JP5111139B2

JP5111139B2 - Method for producing porous silicon carbide sintered body

Info

Publication number: JP5111139B2
Application number: JP2008026491A
Authority: JP
Inventors: 昇司高松
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: JP2009280409A

Description

本発明は、多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a porous silicon carbide sintered body.

バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
そこで、排ガス中のパティキュレートを捕集して、排ガスを浄化するフィルタとして多孔質炭化ケイ素焼結体からなるハニカム構造体を用いたハニカムフィルタが提案されている。 Recently, it has become a problem that particulates such as soot contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as vehicles such as buses and trucks and construction machinery cause harm to the environment and the human body.
Therefore, a honeycomb filter using a honeycomb structure made of a porous silicon carbide sintered body has been proposed as a filter for collecting particulates in exhaust gas and purifying the exhaust gas.

このような多孔質炭化ケイ素焼結体は、例えば、特許文献１に開示された方法により製造することができる。
即ち、まず、炭化ケイ素粉末とバインダと分散媒液等とを混合して原料組成物を調製し、この原料組成物を連続的に押出成形した後、押し出された成形体を所定の長さに切断することにより、角柱形状の炭化ケイ素成形体を作製する。 Such a porous silicon carbide sintered body can be produced, for example, by the method disclosed in Patent Document 1.
That is, first, a raw material composition is prepared by mixing silicon carbide powder, a binder, a dispersion medium liquid, and the like, and after continuously extruding the raw material composition, the extruded molded body has a predetermined length. By cutting, a prismatic silicon carbide molded body is produced.

次に、得られた炭化ケイ素成形体を、マイクロ波乾燥機や熱風乾燥機を利用して乾燥させ、その後、所定のセルに目封じを施し、セルのいずれかの端部が封止された状態とした後、脱脂処理及び焼成処理を施す。これにより多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができる。 Next, the obtained silicon carbide molded body was dried using a microwave dryer or a hot air dryer, and then a predetermined cell was sealed, and either end of the cell was sealed. After making into a state, a degreasing process and a baking process are performed. Thereby, a porous silicon carbide sintered body can be produced.

一方、特許文献２には、ＳｉＣ等の耐火性粒子原料に、金属珪素と有機バインダーを添加し混合及び混練して得られた坏土をハニカム形状に成形し、得られた成形体を仮焼して成形体中の有機バインダーを除去した後、得られた成形体に本焼成処理を施すハニカム構造体の製造方法が開示されている。
そして、特許文献２の［００３７］には、金属珪素の適切な添加量は、耐火性粒子と金属珪素との合計量に対して５〜５０重量％であることが記載され、５重量％未満では、ハニカム構造体のような薄壁の構造体を維持し得る強度を得ることができないことが記載されている。
特開２００４−１８８２７８号公報特開２００２−２０１０８２号公報 On the other hand, in Patent Document 2, a clay obtained by adding metal silicon and an organic binder to a refractory particle raw material such as SiC, mixing and kneading is formed into a honeycomb shape, and the obtained molded body is calcined. Then, after removing the organic binder in the molded body, a method for manufacturing a honeycomb structure is disclosed in which the obtained molded body is subjected to a main firing treatment.
And [0037] of Patent Document 2 describes that the appropriate amount of metallic silicon added is 5 to 50% by weight with respect to the total amount of refractory particles and metallic silicon, and less than 5% by weight. Describes that a strength capable of maintaining a thin-walled structure such as a honeycomb structure cannot be obtained.
JP 2004-188278 A JP 2002-201082 A

排ガスを浄化するためのフィルタとして使用する多孔質炭化ケイ素焼結体では、パティキュレートを確実に補集するとともに、圧力損失を低減するとの観点から、気孔径は、１０〜１５μｍが望ましいと考えられている。
しかしながら、特許文献１に記載された製造方法により多孔質炭化ケイ素焼結体を製造した場合には、炭化ケイ素の焼結性にバラツキが生じやすく、焼成後の多孔質炭化ケイ素焼結体において、気孔径が所望の大きさとならず、例えば、気孔径が大きくなりすぎたり、気孔径にバラツキが生じたりするという問題が発生することがあった。 In the porous silicon carbide sintered body used as a filter for purifying exhaust gas, it is considered that the pore diameter is preferably 10 to 15 μm from the viewpoint of collecting particulates reliably and reducing pressure loss. ing.
However, when the porous silicon carbide sintered body is manufactured by the manufacturing method described in Patent Document 1, the sinterability of silicon carbide tends to vary, and in the porous silicon carbide sintered body after firing, The pore diameter does not become a desired size. For example, there is a problem that the pore diameter becomes too large or the pore diameter varies.

本発明者等は、多孔質炭化ケイ素焼結体の製造において、上記のような問題が生じる理由について検討したところ、以下の理由が考えられた。
すなわち、多孔質炭化ケイ素焼結体の製造では、通常、原料となる炭化ケイ素粉末に不純物としてカーボン及びシリカが含まれている。そして、上記焼成処理の際には、下記反応式（１）に示すカーボンとシリカとの反応が右側に進行することとなると考えられる。 When the present inventors examined the reason why the above problems occur in the production of a porous silicon carbide sintered body, the following reasons were considered.
That is, in the production of a porous silicon carbide sintered body, carbon and silica are usually contained as impurities in the silicon carbide powder as a raw material. And in the case of the said baking process, it is thought that reaction of carbon and a silica shown to following Reaction formula (1) will advance to the right side.

さらに、カーボンが過剰に存在する場合には、下記反応式（２）に示す一酸化ケイ素とカーボンとの反応が右側に進行すると考えられる。通常、焼成処理工程においては、炭化ケイ素脱脂体を焼成用治具に載置した状態で加熱することとなり、焼成用治具としては炭素材料からなる焼成用治具を使用しているため、焼成系においては、炭素が過剰に存在することとなる。 Furthermore, when carbon exists excessively, it is considered that the reaction between silicon monoxide and carbon shown in the following reaction formula (2) proceeds to the right side. Usually, in the firing treatment step, the silicon carbide defatted body is heated in a state of being placed on the firing jig, and the firing jig made of a carbon material is used as the firing jig. In the system, there will be an excess of carbon.

このように上記反応式（１）、（２）の反応が右側に進行すると、焼成雰囲気中のＣＯ分圧が増加していくのに対し、ＳｉＯ分圧は増加率が低いか、又は、減少していくこととなる。即ち、焼成雰囲気におけるＳｉＯ分圧とＣＯ分圧との比（Ｐ_ＳｉＯ／Ｐ_ＣＯ）が変動することとなる。 As described above, when the reactions of the above reaction formulas (1) and (2) proceed to the right side, the CO partial pressure in the firing atmosphere increases, whereas the SiO partial pressure increases at a low rate or decreases. It will be done. That is, the ratio (P _SiO / P _CO ) between the SiO partial pressure and the CO partial pressure in the firing atmosphere varies.

そして、例えば、焼成雰囲気中のＣＯ分圧が増加すると、下記反応式（３）に示す脱脂体中の炭化ケイ素と焼成雰囲気中の一酸化炭素との反応が右側に進行すると考えられ、気孔径が充分に大きくならなかったり、気孔径が大きくなりすぎたりする場合がある。つまり、気孔径のバラツキが大きくなるのである。 For example, when the CO partial pressure in the firing atmosphere increases, the reaction between silicon carbide in the defatted body shown in the following reaction formula (3) and carbon monoxide in the firing atmosphere proceeds to the right, and the pore diameter May not be sufficiently large, or the pore diameter may become too large. That is, the pore diameter variation increases.

この理由については、以下のように考えられる。
すなわち、上述したような方法で多孔質炭化ケイ素焼結体を製造する場合、炭化ケイ素粉末間の相互拡散により、粒子間ネックが形成され、粒子間に残った空隙が気孔となることにより、多孔質炭化ケイ素焼結体が製造されるのであるが、上記反応式（３）における反応が右側に進行した場合には、（ｉ）原料の炭化ケイ素粉末が分解されることにより粒子間ネックの形成が阻害され、気孔径が充分に大きくならなかったり、（ii）形成された粒子間ネックが分解され、気孔径が大きくなりすぎたりすることがあると考えられ、（iii）さらには、このような粒子間ネックの形成阻害や、粒子間ネックの分解が同時に進行して、気孔径のバラツキが大きくなると考えられる。
また、焼成温度が高温になるほど、炭化ケイ素粉末間の相互拡散は進行しやすくなるため、粒子間ネックは形成されやすくなるものの、上記反応式（３）の反応は右側に進行しやすくなるため、気孔径が大きくなりやすいと考えられる。 The reason for this is considered as follows.
That is, when a porous silicon carbide sintered body is manufactured by the method as described above, an interparticle neck is formed by interdiffusion between silicon carbide powders, and voids remaining between the particles become pores. When the reaction in the above reaction formula (3) proceeds to the right side, (i) the formation of interparticle necks by the decomposition of the raw material silicon carbide powder. And the pore diameter is not sufficiently large, or (ii) the formed interparticle neck is decomposed, and the pore diameter may become too large. (Iii) Further, It is considered that the variation in the pore diameter increases due to the simultaneous inhibition of the formation of the interparticle neck and the decomposition of the interparticle neck.
Moreover, since the interdiffusion between the silicon carbide powders easily proceeds as the firing temperature becomes higher, the interparticle neck tends to be formed, but the reaction of the above reaction formula (3) easily proceeds to the right side. It is thought that the pore diameter tends to increase.

