−９２２８６号、同５１−４８４７３号、
同５７−７１８９８号および同５８−１７７４３７号の
各公報にその具体的技術が開示されている。一方、γア
ルミナコートしたステンレス箔を高温酸化雰囲気に保持
あるいは激しい繰り返し熱サイクルを施した場合に、箔
が酸化され、表面酸化皮膜か形成されるのに伴って、合
金箔の面内方向に合金箔の寸法か著しく増大する （本
発明においてはこれを酸化伸びと称する）ことかあり、
さらにこの合金の平らな箔（平箔）と波付は加工した箔
（波箔）を円筒状または楕円柱状に重ねて巻き込んだ金
属ハニカムとこれらを囲む金属外筒からｉ成される金属
基体の上層に触媒含浸したγアルミナ被覆材を担持した
排気ガス浄化用触媒（以下メタル担体と称する）におい
ては、酸化伸びによる寸法増大の結果、箔が担体端面か
ら膨れ出たり飛び出しなりすることかあり、これかメタ
ル担体の耐久性あるいは構造信頼性に影響を及ぼす懸念
かある。しかしなから、従来、酸化伸びに起因する層材
の形状変化を抑止し、ひいてはメタル担体の構造信頼性
を確保するという観点からの検討はなさｔＬでいない。
ｇＯ・２＾１２０．・５ＳｉＯ□）等のセラミックス・
ハニカムの表層にｐｔなどの貴金属触媒を担持したγ−
アルミナ微粒子を触媒担体としてコーティングした構造
のものが用いられてきた。しかしながら、近年、エンジ
ン性能あるいは搭載性などの直でセラミ・ソクス ハニ
カムよりＩ：Ｊ優れた性能分有するステンレス箔からな
る金属ハニカムを構成する技術か提案されており、例え
ば特開昭５０−９２２８６号、同５１−４８４７３号、
同５７−７１８９８号および同５８−１７７４３７号の
各公報にその具体的技術が開示されている。一方、γア
ルミナコートしたステンレス箔を高温酸化雰囲気に保持
あるいは激しい繰り返し熱サイクルを施した場合に、箔
が酸化され、表面酸化皮膜か形成されるのに伴って、合
金箔の面内方向に合金箔の寸法か著しく増大する （本
発明においてはこれを酸化伸びと称する）ことかあり、
さらにこの合金の平らな箔（平箔）と波付は加工した箔
（波箔）を円筒状または楕円柱状に重ねて巻き込んだ金
属ハニカムとこれらを囲む金属外筒からｉ成される金属
基体の上層に触媒含浸したγアルミナ被覆材を担持した
排気ガス浄化用触媒（以下メタル担体と称する）におい
ては、酸化伸びによる寸法増大の結果、箔が担体端面か
ら膨れ出たり飛び出しなりすることかあり、これかメタ
ル担体の耐久性あるいは構造信頼性に影響を及ぼす懸念
かある。しかしなから、従来、酸化伸びに起因する層材
の形状変化を抑止し、ひいてはメタル担体の構造信頼性
を確保するという観点からの検討はなさｔＬでいない。
にもかかわらず、例えば特開平２−１０２７４４号公報
に開示されているごとく、自動車の走行状態に連動した
加熱・冷却の繰り返しによる熱疲労を緩和する目的で発
明された担体構成箔の波箔と平箔および外筒と担体箔の
接合方法において、担体両端面近傍を全層ロウ付接合と
することにより、意図することなく結果的に酸化伸びに
よる形状変化を担体両端部て強制的に抑え込む可能性の
高い接合構造を構成している場合かある。
に開示されているごとく、自動車の走行状態に連動した
加熱・冷却の繰り返しによる熱疲労を緩和する目的で発
明された担体構成箔の波箔と平箔および外筒と担体箔の
接合方法において、担体両端面近傍を全層ロウ付接合と
することにより、意図することなく結果的に酸化伸びに
よる形状変化を担体両端部て強制的に抑え込む可能性の
高い接合構造を構成している場合かある。
しかし、上記の方法においては金属ハニカムに必然的に
応力を負荷することになり担体の構造信頼性確保の観点
から好ましくなく、しかも酸化伸びの原因が根本的には
除去されていないので酸化伸びに対する本質的な解決策
とはなりえない。以上のように、酸化伸びを抑止するこ
とによりメタル担体の寸法制度の確保、すなわち、メタ
ル担体の構造信頼性を確保することは、エンジニアリン
グ上重要であるにもかかわらず、従来、酸化伸びを抑止
するための有効な手法は全く提案されていない。
応力を負荷することになり担体の構造信頼性確保の観点
から好ましくなく、しかも酸化伸びの原因が根本的には
除去されていないので酸化伸びに対する本質的な解決策
とはなりえない。以上のように、酸化伸びを抑止するこ
とによりメタル担体の寸法制度の確保、すなわち、メタ
ル担体の構造信頼性を確保することは、エンジニアリン
グ上重要であるにもかかわらず、従来、酸化伸びを抑止
するための有効な手法は全く提案されていない。
本発明は、上述した従来技術の欠如に鑑みてなされたも
ので、すなわち、メタル・ハニカムの高温長時間使用後
の酸化伸びを抑止することにより、金属箔担体としての
構造信頼性を確保しようとするものである。
ので、すなわち、メタル・ハニカムの高温長時間使用後
の酸化伸びを抑止することにより、金属箔担体としての
構造信頼性を確保しようとするものである。
