WO2012105478A1 - 炭化珪素質材料、ハニカム構造体及び電気加熱式触媒担体 - Google Patents

炭化珪素質材料、ハニカム構造体及び電気加熱式触媒担体 Download PDF

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みゆき 矢吹
崇弘 冨田
義政 小林
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Definitions

  • the present invention relates to a silicon carbide material, a honeycomb structure, and an electrically heated catalyst carrier.
  • a diesel engine Since exhaust gas discharged from a diesel engine contains PM (particulate matter), it is released into the atmosphere after PM is collected by a DPF (diesel particulate filter) provided in the exhaust path.
  • DPF diesel particulate filter
  • the exhaust gas discharged from the gasoline engine contains hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx)
  • HC hydrocarbons
  • CO carbon monoxide
  • NOx nitrogen oxides
  • a catalytic converter provided in the middle of the exhaust path. Is converted into water, carbon dioxide, and nitrogen, and then released into the atmosphere.
  • a honeycomb filter mainly composed of silicon carbide (SiC) may be used.
  • Patent Document 1 discloses a honeycomb filter that includes silicon carbide particles and metal silicon, and a phase made of silicon oxide is present in a coating covering the surfaces thereof.
  • Patent Document 2 discloses a honeycomb filter that includes silicon carbide particles and metal silicon, and a mullite crystal phase is present in a film covering these surfaces.
  • Patent Document 3 discloses a silicon carbide heating element having a coating containing potassium aluminosilicate.
  • JP 2002-154882 A WO2005 / 014171 Japanese Patent Laid-Open No. 2-186598
  • Patent Document 1 has a problem that since the thermal expansion coefficient of silicon oxide of the coating is high, the thermal expansion coefficient of the material is increased accordingly, and the thermal shock resistance is low.
  • the thermal expansion coefficient of mullite contained in the coating is not so low, so the thermal shock resistance is not sufficient.
  • the material of Patent Document 3 has a problem that the thermal shock resistance is low because potassium aluminosilicate has a high thermal expansion coefficient. Such a problem is conspicuous in a method of activating a catalyst at an early stage by an electric heating among catalytic converters.
  • the present invention has been made to solve such problems, and has as its main object to provide a silicon carbide-based material that is superior in thermal shock resistance as compared with the prior art.
  • the present inventors have made various studies on the coating material covering at least a part of the surface of the substrate containing silicon carbide. As compared with cristobalite, mullite, quartz, potassium aluminosilicate, lithium aluminosilicate represented by spodumene It was found that the thermal shock resistance was excellent, and the present invention was completed.
  • the first of the present invention is a silicon carbide-based material, which is composed of silicon carbide as a main component or a substrate mainly composed of silicon carbide and metal silicon, and a coating covering at least a part of the surface of the substrate.
  • the coating film is mainly composed of a phase containing at least four elements of lithium (Li), aluminum (Al), silicon (Si), and oxygen (O).
  • the “surface of the substrate” includes not only the outer surface of the substrate but also the pore inner surface when the substrate is porous.
  • the “coating” is not limited as long as it contains four elements of Li, Al, Si, and O, and it is not limited whether it is a compound, a mixture, or a composite. Whether it is a crystalline phase is not limited.
  • the second and third of the present invention are a honeycomb structure and an electrically heated catalyst made of the first silicon carbide material of the present invention, respectively.
  • the first silicon carbide material of the present invention is superior in thermal shock resistance as compared with the conventional material.
  • the reason is considered that the thermal expansion coefficient of the coating is lower than the thermal expansion coefficient of the substrate, so that the thermal expansion of the substrate can be suppressed by the coating.
  • the second honeycomb structure of the present invention and the third electrically heated catalyst carrier of the present invention are excellent in thermal shock resistance because they use the first silicon carbide material of the present invention.
  • Example 2 is an SEM photograph (reflected electron image) of the substrate of Example 1.
  • 2 is a SEM photograph (reflected electron image) of a sample of Example 1.
  • the first silicon carbide-based material of the present invention comprises a substrate mainly composed of silicon carbide or mainly composed of silicon carbide and metal silicon, and a coating covering at least part of the surface of the substrate.
  • the coating film is mainly composed of a phase containing at least four elements of lithium (Li), aluminum (Al), silicon (Si), and oxygen (O).
  • the substrate is not particularly limited as long as it has silicon carbide as a main component or silicon carbide and metal silicon as main components, and in particular, a substrate having a structure in which silicon carbide particles are bonded by metal silicon.
  • the substrate may contain boron, carbon, or metal oxide as a sintering aid, and particularly preferably contains B 4 C, an alkaline earth oxide, or a rare earth metal oxide.
  • a porous body having a porosity of 20 to 70% may be used as the substrate.
  • the porosity is preferably 40 to 70%, and preferably 45 to 60% in order not to increase the pressure loss while maintaining the strength of the substrate. It is more preferable.
  • the porosity is preferably 20 to 50%, more preferably 30 to 45% in order to facilitate electric heating while easily supporting the catalyst. It is more preferable.
  • the porosity can be adjusted by the amount of pore former, Si / SiC ratio, amount of sintering aid, firing atmosphere and the like.
  • the shape of the substrate include a plate shape, a tube shape, a lotus root shape, and a honeycomb shape.
  • the partition wall thickness may be 50 to 500 ⁇ m
  • the cell density may be 10 to 100 cells / cm 2 .
  • the base body containing silicon carbide as a main component means a silicon carbide content of 50 wt% or more, and may contain silicon oxide or nitride.
  • the coating does not substantially contain potassium. This is because potassium element may corrode silicon carbide.
  • substantially free includes not only the case where the content is zero but also the case where a trace amount (for example, an amount below the detection limit) is contained as an impurity.
