WO2013146953A1 - 多孔質材料、ハニカム構造体及び多孔質材料の製造方法 - Google Patents

多孔質材料、ハニカム構造体及び多孔質材料の製造方法 Download PDF

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有仁枝 泉
義政 小林
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Definitions

  • the present invention relates to a porous material, a honeycomb structure, and a method for manufacturing the porous material. More specifically, the present invention relates to a porous material and a honeycomb structure having high thermal shock resistance, and a method for producing a porous material capable of producing such a porous material.
  • a porous material in which silicon carbide particles are bonded with an oxide phase or the like is excellent in thermal shock resistance, and thus is used as a material for a catalyst carrier, a material for a DPF (diesel particulate filter), or the like (for example, Patent Document 1). 2).
  • the present invention has been made to solve such a problem, and has a porous material and a honeycomb structure having high thermal shock resistance, and a porous material capable of producing such a porous material of the present invention.
  • the main purpose is to provide a manufacturing method.
  • the present invention provides the following porous material, honeycomb structure, and method for producing the porous material.
  • the lower limit of the content of the composite binder is 12% by mass with respect to the total mass of the aggregate, the composite binder, and the metal silicon, and the upper limit of the content of the composite binder is 50%. % Of the porous material according to [1].
  • the lower limit of the content of the mullite particles is 0.5% by mass, and the upper limit of the content of the mullite particles is 15% by mass with respect to the total mass of the aggregate, the composite binder, and the metal silicon. % Of the porous material according to [1] or [2].
  • the lower limit of the aspect ratio of the mullite particles that are reinforcing particles is 1.5, and the upper limit of the aspect ratio of the mullite particles is 4.7. Porous material.
  • the pores having a pore diameter of less than 10 ⁇ m are 20% or less of the whole pores, and the pores having a pore diameter of more than 40 ⁇ m are 10% or less of the whole pores, Porous material.
  • a honeycomb structure provided with partition walls, which is formed of the porous material according to any one of [1] to [10], and which partitions and forms a plurality of cells extending from one end face to the other end face.
  • honeycomb structure according to [11] further comprising a plugged portion disposed in an opening of the predetermined cell on the one end face and an opening of the remaining cell on the other end face.
  • the metal silicon content in the porous material is less than 15 mass%
  • metal silicon is not contained, or metal silicon is contained in such an amount that the metal silicon content in the obtained porous material is less than 15% by mass.
  • the aluminum oxide component contained in the composite binder generating raw material is aluminum oxide, and the average particle diameter of the aluminum oxide is a lower limit of 2.5 ⁇ m and an upper limit of 15.0 ⁇ m.
  • the porous material of the present invention is superior in thermal shock resistance as compared with conventional porous materials.
  • Porous material As shown in FIG. 1, one embodiment of the porous material of the present invention is an aggregate 1 and “a cordierite which is a binder 3 and mullite particles which are reinforcing particles 2 are dispersed. And a composite binder 5 ”that bonds the aggregates 1 in a state where the pores 4 are formed.
  • the content of metal silicon is less than 15% by mass.
  • the content of metallic silicon is the value of the remaining amount of Si by identifying the amounts of SiC and SiO 2 from Si, C, and O measured by ICP (Inductively Coupled Plasma) -AES (Emission Spectroscopy) method.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an enlarged cross section of one embodiment (porous material 100) of the porous material of the present invention.
  • the porous material of the present invention Since the porous material of the present invention has the above-described configuration, it has high strength and a high “strength / Young's modulus ratio” value. Therefore, the porous material of the present invention is excellent in thermal shock resistance.
  • the “strength” in the “strength / Young's modulus ratio” is bending strength.
  • mullite particles function as reinforcing particles. For example, when a crack occurs in the porous material, the mullite particles can prevent the crack from progressing.
  • Cordierite can contain spinel particles and forsterite particles in addition to mullite particles. However, since spinel particles and forsterite particles have lower strength than mullite particles, they cannot function as reinforcing particles.