ところで、本発明で称する酸化伸びは、箔が５０μｍ程
度の薄い箔であることに特有の現象であり、この発生原
因は基本的には表面酸化皮膜形成時の皮膜の成長応力に
起因する合金箔のクリープ伸びである。しかし、γアル
ミナコートを施さない場合には酸化伸びはほとんど生じ
ないのに対し、γアルミナコートを施した場合には酸化
伸びが極めて謬著であることから、メタル担体の酸化伸
びには触媒を担持するγアルミナが直接的に影響を及ぼ
していることが明らかである。実際、種々検討した結果
、γアルミナ中に混在している助触媒であるＣｅＯ２が
合金箔に大きな引張応力を生じさせる効果が大であり、
合金箔のクリープ伸びを著しく加速することが明らかに
なったのである。
度の薄い箔であることに特有の現象であり、この発生原
因は基本的には表面酸化皮膜形成時の皮膜の成長応力に
起因する合金箔のクリープ伸びである。しかし、γアル
ミナコートを施さない場合には酸化伸びはほとんど生じ
ないのに対し、γアルミナコートを施した場合には酸化
伸びが極めて謬著であることから、メタル担体の酸化伸
びには触媒を担持するγアルミナが直接的に影響を及ぼ
していることが明らかである。実際、種々検討した結果
、γアルミナ中に混在している助触媒であるＣｅＯ２が
合金箔に大きな引張応力を生じさせる効果が大であり、
合金箔のクリープ伸びを著しく加速することが明らかに
なったのである。
〔課題を解決するための手段］
したがって、本発明者は酸化伸びを抑止する方法として
、合金箔に大きな引張応力を生じさせない種類の酸化物
を合金箔表面に塗布しておくかあるいはγアルミナ中に
混在しておく手法を提案する。この際、クリープ強度の
強い合金箔でメタル担体を構成しておくとさらに効果的
である。
、合金箔に大きな引張応力を生じさせない種類の酸化物
を合金箔表面に塗布しておくかあるいはγアルミナ中に
混在しておく手法を提案する。この際、クリープ強度の
強い合金箔でメタル担体を構成しておくとさらに効果的
である。
すなわち、本発明の排気ガス浄化用触媒は、耐熱ステン
レス鋼製の基体と、該基体の表面部にＭ２Ｏ、５ｉ０２
あるいはＣａＯの１種または２種以上のセラミックス相
からなる酸化皮膜と、該酸化皮膜上に形成されたアルミ
ナ担持層と、該アルミナ担持層に触媒金属を担持させた
触媒である。
レス鋼製の基体と、該基体の表面部にＭ２Ｏ、５ｉ０２
あるいはＣａＯの１種または２種以上のセラミックス相
からなる酸化皮膜と、該酸化皮膜上に形成されたアルミ
ナ担持層と、該アルミナ担持層に触媒金属を担持させた
触媒である。
上記耐熱ステンレス鋼はマルテンサイト系、フエライト
系、オーステナイト系ステンレス鋼を用いることができ
るが、特にフェライト系が望ましい。例えば、クロムが
１０〜４０重量％、アルミニウムが１〜１０重量％、残
部が鉄および通常のステンレス鋼が含有するその他の元
素である鋼材を用いることができる。この耐熱ステンレ
ス鋼はクロムが１０〜４０重量％、アルミニウムが１〜
１０重量％に加えて、希土類元素Ｙ 、 Ｌｎ （Ｌａ
ｎｔｈａｎｏｉｄｅ：ただしＬｎは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ
、Ｎｄ）の１種または２種以上を総重量で０．０１〜１
重量％さらに／あるいはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗｏ
の１種または２種以上を総重量で０．０１〜１０重量％
を選択的に含有することができる。この耐熱ステンレス
鋼は４０〜６０μ輪程度の箔状の平箔と波箔に形成し、
交互に巻いて円筒状あるいは楕円柱状にして基体を形成
する。
系、オーステナイト系ステンレス鋼を用いることができ
るが、特にフェライト系が望ましい。例えば、クロムが
１０〜４０重量％、アルミニウムが１〜１０重量％、残
部が鉄および通常のステンレス鋼が含有するその他の元
素である鋼材を用いることができる。この耐熱ステンレ
ス鋼はクロムが１０〜４０重量％、アルミニウムが１〜
１０重量％に加えて、希土類元素Ｙ 、 Ｌｎ （Ｌａ
ｎｔｈａｎｏｉｄｅ：ただしＬｎは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ
、Ｎｄ）の１種または２種以上を総重量で０．０１〜１
重量％さらに／あるいはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗｏ
の１種または２種以上を総重量で０．０１〜１０重量％
を選択的に含有することができる。この耐熱ステンレス
鋼は４０〜６０μ輪程度の箔状の平箔と波箔に形成し、
交互に巻いて円筒状あるいは楕円柱状にして基体を形成
する。
ＭｇＯ、ＳｉｇｈあるいはＣａＯの１種または２種以上
から構成される酸化皮膜は、耐熱ステンレス鋼の基体の
形成前の鋼板上で形成することも、この基体形成後に付
着形成することもできる。
