JPH05330941A - 多孔体の製造方法 - Google Patents
多孔体の製造方法Info
- Publication number
- JPH05330941A JPH05330941A JP4166695A JP16669592A JPH05330941A JP H05330941 A JPH05330941 A JP H05330941A JP 4166695 A JP4166695 A JP 4166695A JP 16669592 A JP16669592 A JP 16669592A JP H05330941 A JPH05330941 A JP H05330941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- porous
- coating film
- porous substrate
- porosity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 15
- 239000006260 foam Substances 0.000 abstract description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 abstract description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 5
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 5
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 5
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910008556 Li2O—Al2O3—SiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002323 Silicone foam Polymers 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013514 silicone foam Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 150000003673 urethanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/0072—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/52—Sound-insulating materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 気孔率が60〜99％と大きく、且つ閉気孔が低
減され高強度の多孔体の製造方法を提供する。本発明の
多孔体は、各種フィルター、触媒担体、流体混合器、接
触反応充填材、多孔質センサー、消音材及び音響効果等
として有用であり、特に、高気孔率且つ高強度の特徴
は、従来の多孔体では強度面で問題のあった厳しい環境
下の使用に対して有用であり、広範囲な産業分野での応
用が期待できる。 【構成】 三次元連通気孔を有する多孔質基体の骨格表
面に無機質皮膜を形成する手法により製造される多孔体
を等方性圧力媒体中で加圧下で加熱することを特徴とす
る多孔体の製造方法である。
減され高強度の多孔体の製造方法を提供する。本発明の
多孔体は、各種フィルター、触媒担体、流体混合器、接
触反応充填材、多孔質センサー、消音材及び音響効果等
として有用であり、特に、高気孔率且つ高強度の特徴
は、従来の多孔体では強度面で問題のあった厳しい環境
下の使用に対して有用であり、広範囲な産業分野での応
用が期待できる。 【構成】 三次元連通気孔を有する多孔質基体の骨格表
面に無機質皮膜を形成する手法により製造される多孔体
を等方性圧力媒体中で加圧下で加熱することを特徴とす
る多孔体の製造方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多孔体の製造方法に関
し、さらに詳しくは三次元連通気孔を有する多孔体を基