  • a film contains lithium aluminosilicate. Examples of the lithium aluminosilicate include spodomen, eucryptite, and quartz solid solution. Of these, spodomen is preferable. This is because spodomen has a high melting point among lithium aluminosilicates and is a thermally stable crystalline phase.
  • Such a coating preferably has a maximum film thickness of 2 to 102 ⁇ m. This is because sufficient thermal shock resistance can be obtained within this range.
  • the thicker the film thickness the higher the concentration of the adhering raw material, which makes it difficult to make the film thickness uniform, makes it difficult to adhere to the pores, and increases the drying time of the deposit. Therefore, the maximum film thickness is more preferably 2 to 50 ⁇ m, and further preferably 2 to 20 ⁇ m.
  • the film preferably has a film weight ratio of 4.1 to 58.3 wt% or less. This is because sufficient thermal shock resistance can be obtained within this range. The lower the film weight ratio, the lower the raw material cost by reducing the amount of raw material attached.
  • the film weight ratio is preferably 4.1 to 50 wt%, and more preferably 4.1 to 30 wt%.
  • the film weight ratio is the difference between the weight of the silicon carbide sintered body after the film is formed and the weight of the silicon carbide sintered body before the film is formed divided by the former weight. It is expressed as a percentage.
  • the coating preferably has a composition of lithium oxide (Li 2 O): 1 to 37 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ): 3 to 49 wt%, and silicon oxide (SiO 2 ): 48 to 96 wt%. . This is because sufficient thermal shock resistance can be obtained within this range.
  • the coating is composed of Li 2 O: 20 to 37 wt%, Al 2 O 3 : 3 to 49 wt%, SiO 2 : 48 to More preferably, the composition is 96 wt%, more preferably Li 2 O: 20 to 37 wt%, Al 2 O 3 : 3 to 45 wt%, and SiO 2 : 48 to 96 wt%.
  • the method for producing the first silicon carbide material of the present invention for example, (a) an alumina precursor that changes to alumina by alumina or heat treatment and lithium oxide or lithium oxide by heat treatment on the surface of the substrate containing silicon carbide; A step of attaching a changing lithium oxide precursor; and (b) heat-treating the substrate obtained in the step (a) at 900 to 1300 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to at least part of the surface of the substrate. And a step of producing a film containing lithium aluminosilicate.
  • a silicon oxide precursor that replaces silicon oxide may be further adhered by silicon oxide or heat treatment.
  • the alumina precursor is not particularly limited, and examples thereof include alumina sol, basic aluminum chloride, basic aluminum lactate, aluminum chloride, aluminum nitrate, and aluminum sulfate.
  • alumina sol and basic lactate alumina sol are preferable in that the amount of adhesion is easy to control, the reactivity is high, and lithium aluminosilicate is easily generated.
  • a lithium oxide precursor Lithium oxide sol, lithium hydroxide, lithium acetate, lithium citrate, lithium carbonate etc. are mentioned.
  • lithium hydroxide is preferable in that it has high reactivity and easily forms lithium aluminosilicate.
  • colloidal silica is preferable in that it can easily control the amount of adhesion, has high reactivity, and easily forms lithium aluminosilicate.
  • the film thickness and the film weight ratio of the film containing lithium aluminosilicate can be arbitrarily changed by adjusting the amount of lithium oxide or its precursor, aluminum oxide raw material or its precursor, silicon oxide or its precursor, for example. be able to.
  • an aqueous solution or an aqueous slurry containing the alumina or the alumina precursor is used, and in attaching the lithium oxide or the lithium oxide precursor, the oxidation is performed. It is preferred to use an aqueous solution or slurry containing a lithium or lithium oxide precursor.
  • an aqueous solution or slurry containing a lithium or lithium oxide precursor it is preferable to use the aqueous solution or aqueous slurry containing a silicon oxide or a silicon oxide precursor. In this way, it is mainly water vapor that is generated in the step (b), and no purification equipment for harmful volatile components is required, so that the manufacturing process can be simplified.
  • step (a) dipping, coating, or spraying is performed when alumina or an alumina precursor is adhered to the surface of the substrate, lithium oxide or lithium oxide precursor is adhered, or silicon oxide or silicon oxide precursor is adhered. And so on.
  • the silica of lithium aluminosilicate contained in the coating film may contain the silicon component in the substrate oxidized by heat treatment. In this way, when silicon oxide is deposited on the substrate, the amount of silicon oxide can be reduced. Alternatively, all of the silica of lithium aluminosilicate may be provided by the silicon component in the substrate being oxidized by heat treatment. In this way, the step of attaching silicon oxide to the substrate can be omitted.
  • the oxygen-containing atmosphere may contain water vapor.
  • the water vapor may be mixed into the atmosphere from the outside.
  • the heat treatment is performed at 900 to 1300 ° C. If it is in this range, the production
  • the first silicon carbide material of the present invention can be used for a honeycomb structure.
  • the honeycomb structure is used as a DPF or a catalytic converter, for example, by supporting a noble metal catalyst. That is, one utilization form of the honeycomb structure is a catalyst carrier.
  • the catalytic converter in which the catalyst is activated early by electric heating, high thermal shock resistance is required, and therefore, it is particularly preferable to use the first silicon carbide material of the present invention.
  • Example 1 A porous substrate having a porosity of 40% made of silicon carbide particles and metallic silicon was prepared.
  • This substrate was produced as follows.
  • silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder are mixed at a weight ratio of 80:20, and hydroxypropyl methylcellulose and water are added as a binder to this to form a forming raw material.
  • the raw materials were kneaded and a columnar clay was prepared with a vacuum kneader.
  • the content of the binder is 7% by mass with respect to the total of the silicon carbide (SiC) powder and the metal silicon (Si) powder, and the water content is appropriately adjusted so as to have a clay hardness suitable for extrusion molding.
  • the average particle diameter of the silicon carbide powder was 33 ⁇ m, and the average particle diameter of the metal silicon powder was 6 ⁇ m.