から構成される酸化皮膜は、耐熱ステンレス鋼の基体の
形成前の鋼板上で形成することも、この基体形成後に付
着形成することもできる。
基体表面に酸化皮膜を形成する方法は特に限定はなく、
上記耐熱ステンレス鋼上に強固な密着皮膜を形成するも
のであればよい０例えば、溶射、浸漬メツキ等によって
耐熱ステンレス鋼板上に付着させることができる。上記
の方法で付着した皮膜は６００〜１２００℃の温度で熱
処理することで酸化されて酸化皮膜を形成する。
上記耐熱ステンレス鋼上に強固な密着皮膜を形成するも
のであればよい０例えば、溶射、浸漬メツキ等によって
耐熱ステンレス鋼板上に付着させることができる。上記
の方法で付着した皮膜は６００〜１２００℃の温度で熱
処理することで酸化されて酸化皮膜を形成する。
γアルミナ担持層は常法により活性アルミナ粉により形
成される。
成される。
触媒の担持は常法に基づきＰｄ、Ｒｈ等の水溶液をアル
ミナ担持層に浸漬させて担持する。
ミナ担持層に浸漬させて担持する。
本発明の排気ガス浄化用触媒は、耐熱ステンレス鋼製の
基体と、該基体の表面部に形成されたＭｇＯ、ＳｉＯ□
あるいはＣａＯの１種または２種以上のセラミックス相
からなる酸化皮膜と、該酸化皮膜上に形成されたアルミ
ナ担持層と、該アルミナ担持層に触媒金属を担持させた
触媒である。
基体と、該基体の表面部に形成されたＭｇＯ、ＳｉＯ□
あるいはＣａＯの１種または２種以上のセラミックス相
からなる酸化皮膜と、該酸化皮膜上に形成されたアルミ
ナ担持層と、該アルミナ担持層に触媒金属を担持させた
触媒である。
まず、該基体表面部に形成された酸化皮膜を構成するセ
ラミックス相の選定理由について述べる。
ラミックス相の選定理由について述べる。
該基体表面に塗布形成されたＭｌｏ 、 Ｓｉｇｈある
いはＣａＯの１相、２相あるいは３相から構成される酸
化皮膜は、酸化伸びの主因である助触１１ＸＣｅ ０２
と該基体との間の障壁となり、これにより酸化伸びを抑
止することができる。すなわち、該基体表面に形成され
る酸化皮膜は、該基体合金箔に大きな引張応力を生じさ
せない種類の酸化物である必要があり、これを満たす酸
化物はわずかにＭｇＯ。
いはＣａＯの１相、２相あるいは３相から構成される酸
化皮膜は、酸化伸びの主因である助触１１ＸＣｅ ０２
と該基体との間の障壁となり、これにより酸化伸びを抑
止することができる。すなわち、該基体表面に形成され
る酸化皮膜は、該基体合金箔に大きな引張応力を生じさ
せない種類の酸化物である必要があり、これを満たす酸
化物はわずかにＭｇＯ。
５１０２あるいはＣａＯであり、はとんどの酸化物例え
ばγ−＾ＴｏＯｚ 、 Ｙ２Ｏ３、ＬａｚＯｓ 、 Ｃ
ｅＯ２，ＺｒＯ２、ＴｉＯ２。
ばγ−＾ＴｏＯｚ 、 Ｙ２Ｏ３、ＬａｚＯｓ 、 Ｃ
ｅＯ２，ＺｒＯ２、ＴｉＯ２。
Ｎｂ２０ｚは酸化伸びを促進する酸化物である。したが
って、酸化伸び抑制に有効な酸化物はＮｇＯ。
って、酸化伸び抑制に有効な酸化物はＮｇＯ。
ＳｉＯ２あるいはＣａＯに限定される。
また、耐熱ステンレス鋼箔合金の表面にＮｇＯを担持し
た後、６００℃〜１２００℃で熱処理を施した場合の箔
表面に形成されている酸化物は、Ｘ線回折の結果によれ
ばαアルミナとＨｇＡＴｏＯｘの混合物である。すなわ
ち、７００℃〜１２００℃で熱処理を施した際に、始め
に焼成担持したＭｇＯは合金箔から形成されるα＾１２
０．との反応の結果、ＭｇＡｌ２Ｏ，を形成するのであ
る。したがって、ＭｇＯの代替として軸Δ１２０．も酸
化伸びを抑制する効果のある酸化物である。
た後、６００℃〜１２００℃で熱処理を施した場合の箔
表面に形成されている酸化物は、Ｘ線回折の結果によれ
ばαアルミナとＨｇＡＴｏＯｘの混合物である。すなわ
ち、７００℃〜１２００℃で熱処理を施した際に、始め
に焼成担持したＭｇＯは合金箔から形成されるα＾１２
０．との反応の結果、ＭｇＡｌ２Ｏ，を形成するのであ
る。したがって、ＭｇＯの代替として軸Δ１２０．も酸
化伸びを抑制する効果のある酸化物である。
次に、該耐熱ステンレス鋼に添加できる成分の限定理由
並びにその作用について詳しく説明する。
並びにその作用について詳しく説明する。
なお、化学組成はすべて重量％である。
Ｃｒはステンレス鋼の耐食性および耐酸化性を確保する
基本元素である。本発明においては、１０％未満ではこ
れらの特性が十分に確保されず、−方４０％を超えて含
有すると熱延板の靭性および延性が低下する。したがっ
て、Ｃｒの成分範囲は１０％以上、４０％以下になる。
基本元素である。本発明においては、１０％未満ではこ
れらの特性が十分に確保されず、−方４０％を超えて含
有すると熱延板の靭性および延性が低下する。したがっ
て、Ｃｒの成分範囲は１０％以上、４０％以下になる。
Ａｉｔは本発明においては耐酸化性を確保する基本元素
である。１％未満では耐酸化性の確保が十分でなく、一
方１０％を超えて含有する場合には熱延板の靭性が低下