  • mullite particles have higher strength than spinel particles and forsterite particles, and therefore can prevent the progress of cracks generated in the porous material and function as reinforcing particles.
  • spinel particles and forsterite particles have a high thermal expansion coefficient, the thermal expansion coefficient of the entire porous material is increased when present in the binder, and the thermal shock resistance of the porous material is lowered. Therefore, spinel particles and forsterite particles are not suitable as reinforcing particles.
  • the composite binder is obtained by dispersing mullite particles as reinforcing particles in cordierite as a binder. Further, a form in which a part of the aggregate is dispersed in the binder may be used.
  • the composite binder preferably has a crystalline component of more than 50% by mass. That is, the composite binder preferably has an amorphous component of less than 50% by mass. The amorphous component in the composite binder can be quantified by analyzing the X-ray diffraction data.
  • the amount of amorphous when “the maximum height of the background is 25% in the range of 2 ⁇ of 20 ° to 30 ° with respect to the diffraction peak height of (100) plane of hexagonal cordierite” Is 50 mass% with respect to the entire composite binder. Then, the amorphous amount when the maximum background height is 2.8% when 2 ⁇ is in the range of 20 ° to 30 ° with respect to the diffraction peak height of the (100) plane of hexagonal cordierite. And 0% by mass relative to the entire composite binder. And the measurement result of a sample is applied to the said relationship (calibration curve), and the amorphous component in a composite binder is calculated
  • the measurement can be performed using a powder obtained by pulverizing a porous material as a measurement sample and using a rotating counter electrode X-ray diffractometer (RINT, manufactured by Rigaku Corporation).
  • the aggregate preferably contains at least one of silicon carbide (SiC) particles and silicon nitride (Si 3 N 4 ) particles.
  • the aggregate is preferably silicon carbide (SiC) particles or silicon nitride (Si 3 N 4 ) particles, and more preferably silicon carbide (SiC) particles.
  • SiC silicon carbide
  • SiC silicon carbide
  • SiC silicon carbide
  • the porous material of the present invention has a metal silicon content of less than 15% by mass, preferably 10% by mass or less, more preferably 9% by mass or less, and particularly preferably 2.5% by mass or less.
  • the content of metal silicon is most preferably 0% by mass. Since the specific heat capacity is maintained high because the content of metallic silicon is less than 15% by mass, the thermal shock resistance is improved. When the content of metal silicon is 15% by mass or more, the specific heat capacity is lowered, and the thermal shock resistance may be lowered, which is not preferable.
  • the lower limit of the porosity is preferably 40%, and more preferably 50%.
  • the upper limit value of the porosity is preferably 90%, and more preferably 70%.
  • the porosity is less than 40%, the pressure loss may increase.
  • the porosity is 50% or more, a low pressure loss is preferable for use in a DPF or the like.
  • the porosity exceeds 90%, the strength may be lowered.
  • the porosity is 70% or less, high strength is preferable for use in a DPF or the like.
  • the porosity is calculated from the total pore volume (unit: cm 3 / g) by the mercury intrusion method (based on JIS R 1655) and the apparent density (unit: g / cm 3 ) measured by the Archimedes method. It is the value.
  • the porosity can be adjusted by, for example, the amount of a pore-forming material used when producing the porous material, the amount of sintering aid, the firing atmosphere, and the like.
  • the porosity can also be adjusted by the ratio between the aggregate and the composite binder.
  • the lower limit value of the average pore diameter is preferably 10 ⁇ m, and more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit value of the average pore diameter is preferably 40 ⁇ m, and more preferably 30 ⁇ m.
  • the average pore diameter is less than 10 ⁇ m, the pressure loss may increase.
  • the average pore diameter exceeds 40 ⁇ m, when the porous material of the present invention is used as a DPF or the like, a part of the particulate matter in the exhaust gas may pass through the DPF or the like without being collected.
  • the average pore diameter is a value measured by a mercury intrusion method (based on JIS R 1655).