  • the average particle diameters of silicon carbide, metal silicon and pore former are values measured by a laser diffraction method.
  • the obtained clay was molded using an extrusion molding machine to obtain a honeycomb molded body.
  • the obtained honeycomb formed body was dried by high-frequency dielectric heating, and then dried at 120 ° C. for 2 hours using a hot air dryer, and this honeycomb formed body was degreased at 550 ° C. for 3 hours in an air atmosphere. Firing was performed at about 1450 ° C. for 2 hours in an Ar inert atmosphere to obtain a porous substrate in which SiC crystal particles were bonded with Si. The porosity was measured with a mercury porosimeter.
  • FIG. 1 is an SEM photograph of this substrate.
  • the porous substrate was dipped in an alumina sol having an alumina particle diameter of 10 nm to 100 nm, a concentration of 10 wt%, and an acetic acid stable type alumina so that the alumina was adhered to the substrate surface and dried at 110 ° C. in the atmosphere. Subsequently, the substrate was dipped in a 2 wt% lithium hydroxide aqueous solution to attach lithium hydroxide to the surface of the substrate and dried at 110 ° C. in the atmosphere. Subsequently, the substrate was heat-treated at 1100 ° C. for 3.5 hours in the atmosphere.
  • Example 1 which consists of a silicon
  • the film of this sample contains lithium aluminosilicate produced by the reaction of lithium oxide, alumina and silica, but does not substantially contain potassium element.
  • substantially free includes not only the case where the content is zero, but also the case where it is contained in a trace amount (for example, an amount below the detection limit) as an impurity.
  • Example 1 About the obtained sample of Example 1, the film weight ratio (wt%), the composition ratio (weight ratio) of the film, the maximum film thickness of the film ( ⁇ m), the rate of change in thermal expansion (%) of the sample, and the rate of change in strength ( %) And the results are summarized in Table 1. Each parameter was measured.
  • Membrane weight ratio (sample weight ⁇ substrate weight) / sample weight ⁇ 100
  • the sample refers to a silicon carbide material with a coating formed on the substrate, and the substrate refers to a silicon carbide material with no coating formed thereon.
  • ⁇ Composition ratio (weight ratio) of coating In accordance with JIS R 1616, the chemical analysis of the sample and the substrate is performed, and the three components (Li 2 O, Al 2 O 3 , SiO 2 ) present in the coating are obtained by subtracting the quantitative value of the substrate from the quantitative value of the sample. The composition ratio of the three components was calculated based on each weight.
  • FIG. 2 shows an SEM image of the sample of Example 1.
  • the dark gray portion is silicon carbide particles, and the light gray portion is metallic silicon.
  • FIG. 2 it was confirmed that the maximum film thickness of the lithium aluminosilicate film formed on the surfaces of the silicon carbide particles and the metal silicon was 5 ⁇ m.
  • the film thickness was measured in a 95 ⁇ 120 ⁇ m visual field (visual field ⁇ 5 locations).
  • ⁇ Change rate of thermal expansion (%) The average linear thermal expansion coefficient from room temperature to 800 ° C.
  • Example 2 According to Example 1, by adjusting the Si / SiC ratio, the amount of sintering aid, the firing atmosphere, the amount of pore former, etc., a substrate having the porosity shown in Table 1 was prepared, and the amount of adhesion to the substrate was adjusted. A sample having a coating on at least a part of the substrate surface was obtained by performing heat treatment at 900 to 1300 ° C. after the aluminum source and the lithium source were prepared by adjustment. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Example 15 A dense substrate made of silicon carbide particles was prepared. This substrate was produced as follows. 100 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle diameter of 0.6 ⁇ m, 2.0 parts by weight of B 4 C powder having an average particle diameter of 1.5 ⁇ m, and 1.5 parts by weight of carbon powder having an average particle diameter of 0.02 ⁇ m Were blended. This blend was put into a medium stirring type pulverizer, mixed and pulverized for 20 hours to obtain a slurry. Subsequently, this slurry was dried using a spray dryer to produce a granulated powder having an average particle size of 50 ⁇ m.
  • the granulated powder was filled in a rubber mold and subjected to isostatic pressing at a pressure of 2.5 ton / cm 2 .
  • This compact was fired at 2100 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere of 1 atm to obtain a dense SiC sintered body.
  • the porosity was measured according to JIS R 1634.
  • a sample having a coating on at least a part of the substrate surface was obtained by attaching an aluminum source and a lithium source to the substrate, followed by heat treatment at 1100 ° C. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Example 16 45 parts by weight of coarse silicon carbide powder having an average particle diameter of 100 ⁇ m and 55 parts by weight of fine silicon carbide powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m are mixed, and 20 parts by weight of water and 2 parts by weight of binder are added. A slurry was obtained. This slurry was poured into a gypsum mold. The obtained molded body was fired at 2200 ° C. for 2 hours in argon at a pressure of 1 atm to obtain a porous recrystallized silicon carbide sintered body. The porosity was measured with a mercury porosimeter.
  • a sample having a coating on at least a part of the substrate surface was obtained by attaching an aluminum source and a lithium source to the substrate, followed by heat treatment at 1100 ° C. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Example 1 The porous substrate produced in Example 1 was heat-treated at 1100 ° C. for 3.5 hours in the atmosphere to obtain a sample having a silica coating on at least a part of the substrate surface. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1. It was confirmed that the maximum film thickness of the silica coating formed on the surface of the silicon carbide particles was 2 ⁇ m.