する。したがって、ＡＩの含有量は１％以上、１０％以
下となる。
である。１％未満では耐酸化性の確保が十分でなく、一
方１０％を超えて含有する場合には熱延板の靭性が低下
する。したがって、ＡＩの含有量は１％以上、１０％以
下となる。
希土類元素のＹおよびＬｎ （Ｌａｎｔｈａｎｏｉｄ）
は、ステンレス鋼の耐酸化性を向上させ、合金箔と酸化
皮膜とを強固に密着させるだけでなく、箔としての寿命
を著しく向上させる。Ｙ、Ｌｎの１種または２種が、総
量で０，０１％未満の場合および１％を超えて含有する
場合にはこれらの性質が十分に確保されない。したがっ
て、添加範囲はＹ 、Ｌｎの１種または２種を総量で０
．０１以上、１％以下に限定される。加えて、これら希
土類元素は酸化伸びを抑止する効果があり、特にＹの効
果が顕著である。
は、ステンレス鋼の耐酸化性を向上させ、合金箔と酸化
皮膜とを強固に密着させるだけでなく、箔としての寿命
を著しく向上させる。Ｙ、Ｌｎの１種または２種が、総
量で０，０１％未満の場合および１％を超えて含有する
場合にはこれらの性質が十分に確保されない。したがっ
て、添加範囲はＹ 、Ｌｎの１種または２種を総量で０
．０１以上、１％以下に限定される。加えて、これら希
土類元素は酸化伸びを抑止する効果があり、特にＹの効
果が顕著である。
Ｔ ｉ 、 Ｎ ｂ 、 Ｔａ 、 Ｍｏ 、ｗｏは合
金箔のクリープ強度を向上させる元素であるので、酸化
伸びに対して抵抗になり、メタル担体の精造上の耐久性
を向上する。しかしながら、これらの元素の１種または
２種以上が総量で０，０１％未満の場合にはこれらの性
質が十分確保されない。一方総量で１０％を超えて含有
する場合にはその効果が飽和するかあるいは低下する。
金箔のクリープ強度を向上させる元素であるので、酸化
伸びに対して抵抗になり、メタル担体の精造上の耐久性
を向上する。しかしながら、これらの元素の１種または
２種以上が総量で０，０１％未満の場合にはこれらの性
質が十分確保されない。一方総量で１０％を超えて含有
する場合にはその効果が飽和するかあるいは低下する。
したがって、添加範囲は０．０１％以上、１０％以下に
限定される。
限定される。
〔実施例］
以下に本発明の詳細を実施例で説明する。
（実施例１）
第１図は各種酸化物塗布による酸化伸びを示す。
すなわち、２０Ｃｒ−５Ａ１−０．０４Ｌｎ−０，１５
Ｎｂ鋼の５０μｍ厚の箔を素材とし、この箔板とこの箔
板を周期３．５ｍｍ、振幅３．２ｍｍの正弦波状に波付
は加工した箔板を交互に巻回して構成される円柱状金属
ハニカムから、中心軸方向を長辺として５ｘｌＯｘ５０
ｍｍに切り出した直方体状の角型ハニカムの表面に、カ
チオン価数あるいはイオン半径の異なる種々の酸化物（
ＭｇＯ、ＣａＯ、７−＾（！２０３． Ｙ２Ｏ３，Ｌａ
２０．。
Ｎｂ鋼の５０μｍ厚の箔を素材とし、この箔板とこの箔
板を周期３．５ｍｍ、振幅３．２ｍｍの正弦波状に波付
は加工した箔板を交互に巻回して構成される円柱状金属
ハニカムから、中心軸方向を長辺として５ｘｌＯｘ５０
ｍｍに切り出した直方体状の角型ハニカムの表面に、カ
チオン価数あるいはイオン半径の異なる種々の酸化物（
ＭｇＯ、ＣａＯ、７−＾（！２０３． Ｙ２Ｏ３，Ｌａ
２０．。
ＣｅＯ７，Ｓ＋０２． ＺｒＯ□、 ＴｉＯ□、 Ｎｂ
２Ｏ：＋）および比較のため触媒を含浸する担体である
γアルミナスラリーを塗布した後、大気中１１００℃で
５０時間の酸化処理を施した場合の酸化伸びを示す。カ
チオン価数あるいはイオン半径と酸化伸びとの間には明
瞭な相関関係は見られないが、γスラリー無担持の場合
に比較してγアルミナスラリーを担持した場合の酸化伸
びは著しく、１％以上の伸びを示す。ＣｅＯ２゜Ｌａ、
０３． Ｙ２Ｏ：ｌ 、 ＺｒＯ７，ＴｉＯ□、 Ｎｂ
２０ｉ 、 ｒアルミナ酸化物を特した場合にはγスラ
リー無担持の時より酸化伸びが大きく、特にＣｅＯ７酸
化物を塗布した時に最も大きい。一方、ＭｇＯ、ＣａＯ
あるいは５ｉ０２を塗布した場合には酸化伸びがほとん
と発生しない。
２Ｏ：＋）および比較のため触媒を含浸する担体である
γアルミナスラリーを塗布した後、大気中１１００℃で
５０時間の酸化処理を施した場合の酸化伸びを示す。カ
チオン価数あるいはイオン半径と酸化伸びとの間には明
瞭な相関関係は見られないが、γスラリー無担持の場合
に比較してγアルミナスラリーを担持した場合の酸化伸
びは著しく、１％以上の伸びを示す。ＣｅＯ２゜Ｌａ、
０３． Ｙ２Ｏ：ｌ 、 ＺｒＯ７，ＴｉＯ□、 Ｎｂ
２０ｉ 、 ｒアルミナ酸化物を特した場合にはγスラ
リー無担持の時より酸化伸びが大きく、特にＣｅＯ７酸
化物を塗布した時に最も大きい。一方、ＭｇＯ、ＣａＯ
あるいは５ｉ０２を塗布した場合には酸化伸びがほとん
と発生しない。
したがって、γアルミナコートする以前に合金箔表面に
ＭｇＯ、ＳｉＯ□あるいはＣａＯを担持しておけば、酸
化伸びを抑制することが可能である。