そこで、本発明者らはさらに検討を行い、上記課題を解決することができる多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法を完成した。
請求項１に記載の発明は、少なくとも炭化ケイ素粉末とケイ素粉末とバインダとを含む原料組成物を用いて炭化ケイ素成形体を作製する成形工程と、
上記炭化ケイ素成形体に脱脂処理を施して、炭化ケイ素脱脂体を作製する脱脂工程と、
上記炭化ケイ素脱脂体に焼成処理を施して、多孔質炭化ケイ素焼結体を作製する焼成工程とを含む多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法であって、
上記原料組成物において、上記ケイ素粉末の含有量は、上記炭化ケイ素粉末と上記ケイ素粉末との合計量の１〜３重量％であり、
上記焼成工程において、炭化ケイ素粉末同士が相互拡散により粒子間ネックを形成しうる温度で焼成処理を行うことを特徴とする。 Accordingly, the present inventors have further studied and completed a method for producing a porous silicon carbide sintered body capable of solving the above-mentioned problems.
The invention according to claim 1 is a molding step of producing a silicon carbide molded body using a raw material composition containing at least silicon carbide powder, silicon powder, and a binder,
Degreasing the silicon carbide molded body to produce a silicon carbide degreased body by degreasing,
A method for producing a porous silicon carbide sintered body comprising a firing step of subjecting the silicon carbide defatted body to a firing treatment to produce a porous silicon carbide sintered body,
In the raw material composition, the content of the silicon powder is 1 to 3% by weight of the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder,
In the firing step, the firing treatment is performed at a temperature at which silicon carbide powders can form interparticle necks by mutual diffusion.

請求項１に記載の発明によると、原料組成物に、炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量の１〜３重量％のケイ素粉末が含まれており、炭化ケイ素粉末同士が相互拡散により粒子間ネックを形成しうる温度で焼成処理を行うため、焼成処理において、バラツキが小さく、所望の大きさの気孔径を有する多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができる。
この理由は、原料組成物に炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量の１〜３重量％のケイ素粉末が含まれていると、上記反応式（１）、（２）が右側に進行して、焼成雰囲気中のＣＯ分圧が上昇しても、下記反応式（４）に示す一酸化炭素とケイ素との反応が右側に進行することにより、焼成雰囲気中の一酸化炭素が消費されることとなり、上記反応式（３）が右側に進行することを抑制することができ、焼成雰囲気におけるＳｉＯ分圧とＣＯ分圧との比（Ｐ_ＳｉＯ／Ｐ_ＣＯ）の変動を抑制することができると考えられる。そのため、焼成温度の変化に対する平均気孔径の変化を小さくすることができ、バラツキが小さく、所望の大きさの気孔径を有する多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができるのでないかと考えられる。 According to the first aspect of the present invention, the raw material composition contains 1 to 3 wt% silicon powder of the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder, and the silicon carbide powder is inter-diffused between the particles. Since the firing process is performed at a temperature at which the neck can be formed, a porous silicon carbide sintered body having small variations in the firing process and having a desired pore size can be produced.
This is because when the raw material composition contains 1 to 3 wt% silicon powder of the total amount of silicon carbide powder and silicon powder, the above reaction formulas (1) and (2) proceed to the right. Even if the CO partial pressure in the firing atmosphere increases, the reaction of carbon monoxide and silicon shown in the following reaction formula (4) proceeds to the right side, so that carbon monoxide in the firing atmosphere is consumed. Thus, the reaction formula (3) can be suppressed from proceeding to the right side, and the fluctuation of the ratio of the SiO partial pressure and the CO partial pressure (P _SiO / P _CO ) in the firing atmosphere can be suppressed. Conceivable. Therefore, it is considered that the change in the average pore diameter with respect to the change in the firing temperature can be reduced, and the porous silicon carbide sintered body having a small variation and the desired pore diameter can be produced. .

これに対し、上記ケイ素粉末の量が上記範囲をはずれると、気孔径が大きくならなかったり、気孔径が大きくなりすぎたり、また、気孔径にバラツキが生じるたりすることとなる。この理由については、上記ケイ素粉末の量が１重量％未満では、焼成雰囲気中のＣＯ分圧の増加を充分に抑制することができないためと考えられ、上記ケイ素粉末の量が３重量％を超えると、炭化ケイ素粉末同士の間に多くのケイ素粉末が入り込むことにより、炭化ケイ素粉末同士の接触が物理的に阻害され、粒子間ネックの形成が阻害されるためと考えられる。
また、焼成温度が、炭化ケイ素粉末同士が相互拡散により粒子間ネックを形成しうるほど高温でないと、炭化ケイ素の焼結が進行しづらくなる。
なお、本発明において、相互拡散とは、粒界拡散と言われ、ＳｉＣ結晶の粒界が粒子間のネック部分で形成され、炭化ケイ素の焼結体ができることをいう。 On the other hand, when the amount of the silicon powder is out of the above range, the pore diameter does not become large, the pore diameter becomes too large, or the pore diameter varies. The reason for this is considered that if the amount of the silicon powder is less than 1% by weight, the increase in the CO partial pressure in the firing atmosphere cannot be sufficiently suppressed, and the amount of the silicon powder exceeds 3% by weight. It is considered that, when a large amount of silicon powder enters between the silicon carbide powders, the contact between the silicon carbide powders is physically inhibited and the formation of the interparticle neck is inhibited.
Further, if the firing temperature is not so high that the silicon carbide powders can form interparticle necks due to mutual diffusion, the sintering of silicon carbide will not proceed easily.
In the present invention, interdiffusion is referred to as grain boundary diffusion, and means that a grain boundary of SiC crystal is formed at a neck portion between particles, and a sintered body of silicon carbide is formed.

なお、上述したように、特許文献２には、ＳｉＣ粒子に、金属珪素と有機バインダーを添加した組成物を使用して、ハニカム構造体を製造する方法が開示されているが、特許文献２に開示された製造方法により製造するハニカム構造体は、ＳｉＣ粒子同士を金属珪素により結合させたものである。
これに対し、請求項１に記載の発明において製造する多孔質炭化ケイ素焼結体は、原料組成物中に含まれる金属珪素の量が少ないことからも明らかなように、炭化珪素粒子が金属珪素により結合された焼成体ではなく、炭化珪素粒子が焼成処理により粒成長してなる多孔質炭化ケイ素焼結体であり、請求項１に記載の発明で製造する多孔質炭化ケイ素焼結体は、特許文献２に開示された製造方法により製造されるハニカム構造体とは全く異なるものである。
従って、請求項１に記載の製造方法と、特許文献２に開示された製造方法とは、そもそも技術的思想が異なり、その構成及び効果も異なるものである。 As described above, Patent Document 2 discloses a method for manufacturing a honeycomb structure using a composition in which metallic silicon and an organic binder are added to SiC particles. The honeycomb structure manufactured by the disclosed manufacturing method is obtained by bonding SiC particles with metallic silicon.
On the other hand, in the porous silicon carbide sintered body produced in the invention of claim 1, the silicon carbide particles are made of metal silicon, as is clear from the fact that the amount of metal silicon contained in the raw material composition is small. The porous silicon carbide sintered body produced by the invention according to claim 1 is a porous silicon carbide sintered body in which silicon carbide particles are grown by a firing process, not a sintered body bonded by This is completely different from the honeycomb structure manufactured by the manufacturing method disclosed in Patent Document 2.
Therefore, the manufacturing method according to claim 1 and the manufacturing method disclosed in Patent Document 2 are originally different in technical idea and different in configuration and effect.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記焼成工程における焼成温度が、２２００〜２３００℃である。
請求項２に記載の発明では、上記焼成温度が、２２００〜２３００℃であるため、バラツキが小さく、所望の大きさの気孔径を有する多孔質炭化ケイ素焼結体を確実に製造することができる。
これに対して、上記焼成温度が２２００℃未満では、炭化ケイ素粉末の焼結が進行しづらい傾向にあり、一方、焼成温度が２３００℃を超えると、炭化ケイ素粉末の焼結が進行しすぎる傾向にあり、また、電力消費量が増加するため、経済的に不利である。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the firing temperature in the firing step is 2200 to 2300 ° C.
In the invention according to claim 2, since the firing temperature is 2200 to 2300 ° C., a porous silicon carbide sintered body having a small variation and having a pore size of a desired size can be reliably produced. .
On the other hand, if the firing temperature is less than 2200 ° C., the sintering of the silicon carbide powder tends not to proceed, whereas if the firing temperature exceeds 2300 ° C., the sintering of the silicon carbide powder tends to proceed too much. In addition, since the power consumption increases, it is economically disadvantageous.