  • Example 2 The porous substrate produced in Example 1 was dipped on the alumina sol used in Example 1 to attach alumina to the surface of the substrate, and then dried at 110 ° C. in the atmosphere. Thereafter, a heat treatment was performed in the atmosphere at 1300 ° C. for 3.5 hours to obtain a sample having a coating containing aluminosilicate on at least a part of the substrate surface. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Example 3 The porous substrate produced in Example 1 was dipped in the lithium hydroxide aqueous solution used in Example 1 to attach lithium hydroxide to the surface of the substrate, and then dried at 110 ° C. in the atmosphere. Thereafter, a heat treatment was performed in the atmosphere at 1100 ° C. for 3.5 hours to obtain a sample having a coating containing lithium silicate on at least a part of the substrate surface. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Example 4 The porous substrate produced in Example 12 was heat-treated at 1300 ° C. for 3.5 hours in the atmosphere to obtain a sample having a silica coating on a very small part of the substrate surface. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Example 5 The porous substrate produced in Example 1 was dipped on the alumina sol used in Example 1 to attach alumina to the surface of the substrate, and then dried at 110 ° C. in the atmosphere. Subsequently, the substrate was dipped in a 2 wt% potassium chloride aqueous solution to attach potassium chloride to the surface of the substrate and dried at 110 ° C. in the atmosphere. Subsequently, the substrate was heat-treated at 1300 ° C. for 3.5 hours in the atmosphere. Thereby, a sample having a film containing potassium aluminosilicate on at least a part of the substrate surface was obtained. Each parameter was measured for the obtained sample in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • the electric furnace spalling test rapid cooling test
  • the electric furnace spalling test is a method in which a sample is heated in an electric furnace at 550 ° C. for 2 hours to obtain a uniform temperature, and then taken out to room temperature. It is a test to evaluate.
  • the rate of thermal expansion change of Examples 1 to 16 was a negative value
  • the rate of thermal expansion change of Comparative Examples 1 to 5 was a positive value.
  • the rate of change in thermal expansion is a negative value means that the coating has a lower coefficient of thermal expansion than the substrate.
  • the thermal expansion of the substrate when the sample is heated can be suppressed by the coating film having a low thermal expansion coefficient, and as a result, the thermal shock resistance is improved.
  • the greater the absolute value of the negative value of the thermal expansion change rate the higher the thermal shock resistance. That is, the thermal expansion change rate is an index for evaluating the thermal shock resistance.
  • the rate of change in thermal expansion became a negative value because the film had a low coefficient of thermal expansion, specifically lithium (Li), aluminum (Al), silicon (Si), oxygen ( This is considered to be because the main component is a phase containing four elements of O) (particularly, a phase containing lithium aluminosilicate).