  • pores having a pore diameter of less than 10 ⁇ m are 20% or less of the whole pores, and pores having a pore diameter of more than 40 ⁇ m are preferably 10% or less of the whole pores. If the pores having a pore diameter of less than 10 ⁇ m exceed 20% of the total pores, the pores having a pore diameter of less than 10 ⁇ m are likely to be clogged when the catalyst is loaded, so that the pressure loss tends to increase. When the pores with a pore diameter of less than 40 ⁇ m exceed 10% of the whole pores, the pores with a pore diameter of less than 40 ⁇ m may easily pass through a particulate substance, and thus it may be difficult to sufficiently exert a filter function such as DPF. .
  • the lower limit of the content of the composite binder with respect to the total mass of the aggregate, the composite binder and the metal silicon is preferably 12% by mass. Moreover, it is preferable that the upper limit of content of a composite binder with respect to the total mass of an aggregate, a composite binder, and metal silicon is 50 mass%. Furthermore, the lower limit of the content of the composite binder with respect to the total mass of the aggregate, the composite binder, and the metal silicon is more preferably 17% by mass, and particularly preferably 20% by mass. Further, the upper limit of the content of the composite binder with respect to the total mass of the aggregate, the composite binder, and the metal silicon is more preferably 40% by mass, and particularly preferably 35% by mass.
  • the content of the composite binder is less than 12% by mass, the bending strength is lowered, the “strength / Young's modulus ratio” is further lowered, and the thermal shock resistance may be lowered.
  • the content of the composite binder exceeds 50% by mass, the porosity may be reduced.
  • the lower limit of the ratio of the content of “mullite particles contained in the composite binder and acting as reinforcing particles” to the total mass of the aggregate, composite binder, and metal silicon is 0.5% by mass. preferable. Moreover, it is preferable that the upper limit of the ratio with respect to the total mass of aggregate, a composite binder, and a metal silicon of the content of the said mullite particle is 15 mass%.
  • the lower limit of the mullite particle content is more preferably 0.9% by mass. Further, the upper limit of the content of the mullite particles is more preferably 8.0% by mass, and particularly preferably 4.5% by mass.
  • the content ratio of “mullite particles contained in the composite binder” with respect to the total mass of the aggregate, composite binder, and metal silicon (hereinafter, sometimes referred to as “content ratio of mullite particles”) is 0.5. If it is less than% by mass, the strength / Young's modulus ratio may be lowered, and the thermal shock resistance may be lowered. Moreover, when the content rate of a mullite particle exceeds 15 mass%, strength / Young's modulus ratio will become low and a thermal shock resistance may fall.
  • the “content ratio of mullite particles” is a value obtained based on a value obtained by X-ray diffraction analysis. Specifically, it is calculated by simple quantitative analysis “analyzing X-ray diffraction data and quantifying each component using RIR (Reference Intensity Ratio) method”.
  • the analysis of X-ray diffraction data is preferably performed using, for example, “X-ray data analysis software JADE7” manufactured by MDI.
  • X-ray diffractometer used for X-ray diffraction analysis a rotating counter-cathode X-ray diffractometer (RINT, manufactured by Rigaku Corporation) can be exemplified.
  • the lower limit of the average particle diameter of the silicon carbide particles as the aggregate is preferably 5 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m.
  • the upper limit value of the average particle diameter of the silicon carbide particles as the aggregate is preferably 100 ⁇ m, and more preferably 40 ⁇ m. If it is smaller than 5 ⁇ m, the firing shrinkage amount becomes large, and the porosity of the fired product may be less than 40%. In addition, pores of less than 10 ⁇ m in the fired body may exceed 20% of the entire pores. When it is larger than 100 ⁇ m, pores exceeding 40 ⁇ m in the fired body may be 10% or more of the whole pores. Furthermore, when a honeycomb structure is formed, the die may be clogged, resulting in a molding failure.