体として製造される多孔体を等方性圧力媒体中で加圧下
加熱する方法である。本発明の多孔体は各種フィルタ
ー、触媒担体、流体混合器、接触反応充填材、多孔質セ
ンサー（圧電体等の機能性材料の多孔質体等）、消音材
及び音響効果材等として有用である。
し、さらに詳しくは三次元連通気孔を有する多孔体を基
体として製造される多孔体を等方性圧力媒体中で加圧下
加熱する方法である。本発明の多孔体は各種フィルタ
ー、触媒担体、流体混合器、接触反応充填材、多孔質セ
ンサー（圧電体等の機能性材料の多孔質体等）、消音材
及び音響効果材等として有用である。
【０００２】
【従来技術】本発明者らは先に無機質多孔体を等方性圧
力媒体中で加圧下加熱することにより開気孔率を保持し
たまま閉気孔率を低減し、開気孔の機能を損なうことな
く機械的強度の優れた無機質多孔体の製造方法を提案し
ている（特開平2-30681）。また、ポリウレタンフォー
ムのような網目構造を持った合成樹脂発泡体に、セラミ
ックス原料のスラリーを付着させ乾燥後、焼成すること
により気孔率の大きく且つ連通気孔を有するセラミック
質多孔体を製造する方法が知られている（特公昭57-350
47）。
力媒体中で加圧下加熱することにより開気孔率を保持し
たまま閉気孔率を低減し、開気孔の機能を損なうことな
く機械的強度の優れた無機質多孔体の製造方法を提案し
ている（特開平2-30681）。また、ポリウレタンフォー
ムのような網目構造を持った合成樹脂発泡体に、セラミ
ックス原料のスラリーを付着させ乾燥後、焼成すること
により気孔率の大きく且つ連通気孔を有するセラミック
質多孔体を製造する方法が知られている（特公昭57-350
47）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の特公昭57-35047
の方法では、気孔率の大きな多孔体が得られるが、その
機械的強度は必ずしも充分なものではなかった。また、
特開平2-30681の方法は、気孔率に関係なく開気孔を有
する多孔体であれば適用可能であるが、本発明はこの方
法を改良し、開気孔率が高く、かつ孔径の均一な三次元
連通気孔を積極的に形成し且つ機械的強度の優れた多孔
体の製造方法を提供することを目的としてなされたもの
である。
の方法では、気孔率の大きな多孔体が得られるが、その
機械的強度は必ずしも充分なものではなかった。また、
特開平2-30681の方法は、気孔率に関係なく開気孔を有
する多孔体であれば適用可能であるが、本発明はこの方
法を改良し、開気孔率が高く、かつ孔径の均一な三次元
連通気孔を積極的に形成し且つ機械的強度の優れた多孔
体の製造方法を提供することを目的としてなされたもの
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、三
次元連通気孔を有する多孔質基体の骨格表面に無機質皮
膜を形成する手法により製造される多孔体を圧力10 MPa
以上の等方性圧力媒体中で加熱することを特徴とする多
孔体の製造方法である。
次元連通気孔を有する多孔質基体の骨格表面に無機質皮
膜を形成する手法により製造される多孔体を圧力10 MPa
以上の等方性圧力媒体中で加熱することを特徴とする多
孔体の製造方法である。
【０００５】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明で用いる三次元連通気孔を有する多孔質基体は、骨
格表面に無機質皮膜を形成する際に充分な強度を有して
いれば、有機物、無機物及び金属等でその材質は特に限
定されない。本発明に適した多孔質基体の代表的微構造
を模式的に表した部分的拡大図を図１に示した。図中の
１は骨格で２は気孔を表す。図１からわかるように気孔
は三次元的に連通している特徴を有する。気孔の大きさ
は用途によって異なるが、10μm 〜10mmであり、好まし
くは 100μm 〜5mm であり、用途によって気孔径が均一
であるものが好ましい。気孔率としては60〜99％であ
る。
発明で用いる三次元連通気孔を有する多孔質基体は、骨
格表面に無機質皮膜を形成する際に充分な強度を有して
いれば、有機物、無機物及び金属等でその材質は特に限
定されない。本発明に適した多孔質基体の代表的微構造