本発明は、上述の構成よりなるものであるので、バラツキが小さく、所望の大きさの気孔径を有する多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができる。 Since this invention consists of an above-mentioned structure, the dispersion | variation is small and the porous silicon carbide sintered compact which has a pore size of a desired magnitude | size can be manufactured.

（第一実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第一実施形態について、製造工程順に説明する。
なお、この第一実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示した多孔質炭化ケイ素焼結体を製造する。
図１（ａ）は、本発明の製造方法で製造する多孔質炭化ケイ素焼結体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）に示すように、多孔質炭化ケイ素焼結体１１０は、長手方向（図１（ａ）中、矢印ａの方向）に多数のセル１１１が並設され、セル１１１同士を隔てるセル壁１１３がフィルタとして機能するようになっている。 (First embodiment)
Hereinafter, 1st embodiment which is one embodiment of this invention is described in order of a manufacturing process.
In the first embodiment, the porous silicon carbide sintered body shown in FIGS. 1A and 1B is manufactured.
Fig.1 (a) is a perspective view which shows typically an example of the porous silicon carbide sintered compact manufactured with the manufacturing method of this invention, (b) is the sectional view on the AA line.
As shown in FIG. 1A, the porous silicon carbide sintered body 110 has a large number of cells 111 arranged in parallel in the longitudinal direction (the direction of arrow a in FIG. 1A), and separates the cells 111 from each other. The cell wall 113 functions as a filter.

即ち、多孔質炭化ケイ素焼結体１１０に形成されたセル１１１は、図１（ｂ）に示すように、排ガスの入口側又は出口側の端部のいずれかが封止材１１２により目封じされ、一のセル１１１に流入した排ガスは、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他のセル１１１から流出するようになっている。従って、排ガスがこのセル壁１１３を通過する際には、パティキュレートがセル壁１１３部分で捕捉され、排ガスが浄化されることとなる。 That is, in the cell 111 formed in the porous silicon carbide sintered body 110, as shown in FIG. 1B, either the inlet side or the outlet side end portion of the exhaust gas is sealed with the sealing material 112. The exhaust gas flowing into one cell 111 always passes through the cell wall 113 separating the cells 111 and then flows out from the other cells 111. Therefore, when the exhaust gas passes through the cell wall 113, the particulates are captured by the cell wall 113 portion, and the exhaust gas is purified.

（工程１）まず、平均粒子径（Ｄ５０）が０．３〜５０μｍの炭化ケイ素粉末１００重量部、平均粒子径（Ｄ５０）が０．１〜１．０μｍの炭化ケイ素粉末５〜６５重量部、平均粒子径（Ｄ５０）が０．３〜１０μｍのケイ素粉末、及び、炭化ケイ素粉末１００重量部に対して１〜１０重量部のメチルセルロース等のバインダを、乾式混合機を用いて混合して混合粉末を調製する。ここで、上記ケイ素粉末は、その含有量が上記炭化ケイ素粉末及び上記ケイ素粉末の合計量の１〜３重量％となるように混合する。
なお、本明細書において、平均粒子径（Ｄ５０）とは、体積基準のメジアン径のことをいう。 (Step 1) First, 100 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle diameter (D50) of 0.3 to 50 μm, 5 to 65 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle diameter (D50) of 0.1 to 1.0 μm, A silicon powder having an average particle size (D50) of 0.3 to 10 μm, and a binder such as 1 to 10 parts by weight of methylcellulose with respect to 100 parts by weight of the silicon carbide powder are mixed by using a dry mixer. To prepare. Here, the silicon powder is mixed so that the content thereof is 1 to 3% by weight of the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder.
In the present specification, the average particle diameter (D50) refers to a volume-based median diameter.

次に、別途、可塑剤、潤滑剤及び水を混合した液体混合物を調製し、さらに、上記混合粉末と上記液体混合物とを湿式混合機を用いて混合し、原料組成物を調製する。 Next, separately, a liquid mixture in which a plasticizer, a lubricant, and water are mixed is prepared, and the mixed powder and the liquid mixture are mixed using a wet mixer to prepare a raw material composition.

（工程２）上記原料組成物を押出成形機を用いて押出成形する。そして、押出成形により得られた炭化ケイ素成形体の長尺体を、金属線を用いて所定の長さに切断することにより、図１（ａ）に示した角柱状の多孔質炭化ケイ素焼結体１１０と略同形状で、セルの端部が目封じされていない形状の炭化ケイ素成形体を作製する。
その後、マイクロ波と熱風とを組み合わせた乾燥機を用いて炭化ケイ素成形体を乾燥させる。 (Step 2) The raw material composition is extruded using an extruder. Then, by cutting the long body of the silicon carbide molded body obtained by extrusion molding into a predetermined length using a metal wire, the prismatic porous silicon carbide sintered body shown in FIG. A silicon carbide molded body having substantially the same shape as the body 110 and having a shape in which the ends of the cells are not sealed is produced.
Thereafter, the silicon carbide molded body is dried using a dryer in which microwaves and hot air are combined.

（工程３）上記炭化ケイ素成形体の各セルのいずれか一方の端部に封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
ここで、封止材ペーストとしては、後工程を経て形成される封止材の気孔率が３０〜７５％となるものを用いることが望ましく、例えば、上記原料組成物と同様のもの等を用いることができる。 (Step 3) A predetermined amount of a sealing material paste serving as a sealing material is filled into one end of each cell of the silicon carbide molded body, and the cells are sealed.
Here, as the sealing material paste, it is desirable to use a sealing material having a porosity of 30 to 75% formed through a post-process, for example, the same material as the raw material composition is used. be able to.

（工程４）各セルのいずれか一方の端部に封止材ペーストが充填された炭化ケイ素成形体を脱脂用治具に載置し、脱脂温度２５０〜３９０℃、雰囲気中のＯ_２濃度５〜１３体積％で脱脂処理を施し、炭化ケイ素脱脂体を作製する。
ここで、脱脂用治具としては、カーボン製の板状の脱脂用治具を使用する。脱脂用治具とは、炭化ケイ素成形体を載置して、炭化ケイ素形成体を脱脂する治具のことをいう。 (Step 4) A silicon carbide molded body in which any one end of each cell is filled with a sealing material paste is placed on a degreasing jig, a degreasing temperature of 250 to 390 ° C., and an O ₂ concentration of 5 in the atmosphere. A degreasing treatment is performed at ˜13% by volume to produce a silicon carbide degreased body.
Here, as the degreasing jig, a carbon plate-shaped degreasing jig is used. The degreasing jig refers to a jig for placing a silicon carbide molded body and degreasing the silicon carbide formed body.

（工程５）上記炭化ケイ素脱脂体を焼成用治具に載置し、アルゴン雰囲気下、例えば、炭化ケイ素粉末同士が相互拡散により粒子間ネックを形成しうる温度である２２００〜２３００℃で焼成処理を施し、図１（ａ）、図１（ｂ）に示したような多孔質炭化ケイ素焼結体を完成する。 (Step 5) The silicon carbide defatted body is placed on a firing jig and fired at 2200 to 2300 ° C. in an argon atmosphere, for example, at a temperature at which silicon carbide powders can form interparticle necks by mutual diffusion. To complete a porous silicon carbide sintered body as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).

ここで、使用する焼成用治具について、もう少し詳しく説明しておく。
図２（ａ）は、本発明の多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法で使用する焼成用治具の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した焼成用治具の分解斜視図である。図３は、図２（ａ）に示した焼成用治具に炭化ケイ素脱脂体を載置した状態を模式的に示す一部切欠き斜視図である。なお、図３では、炭化ケイ素脱脂体の載置状態を把握しやすいように、側壁の一部を省略している。 Here, the firing jig to be used will be described in more detail.
Fig.2 (a) is a perspective view which shows typically an example of the jig | tool for baking used with the manufacturing method of the porous silicon carbide sintered compact of this invention, FIG.2 (b) is FIG.2 (a). 2 is an exploded perspective view of the firing jig shown in FIG. FIG. 3 is a partially cutaway perspective view schematically showing a state where a silicon carbide degreased body is placed on the firing jig shown in FIG. In addition, in FIG. 3, a part of side wall is abbreviate | omitted so that it may be easy to grasp | ascertain the mounting state of a silicon carbide degreaser.

図２（ａ）に示す焼成用治具１０は、カーボン製で、その上面が開放された箱状を有しており、底板１１には、炭化ケイ素脱脂体を載置するためのカーボン製のスペーサ１２が４本載置されている。 The firing jig 10 shown in FIG. 2 (a) is made of carbon and has a box shape with an open upper surface. The bottom plate 11 is made of carbon for mounting a silicon carbide degreased body. Four spacers 12 are mounted.