ＭｇＯ、ＳｉＯ□あるいはＣａＯを担持しておけば、酸
化伸びを抑制することが可能である。
（実施例２）
第２図は各種硝酸塩塗布による酸化伸びを示す。
すなわち、実施例１に記載の２０Ｃｒ −５Ａ１−０．
０４Ｌｎ−０，１５Ｎｂ鋼の合金箔から構成される角型
ハニカムの表面に、種々の硝酸塩（Ｍｇ （Ｎｏ ３
） ２・６Ｈ２０。
０４Ｌｎ−０，１５Ｎｂ鋼の合金箔から構成される角型
ハニカムの表面に、種々の硝酸塩（Ｍｇ （Ｎｏ ３
） ２・６Ｈ２０。
Ｃａ（ＮＯ＋＋）２＋ ４Ｈ２０、Ａ１（ＮＯ３）、、
、 ９１（２０、Ｙ（ＮＯ，）、、 、 ６Ｈ２０゜
Ｌｎ（ＮＯｓ）ｉ ・６Ｈ２０、Ｃｅ（ＮＯｚ）２Ｈ６
Ｈ２０、５ｉ０２・ｎＨ２０）のエマルジョンを塗布し
、７００℃で３０分間熱処理して各種酸化物を焼成担持
した後、さらに大気中で１０００℃で５０時間の酸化処
理を施した場合の酸化伸びを示す。実施例１の結果と同
様に、ＣｅＭ化物を焼成担持した場合が最も酸化伸びが
大きく、Ｍｇ、ＳｉあるいはＣａ酸化物を焼成担持した
場合には酸化伸びはほとんど生じない、逆にＭｇ酸化物
の場合には合金箔か収縮している。したがって、合金箔
表面にγアルミナコートをする以前にＨｇＯ。
、 ９１（２０、Ｙ（ＮＯ，）、、 、 ６Ｈ２０゜
Ｌｎ（ＮＯｓ）ｉ ・６Ｈ２０、Ｃｅ（ＮＯｚ）２Ｈ６
Ｈ２０、５ｉ０２・ｎＨ２０）のエマルジョンを塗布し
、７００℃で３０分間熱処理して各種酸化物を焼成担持
した後、さらに大気中で１０００℃で５０時間の酸化処
理を施した場合の酸化伸びを示す。実施例１の結果と同
様に、ＣｅＭ化物を焼成担持した場合が最も酸化伸びが
大きく、Ｍｇ、ＳｉあるいはＣａ酸化物を焼成担持した
場合には酸化伸びはほとんど生じない、逆にＭｇ酸化物
の場合には合金箔か収縮している。したがって、合金箔
表面にγアルミナコートをする以前にＨｇＯ。
５ｉｎ２あるいはＣａＯを担持しておけば、酸化伸びを
抑止することが可能である。
抑止することが可能である。
（実施例３）
第３図に事前ＭｇＯ処理の酸化伸びに及ぼす効果を示す
。実施例１記載の角型ハニカムにＭｇ（ＮＯ，）２・６
Ｈ２０のエマルジョンを塗布し、大気中７００から１１
００″Ｃの各温度において１時間Ｈｇｏ酸化物の焼成担
持処理を施した後、γスラリーの代替としてメタル担体
の酸化伸びの主役であるＣｅの酸化物を形成するため、
Ｃｅ（ＮＯ，）、・６Ｈ２０のエマルジョンを塗布する
。この試料を大気中１０００℃で５０時間の酸化処理を
施した場合の酸化伸びは、ＭｇＯ酸化物の焼成温度が７
００−８００″Ｃでは１．５％程度の伸びであるが、温
度の上昇とともに低下し、１０００°Ｃの事前焼成処理
を施した場合には、合金箔の酸化伸びは消失する。した
がって、６００〜１２００℃の温度範囲内において、特
に９００℃〜１１００℃の間の温度で１００時間以内の
ＭｇＯ焼成担持処理を施せば、酸化伸びを抑止すること
が可能である。
。実施例１記載の角型ハニカムにＭｇ（ＮＯ，）２・６
Ｈ２０のエマルジョンを塗布し、大気中７００から１１
００″Ｃの各温度において１時間Ｈｇｏ酸化物の焼成担
持処理を施した後、γスラリーの代替としてメタル担体
の酸化伸びの主役であるＣｅの酸化物を形成するため、
Ｃｅ（ＮＯ，）、・６Ｈ２０のエマルジョンを塗布する
。この試料を大気中１０００℃で５０時間の酸化処理を
施した場合の酸化伸びは、ＭｇＯ酸化物の焼成温度が７
００−８００″Ｃでは１．５％程度の伸びであるが、温
度の上昇とともに低下し、１０００°Ｃの事前焼成処理
を施した場合には、合金箔の酸化伸びは消失する。した
がって、６００〜１２００℃の温度範囲内において、特
に９００℃〜１１００℃の間の温度で１００時間以内の
ＭｇＯ焼成担持処理を施せば、酸化伸びを抑止すること
が可能である。
（実施例４）
実施例１に記載の２０Ｃｒ −５Ａｌ−０，０４Ｌｎ
−０，１５Ｎｂ鋼の厚さ５０μ−の箔を巾１００ｍ−の
銅帯とし、これに周期３．５ｍｍ、振幅３．２１の正弦
波状の付加加工したもの（波板）を、この加工なしの箔
（平板）帯と重ね合わせて巻き込み、見かけの直径４２
−曽程度、長さ１００−輪程度のハニカム状円筒体を作
製し、波板／平板接合部に適宜市販のＮｉ基クロウ材粉
末付着せしめたものを、３ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度
の真空中に加熱し、ロウ付処理した。
−０，１５Ｎｂ鋼の厚さ５０μ−の箔を巾１００ｍ−の
銅帯とし、これに周期３．５ｍｍ、振幅３．２１の正弦
波状の付加加工したもの（波板）を、この加工なしの箔
（平板）帯と重ね合わせて巻き込み、見かけの直径４２
−曽程度、長さ１００−輪程度のハニカム状円筒体を作
製し、波板／平板接合部に適宜市販のＮｉ基クロウ材粉
末付着せしめたものを、３ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度