を模式的に表した部分的拡大図を図１に示した。図中の
１は骨格で２は気孔を表す。図１からわかるように気孔
は三次元的に連通している特徴を有する。気孔の大きさ
は用途によって異なるが、10μm 〜10mmであり、好まし
くは 100μm 〜5mm であり、用途によって気孔径が均一
であるものが好ましい。気孔率としては60〜99％であ
る。
【０００６】多孔質基体の骨格表面に無機質皮膜を形成
した後、熱処理などにより多孔質基体を除去する必要が
ある場合には、有機物でできた多孔質基体を用いること
が好ましい。これらの多孔質基体としては、合成樹脂発
泡体がある。具体例としては、ポリウレタンフォーム、
ポリスチレンフォーム、エポキシフォーム、ポリ塩化ビ
ニルフォーム、フェノール樹脂フォーム、シリコンフォ
ーム、ポリアクリルフォームなどの材質で三次元連通気
孔を形成しやすい合成樹脂発泡体が好ましい。このうち
ウレタンフォームが好ましく特にセル膜のない軟質ポリ
ウレタンフォームが好ましい。セル膜のない軟質ポリウ
レタンフォームの製法としては、発泡時のコントロール
によりセル膜をなくしたもの、或いはアルカリ処理、熱
処理、水圧処理等によりセル膜を除去する方法がある
が、特にアルカリ処理、熱処理による方法がセル膜除去
の完全さの点で好ましい。また、軟質ウレタンフォーム
の気泡の大きさは用途によって異なり特に限定されな
い。この他、天然のへちま等の植物繊維質のもの等も多
孔質基体として使用できる。
した後、熱処理などにより多孔質基体を除去する必要が
ある場合には、有機物でできた多孔質基体を用いること
が好ましい。これらの多孔質基体としては、合成樹脂発
泡体がある。具体例としては、ポリウレタンフォーム、
ポリスチレンフォーム、エポキシフォーム、ポリ塩化ビ
ニルフォーム、フェノール樹脂フォーム、シリコンフォ
ーム、ポリアクリルフォームなどの材質で三次元連通気
孔を形成しやすい合成樹脂発泡体が好ましい。このうち
ウレタンフォームが好ましく特にセル膜のない軟質ポリ
ウレタンフォームが好ましい。セル膜のない軟質ポリウ
レタンフォームの製法としては、発泡時のコントロール
によりセル膜をなくしたもの、或いはアルカリ処理、熱
処理、水圧処理等によりセル膜を除去する方法がある
が、特にアルカリ処理、熱処理による方法がセル膜除去
の完全さの点で好ましい。また、軟質ウレタンフォーム
の気泡の大きさは用途によって異なり特に限定されな
い。この他、天然のへちま等の植物繊維質のもの等も多
孔質基体として使用できる。
【０００７】本発明にいう無機質皮膜とはセラミックス
質及び／または金属質の皮膜であり、これ以外に有機物
を添加したものや複合材として粒子状、短繊維状、ウイ
スカー及び長繊維状の材料を添加複合した皮膜も挙げら
れる。その具体例としてはAl2O3 系、SiO2系、TiO2系、
ZrO2系、MgO 系、Al2O3-SiO2系、Al2O3-ZrO2系、Al2O3-
TiO2系、SiO2-ZrO2 系、MgO-Al2O3 系、MgO-Al2O3-SiO2
系、Li2O-Al2O3-SiO2系、CaO-P2O5系、CaO-P2O5-H2O
系、ZrO2-P2O5-H2O 系、Na2O-CaO-P2O5-SiO2系、SiO2-A
l2O3-MgO-K2O-F-B2O3 系、Na2O-K2O-MgO-CaO-SiO2-P2O5
系、MgO-CaO-SiO2-P2O5 系等の酸化物系、圧電材料、電
歪材料、誘電材料等の機能材料では、PbZrO3系、PbTiO3
系、PbZrO3-PbTiO3 系、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3系、BaTiO
3系、SrTiO3系等のペロブスカイト構造を有する酸化物
等が挙げられる。また、Si3N4 系、BN系、AlN 系、TiN
系、ZrN 系、HfN 系、VN系、NbN 系、TaN 系、CrN 系等
の窒化物系、サイアロン系等の酸窒化物系、SiC 系、WC
系、B4C 系、ZrC 系、HfC 系、等の炭化物系、TiB2、Zr
B2等のホウ化物系、C系等の炭素材料系、Fe系、Ni系、C
r系、Al系等の金属系及び各種合金系等の材料及びこれ
らの組み合わせ等が挙げられる。
質及び／または金属質の皮膜であり、これ以外に有機物