図２（ａ）に示した焼成用治具１０は、図２（ｂ）に示すように、底板１１と側壁部材１３とに分離可能であり、焼成用治具１０として使用する際には、底板１１の四隅に形成された貫通孔１４に、側壁部材１３の底面の四隅に形成された凸部１５を嵌め込むことにより、底板１１と側壁部材１３とを一体化させ、上面が開放された箱状の焼成用治具１０とする。 The firing jig 10 shown in FIG. 2 (a) can be separated into a bottom plate 11 and a side wall member 13 as shown in FIG. 2 (b), and when used as the firing jig 10, By fitting the convex portions 15 formed at the four corners of the bottom surface of the side wall member 13 into the through holes 14 formed at the four corners of the bottom plate 11, the bottom plate 11 and the side wall member 13 are integrated, and the upper surface is opened. A box-like firing jig 10 is used.

そして、上記工程５において、この焼成用治具１０に炭化ケイ素脱脂体２１を載置する場合には、図３に示すように、１０個の炭化ケイ素脱脂体２１を均等な間隔で、スペーサ１２上に載置する。
このとき、各炭化ケイ素脱脂体２１は、２本のスペーサ１２上に位置するように載置する。 In the step 5, when the silicon carbide degreased body 21 is placed on the firing jig 10, as shown in FIG. 3, the 10 silicon carbide degreased bodies 21 are spaced at equal intervals. Place on top.
At this time, each silicon carbide degreased body 21 is placed so as to be positioned on the two spacers 12.

また、図２（ａ）、図２（ｂ）に示した焼成用治具の一部である底板１１は、上記脱脂処理の際に、脱脂用治具としても使用することができる。
従って、上記工程４及び工程５を行う際には、まず、底板１１にスペーサ１２を介して炭化ケイ素成形体を載置して脱脂処理を行い、脱脂処理終了後、炭化ケイ素脱脂体を脱脂用治具から移動させることなく、底板１１に側壁部材１３を取り付け、この状態で焼成処理を行う。 The bottom plate 11 which is a part of the firing jig shown in FIGS. 2A and 2B can also be used as a degreasing jig during the degreasing process.
Therefore, when performing the above steps 4 and 5, first, a silicon carbide molded body is placed on the bottom plate 11 via the spacer 12 to perform a degreasing process. After the degreasing process, the silicon carbide degreased body is used for degreasing. The side wall member 13 is attached to the bottom plate 11 without being moved from the jig, and the firing process is performed in this state.

以下、本実施形態の多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法についての作用効果について列挙する。
（１）原料組成物中に、所定量のケイ素粉末を配合しているため、焼成処理において、炭化ケイ素の焼結が確実に進行し、バラツキが小さく、所望の大きさの気孔径を有する多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができる。この理由は、焼成温度の変化に対する平均気孔径の変化（図６における傾き）を小さくすることができるからである（図６参照）。 Hereafter, it enumerates about the effect about the manufacturing method of the porous silicon carbide sintered compact of this embodiment.
(1) Since a predetermined amount of silicon powder is blended in the raw material composition, the sintering of silicon carbide surely proceeds in the firing treatment, the variation is small, and the pore size has a desired pore size. A quality silicon carbide sintered body can be produced. This is because the change in average pore diameter (inclination in FIG. 6) with respect to the change in firing temperature can be reduced (see FIG. 6).

（２）ケイ素粉末として、平均粒子径が０．３〜１０μｍのケイ素粉末を使用しているため、ＳｉＯ分圧とＣＯ分圧との比（Ｐ_ＳｉＯ／Ｐ_ＣＯ）の変動を確実に抑制することができる。
これに対し、ケイ素粉末の平均粒子径が０．３μｍ未満では、ケイ素粉末が酸化されやすい傾向があり、ケイ素粉末の表面にＳｉＯ_２膜が形成され、反応式（１）に示す反応が右側に進行しやすくなり、その結果、ＣＯ分圧が増加しやすくなる場合がある。一方、ケイ素粉末の平均粒子径が１０μｍを超えると、ケイ素粉末が造孔材のように作用し、製造した多孔質炭化ケイ素焼結体の強度低下の原因となる場合がある。 (2) Since silicon powder having an average particle diameter of 0.3 to 10 μm is used as the silicon powder, the fluctuation of the ratio between the SiO partial pressure and the CO partial pressure (P _SiO / P _CO ) is reliably suppressed. be able to.
On the other hand, when the average particle diameter of the silicon powder is less than 0.3 μm, the silicon powder tends to be oxidized, and a SiO ₂ film is formed on the surface of the silicon powder, and the reaction shown in the reaction formula (1) is on the right side. As a result, the CO partial pressure may easily increase. On the other hand, when the average particle diameter of the silicon powder exceeds 10 μm, the silicon powder acts like a pore former, which may cause a decrease in strength of the produced porous silicon carbide sintered body.

（３）炭化ケイ素粉末として、平均粒子径（Ｄ５０）の異なる２種類の炭化ケイ素粉末を使用しており、原料粉末の粒子径は、製造する多孔質炭化ケイ素焼結体の結晶構造に大きく影響するため、それぞれの炭化ケイ素粉末の平均粒子径を適宜選択することにより、製造する多孔質炭化ケイ素焼結体の平均気孔径を調整することができる。 (3) Two types of silicon carbide powders having different average particle diameters (D50) are used as the silicon carbide powder, and the particle diameter of the raw material powder greatly affects the crystal structure of the porous silicon carbide sintered body to be produced. Therefore, the average pore diameter of the porous silicon carbide sintered body to be produced can be adjusted by appropriately selecting the average particle diameter of each silicon carbide powder.

（４）脱脂温度２５０〜３９０℃、雰囲気中のＯ_２濃度５〜１３体積％で脱脂処理を施しているため、炭化ケイ素脱脂体中に残留する炭素量（残炭量）が、所望の範囲（０．５〜１．０重量％）となり、その後の焼成処理を経て、強度に優れる多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができる。 (4) Since the degreasing treatment is performed at a degreasing temperature of 250 to 390 ° C. and an O ₂ concentration of 5 to 13% by volume in the atmosphere, the carbon amount (residual carbon amount) remaining in the silicon carbide degreased body is in a desired range. (0.5 to 1.0% by weight), and through a subsequent firing treatment, a porous silicon carbide sintered body having excellent strength can be produced.

そして、脱脂温度が２５０℃未満の場合や、雰囲気中のＯ_２濃度が５体積％未満の場合には、バインダや可塑剤、潤滑剤の分解、除去が進行しづらく、炭化ケイ素脱脂体の残炭量が多くなりすぎることがあり、脱脂温度が３９０℃を超える場合や、雰囲気中のＯ_２濃度が１３体積％を超える場合には、バインダや可塑剤、潤滑剤の分解、除去が略完全に進行し、炭化ケイ素脱脂体の残炭量が少なくなりすぎることがある。
そのため、上記の条件で脱脂処理を行い、その後、焼成処理を行うことにより、強度に優れる多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができる。 When the degreasing temperature is less than 250 ° C. or the O ₂ concentration in the atmosphere is less than 5% by volume, it is difficult for the binder, the plasticizer, and the lubricant to be decomposed and removed. When the amount of charcoal increases too much and the degreasing temperature exceeds 390 ° C. or the O ₂ concentration in the atmosphere exceeds 13% by volume, the decomposition, removal and removal of the binder, plasticizer and lubricant are almost complete. The amount of residual carbon in the silicon carbide defatted body may become too small.
Therefore, a porous silicon carbide sintered body having excellent strength can be produced by performing a degreasing process under the above conditions and then performing a baking process.

（５）底板と側壁部材とに分離可能な焼成用治具を使用し、その底板を脱脂用治具としても使用しているため、脱脂処理から焼成処理に移る際に炭化ケイ素脱脂体を個別に移動させる必要がなく、強度の低い炭化ケイ素脱脂体に破損等が発生しづらくなる。 (5) Since a separable firing jig is used for the bottom plate and the side wall member, and the bottom plate is also used as a degreasing jig, the silicon carbide degreased body is individually used when moving from the degreasing process to the firing process. It is not necessary to move to a silicon carbide degreased body with low strength, and it is difficult to cause damage or the like.

（６）本実施形態で製造した多孔質炭化ケイ素焼結体は、長手方向（図１（ａ）中、矢印ａの方向）に多数のセル１１１が並設され、各セル１１１のいずれか一方の端部が、封止材１１２により目封じされているため、一のセル１１１に流入したガスは、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他のセル１１１から流出するように構成されていることとなり、そのため、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）として好適に使用することができる。 (6) The porous silicon carbide sintered body produced in this embodiment has a large number of cells 111 arranged in parallel in the longitudinal direction (the direction of arrow a in FIG. 1A), and either one of the cells 111 Since the end of each is sealed with the sealing material 112, the gas that flows into one cell 111 always passes through the cell wall 113 separating the cells 111 and then flows out from the other cells 111. Therefore, it can be suitably used as a DPF (diesel particulate filter).