の真空中に加熱し、ロウ付処理した。
こうして得られたロウ付後のハニカム構造体に、実施例
２に記載の方法に従いＭｇの硝酸塩Ｍｇ（Ｎｏ、Ｌ・６
Ｈ２０のエマルジョンを塗布した後、大気中１０００℃
、１時間のＮｇＯ酸化物焼成処理を施した。この際、比
較のなめ、ＭｇＯと焼成担持しないハニカム構造体も試
験に供した。次に、γスラリーの代替としてメタル担体
酸化伸びの主役であるＣｅの酸化物を形成するため、こ
れらの実施例および比較例のハニカム構造体にＣｅ（Ｎ
Ｏｌ）、・６Ｈ２０のエマルジョンを塗布した。
２に記載の方法に従いＭｇの硝酸塩Ｍｇ（Ｎｏ、Ｌ・６
Ｈ２０のエマルジョンを塗布した後、大気中１０００℃
、１時間のＮｇＯ酸化物焼成処理を施した。この際、比
較のなめ、ＭｇＯと焼成担持しないハニカム構造体も試
験に供した。次に、γスラリーの代替としてメタル担体
酸化伸びの主役であるＣｅの酸化物を形成するため、こ
れらの実施例および比較例のハニカム構造体にＣｅ（Ｎ
Ｏｌ）、・６Ｈ２０のエマルジョンを塗布した。
以上の方法により得られた実施例および比較例のハニカ
ム構造体を炉芯管の内径４５ｍ＋ｎの横型炉状加熱炉に
装置し、炉芯管の一方の端からエンジン排ガスを流入量
１０１／ｓｉｎ導入しつつ１１００℃に加熱し、２５ｈ
ｒごとに取り出しハニカム体の両端部中央間の長さを測
定すると同時に、異常酸化発生の有無およびハニカム体
のセル変形、箔切れ、ハニカム体端面からの箔の飛び出
し、膨れ等の不具合発生状況の有無を目視にて行う操作
を８回（２００ｈｒに相当する）繰り返した。
ム構造体を炉芯管の内径４５ｍ＋ｎの横型炉状加熱炉に
装置し、炉芯管の一方の端からエンジン排ガスを流入量
１０１／ｓｉｎ導入しつつ１１００℃に加熱し、２５ｈ
ｒごとに取り出しハニカム体の両端部中央間の長さを測
定すると同時に、異常酸化発生の有無およびハニカム体
のセル変形、箔切れ、ハニカム体端面からの箔の飛び出
し、膨れ等の不具合発生状況の有無を目視にて行う操作
を８回（２００ｈｒに相当する）繰り返した。
この際、エンジン排ガスは排気量２０００ｃｃの４気筒
のガソリンエンジンを回転数１５００ｒｐｍ 、負荷５
ｋｇ−ｍの運転条件下で空燃比１３にて発生させ、１５
０℃に保温した導管より加熱炉内に導入した。
のガソリンエンジンを回転数１５００ｒｐｍ 、負荷５
ｋｇ−ｍの運転条件下で空燃比１３にて発生させ、１５
０℃に保温した導管より加熱炉内に導入した。
得られた結果を第１表に示す。試験後のハニカム体の寸
法変化が０．１％未満のものを○印で、０．１％以上の
ものをＸ印で示す。異常酸化が発生しなかったハニカム
体を○印で、異常酸化の発生したものをＸ印で示す、さ
らに、ハニカム構造体として不具合の発生しなかったも
のをＯ印で、不具合の発生したものを×印で示す、実施
例のハ二化も発生していない、一方ＭｇＱをハニカム基
体上に焼成担持しなかった比較例においては、異常酸化
は発生していないものの、箔の酸化伸びが顕著に生じ大
きな寸法変化を示した。この結果ハニカム体の端面から
箔が大きく膨れ出ていた。このように、ＭｇＯをハニカ
ム基体上に焼成担持することにより、箔の酸化伸びを抑
止しすることが可能であるだけでなく、ハニカム体の構
造耐久性の確保に優れた効果を示す。
法変化が０．１％未満のものを○印で、０．１％以上の
ものをＸ印で示す。異常酸化が発生しなかったハニカム
体を○印で、異常酸化の発生したものをＸ印で示す、さ
らに、ハニカム構造体として不具合の発生しなかったも
のをＯ印で、不具合の発生したものを×印で示す、実施
例のハ二化も発生していない、一方ＭｇＱをハニカム基
体上に焼成担持しなかった比較例においては、異常酸化
は発生していないものの、箔の酸化伸びが顕著に生じ大
きな寸法変化を示した。この結果ハニカム体の端面から
箔が大きく膨れ出ていた。このように、ＭｇＯをハニカ
ム基体上に焼成担持することにより、箔の酸化伸びを抑
止しすることが可能であるだけでなく、ハニカム体の構
造耐久性の確保に優れた効果を示す。
（実施例５）
実施例１に記載の２０Ｃｒ −５Ａｌ−０，０４Ｌｎ
−０，１５Ｎｂ鋼の厚さ５０μ蒙の箔を実施例４に記載
したのとほぼ同様の手法により、直径１００ｍｍ、長さ
１００ｎ＋ｓの円筒状ハニカムとし、さらにこれを内径
１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、板厚１．５ｍａ＋のフェ
ライト系ステンレス円筒状外筒内に装着後、箔同士およ
び箔と外筒間をロウ付接合してハニカムメタル担体とし
た。次に、実施例２に記載の方法に従いＭｇの硝酸塩Ｍ
ｇ（ＮＯ３）２・６）１．０のエマルジョンをメタル担
体に塗布した後、大気中１０００’Ｃ１１時間のＮｇＯ
酸化物焼成処理を施した。この際、比較のなめ、ＭｇＯ
を焼成担持しないハニカムメタル担体も試験に供しな。
−０，１５Ｎｂ鋼の厚さ５０μ蒙の箔を実施例４に記載
したのとほぼ同様の手法により、直径１００ｍｍ、長さ