を添加したものや複合材として粒子状、短繊維状、ウイ
スカー及び長繊維状の材料を添加複合した皮膜も挙げら
れる。その具体例としてはAl2O3 系、SiO2系、TiO2系、
ZrO2系、MgO 系、Al2O3-SiO2系、Al2O3-ZrO2系、Al2O3-
TiO2系、SiO2-ZrO2 系、MgO-Al2O3 系、MgO-Al2O3-SiO2
系、Li2O-Al2O3-SiO2系、CaO-P2O5系、CaO-P2O5-H2O
系、ZrO2-P2O5-H2O 系、Na2O-CaO-P2O5-SiO2系、SiO2-A
l2O3-MgO-K2O-F-B2O3 系、Na2O-K2O-MgO-CaO-SiO2-P2O5
系、MgO-CaO-SiO2-P2O5 系等の酸化物系、圧電材料、電
歪材料、誘電材料等の機能材料では、PbZrO3系、PbTiO3
系、PbZrO3-PbTiO3 系、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3系、BaTiO
3系、SrTiO3系等のペロブスカイト構造を有する酸化物
等が挙げられる。また、Si3N4 系、BN系、AlN 系、TiN
系、ZrN 系、HfN 系、VN系、NbN 系、TaN 系、CrN 系等
の窒化物系、サイアロン系等の酸窒化物系、SiC 系、WC
系、B4C 系、ZrC 系、HfC 系、等の炭化物系、TiB2、Zr
B2等のホウ化物系、C系等の炭素材料系、Fe系、Ni系、C
r系、Al系等の金属系及び各種合金系等の材料及びこれ
らの組み合わせ等が挙げられる。
【０００８】皮膜の形成方法としては、上記材料の粉末
状のものに溶媒を加えて調製したスラリーを用いる方法
がある。スラリーの調製には必要に応じて溶媒以外に、
結合剤、分散剤、可塑剤等を加えてもよい。皮膜の形成
には、調製したスラリー中に多孔質基体を含浸した後、
余分のスラリーを除去する方法やスラリーを多孔質基体
に吹き付ける方法などがある。また、その他の皮膜の形
成方法としては、多孔質基体に蒸着法やスパッタリング
法等の物理的方法や電気メッキ法や無電解メッキ法等の
化学的方法が挙げられる。電気導電性のない多孔質基体
に電気メッキ法を適用する場合には、多孔質基体に無電
解メッキやカーボンペースト塗布等の方法による導電処
理を施す必要がある。
状のものに溶媒を加えて調製したスラリーを用いる方法
がある。スラリーの調製には必要に応じて溶媒以外に、
結合剤、分散剤、可塑剤等を加えてもよい。皮膜の形成
には、調製したスラリー中に多孔質基体を含浸した後、
余分のスラリーを除去する方法やスラリーを多孔質基体
に吹き付ける方法などがある。また、その他の皮膜の形
成方法としては、多孔質基体に蒸着法やスパッタリング
法等の物理的方法や電気メッキ法や無電解メッキ法等の
化学的方法が挙げられる。電気導電性のない多孔質基体
に電気メッキ法を適用する場合には、多孔質基体に無電
解メッキやカーボンペースト塗布等の方法による導電処
理を施す必要がある。
【０００９】皮膜の厚みは、多孔体の組成及び用途、使
用する多孔質基体及び無機質皮膜の形成法によって異な
り、 0.1μm オーダーから数mmオーダーまでの広い範囲
であり特に限定されない。皮膜を形成した後、多孔質基
体が有機物である場合には、次の工程である加圧下加熱
する前処理として有機物を除去しておくことが好まし
い。これは、有機物が残留していると加圧下の加熱処理
工程で多孔体に亀裂等の欠陥が発生する可能性が高いか
らである。
用する多孔質基体及び無機質皮膜の形成法によって異な
り、 0.1μm オーダーから数mmオーダーまでの広い範囲
であり特に限定されない。皮膜を形成した後、多孔質基
体が有機物である場合には、次の工程である加圧下加熱
する前処理として有機物を除去しておくことが好まし
い。これは、有機物が残留していると加圧下の加熱処理
工程で多孔体に亀裂等の欠陥が発生する可能性が高いか
らである。
【００１０】有機物の除去の方法としては、熱処理する
ことにより有機物を熱分解する方法がある。熱処理温度
としては、通常のセラミックスの結合剤等の有機質添加
物の除去の場合と同様に 300〜900 ℃程度の温度範囲、
即ち、有機物が分解する温度付近の昇温速度及び雰囲気
等を制御して亀裂等の欠陥の発生を防ぐことが重要であ