以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。
（実施例１）
平均粒径２０μｍのα型炭化ケイ素粉末７０ｋｇと、平均粒径０．５μｍのα型炭化ケイ素粉末２９ｋｇと、有機バインダ（メチルセルロース）２０ｋｇと、平均粒子径３μｍのケイ素粉末（関東金属社製）１ｋｇとを乾式混合機を用いて混合し、混合粉末を調製した。
次に、別途、潤滑剤（日本油脂社製ユニルーブ）１２ｋｇと、可塑剤（グリセリン）５ｋｇと、水６５ｋｇとを混合して液体混合物を調製し、この液体混合物と上記混合粉末とを湿式混合機を用いて混合し、原料組成物を調製した。
この原料組成物において、炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量に対するケイ素粉末の含有量は、１重量％である。 Examples that more specifically disclose the first embodiment of the present invention will be described below.
Example 1
70 kg of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 20 μm, 29 kg of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 0.5 μm, 20 kg of organic binder (methyl cellulose), and 1 kg of silicon powder having an average particle size of 3 μm (manufactured by Kanto Metals) Were mixed using a dry mixer to prepare a mixed powder.
Next, separately, 12 kg of a lubricant (Unilube, manufactured by NOF Corporation), 5 kg of a plasticizer (glycerin), and 65 kg of water are mixed to prepare a liquid mixture, and this liquid mixture and the above mixed powder are wet-mixed. Were mixed to prepare a raw material composition.
In this raw material composition, the content of the silicon powder with respect to the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder is 1% by weight.

次に、この原料組成物を、ハニカム形状に押出成形する金型を備えた押出成形機に投入し、上記金型を介して連続的にハニカム形状の炭化ケイ素成形体の押出成形した。その後、押出成形されたハニカム形状の炭化ケイ素成形体の長尺体を、周囲がナイロンで被覆されたＳＵＳ製の金属線を用いて所定の長さに切断し、セルの端部が封止されていない以外は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示した形状と同様の形状の炭化ケイ素成形体を作製した。 Next, this raw material composition was put into an extrusion molding machine equipped with a mold for extrusion molding into a honeycomb shape, and a honeycomb-shaped silicon carbide molded body was continuously extruded through the mold. Thereafter, the elongated body of the honeycomb-shaped silicon carbide molded body that has been extruded is cut into a predetermined length using a metal wire made of SUS that is covered with nylon, and the end of the cell is sealed. A silicon carbide molded body having the same shape as that shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) was prepared, except that it was not.

次に、マイクロ波と熱風とを併用した乾燥機を用いて上記炭化ケイ素成形体を乾燥させ、次に、上記原料組成物と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填し、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
次に、カーボン製で板状の脱脂用治具（図３に示す底板１１）を用意し、この脱脂用治具に、封止材ペーストが充填された炭化ケイ素成形体をカーボン製のスペーサを介して１０本載置した。
そして、脱脂温度３５０℃、雰囲気中のＯ_２濃度９体積％、脱脂時間３時間の条件で脱脂することにより、炭化ケイ素脱脂体を作製した。 Next, the silicon carbide molded body is dried using a dryer using a combination of microwave and hot air, and then a predetermined cell is filled with a sealing material paste having the same composition as the raw material composition, and again It dried using the dryer.
Next, a carbon plate-like degreasing jig (bottom plate 11 shown in FIG. 3) is prepared, and a silicon carbide molded body filled with a sealing material paste is placed on the degreasing jig with a carbon spacer. 10 were installed.
Then, degreasing temperature 350 ° C., O ₂ concentration of 9% by volume in the atmosphere, by degreasing with the conditions of the degreasing time of 3 hours, to produce a silicon carbide degreased bodies.

続いて、炭化ケイ素脱脂体を底板１１に載置した状態のまま側壁部材１３を取り付けて焼成用治具１０とし（図２（ａ）、図３参照）、この状態で、常圧のアルゴン雰囲気下、２２００℃、３時間で焼成を行うことにより、気孔率が４０％、その大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×２５４ｍｍ、セルの数（セル密度）が４６．５個／ｃｍ^２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍの多孔質炭化ケイ素焼結体を製造した。 Subsequently, the side wall member 13 is attached while the silicon carbide degreased body is placed on the bottom plate 11 to form a firing jig 10 (see FIGS. 2A and 3). In this state, an atmospheric argon atmosphere Under firing at 2200 ° C. for 3 hours, the porosity is 40%, the size is 34.3 mm × 34.3 mm × 254 mm, the number of cells (cell density) is 46.5 cells / cm ² , A porous silicon carbide sintered body having a cell wall thickness of 0.25 mm was produced.

（実施例２、比較例１、２）
原料組成物に配合するケイ素粉末の量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして多孔質炭化ケイ素焼結体を製造した。
上記原料組成物において、炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量に対するケイ素粉末の含有量は、実施例２では３重量％、比較例１では０重量％、比較例２では６重量％である。 (Example 2, Comparative Examples 1 and 2)
A porous silicon carbide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of silicon powder blended in the raw material composition was changed as shown in Table 1.
In the raw material composition, the content of the silicon powder relative to the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder is 3% by weight in Example 2, 0% by weight in Comparative Example 1, and 6% by weight in Comparative Example 2.

（多孔質炭化ケイ素焼結体の評価）
（１）曲げ強度の評価
実施例１、２及び比較例１、２に示した方法により製造した多孔質炭化ケイ素焼結体について、下記の方法で３点曲げ強度試験を行った。結果を表１に示した。
即ち、ＪＩＳＲ１６０１を参考に、インストロン５５８２を用い、スパン間距離２２７ｍｍ、スピード１ｍｍ／ｍｉｎで３点曲げ試験を行い、多孔質炭化ケイ素焼結体の曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。
ここで、サンプル数は１４個とし、結果は１４個の平均値で示した。 (Evaluation of sintered porous silicon carbide)
(1) Evaluation of bending strength The porous silicon carbide sintered bodies produced by the methods shown in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to a three-point bending strength test by the following method. The results are shown in Table 1.
That is, with reference to JIS R 1601, an Instron 5582 was used, a three-point bending test was performed at a distance between spans of 227 mm and a speed of 1 mm / min, and the bending strength (MPa) of the porous silicon carbide sintered body was measured.
Here, the number of samples was 14, and the result was shown as an average value of 14 samples.

（２）平均気孔径の測定
実施例１、２及び比較例１、２に示した方法により製造した多孔質炭化ケイ素焼結体について、平均気孔径及び気孔径の標準偏差を下記の方法により測定した。結果を表１に示した。
即ち、ＪＩＳＲ１６５５に準じ、水銀圧入法による細孔分布測定装置（島津製作所社製、オートポアＩＩＩ９４０５）を用い、多孔質炭化ケイ素焼結体１４個について、それぞれの中央部分を１ｃｍの幅の立方体となるように切断してサンプルとし、水銀圧入法により、細孔直径０．２〜５００μｍの範囲で細孔分布を測定し、そのときの平均細孔径を（４Ｖ／Ａ）として計算し、平均細孔径及び気孔径の標準偏差を算出した。 (2) Measurement of average pore diameter For porous silicon carbide sintered bodies produced by the methods shown in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the average pore diameter and the standard deviation of the pore diameter were measured by the following methods. did. The results are shown in Table 1.
That is, according to JIS R 1655, a pore distribution measuring apparatus (Shimadzu Corp., Autopore III 9405) using a mercury intrusion method was used, and each of the 14 central porous silicon carbide sintered bodies had a width of 1 cm. Cut into a cube to make a sample, measure the pore distribution in the pore diameter range of 0.2 to 500 μm by mercury intrusion method, and calculate the average pore diameter at that time as (4 V / A), The standard deviation of average pore diameter and pore diameter was calculated.

図５は、実施例１、２及び比較例１、２について、ケイ素粉末の含有量（炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量に対するケイ素粉末の含有量）と平均気孔径及び曲げ強度との関係を示すグラフである。
表１及び図５に示したように、原料組成物において、ケイ素粉末の含有量が、炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量の１〜３重量％であれば（実施例１、２）、バラツキが小さく、１０〜１５μｍの気孔径を備えるとともに、３０ＭＰａを超える曲げ強度を備えた多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができることが明らかとなった。
これに対し、比較例１のように、原料組成物にケイ素粉末を配合しない場合には、気孔径が充分に大きくならず、また、気孔径のバラツキも大きくなってしまうことが明らかとなった。この理由については、既に説明したように推測している。
また、比較例２のように、上記合計量の３重量％を超えるケイ素粉末（６重量％）を配合した場合には、気孔径は所望の大きさとなるものの、製造した多孔質炭化ケイ素焼結体は、曲げ強度に劣るものとなることが明らかとなった。この理由についても既に説明したように推測している。 FIG. 5 shows the relationship between the content of silicon powder (content of silicon powder with respect to the total amount of silicon carbide powder and silicon powder), average pore diameter, and bending strength for Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. It is a graph which shows.
As shown in Table 1 and FIG. 5, in the raw material composition, if the content of the silicon powder is 1 to 3% by weight of the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder (Examples 1 and 2), It was revealed that a porous silicon carbide sintered body having a small variation, a pore diameter of 10 to 15 μm, and a bending strength exceeding 30 MPa can be produced.
On the other hand, as in Comparative Example 1, when the silicon powder was not blended in the raw material composition, the pore diameter was not sufficiently increased, and the pore diameter variation was also increased. . The reason is presumed as already explained.
Further, as in Comparative Example 2, when silicon powder (6% by weight) exceeding 3% by weight of the total amount was blended, the pore diameter was a desired size, but the produced porous silicon carbide sintered The body was found to be inferior in bending strength. This reason is presumed as already explained.