  • Example 9 has a larger absolute value of the negative value of the rate of change in thermal expansion. Therefore, Example 9 has a greater effect of suppressing the thermal expansion of the substrate and further improves the thermal shock resistance.
  • the reason is that the lithium aluminosilicate constituting the film of Example 9 is a spodumene having a low coefficient of thermal expansion, whereas the lithium aluminosilicate constituting the film of Example 4 is a crystal whose coefficient of thermal expansion is not as low as that of the spodumene. It is guessed that it is because of the phase.
  • the first silicon carbide material of the present invention can be used for a honeycomb structure.
  • the honeycomb structure is used as a DPF or a catalytic converter, for example, by supporting a noble metal catalyst. That is, one utilization form of the honeycomb structure is a catalyst carrier.
  • the catalytic converter in which the catalyst is activated early by electric heating, high thermal shock resistance is required, and therefore it is particularly preferable to use the first silicon carbide material of the present invention.

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Abstract

　本発明の炭化珪素質材料は、炭化珪素を主成分とするか又は炭化珪素と金属珪素を主成分とする基体と、該基体の表面の少なくとも一部を覆う被膜とを備え、該被膜は、少なくともリチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）の４元素を含んだ相を主成分とするものである。こうした炭化珪素質材料としては、例えば、炭化珪素粒子が金属珪素によって結合された構造を有する基体と、その炭化珪素粒子の表面の一部を覆うリチウムアルミノシリケイト被膜とを備えたものが挙げられる。こうした炭化珪素質材料は、ＤＰＦや電気加熱式の触媒コンバータなどに利用可能である。

Description

炭化珪素質材料、ハニカム構造体及び電気加熱式触媒担体
　本発明は、炭化珪素質材料、ハニカム構造体及び電気加熱式触媒担体に関する。
　ディーゼルエンジンから排出される排ガスは、ＰＭ（パティキュレート・マター）を含むため、排気経路の途中に設けられたＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）でＰＭが捕集されたあと大気中へ放出される。また、ガソリンエンジンから排出される排ガスは、炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）とを含むため、排気経路の途中に設けられた触媒コンバータで酸化・還元反応によって水と二酸化炭素と窒素に変換されたあと大気中へ放出される。このようなＤＰＦや触媒コンバータには、炭化珪素（ＳｉＣ）を主成分とするハニカムフィルタが用いられることがある。例えば、特許文献１には、炭化珪素粒子と金属珪素とを含み、これらの表面を覆う被膜に酸化珪素からなる相が存在しているハニカムフィルタが開示されている。また、特許文献２には、炭化珪素粒子と金属珪素とを含み、これらの表面を覆う被膜にムライトの結晶相が存在しているハニカムフィルタが開示されている。そして、特許文献３には、炭化珪素発熱体において、カリウムアルミノシリケイトを含む被膜を有するものが開示されている。
特開２００２－１５４８８２号公報 ＷＯ２００５／０１４１７１ 特開平２－１８６５９８号公報
　しかしながら、特許文献１～３に開示されている材料を、上述したＤＰＦや触媒コンバータに使用する場合、耐熱衝撃性の点で問題が生じることがあった。すなわち、特許文献１の材料では、被膜の酸化珪素の熱膨張係数が高いため、それに伴って材料の熱膨張係数も高くなり、耐熱衝撃性が低いという問題がある。特許文献２の材料では、被膜に含まれるムライトの熱膨張係数がそれほど低くないため耐熱衝撃性が十分とはいえない。特許文献３の材料では、カリウムアルミノシリケイトの熱膨張係数が高いため耐熱衝撃性も低いという問題がある。こうした問題は、触媒コンバータのうち、特に電気加熱により触媒を早期に活性化する方式において顕著であった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、従来と比べて耐熱衝撃性に優れた炭化珪素質材料を提供することを主目的とする。
　本発明者らは、炭化珪素を含む基体の表面の少なくとも一部を覆う被膜の材料につき、種々検討したところ、クリストバライトやムライト、クオーツ、カリウムアルミノシリケイトに比べてスポジュメンに代表されるリチウムアルミノシリケイトが耐熱衝撃性に優れることを見いだし、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の第１は、炭化珪素質材料であって、炭化珪素を主成分とするか又は炭化珪素と金属珪素を主成分とする基体と、該基体の表面の少なくとも一部を覆う被膜と、を備え、前記被膜は、少なくともリチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）の４元素を含んだ相を主成分とするものである。ここで、「基体の表面」とは、基体の外表面のほか、基体が多孔質の場合には気孔内表面を含む。また、「被膜」は、Ｌｉ，Ａｌ，Ｓｉ及びＯの４元素を含むものであればよく、化合物であるか混合物であるか複合物であるかは限定されず、結晶質相であるか非晶質相であるかも限定されない。
　本発明の第２及び第３は、それぞれ、本発明の第１の炭化珪素質材料で構成されるハニカム構造体及び電気加熱式触媒である。
　本発明の第１の炭化珪素質材料は、従来に比べて耐熱衝撃性に優れる。その理由は、基体の熱膨張率に比べて被膜の熱膨張率が低いため、基体の熱膨張を被膜が抑えることができるためと考えられる。本発明の第２のハニカム構造体や本発明の第３の電気加熱式触媒担体は、いずれも本発明の第１の炭化珪素質材料を使用したものであるため、耐熱衝撃性に優れる。
実施例１の基体のＳＥＭ写真（反射電子像）である。 実施例１のサンプルのＳＥＭ写真（反射電子像）である。