１００ｎ＋ｓの円筒状ハニカムとし、さらにこれを内径
１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、板厚１．５ｍａ＋のフェ
ライト系ステンレス円筒状外筒内に装着後、箔同士およ
び箔と外筒間をロウ付接合してハニカムメタル担体とし
た。次に、実施例２に記載の方法に従いＭｇの硝酸塩Ｍ
ｇ（ＮＯ３）２・６）１．０のエマルジョンをメタル担
体に塗布した後、大気中１０００’Ｃ１１時間のＮｇＯ
酸化物焼成処理を施した。この際、比較のなめ、ＭｇＯ
を焼成担持しないハニカムメタル担体も試験に供しな。
さらに、これらメタル担体に触媒含浸したγスラリーを
通常の方法に基づいて塗布し、メタル触媒装置とした。
通常の方法に基づいて塗布し、メタル触媒装置とした。
次に、上記メタル触媒装置を前記エンジンの排気ガス経
路に装着し、エンジンベンチ試験に供した。エンジン試
験は、実施例４に記載のエンジンにて、触媒担体入り側
のガス温度を９００”Ｃとし９分間エンジンを運転した
後−エンジンを停止し強制的に冷却することにより触媒
担体温度か１００″Ｃ以下になるまで冷却する加熱 冷
却のサイクルを１０００回繰り返した６ 得られた結果を第２表に示す。試験後のハニカム体の両
端面中央間の長さを測定し、酸化伸びが０．１％未満の
もの分○印で、０１％以上のものを×印で示す。またハ
ニカム体のセル変形、箔切れ、ハニカム体端面からの箔
の飛び出し、膨れあるいは箔の異常酸化等の不具合の発
生しなかったものを○印で、不具合の発生したものをＸ
印で示す。
路に装着し、エンジンベンチ試験に供した。エンジン試
験は、実施例４に記載のエンジンにて、触媒担体入り側
のガス温度を９００”Ｃとし９分間エンジンを運転した
後−エンジンを停止し強制的に冷却することにより触媒
担体温度か１００″Ｃ以下になるまで冷却する加熱 冷
却のサイクルを１０００回繰り返した６ 得られた結果を第２表に示す。試験後のハニカム体の両
端面中央間の長さを測定し、酸化伸びが０．１％未満の
もの分○印で、０１％以上のものを×印で示す。またハ
ニカム体のセル変形、箔切れ、ハニカム体端面からの箔
の飛び出し、膨れあるいは箔の異常酸化等の不具合の発
生しなかったものを○印で、不具合の発生したものをＸ
印で示す。
実施例のハニカム体は酸化伸びはほとんど発生しておら
ず、構造体としての不具合も生じていない。
ず、構造体としての不具合も生じていない。
一方ＭｇＯをハニカム基体上に焼成担持しながった比較
例においては、箔の酸化伸びか謬著であり大きな寸法変
化を示した。この結果ハニカム体の端面から箔が大きく
膨れ出ていた。このように、８８０をハニカム基体上に
焼成担持することにより、箔の酸化伸びを抑止しするこ
とが可能であるだけでなく、ハニカム体の構造耐久性の
確保に優れた効果を示す。
例においては、箔の酸化伸びか謬著であり大きな寸法変
化を示した。この結果ハニカム体の端面から箔が大きく
膨れ出ていた。このように、８８０をハニカム基体上に
焼成担持することにより、箔の酸化伸びを抑止しするこ
とが可能であるだけでなく、ハニカム体の構造耐久性の
確保に優れた効果を示す。
本発明によれば、γアルミナコート前にＭｇＯ。
５ｉｎ２あるいはＣａＯを箔表面に焼成担持処理を施す
ことにより、γアルミナコートした合金箔の酸化に伴う
寸法変化を抑制することが可能であり、こめ結果金属担
体の耐久性あるいは構造信頼性が向上する。したがって
、本発明の酸化伸び抑制方法は、高温酸化性雰囲気下で
激しい繰り返し酸化金受ける自動車排ガス浄化用触媒コ
ンバーターに好適である。
ことにより、γアルミナコートした合金箔の酸化に伴う
寸法変化を抑制することが可能であり、こめ結果金属担
体の耐久性あるいは構造信頼性が向上する。したがって
、本発明の酸化伸び抑制方法は、高温酸化性雰囲気下で
激しい繰り返し酸化金受ける自動車排ガス浄化用触媒コ
ンバーターに好適である。
第１図は各種酸化物塗布による酸化伸びを示すグラフ、
第２図は各種硝酸塩塗布による酸化伸びを示すグラフ、
第３図は事前＋（，０処理の酸化伸びに及ぼす効果を示
すグラフである。
第２図は各種硝酸塩塗布による酸化伸びを示すグラフ、
第３図は事前＋（，０処理の酸化伸びに及ぼす効果を示
すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、耐熱ステンレス鋼製の基体と、該基体の表面部にＭ
ｇＯ、ＳｉＯ＿２あるいはＣａＯの１種または２種以上
のセラミックス相からなる酸化皮膜と、該酸化皮膜上に
形成されたアルミナ担持層と、該アルミナ担持層に担持
された触媒金属とからなることを特徴とする構造信頼性
に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒。 ２、前記耐熱ステンレス鋼がフェライト系ステンレス鋼
である請求項１記載の構造信頼性に優れたステンレス鋼