（第二実施形態）
本実施形態では、第一実施形態の工程５における焼成温度を２２００〜２３００℃の範囲として焼成処理を行った。
上記焼成温度が２２００℃未満では、炭化ケイ素粉末の焼結が確実に進行しづらい傾向にあり、一方、焼成温度が２３００℃を超えると、炭化ケイ素粉末の焼結が進行しすぎる傾向にあり、また、電力消費量が増加するため、経済的に不利である場合があるのに対し、上記焼成温度が、２２００〜２３００℃であると、バラツキが小さく、所望の大きさの気孔径を有する多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができる。
なお、本実施形態においても、第一実施形態の作用効果（１）〜（６）を発揮することができる。 (Second embodiment)
In this embodiment, the baking process was performed by setting the baking temperature in Step 5 of the first embodiment to a range of 2200 to 2300 ° C.
If the firing temperature is less than 2200 ° C., the sintering of the silicon carbide powder tends to hardly proceed reliably, whereas if the firing temperature exceeds 2300 ° C., the sintering of the silicon carbide powder tends to proceed too much, In addition, since the power consumption increases, it may be economically disadvantageous. On the other hand, when the baking temperature is 2200 to 2300 ° C., the variation is small and the pore size has a desired pore size. A quality silicon carbide sintered body can be produced.
In addition, also in this embodiment, the effect (1)-(6) of 1st embodiment can be exhibited.

以下、本発明の第二実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。
（実施例３〜６、比較例３〜５）
原料組成物に配合するケイ素粉末の量、及び／又は、焼成温度を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして多孔質炭化ケイ素焼結体を製造した。
上記原料組成物において、炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量に対するケイ素粉末の含有量は、実施例３、４では１重量％、実施例５、６では３重量％、比較例３、４では０重量％、比較例５では３重量％である。 Examples that more specifically disclose the second embodiment of the present invention will be described below.
(Examples 3-6, Comparative Examples 3-5)
A porous silicon carbide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of silicon powder blended in the raw material composition and / or the firing temperature was changed as shown in Table 2.
In the raw material composition, the content of the silicon powder relative to the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder is 1% by weight in Examples 3 and 4, 3% by weight in Examples 5 and 6, and in Comparative Examples 3 and 4. In the comparative example 5, it is 3% by weight.

（多孔質炭化ケイ素焼結体の評価）
実施例３〜６、比較例３〜５に示した方法により製造した多孔質炭化ケイ素焼結体について、上述した方法により、曲げ強度の評価、並びに、平均気孔径及び気孔径の標準偏差の測定を行った。
結果を表２に示した。なお、表２には、参考のため実施例１、２及び比較例１の結果も付記する。 (Evaluation of sintered porous silicon carbide)
With respect to the porous silicon carbide sintered bodies produced by the methods shown in Examples 3 to 6 and Comparative Examples 3 to 5, the bending strength was evaluated and the average pore diameter and the standard deviation of the pore diameter were measured by the methods described above. Went.
The results are shown in Table 2. In Table 2, the results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are also added for reference.

図６は、実施例１〜６及び比較例１、３、４について、焼成温度と平均気孔径及びその標準偏差との関係を示すグラフである。
表２及び図６に示したように、原料組成物において、ケイ素粉末の含有量が炭化ケイ素粉末とケイ素粉末との合計量の１〜３重量％となるようにケイ素粉末を配合し、焼成温度２２００〜２３００℃で焼成処理を行うことにより、平均気孔径が１０〜１５μｍで、そのバラツキ（標準偏差）が小さく、３０ＭＰａを超える曲げ強度を備えた多孔質炭化ケイ素焼結体を製造することができることが明らかとなった。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the firing temperature, the average pore diameter, and its standard deviation for Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1, 3, and 4.
As shown in Table 2 and FIG. 6, in the raw material composition, the silicon powder was blended so that the content of the silicon powder was 1 to 3% by weight of the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder, and the firing temperature. A porous silicon carbide sintered body having an average pore diameter of 10 to 15 μm, a small variation (standard deviation), and a bending strength exceeding 30 MPa can be produced by performing a firing process at 2200 to 2300 ° C. It became clear that we could do it.

これに対し、比較例１、３、４のように、原料組成物にケイ素粉末を配合しない場合には、所望の気孔径を備える場合もあるものの（比較例３）、気孔径が充分大きくならなかったり、気孔径が大きくなりすぎたりする傾向にあり、また、気孔径のバラツキも大きくなってしまうことが明らかとなった。この理由については、既に説明したように推測している。
なお、原料組成物にケイ素粉末を配合しない場合であっても曲げ強度は充分に大きなものとなった。
また、比較例５のように、焼成温度が低い場合には、気孔径が充分に大きくならず、曲げ強度も小さかった。これは、焼結が進行しづらかったためであると考えられる。 On the other hand, as in Comparative Examples 1, 3, and 4, when silicon powder is not blended in the raw material composition, a desired pore diameter may be provided (Comparative Example 3), but the pore diameter is sufficiently large. It has become clear that the pore diameter tends to be too large or the pore diameter varies greatly. The reason is presumed as already explained.
Even when the silicon powder was not blended with the raw material composition, the bending strength was sufficiently large.
Further, as in Comparative Example 5, when the firing temperature was low, the pore diameter was not sufficiently large, and the bending strength was also small. This is considered to be because sintering did not proceed easily.

（その他の実施形態）
原料組成物を調製する際には、必ずしも平均粒子径（Ｄ５０）の異なる２種類の炭化ケイ素粉末を使用する必要はなく、１種類の炭化ケイ素粉末のみを混合してもよい。 (Other embodiments)
When preparing the raw material composition, it is not always necessary to use two types of silicon carbide powders having different average particle diameters (D50), and only one type of silicon carbide powder may be mixed.

原料組成物を調製する際に混合する炭化ケイ素粉末は、その純度が９４〜９９．５重量％であることが望ましい。
上記炭化ケイ素粉末の純度が上記範囲にあれば、多孔質炭化ケイ素焼結体を製造する際に焼結性に優れるのに対し、その純度が９４重量％未満では、炭化ケイ素の焼結の進行が不純物により阻害されることがあり、９９．５重量％を超えると、焼結性向上の効果はほとんど向上せず、製造した多孔質炭化ケイ素焼結の強度、耐久性等の特性も殆どかわらないにも関わらず、このような高純度の炭化ケイ素粉末とするには高コストを要するからである。 As for the silicon carbide powder mixed when preparing a raw material composition, it is desirable that the purity is 94-99.5 weight%.
If the purity of the silicon carbide powder is in the above range, it is excellent in sinterability when producing a porous silicon carbide sintered body, whereas if the purity is less than 94% by weight, the sintering of silicon carbide proceeds. If the amount exceeds 99.5% by weight, the effect of improving the sinterability is hardly improved, and the manufactured porous silicon carbide sintered material has almost no characteristics such as strength and durability. This is because high cost is required to obtain such a high-purity silicon carbide powder.

なお、本明細書において、炭化ケイ素粉末の純度とは、炭化ケイ素粉末中に炭化ケイ素分が占める重量％をいう。
通常、炭化ケイ素粉末と称しても、その粉末中には、炭化ケイ素粉末を製造する工程や保管する工程で、不可避的に粉末中に混在する不純物（不可避的不純物）が含まれることとなるからである。 In the present specification, the purity of the silicon carbide powder refers to the weight% occupied by the silicon carbide content in the silicon carbide powder.
Usually, even if referred to as silicon carbide powder, the powder contains impurities inevitably mixed in the powder in the process of manufacturing and storing the silicon carbide powder. It is.

上記炭化ケイ素粉末は、α型炭化ケイ素粉末であってもよいし、β型炭化ケイ素粉末であってもよいし、α型炭化ケイ素粉末とβ型炭化ケイ素粉末との混合物であってもよいが、α型炭化ケイ素粉末が望ましい。
α型炭化ケイ素粉末は、β型炭化ケイ素粉末に比べて安価であり、また、α型炭化ケイ素粉末を使用した場合のほうが、気孔径の制御がしやすく、均一な気孔径を有する多孔質炭化ケイ素焼結体を製造するのに適しているからである。 The silicon carbide powder may be an α-type silicon carbide powder, a β-type silicon carbide powder, or a mixture of an α-type silicon carbide powder and a β-type silicon carbide powder. Α-type silicon carbide powder is desirable.
The α-type silicon carbide powder is less expensive than the β-type silicon carbide powder, and the pore size is easier to control when the α-type silicon carbide powder is used, and the porous carbonization has a uniform pore size. It is because it is suitable for manufacturing a silicon sintered compact.