　本発明の第１の炭化珪素質材料は、炭化珪素を主成分とするか又は炭化珪素と金属珪素を主成分とする基体と、該基体の表面の少なくとも一部を覆う被膜と、を備え、前記被膜は、少なくともリチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）の４元素を含んだ相を主成分とするものである。
　ここで、基体は、炭化珪素を主成分とするか又は炭化珪素と金属珪素を主成分とするものであれば、特に限定されないが、特に炭化珪素粒子が金属珪素によって結合された構造を持つ基体が好ましい。基体には焼結助剤としてホウ素やカーボン、金属酸化物が含まれても良く、特にＢ4Ｃ、アルカリ土類や希土類金属の酸化物が含まれることが好ましい。また、基体としては、気孔率が２０～７０％の多孔体を用いてもよい。このうち、炭化珪素質材料をＤＰＦに用いる場合、基体の強度を維持しつつ圧力損失を上げないようにするために、気孔率を４０～７０％とすることが好ましく、４５～６０％とすることがより好ましい。また、炭化珪素質材料を電気加熱式触媒担体に用いる場合、触媒を担持しやすくしつつ電気加熱しやすくするために、気孔率を２０～５０％とすることが好ましく、３０～４５％とすることがより好ましい。気孔率は造孔材の量、Ｓｉ／ＳｉＣ比、焼結助剤量、焼成雰囲気などにより調製することができる。基体の形状としては、例えば、板状、チューブ状、レンコン状、ハニカム状などが挙げられる。ハニカム状の場合には、例えば、隔壁の厚さを５０～５００μｍ、セル密度を１０～１００セル／ｃｍ2としてもよい。なお、炭化珪素を主成分とする基体とは、炭化珪素が５０ｗｔ％以上のものをいい、珪素の酸化物や窒化物などを含んでいてもよい。
　被膜は、カリウムを実質的に含まないことが好ましい。カリウム元素は、炭化珪素を腐食するおそれがあるからである。ここで、実質的に含まないとは、含有量がゼロの場合のほか、不純物として微量（例えば検出限界以下の量）含まれている場合を含む。また、被膜は、リチウムアルミノシリケイトを含むことが好ましい。リチウムアルミノシリケイトとしては、スポジュメン、ユークリプタイト、石英固溶体などが挙げられるが、このうちスポジュメンが好ましい。スポジュメンは、リチウムアルミノシリケイトの中でも融点が高く、熱的に安定な結晶相だからである。
　こうした被膜は、最大膜厚が２～１０２μｍであることが好ましい。この範囲内であれば、耐熱衝撃性が十分得られるからである。膜厚が厚いほど、付着原料の濃度を上げる必要があるため、膜厚が均一化しにくくなり、気孔内へも付着しにくくなり、付着物の乾燥時間が長くなるといった不具合が生じる。このため、最大膜厚は、２～５０μｍであることがより好ましく、２～２０μｍであることが一層好ましい。また、被膜は、膜重量割合が４．１～５８．３ｗｔ％以下であることが好ましい。この範囲内であれば、耐熱衝撃性が十分得られるからである。膜重量割合が低いほど、原料の付着量を減らして原料コストを下げることができる。このため、膜重量割合は、４．１～５０ｗｔ％であることが好ましく、４．１～３０ｗｔ％であることが一層好ましい。なお、膜重量割合とは、被膜が形成されたあとの炭化珪素質焼結体の重量と被膜が形成される前の炭化珪素質焼結体の重量との差を、前者の重量で除し、それを百分率で表したものである。更に、被膜は、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）：１～３７ｗｔ％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）：３～４９ｗｔ％、酸化珪素（ＳｉＯ2）：４８～９６ｗｔ％の組成からなることが好ましい。この範囲内であれば、耐熱衝撃性が十分得られるからである。また、リチウムアルミノシリケイトを増加させてより熱的に安定な物質になるようにするには、被膜はＬｉ2Ｏ：２０～３７ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3：３～４９ｗｔ％、ＳｉＯ2：４８～９６ｗｔ％の組成からなることがより好ましく、Ｌｉ2Ｏ：２０～３７ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3：３～４５ｗｔ％、ＳｉＯ2：４８～９６ｗｔ％の組成からなることが一層好ましい。
　本発明の第１の炭化珪素質材料を製造する方法としては、例えば、（ａ）炭化珪素を含む基体の表面に、アルミナ又は熱処理によってアルミナに変わるアルミナ前駆体と酸化リチウム又は熱処理によって酸化リチウムに変わる酸化リチウム前駆体とを付着させる工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で得られた基体を酸素含有雰囲気下で９００～１３００℃で熱処理することにより、前記基体の表面の少なくとも一部にリチウムアルミノシリケイトを含む被膜を生成させる工程と、を含む方法が挙げられる。工程（ａ）では、更に、酸化珪素又は熱処理によって酸化珪素に代わる酸化珪素前駆体を付着させてもよい。
　ここで、基体については、上述したとおりである。アルミナ前駆体としては、特に限定するものではないが、アルミナゾル、塩基性塩化アルミニウム、塩基性乳酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなどが挙げられる。このうち、アルミナゾル及び塩基性乳酸アルミナゾルが付着量を制御しやすく、反応性が高くリチウムアルミノシリケイトが生成しやすいという点で好ましい。酸化リチウム前駆体としては、特に限定するものではないが、酸化リチウムゾル、水酸化リチウム、酢酸リチウム、クエン酸リチウム、炭酸リチウムなどが挙げられる。このうち、水酸化リチウムが反応性が高くリチウムアルミノシリケイトが生成しやすいという点で好ましい。酸化珪素前駆体としては、特に限定するものではないが、コロイダルシリカ、ケイ酸エチルなどが挙げられる。このうちコロイダルシリカが付着量を制御しやすく、反応性が高くリチウムアルミノシリケイトが生成しやすいという点で好ましい。リチウムアルミノシリケイトを含む被膜の膜厚や膜重量割合は、例えば、酸化リチウム又はその前駆体、酸化アルミニウム原料又はその前駆体、酸化珪素又はその前駆体の使用量を調整することで任意に変化させることができる。
　工程（ａ）で、基体の表面にアルミナ又はアルミナ前駆体を付着させるにあたっては、アルミナ又はアルミナ前駆体を含む水溶液又は水性スラリーを使用し、酸化リチウム又は酸化リチウム前駆体を付着させるにあたっては、酸化リチウム又は酸化リチウム前駆体を含む水溶液又は水性スラリーを使用するのが好ましい。また、工程（ａ）で、更に、酸化珪素又は酸化珪素前駆体を付着させる場合には、酸化珪素又は酸化珪素前駆体を含む水溶液又は水性スラリーを使用するのが好ましい。こうすれば、工程（ｂ）で生成するのは主に水蒸気であり、有害な揮発成分の浄化設備が不要になるため製造工程を簡素化できる。
　工程（ａ）で、基体の表面にアルミナ又はアルミナ前駆体を付着させたり酸化リチウム又は酸化リチウム前駆体を付着させたり酸化珪素又は酸化珪素前駆体を付着させたりするにあたっては、ディッピングや塗布、吹き付けなどで行うことができる。
　工程（ｂ）で、被膜に含まれるリチウムアルミノシリケイトのシリカには、基体内の珪素成分が熱処理によって酸化されたものが含まれていてもよい。こうすれば、基体に酸化珪素を付着させる場合にはその酸化珪素の量を軽減することができる。あるいは、リチウムアルミノシリケイトのシリカは、すべて基体内の珪素成分が熱処理によって酸化されたもので賄ってもよい。こうすれば、基体に酸化珪素を付着する工程を省略することができる。