箔製排気ガス浄化用触媒。 ３、前記耐熱ステンレス鋼は合金成分としてクロム１０
〜４０重量％、アルミニウム１〜１０重量％を含有する
請求項２記載の構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排
気ガス浄化用触媒。 ４、前記耐熱ステンレス鋼は合金成分として希土類元素
Ｙ、Ｌｎ（Ｌａｎｔｈａｎｏｉｄｅ：ただし、ＬｎはＬ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ）の１種または２種を総重量で０
．０１〜１重量％含有する請求項３記載の構造信頼性に
優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒。 ５、前記耐熱ステンレス鋼は合金成分としてＴｉ、Ｎｂ
、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗｏの１種または２種以上を総重量で０
．０１〜１０重量％含有する請求項３または４記載の構
造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2279098A JPH04156945A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2279098A JPH04156945A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04156945A true JPH04156945A (ja) | 1992-05-29 |
Family
ID=17606388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2279098A Pending JPH04156945A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 構造信頼性に優れたステンレス鋼箔製排気ガス浄化用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04156945A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0714698A3 (en) * | 1994-12-02 | 1996-11-27 | Tanaka Precious Metal Ind | High temperature combustion catalyst |
| KR100953531B1 (ko) * | 2003-09-29 | 2010-04-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 스테인레스스틸을 지지체로하는 촉매제조방법 |
| WO2017061439A1 (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 触媒担持用基材及び触媒担体 |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP2279098A patent/JPH04156945A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0714698A3 (en) * | 1994-12-02 | 1996-11-27 | Tanaka Precious Metal Ind | High temperature combustion catalyst |
| KR100953531B1 (ko) * | 2003-09-29 | 2010-04-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 스테인레스스틸을 지지체로하는 촉매제조방법 |
| WO2017061439A1 (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 触媒担持用基材及び触媒担体 |
| JPWO2017061439A1 (ja) * | 2015-10-06 | 2018-02-01 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 触媒担持用基材及び触媒担体 |
| US10458305B2 (en) | 2015-10-06 | 2019-10-29 | Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd. | Metal substrate for catalytic converter and catalyst carrier |
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