原料組成物を調製する際に混合するバインダは、脱脂処理温度において分解されることとなる化合物であればよい。
上記バインダとしては、メチルセルロース以外に、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース類（分解温度：３５０〜３７０℃）、ポリエチレングリコール（分解温度：２００〜２５０℃）等が挙げられる。これらのなかでは、セルロース類がより望ましい。保水力が高いため、成形処理時に原料組成物から水が滲みだすことが少ないからである。 The binder to be mixed when preparing the raw material composition may be any compound that will be decomposed at the degreasing temperature.
Examples of the binder include celluloses such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose (decomposition temperature: 350 to 370 ° C.), polyethylene glycol (decomposition temperature: 200 to 250 ° C.) and the like in addition to methyl cellulose. Of these, celluloses are more desirable. This is because water retention capacity is high, so that water hardly oozes from the raw material composition during the molding process.

原料組成物を調製する際に混合する可塑剤、潤滑剤及び水のそれぞれは、必要に応じて混合すればよい。
上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
また、上記潤滑剤としては特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。上記潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。 Each of the plasticizer, lubricant, and water to be mixed when preparing the raw material composition may be mixed as necessary.
It does not specifically limit as said plasticizer, For example, glycerol etc. are mentioned.
The lubricant is not particularly limited, and examples thereof include polyoxyalkylene compounds such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxypropylene alkyl ether. Specific examples of the lubricant include polyoxyethylene monobutyl ether and polyoxypropylene monobutyl ether.

原料組成物を調製する際には、造孔剤を配合してもよい。特に、原料組成物を調製する際に、１種類の炭化ケイ素粉末のみを混合する場合には、造孔剤を混合することが望ましい。
上記造孔剤としては、酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト等が挙げられる。 When preparing the raw material composition, a pore-forming agent may be blended. In particular, when preparing a raw material composition, when only one kind of silicon carbide powder is mixed, it is desirable to mix a pore forming agent.
Examples of the pore-forming agent include balloons, spherical acrylic particles, graphite and the like, which are fine hollow spheres composed of oxide ceramics.

調製した原料組成物は、その温度が２８℃以下であることが望ましい。温度が高すぎると、バインダがゲル化してしまうことがあるからである。
また、上記原料組成物中の水分の含有量は８〜２０重量％であることが望ましい。 The prepared raw material composition preferably has a temperature of 28 ° C. or lower. This is because if the temperature is too high, the binder may gel.
Further, the water content in the raw material composition is desirably 8 to 20% by weight.

押出成形により得られた炭化ケイ素成形体の長尺体を切断する際には、金属線を用いる代わりに、例えば、レーザやカッターを用いて炭化ケイ素成形体の長尺体を切断してもよい。
また、上記金属線としては、その周囲がナイロン等の樹脂で被覆された金属線を用いることが望ましい。 When cutting a long body of a silicon carbide molded body obtained by extrusion molding, instead of using a metal wire, for example, the long body of the silicon carbide molded body may be cut using a laser or a cutter. .
Further, as the metal wire, it is desirable to use a metal wire whose periphery is coated with a resin such as nylon.

押出成形により炭化ケイ素成形体を製造した後には、必ずしも乾燥処理を行う必要はなく、必要に応じて行えばよい。また、封止材ペーストをセルの端部に充填した後に行ってもよい。
また、炭化ケイ素成形体の乾燥処理を行う際には、マイクロ波と熱風とを組み合わせた乾燥機以外に、例えば、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、減圧乾燥機、誘電乾燥機、凍結乾燥機等を用いてもよい。 After the silicon carbide molded body is produced by extrusion molding, it is not always necessary to perform a drying process, and it may be performed as necessary. Moreover, you may carry out after filling the sealing material paste in the edge part of a cell.
In addition, when performing the drying treatment of the silicon carbide molded body, in addition to a dryer combining microwave and hot air, for example, a microwave dryer, a hot air dryer, a vacuum dryer, a dielectric dryer, a freeze dryer Etc. may be used.

脱脂処理を行う際には、焼成用治具の底板を脱脂用治具として併用し、脱脂処理後、炭化ケイ素脱脂体を個別に移動させないこととしているが、本発明では、脱脂処理を別の脱脂用治具を用いて行った後、作製した炭化ケイ素脱脂体を移動させて、図３に示すように、焼成用治具１０に載置してもよい。 When performing the degreasing process, the bottom plate of the firing jig is used as a degreasing jig, and after the degreasing process, the silicon carbide degreased body is not moved individually. After performing using the degreasing jig, the produced silicon carbide degreased body may be moved and placed on the firing jig 10 as shown in FIG.

第一及び第二実施形態では、外観が角柱形状の多孔質炭化ケイ素焼結体を製造したが、本発明の多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法により製造する多孔質炭化ケイ素焼結体の外観形状は、角柱形状に限定されず、円柱形状、楕円柱形状等、任意の柱状体であればよい。 In the first and second embodiments, a porous silicon carbide sintered body having a prismatic appearance was manufactured, but the porous silicon carbide sintered body manufactured by the method for manufacturing a porous silicon carbide sintered body of the present invention The external shape is not limited to a prismatic shape, and may be any columnar body such as a cylindrical shape or an elliptical columnar shape.

第一及び第二実施形態では、各セルのいずれか一方の端部が封止材で目封じされた多孔質炭化ケイ素焼結体を製造しているが、炭化ケイ素成形体のセルの端部を封止材ペーストで充填する工程は、必ずしも行う必要はなく、省略してもよい。封止材ペーストが各セルのいずれか一方に目封じされている場合は、完成した多孔質炭化ケイ素焼結体をフィルタとして好適に使用することができる。
封止材ペーストを充填する工程を省略した場合、完成した多孔質炭化ケイ素焼結体は、触媒を担持する触媒担体として好適に使用することができる。 In the first and second embodiments, a porous silicon carbide sintered body in which any one end of each cell is sealed with a sealing material is manufactured. The step of filling with a sealing material paste is not necessarily performed and may be omitted. When the sealing material paste is sealed in any one of the cells, the completed porous silicon carbide sintered body can be suitably used as a filter.
When the step of filling the sealing material paste is omitted, the completed porous silicon carbide sintered body can be suitably used as a catalyst carrier for supporting the catalyst.

以下、多孔質炭化ケイ素焼結体に触媒を担持する方法について簡単に説明しておく。
ここでは、多孔質炭化ケイ素焼結体の表面に高い比表面積のアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜の表面に助触媒及び白金等の触媒を付与する方法を説明する。 Hereinafter, a method for supporting the catalyst on the porous silicon carbide sintered body will be briefly described.
Here, a method of forming an alumina film having a high specific surface area on the surface of a porous silicon carbide sintered body and applying a catalyst such as a promoter and platinum to the surface of the alumina film will be described.

まず、多孔質炭化ケイ素焼結体をＡｌ（ＮＯ_３）_３等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液に含浸させて加熱する方法や、多孔質炭化ケイ素焼結体をアルミナ粉末を含有する溶液に含浸させて加熱する方法により、多孔質炭化ケイ素焼結体をの表面にアルミナ膜を形成する。 First, the porous silicon carbide sintered body is impregnated with a solution of a metal compound containing aluminum such as Al (NO ₃ ) ₃ and heated, or the porous silicon carbide sintered body is changed to a solution containing alumina powder. By an impregnation and heating method, an alumina film is formed on the surface of the porous silicon carbide sintered body.

次に、Ｃｅ（ＮＯ_３）_３等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液に、多孔質炭化ケイ素焼結体を含浸させて加熱する方法により、上記アルミナ膜に助触媒を付与する。 Next, a promoter is applied to the alumina film by a method in which a porous silicon carbide sintered body is impregnated with a solution of a metal compound containing a rare earth element such as Ce (NO ₃ ) ₃ and heated.

その後、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ_３）_２（ＮＯ_２）_２］ＨＮＯ_３、白金濃度４．５３重量％）に多孔質炭化ケイ素焼結体を含浸させて加熱する方法により、上記アルミナ膜に触媒を付与する。
また、多孔質炭化ケイ素焼結体に触媒を付与する方法としては、予め、アルミナ粒子に触媒を付与して、触媒が付与されたアルミナ粉末を含有する溶液に多孔質炭化ケイ素焼結体を含浸させて加熱する方法を用いることもできる。 Then, by the method of impregnating the porous silicon carbide sintered body in the dinitrodiammine platinum nitric acid solution ([Pt (NH ₃ ) ₂ (NO ₂ ) ₂ ] HNO ₃ , platinum concentration 4.53 wt%) and heating, A catalyst is applied to the alumina membrane.
In addition, as a method of applying a catalyst to the porous silicon carbide sintered body, a catalyst is first applied to alumina particles, and the solution containing the alumina powder to which the catalyst is applied is impregnated with the porous silicon carbide sintered body. It is also possible to use a heating method.