　工程（ｂ）で、酸素含有雰囲気には、水蒸気が含まれていてもよい。ここで、水蒸気は、雰囲気中に外部から混入させてもよい。また、熱処理は９００～１３００℃で行う。この範囲内であれば、リチウムアルミノシリケイトの生成率が高くなり、耐熱衝撃性に優れた珪素含有材料を得ることができる。
　本発明の第１の炭化珪素質材料は、ハニカム構造体に利用可能である。ここで、ハニカム構造体は、例えば貴金属触媒を担持することによりＤＰＦや触媒コンバータとして利用される。つまり、ハニカム構造体の一利用形態は、触媒担体である。また、触媒コンバータのうち電気加熱により触媒を早期に活性化する方式においては、高い耐熱衝撃性が要求されるため、本発明の第１の炭化珪素質材料を利用することが特に好ましい。
［実施例１］
　炭化珪素粒子と金属珪素からなる、気孔率４０％の多孔性の基体を用意した。この基体は、以下のようにして作製した。セラミックス原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを重量比で８０：２０の割合で混合し、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、水を添加して成形原料とし、成形原料を混練し、真空土練機により円柱状の坏土を作製した。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計に対し７質量％であり、水の含有量は、押出し成形に適した坏土硬度になるよう適宜調整するが、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計に対し約２３質量％であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は３３μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。炭化珪素、金属珪素及び造孔材の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
　得られた坏土を押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥し、このハニカム成形体を、大気雰囲気にて５５０℃で３時間かけて脱脂し、その後、Ａｒ不活性雰囲気にて約１４５０℃で２時間焼成し、ＳｉＣ結晶粒子がＳｉで結合された、多孔性の基体を得た。なお、気孔率は、水銀ポロシメーターにより測定した。図１はこの基体のＳＥＭ写真である。
　この多孔性の基体を、アルミナ粒径が１０ｎｍ～１００ｎｍ、濃度が１０ｗｔ％、酢酸安定型のアルミナゾルにディッピングすることで基体表面にアルミナを付着させ、大気中１１０℃で乾燥させた。続いて、その基体を、２ｗｔ％の水酸化リチウム水溶液にディッピングすることで基体表面に水酸化リチウムを付着させ、大気中１１０℃で乾燥させた。続いて、この基体を大気下、１１００℃で３．５時間熱処理を行った。これにより、炭化珪素と金属珪素とを含む基体と、その基体の表面の少なくとも一部を覆う被膜とを備えた珪素含有材料からなる実施例１のサンプルを得た。このサンプルの被膜は、酸化リチウムとアルミナとシリカとが反応することにより生成したリチウムアルミノシリケイトを含むがカリウム元素を実質的に含まない。ここで、実質的に含まないとは、含有量がゼロの場合のほか、不純物として微量（例えば検出限界以下の量）に含まれている場合を含む。被膜がリチウムアルミノシリケイトであることは、Ｘ線回折（Ｘ線源Ｃｕ－Ｋα）で２θ＝２５．０°～２６．３°にピークが現れることで確認した。リチウムアルミノシリケイトのうちスポジュメン、ユークリプタイト及び石英固溶体は、いずれもこの位置にピークが現れる。また、スポジュメンの結晶相が含まれていることは、Ｘ線回折（Ｘ線源Ｃｕ－Ｋα）で２θ＝２２．０°～２３．０°にピークが現れることで確認した。スポジュメンはこの位置にピークが現れるが、ユークリプタイトや石英固溶体はこの位置にはピークが現れない。
　得られた実施例１のサンプルにつき、膜重量割合（ｗｔ％）、被膜の組成比（重量比）、被膜の最大膜厚（μｍ）、サンプルの熱膨張変化率（％）及び強度変化率（％）を求め、その結果を表１にまとめた。なお、各パラメータの測定を行った。
・膜重量割合（ｗｔ％）
　以下の式にしたがって求めた。
　膜重量割合＝（サンプルの重量－基体の重量）／サンプルの重量　×１００
　なお、サンプルとは基体に被膜が形成された炭化珪素質材料をいい、基体とは被膜が形成されていない炭化珪素質材料をいう。
・被膜の組成比（重量比）
　ＪＩＳ　Ｒ　１６１６に準じて、サンプルと基体の化学分析を実施し、サンプルの定量値から基体の定量値を引くことにより、被膜に存在する３成分（Ｌｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2）の重量を求め、各重量に基づいて３成分の組成比を算出した。
・被膜の最大膜厚（μｍ）
　倍率１０００倍のサンプルの断面のＳＥＭ像で膜厚を実測し、そのうちの最大値を最大膜厚とした。図２に実施例１のサンプルのＳＥＭ像を示す。濃いグレーの部分が炭化珪素粒子、薄いグレーの部分が金属珪素である。図２において、炭化珪素粒子及び金属珪素の表面に形成されたリチウムアルミノシリケイトの被膜の最大膜厚が５μｍであることを確認した。なお、膜厚は９５×１２０μｍの視野内（視野×５箇所）で実測した。
・熱膨張変化率（％）
　ＪＩＳ　Ｒ１６１８に準じて室温～８００℃の平均線熱膨張係数を測定し、その値を熱膨張率とした。（サンプルの値－基体の値）／基体の値×１００（％）を熱膨張変化率とした。
・スポジュメン結晶相
　ＪＩＳ　Ｋ０１３１に準じて粉末Ｘ線回折（Ｘ線源Ｃｕ－Ｋα）を測定し、これによって物質の同定を行った。スポジュメンの結晶相が含まれていることは、２θ＝２２．０°～２３．０°にピークが現れることで確認した。
［実施例２～１４］
　実施例１に準じて、Ｓｉ／ＳｉＣ比、焼結助剤量、焼成雰囲気、造孔材量などを調整することで、表１に示す気孔率の基体を作製し、その基体に付着量を調整してアルミニウム源及びリチウム源を付着させたあと９００～１３００℃で熱処理を行うことにより、基体表面の少なくとも一部に被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
［実施例１５］
　炭化珪素粒子からなる緻密質の基体を用意した。この基体は、以下のようにして作製した。平均粒径０．６μｍの炭化珪素粉末を１００重量部と、平均粒径１．５μｍのＢ4 Ｃ粉末を２．０重量部と、平均粒径０．０２μｍのカーボン粉末を１．５重量部とを配合した。この配合物を媒体攪拌型粉砕器内に投入し、２０時間混合・粉砕し、スラリーを得た。次いで、このスラリーをスプレードライヤーを用いて乾燥させ、平均粒径５０μｍの造粒粉末を製造した。この造粒粉末をゴム型内に充填し、圧力２．５ｔｏｎ／ｃｍ2 で静水圧プレス成形した。この成形体を、１気圧のアルゴン雰囲気中で２１００℃で１時間焼成し緻密なＳｉＣ焼結体を得た。なお、気孔率は、ＪＩＳ　Ｒ　１６３４に準じて測定した。その基体にアルミニウム源及びリチウム源を付着させたあと１１００℃で熱処理を行うことにより、基体表面の少なくとも一部に被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
［実施例１６］
　平均粒径１００μｍの粗粒炭化珪素粉末を４５重量部と、平均粒径２μｍの微粒炭化珪素粉末を５５重量部とを混合し、２０重量部の水と２重量部のバインダーとを添加して、スラリーを得た。このスラリーを石膏型に流し込み作製した。得られた成形体を、圧力１ａｔｍのアルゴン中で、２２００℃で２時間焼成することにより、多孔質な再結晶炭化珪素焼結体を得た。なお、気孔率は、水銀ポロシメーターにより測定した。その基体にアルミニウム源及びリチウム源を付着させたあと１１００℃で熱処理を行うことにより、基体表面の少なくとも一部に被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