る。この熱処理工程を次の等方性圧力媒体中で加圧下加
熱する工程に用いる圧力容器内で行い引き続き等方性圧
力媒体中で加圧下加熱する工程を行なってもよい。
ことにより有機物を熱分解する方法がある。熱処理温度
としては、通常のセラミックスの結合剤等の有機質添加
物の除去の場合と同様に 300〜900 ℃程度の温度範囲、
即ち、有機物が分解する温度付近の昇温速度及び雰囲気
等を制御して亀裂等の欠陥の発生を防ぐことが重要であ
る。この熱処理工程を次の等方性圧力媒体中で加圧下加
熱する工程に用いる圧力容器内で行い引き続き等方性圧
力媒体中で加圧下加熱する工程を行なってもよい。
【００１１】等方性圧力媒体中で加圧下加熱する工程に
用いる等方性圧力媒体としては、アルゴン、窒素等の気
体或いは液体であり、そのやり方は加圧容器内に多孔体
を入れ等方性圧力媒体にて加圧し熱を加える方法であ
り、一般にいう熱間静水圧プレス（Hot Isostatic Pres
sing）の手法が適用できる。圧力及び熱処理温度は、製
造する多孔体の組成及び孔径により異なるが、圧力は 1
0 MPa 以上が好ましい。圧力が10 MPaより小さい場合は
閉気孔率を減少する効果が小さい。好ましい圧力は10〜
300 MPa であり、温度 500〜2200℃の範囲が好ましい。
一般に言われるように熱間静水圧プレス処理を行なう多
孔体の三次元骨格部分の密度は、ガス圧を印可する際に
は相対密度が約90％以上となるまで一次焼成しておくか
或いはガラス等でカプセル化する等の前処理が必要であ
る。
用いる等方性圧力媒体としては、アルゴン、窒素等の気
体或いは液体であり、そのやり方は加圧容器内に多孔体
を入れ等方性圧力媒体にて加圧し熱を加える方法であ
り、一般にいう熱間静水圧プレス（Hot Isostatic Pres
sing）の手法が適用できる。圧力及び熱処理温度は、製
造する多孔体の組成及び孔径により異なるが、圧力は 1
0 MPa 以上が好ましい。圧力が10 MPaより小さい場合は
閉気孔率を減少する効果が小さい。好ましい圧力は10〜
300 MPa であり、温度 500〜2200℃の範囲が好ましい。
一般に言われるように熱間静水圧プレス処理を行なう多
孔体の三次元骨格部分の密度は、ガス圧を印可する際に
は相対密度が約90％以上となるまで一次焼成しておくか
或いはガラス等でカプセル化する等の前処理が必要であ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明の方法はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 ［実施例１〜２］多孔質基体としては、厚み15mmで２種
類の孔径のセル膜のない軟質ポリウレタンフォーム［ブ
リヂストン（株）社製エバーライトＳＦ：型式 HR-08
（孔径：2.50〜4.17 mm ）及び HR-13（孔径：1.56〜2.
27 mm ）］の合成樹脂発泡体を用いた。このウレタンフ
ォームを窒化珪素（Si3N4 ）粉末（電気化学工業社製）
に酸化イットリウム（Y2O3）粉末５重量％及び酸化アル
ミニウム（ Al2O3）粉末２重量％を混合した粉末と有機
質結合剤、分散剤及び可塑剤等を加えて調製したスラリ
ーに浸漬して多孔質基体の骨格表面に皮膜形成したのち
乾燥した。乾燥体は三次元連通気孔を有する多孔体であ
った。得られた乾燥体中の有機物を分解除去するために
空気中、温度700℃で熱処理したのち、1400℃で真空脱
気後、窒素ガスで圧力１MPa とし温度 1750 ℃で、3 時
間ガス圧焼結した。得られた多孔体を温度1850℃、圧力
180 MPaの条件で窒素ガスを圧力媒体として２時間熱間
静水圧プレスを行なった。得られた多孔体の気孔率、圧
縮強度を表１に示した。得られた多孔体は金属溶湯のフ
ィルターなどに応用できるものである。
するが、本発明の方法はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 ［実施例１〜２］多孔質基体としては、厚み15mmで２種
類の孔径のセル膜のない軟質ポリウレタンフォーム［ブ
リヂストン（株）社製エバーライトＳＦ：型式 HR-08
（孔径：2.50〜4.17 mm ）及び HR-13（孔径：1.56〜2.