  • the average particle diameter of silicon carbide as an aggregate is larger than the average particle diameter of mullite particles as reinforcing particles. Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the silicon carbide which is an aggregate is 1.5 times or more the average particle diameter of the mullite particles which are reinforcing particles.
  • the upper limit of the magnification of the average particle diameter of silicon carbide as an aggregate to the average particle diameter of mullite particles as reinforcing particles is preferably 40 times. If the average particle size of silicon carbide is smaller than 1.5 times the average particle size of mullite particles, the number of contacts with the binder is reduced, which may cause firing failure. As a result, the bending strength is greatly reduced, and the thermal shock resistance may be inferior.
  • the aspect ratio of mullite particles is preferably 1.5 or more.
  • the lower limit value of the aspect ratio of the mullite particles is more preferably 1.8, and particularly preferably 2.1.
  • the upper limit of the aspect ratio of the mullite particles is preferably 4.7, and more preferably 4.2.
  • the aspect ratio is less than 1.5, the effect of acting as reinforcing particles is reduced, so that the bending strength is lowered, and further, the “bending strength / Young's modulus ratio” is lowered, and the thermal shock resistance may be lowered.
  • the aspect ratio exceeds 4.7 the shape of the mullite particles is a plate shape or a fiber shape.
  • the aspect ratio of mullite particles is a value measured using an SEM (scanning electron microscope). Specifically, the porous material of the present invention contained in a resin is mirror-polished using diamond slurry or the like as an observation sample, and this cross-sectional polished surface is observed at a magnification of 3000 times to obtain a microstructure photograph. . Measure the major axis and minor axis of all mullite particles in the obtained microstructure photograph, calculate the ratio “major axis / minor axis”, and average the number of mullite particles in the microstructure photograph. Aspect ratio.
  • the lower limit of the long diameter of the mullite particles is preferably 0.5 ⁇ m, more preferably 1.8 ⁇ m, and particularly preferably 2.0 ⁇ m.
  • the upper limit of the long diameter of the mullite particles is preferably 35 ⁇ m, and more preferably 30.1 ⁇ m. If the long diameter of the mullite particles is less than 0.5 ⁇ m, the strength does not act as reinforcing particles, so the bending strength is lowered, the “strength / Young's modulus ratio” is further lowered, and the thermal shock resistance may be lowered.
  • the long diameter of the mullite particles exceeds 35 ⁇ m, it acts as a defect instead of reinforcing particles and the bending strength is lowered, the “strength / Young's modulus ratio” is further lowered, and the thermal shock resistance may be lowered.
  • the porous material of the present invention preferably has a “bending strength (Pa) / Young's modulus (Pa) ratio” of 1.4 ⁇ 10 ⁇ 3 or more.
  • the lower limit value of the bending strength is 7.0 MPa, and the lower limit value of the “bending strength (Pa) / Young's modulus (Pa) ratio” is more preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 3 .
  • the upper limit value of the bending strength is 14.0 MPa, and the upper limit value of the “bending strength (Pa) / Young's modulus (Pa) ratio” is more preferably 5.0 ⁇ 10 ⁇ 3 .
  • the thermal shock resistance of the porous material can be improved.
  • the upper limit is about 50 MPa in the configuration of the present invention.
  • the bending strength is a value measured by a “bending test” based on JIS R1601.
  • the Young's modulus is a value calculated from the stress-strain curve obtained in the “bending test”.
  • the porous material of the present invention preferably has a linear thermal expansion coefficient of 40 ⁇ 800 ° C. or less of 4.2 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less.
  • the lower limit value of linear thermal expansion coefficient of 40 ⁇ 800 ° C. is more preferably from 2.0 ⁇ 10 -6 / K, particularly preferably 2.0 ⁇ 10 -6 / K.
  • the upper limit value of the linear thermal expansion coefficient at 40 to 800 ° C. is more preferably 3.9 ⁇ 10 ⁇ 6 / K. If it is larger than 4.2 ⁇ 10 ⁇ 6 / K, the thermal shock resistance may be lowered.