［比較例１］
　実施例１で作製した多孔性の基体を、大気下、１１００℃で３．５時間熱処理を行うことにより、基体表面の少なくとも一部にシリカ被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。炭化珪素粒子の表面に形成されたシリカの被膜の最大膜厚が２μｍであることを確認した。
［比較例２］
　実施例１で作製した多孔性の基体を実施例１で用いたアルミナゾルにディッピングすることで基体の表面にアルミナを付着させた後、大気中１１０℃で乾燥した。その後、大気下、１３００℃で３．５時間熱処理を行うことにより、基体表面の少なくとも一部にアルミノシリケイトを含む被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
［比較例３］
　実施例１で作製した多孔性の基体を実施例１で用いた水酸化リチウム水溶液にディッピングすることで基体の表面に水酸化リチウムを付着させた後、大気中１１０℃で乾燥した。その後、大気下、１１００℃で３．５時間熱処理を行うことにより、基体表面の少なくとも一部にリチウムシリケイトを含む被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
［比較例４］
　実施例１２で作製した多孔性の基体を、大気下、１３００℃で３．５時間熱処理を行うことにより、基体表面のごく一部にシリカ被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
［比較例５］
　実施例１で作製した多孔性の基体を実施例１で用いたアルミナゾルにディッピングすることで基体の表面にアルミナを付着させた後、大気中１１０℃で乾燥した。続いて、その基体を、２ｗｔ％の塩化カリウム水溶液にディッピングすることで基体表面に塩化カリウムを付着させ、大気中１１０℃で乾燥させた。続いて、この基体を大気下、１３００℃で３．５時間熱処理を行った。これにより、基体表面の少なくとも一部にカリウムアルミノシリケイトを含む被膜を有するサンプルを得た。得られたサンプルにつき、実施例１と同様、各パラメータの測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
　実施例、比較例のサンプルのうち、実施例１，７，１０，１４、比較例１，２，３，５のサンプルを用いて電気炉スポーリング試験（急速冷却試験）を実施したところ、実施例のサンプルは全てクラックが発生せず、比較例のサンプルは全てクラックが発生した。なお、電気炉スポーリング試験とは、具体的には、サンプルを電気炉にて５５０℃×２ｈ加熱し、均一な温度にした後、室温に取り出し、サンプルのクラック発生の有無により耐熱衝撃性を評価する試験である。
　表１に示すように、実施例１～１６の熱膨張変化率は負の値だったのに対して、比較例１～５の熱膨張変化率は正の値だった。ここで、熱膨張変化率が負の値ということは、被膜の方が基体よりも熱膨張率が低いことを意味する。実施例１～１６では、比較例１～５に比べて、サンプルを加熱したときの基体の熱膨張を、熱膨張率の低い被膜が抑えることができ、その結果、耐熱衝撃性が向上する。また、熱膨張変化率の負の値の絶対値が大きいほど、耐熱衝撃性が高くなる。つまり、熱膨張変化率は、耐熱衝撃性を評価する指標となる。実施例１～１６の熱膨張変化率が負の値になったのは、被膜が熱膨張率の低い相、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）の４元素を含んだ相（特にリチウムアルミノシリケイトを含んだ相）を主成分としているからだと考えられる。
　また、実施例４と実施例９とを比べると、実施例９の方が熱膨張変化率の負の値の絶対値が大きい。そのため、実施例９の方が、基体の熱膨張を抑える効果が大きく、耐熱衝撃性が一層向上する。その理由は、実施例９の被膜を構成するリチウムアルミノシリケイトが熱膨張率の低いスポジュメンであるのに対して、実施例４の被膜を構成するリチウムアルミノシリケイトはスポジュメンほど熱膨張率の低くない結晶相だからであろうと推察される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から明らかなように、実施例１～１６のサンプルは、比較例１～４のサンプルに比べて熱膨張率が低下するため、耐熱衝撃性に優れている。
　本出願は、２０１１年２月４日に出願された日本国特許出願第２０１１－０２２４９８号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
　本発明の第１の炭化珪素質材料は、ハニカム構造体に利用可能である。ここで、ハニカム構造体は、例えば貴金属触媒を担持することによりＤＰＦや触媒コンバータとして利用される。つまり、ハニカム構造体の一利用形態は、触媒担体である。特に、触媒コンバータのうち電気加熱により触媒を早期に活性化する方式においては、高い耐熱衝撃性が要求されるため、本発明の第１の炭化珪素質材料を利用することが特に好ましい。

Claims (11)

  1. 　炭化珪素を主成分とするか又は炭化珪素と金属珪素を主成分とする基体と、
    　該基体の表面の少なくとも一部を覆う被膜と、
    　を備え、
    　前記被膜は、少なくともリチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）の４元素を含んだ相を主成分とする、炭化珪素質材料。
  2. 　前記被膜は、カリウムを含まない、請求項１に記載の炭化珪素質材料。
  3. 　前記被膜は、リチウムアルミノシリケイトを含む、請求項１又は２に記載の炭化珪素質材料。
  4. 　前記リチウムアルミノシリケイトは、スポジュメンである、請求項３に記載の炭化珪素質材料。
  5. 　前記基体は、炭化珪素粒子が金属珪素によって結合された構造を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の炭化珪素質材料。
  6. 　前記基体は、気孔率が２０～７０％である、請求項１～５のいずれか１項に記載の炭化珪素質材料。
  7. 　前記被膜は、最大膜厚が２～１０２μｍである、請求項１～６のいずれか１項に記載の炭化珪素質材料。
  8. 　前記被膜は、膜重量割合が４．１～５８．３ｗｔ％以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載の炭化珪素質材料。
  9. 　前記被膜は、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）：１～３７ｗｔ％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）：３～４９ｗｔ％、酸化珪素（ＳｉＯ2）：４８～９６ｗｔ％の組成からなる、請求項１～８のいずれか１項に記載の炭化珪素質材料。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の炭化珪素質材料で構成される、ハニカム構造体。
  11. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の炭化珪素質材料を利用した、電気加熱式触媒担体。
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