27 mm ）］の合成樹脂発泡体を用いた。このウレタンフ
ォームを窒化珪素（Si3N4 ）粉末（電気化学工業社製）
に酸化イットリウム（Y2O3）粉末５重量％及び酸化アル
ミニウム（ Al2O3）粉末２重量％を混合した粉末と有機
質結合剤、分散剤及び可塑剤等を加えて調製したスラリ
ーに浸漬して多孔質基体の骨格表面に皮膜形成したのち
乾燥した。乾燥体は三次元連通気孔を有する多孔体であ
った。得られた乾燥体中の有機物を分解除去するために
空気中、温度700℃で熱処理したのち、1400℃で真空脱
気後、窒素ガスで圧力１MPa とし温度 1750 ℃で、3 時
間ガス圧焼結した。得られた多孔体を温度1850℃、圧力
180 MPaの条件で窒素ガスを圧力媒体として２時間熱間
静水圧プレスを行なった。得られた多孔体の気孔率、圧
縮強度を表１に示した。得られた多孔体は金属溶湯のフ
ィルターなどに応用できるものである。
【００１３】［比較例１〜２］実施例１〜２において熱
間静水圧プレス処理を行なわず、圧力 1 MPa、温度1850
℃でガス圧焼結のみを 5時間行なって得られた多孔体の
気孔率、圧縮強度を表１に示す。これから同程度の気孔
率を有する実施例１〜２にそれぞれ比較して圧縮強度が
低いことがわかる。
間静水圧プレス処理を行なわず、圧力 1 MPa、温度1850
℃でガス圧焼結のみを 5時間行なって得られた多孔体の
気孔率、圧縮強度を表１に示す。これから同程度の気孔
率を有する実施例１〜２にそれぞれ比較して圧縮強度が
低いことがわかる。
【００１４】［実施例３〜４］実施例１〜２で用いたウ
レタンフォームに炭化珪素（ SiC）粉末（イビデン社
製）にホウ素（B ）粉末 0.5重量％及び炭素分（C ）0.
5 重量％を混合した粉末に結合剤、分散剤及び可塑剤等
を加えて調製したスラリーに浸漬して多孔質基体の骨格
表面に皮膜形成したのち乾燥した。乾燥体は三次元連通
気孔を有する多孔体であった。得られた乾燥体中の有機
物を分解除去するために空気中、温度700℃で熱処理し
たのち、常圧で温度2000℃で 1.5時間焼結したのち温度
2000℃、圧力 180 MPaの条件でアルゴンガスを圧力媒体
として 30 分間熱間静水圧プレを行なった。得られた多
孔体の気孔率、圧縮強度を表１に示した。得られた多孔
体は金属溶湯のフィルターなどに応用できるものであ
る。
レタンフォームに炭化珪素（ SiC）粉末（イビデン社
製）にホウ素（B ）粉末 0.5重量％及び炭素分（C ）0.
5 重量％を混合した粉末に結合剤、分散剤及び可塑剤等
を加えて調製したスラリーに浸漬して多孔質基体の骨格
表面に皮膜形成したのち乾燥した。乾燥体は三次元連通
気孔を有する多孔体であった。得られた乾燥体中の有機
物を分解除去するために空気中、温度700℃で熱処理し
たのち、常圧で温度2000℃で 1.5時間焼結したのち温度
2000℃、圧力 180 MPaの条件でアルゴンガスを圧力媒体
として 30 分間熱間静水圧プレを行なった。得られた多
孔体の気孔率、圧縮強度を表１に示した。得られた多孔
体は金属溶湯のフィルターなどに応用できるものであ
る。
【００１５】［比較例３〜４］実施例３〜４において熱
間静水圧プレス処理を行なわず、常圧で温度2000℃で２
時間焼結した。得られた多孔体の気孔率、圧縮強度を表
１に示す。これから同程度の気孔率を有する実施例３〜
４にそれぞれ比較して圧縮強度が低いことがわかる。
間静水圧プレス処理を行なわず、常圧で温度2000℃で２
時間焼結した。得られた多孔体の気孔率、圧縮強度を表
１に示す。これから同程度の気孔率を有する実施例３〜
４にそれぞれ比較して圧縮強度が低いことがわかる。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】本発明の方法によれば、気孔率が60〜99
％と大きく且つ閉気孔が低減され高強度の多孔体が得ら
れる。本発明の多孔体は、各種フィルター、触媒担体、
流体混合器、接触反応充填材、多孔質センサー、消音材
及び音響効果材等として有用であり、特に、高気孔率且
つ高強度の特徴は、従来の多孔体では強度面で問題のあ
った厳しい環境下の使用に対して有用であり、広範囲な
産業分野での応用が期待できる。
％と大きく且つ閉気孔が低減され高強度の多孔体が得ら
れる。本発明の多孔体は、各種フィルター、触媒担体、
流体混合器、接触反応充填材、多孔質センサー、消音材
及び音響効果材等として有用であり、特に、高気孔率且
つ高強度の特徴は、従来の多孔体では強度面で問題のあ
った厳しい環境下の使用に対して有用であり、広範囲な
産業分野での応用が期待できる。
【図１】本発明に使用される多孔質基体の代表的微構造
を模式的に表した部分的拡大図である。
を模式的に表した部分的拡大図である。
１； 三次元骨格 ２； 三次元連通気孔
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 41/85 Ｄ
Claims (1)
- 【請求項１】 三次元連通気孔を有する多孔質基体の骨
格表面に無機質皮膜を形成する手法により製造される多
孔体を圧力10 MPa以上の等方性圧力媒体中で加熱するこ
とを特徴とする多孔体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166695A JPH05330941A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 多孔体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166695A JPH05330941A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 多孔体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330941A true JPH05330941A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15836032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4166695A Pending JPH05330941A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 多孔体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05330941A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11335187A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-07 | Toshiba Corp | 光触媒モジュール及び光触媒装置 |