本発明の製造方法により製造した多孔質炭化ケイ素焼結体は、フィルタや触媒担体として好適に使用することができる。
ここで、上記多孔質炭化ケイ素焼結体をフィルタや触媒担体として使用する場合、複数個の多孔質炭化ケイ素焼結体をシール材層を介して結束させた集合体をハニカム構造体として使用してもよい。すなわち、図４に示すような、複数の炭化ケイ素焼結体を結束させたハニカム構造体のように加工した後、使用してもよい。また、１つの多孔質炭化ケイ素焼結体をハニカム構造体として使用してもよい。これらのハニカム構造体の形状としては、円柱状、楕円柱状、多角柱状等が挙げられる。 The porous silicon carbide sintered body produced by the production method of the present invention can be suitably used as a filter or a catalyst carrier.
Here, when the porous silicon carbide sintered body is used as a filter or a catalyst carrier, an aggregate obtained by binding a plurality of porous silicon carbide sintered bodies through a sealing material layer is used as a honeycomb structure. May be. That is, it may be used after being processed like a honeycomb structure in which a plurality of sintered silicon carbide bodies are bundled as shown in FIG. One porous silicon carbide sintered body may be used as the honeycomb structure. Examples of the shape of these honeycomb structures include a columnar shape, an elliptical columnar shape, and a polygonal columnar shape.

図４は、複数の炭化ケイ素焼結体を結束させたハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
図４に示すように、ハニカム構造体１００では、多孔質炭化ケイ素焼結体１１０がシール材層１０１を介して複数個結束されてハニカムブロック（集合体）１０３を構成し、さらに、このハニカムブロック１０３の外周にコート層１０２が形成されている。 FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb structure in which a plurality of silicon carbide sintered bodies are bundled.
As shown in FIG. 4, in the honeycomb structure 100, a plurality of porous silicon carbide sintered bodies 110 are bundled through a sealing material layer 101 to form a honeycomb block (aggregate) 103. A coat layer 102 is formed on the outer periphery of 103.

以下、本発明の製造方法により製造した多孔質炭化ケイ素焼結体を用いて、図４に示したようなハニカム構造体１００を製造する方法について簡単に説明しておく。 Hereinafter, a method of manufacturing the honeycomb structure 100 as shown in FIG. 4 using the porous silicon carbide sintered body manufactured by the manufacturing method of the present invention will be briefly described.

まず、多孔質炭化ケイ素焼結体１１０の側面に、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるシール材ペーストを均一な厚さで塗布し、このシール材ペースト層の上に、順次他の多孔質炭化ケイ素焼結体を積層する工程を繰り返し、所定の大きさの多孔質炭化ケイ素焼結体１１０の集合体を作製する。 First, a sealing material paste composed of an inorganic binder, an organic binder, inorganic fibers and / or inorganic particles is applied to the side surface of the porous silicon carbide sintered body 110 with a uniform thickness, and the sealing material paste layer is formed on the sealing material paste layer. Then, the step of sequentially laminating other porous silicon carbide sintered bodies is repeated to produce an aggregate of porous silicon carbide sintered bodies 110 having a predetermined size.

上記無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。 Examples of the inorganic binder include silica sol and alumina sol. These may be used alone or in combination of two or more. Among the inorganic binders, silica sol is desirable.

上記有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。 Examples of the organic binder include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among the organic binders, carboxymethyl cellulose is desirable.

上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなるセラミックファイバ等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。 Examples of the inorganic fibers include ceramic fibers made of silica-alumina, mullite, alumina, silica, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among the inorganic fibers, alumina fibers are desirable.

上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。 Examples of the inorganic particles include carbides and nitrides, and specific examples include inorganic powders made of silicon carbide, silicon nitride, and boron nitride. These may be used alone or in combination of two or more. Among the inorganic particles, silicon carbide having excellent thermal conductivity is desirable.

さらに、上記シール材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。 Furthermore, a pore-forming agent such as a balloon, which is a fine hollow sphere containing an oxide-based ceramic, spherical acrylic particles, or graphite, may be added to the sealing material paste as necessary.
The balloon is not particularly limited, and examples thereof include an alumina balloon, a glass micro balloon, a shirasu balloon, a fly ash balloon (FA balloon), and a mullite balloon. Of these, alumina balloons are desirable.

次に、この多孔質炭化ケイ素焼結体１１０の集合体を加熱してシール材ペーストを乾燥、固化させてシール材層１０１とする。
次に、ダイヤモンドカッター等を用い、多孔質炭化ケイ素焼結体１１０がシール材層１０１を介して複数個接着された多孔質炭化ケイ素焼結体１１０の集合体に切削加工を施し、円柱形状のハニカムブロック１０３を作製する。 Next, the aggregate of the porous silicon carbide sintered bodies 110 is heated to dry and solidify the sealing material paste to form the sealing material layer 101.
Next, using a diamond cutter or the like, the aggregate of the porous silicon carbide sintered bodies 110 in which a plurality of porous silicon carbide sintered bodies 110 are bonded via the sealing material layer 101 is subjected to a cutting process to obtain a cylindrical shape. A honeycomb block 103 is produced.

次に、ハニカムブロック１０３の外周に上記シール材ペーストを用いてコート層１０２を形成する。
このような工程を経ることにより、図４に示したニカム構造体１００を製造することができる。 Next, the coating layer 102 is formed on the outer periphery of the honeycomb block 103 using the sealing material paste.
By going through such steps, the Nicam structure 100 shown in FIG. 4 can be manufactured.

（ａ）は、本発明の製造方法で製造する多孔質炭化ケイ素焼結体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。(A) is a perspective view which shows typically an example of the porous silicon carbide sintered compact manufactured with the manufacturing method of this invention, (b) is the AA sectional view taken on the line. （ａ）は、本発明の多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法で使用する焼成用治具の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した焼成用治具の分解斜視図である。(A) is a perspective view which shows typically an example of the jig | tool for baking used with the manufacturing method of the porous silicon carbide sintered compact of this invention, (b) is for baking shown in (a). It is a disassembled perspective view of a jig | tool. 図２（ａ）に示した焼成用治具に炭化ケイ素脱脂体を載置した状態を模式的に示す一部切欠き斜視図である。FIG. 3 is a partially cutaway perspective view schematically showing a state in which a silicon carbide degreased body is placed on the firing jig shown in FIG. 複数の炭化ケイ素焼結体を結束させたハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically an example of the honeycomb structure which united the some silicon carbide sintered compact. 実施例１、２及び比較例１、２について、ケイ素粉末の含有量と平均気孔径及び曲げ強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between content of a silicon powder, an average pore diameter, and bending strength about Example 1, 2 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 実施例１〜６及び比較例１、３、４について、焼成温度と平均気孔径及びその標準偏差との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a calcination temperature, an average pore diameter, and its standard deviation about Examples 1-6 and Comparative Examples 1, 3, and 4. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０焼成用治具
１１底板
１２スペーサ
１３側壁部材
１４貫通孔
１５凸部
１００ハニカム構造体
１０１シール材層
１０２コート層
１０３ハニカムブロック
１１０多孔質炭化ケイ素焼結体
１１１セル
１１２封止材
１１３セル壁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Firing jig | tool 11 Bottom plate 12 Spacer 13 Side wall member 14 Through-hole 15 Convex part 100 Honeycomb structure 101 Seal material layer 102 Coat layer 103 Honeycomb block 110 Porous silicon carbide sintered body 111 Cell 112 Sealing material 113 Cell wall

Claims

少なくとも炭化ケイ素粉末とケイ素粉末とバインダとを含む原料組成物を用いて炭化ケイ素成形体を作製する成形工程と、
前記炭化ケイ素成形体の各セルのいずれか一方の端部に封止材となる封止材ペーストを充填し、セルを目封じする封止工程と、
前記炭化ケイ素成形体に脱脂処理を施して、炭化ケイ素脱脂体を作製する脱脂工程と、
前記炭化ケイ素脱脂体に焼成処理を施して、多孔質炭化ケイ素焼結体を作製する焼成工程とを含む多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法であって、
前記原料組成物において、前記ケイ素粉末の含有量は、前記炭化ケイ素粉末と前記ケイ素粉末との合計量の１〜３重量％であり、
前記脱脂工程は、脱脂温度２５０〜３９０℃、雰囲気中のＯ _２濃度５〜１３体積％で脱脂処理を施し、
前記焼成工程において、炭化ケイ素粉末同士が相互拡散により粒子間ネックを形成しうる温度である２２００〜２３００℃で焼成処理を行うことを特徴とする多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法。 A molding step of producing a silicon carbide molded body using a raw material composition containing at least silicon carbide powder, silicon powder, and a binder;
A sealing step of filling a sealing material paste as a sealing material at one end of each cell of the silicon carbide molded body, and sealing the cells;
A degreasing step of performing a degreasing treatment on the silicon carbide molded body to produce a silicon carbide degreased body,
A method for producing a porous silicon carbide sintered body comprising a firing step of subjecting the silicon carbide defatted body to a firing treatment to produce a porous silicon carbide sintered body,
In the raw material composition, the content of the silicon powder is 1 to 3% by weight of the total amount of the silicon carbide powder and the silicon powder,
In the degreasing step , a degreasing treatment is performed at a degreasing temperature of 250 to 390 ° C. and an O ₂ concentration of 5 to 13 vol% in the atmosphere ,
A method for producing a porous silicon carbide sintered body, wherein, in the firing step, firing treatment is performed at 2200 to 2300 ° C., which is a temperature at which silicon carbide powders can form an interparticle neck by mutual diffusion.