| JP2005142092A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Toyota Motor Corp | ガス処理装置 |
| JP2006076864A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素多孔体及びその製造方法 |
| JP2011092923A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-05-12 | Sankyo Tateyama Aluminium Inc | フィルター |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP4166695A patent/JPH05330941A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11335187A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-07 | Toshiba Corp | 光触媒モジュール及び光触媒装置 |
| JP2005142092A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Toyota Motor Corp | ガス処理装置 |
| US7748890B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-07-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas processing device |
| JP2006076864A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素多孔体及びその製造方法 |
| JP2011092923A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-05-12 | Sankyo Tateyama Aluminium Inc | フィルター |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5250242A (en) | Method of producing ceramic sintered body having dense ceramic membrane | |
| CN115286394A (zh) | 一种粘结剂喷射打印碳化硅陶瓷材料的制备方法 | |
| WO2003035577A1 (en) | Silicon carbide based porous structure and method for manufacture thereof | |
| WO1994029238A1 (en) | Porous ceramic and process for producing the same | |
| US4921822A (en) | Ceramic composite | |
| WO2022222778A1 (zh) | 一种通过陶瓷前驱体骨架成型的精细陶瓷材料及其制备方法和应用 | |
| US5925405A (en) | Method of manufacturing ceramic, metallic or ceramo-metallic, shaped bodies and layers | |
| CN111484330A (zh) | 金刚石增强碳化硅基板及其制备方法和电子产品 | |
| JPH05330941A (ja) | 多孔体の製造方法 | |
| JP2748961B2 (ja) | 表面改質アルミナセラミックスの製造方法 | |
| US4933309A (en) | Process for producing a ceramic composite reinforced with noble metal coated ceramic fibers | |
| US5034356A (en) | Ceramic matrix composite | |
| JPH0225503A (ja) | 高密度焼結体の製造方法 | |
| CN114702308B (zh) | 一种高强度zta多孔陶瓷材料及其制备方法 | |
| JP2005060126A (ja) | 多孔質セラミック材の製造方法 | |
| JP4073558B2 (ja) | 窒化硼素焼結体の製造方法 | |
| US5273941A (en) | Fiber reinforced silicon carbide ceramics and method of producing the same | |
| EP0351113B1 (en) | Fiber-reinforced and particle-dispersion reinforced mullite composite material and method of producing the same | |
| KR20010008780A (ko) | 질화규소를 소결조제로 첨가한 붕화티타늄 소결체 및 그 제조방법 | |
| JP4186099B2 (ja) | 炭化珪素部材およびその製造方法 | |
| JPH0797282A (ja) | 多孔質セラミックスの製造方法 | |
| JP3215957B2 (ja) | 半導体製造治具用ｃｖｄコート繊維強化窒化けい素材料 | |
| JPH07115927B2 (ja) | ＳｉＣ基セラミツクスとその製造方法 | |
| JPH02267167A (ja) | 複合セラミックスシート状成形物及びその製造方法 | |
| JPS59116178A (ja) | 高密度セラミツク焼結体の製造法 |