  • 2.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / K is the lower limit in the configuration of the present invention.
  • a thermal expansion coefficient is the value measured by the method based on JISR1618. Specifically, a test piece of 3 cells long ⁇ 3 cells wide ⁇ 20 mm long was cut out from the honeycomb structure and thermally expanded in the A-axis direction (parallel to the flow path of the honeycomb structure) at 40 to 800 ° C. This is a value obtained by measuring a coefficient.
  • the porous material of the present invention may contain less than 0.4% by mass of sodium (Na) in terms of oxide, with respect to the entire porous material. Moreover, the porous material of this invention may contain less than 0.4 mass% of potassium (K) by the oxide conversion mass with respect to the whole porous material. Moreover, the porous material of the present invention may contain calcium (Ca) in an oxide equivalent mass of less than 0.4 mass% with respect to the entire porous material.
  • Terms of oxide weight of sodium is the Na 2 O mass when the sodium is assumed to be present as all Na 2 O.
  • Oxide reduced mass of potassium is the K 2 O mass when it is assumed that the potassium is present as all K 2 O.
  • the oxide equivalent mass of calcium is the mass of the CaO when it is assumed that all calcium is present as CaO.
  • the contents of sodium (Na), potassium (K), and calcium (Ca) in the porous material are values measured by an ICP (Inductively Coupled Plasma) -AES (Emission Spectroscopy) method.
  • the honeycomb structure of the present invention includes the partition wall that is formed of the above-described porous material of the present invention and that defines “a plurality of cells extending from one end surface to the other end surface”.
  • the cell serves as a fluid flow path.
  • the honeycomb structure preferably has a structure having an outer peripheral wall located at the outermost periphery.
  • the lower limit of the partition wall thickness is preferably 30 ⁇ m, and more preferably 50 ⁇ m.
  • the upper limit of the partition wall thickness is preferably 1000 ⁇ m, more preferably 500 ⁇ m, and particularly preferably 350 ⁇ m.
  • the lower limit of the cell density is preferably 10 cells / cm 2, more preferably 20 cells / cm 2 , and particularly preferably 50 cells / cm 2 .
  • the upper limit of the cell density is preferably 200 cells / cm 2 and more preferably 150 cells / cm 2 .
  • the shape of the honeycomb structure is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical shape and a cylindrical shape having a polygonal bottom (triangle, quadrangle, pentagon, hexagon, etc.).
  • the shape of the cells of the honeycomb structure is not particularly limited.
  • examples of the cell shape in the cross section orthogonal to the cell extending direction include a polygon (triangle, quadrangle, pentagon, hexagon, heptagon, octagon, etc.), circle, or a combination thereof.
  • the size of the honeycomb structure can be appropriately determined according to the application. Since the honeycomb structure of the present invention is composed of the porous substrate of the present invention, it has excellent thermal shock resistance. Therefore, it is possible to increase the size of the honeycomb structure. And as a lower limit of the magnitude
  • the honeycomb structure of the present invention can be used as a DPF or a catalyst carrier. It is also a preferred embodiment that a catalyst is supported on the DPF.
  • the honeycomb structure of the present invention is used as a DPF or the like, the following structure is preferable. That is, it is preferable that the honeycomb structure of the present invention includes a plugged portion disposed in an opening of a predetermined cell on one end face and an opening of a remaining cell on the other end face. On both end faces, it is preferable that cells having plugged portions and cells not having plugged portions are alternately arranged to form a checkered pattern.
  • the aggregate raw material preferably contains at least one of silicon carbide (SiC) and silicon nitride (Si 3 N 4 ).
  • the raw material for producing the composite binder is a material in which “mullite particles that are reinforcing particles” and “cordielite that is a binder” are produced by firing. Note that mullite powder and cordierite forming raw material may be mixed instead of the composite binder generating raw material powder.
  • the cordierite forming raw material means a raw material from which cordierite crystals are generated by firing.
  • the raw material for producing the composite binder preferably contains an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) component of more than 34.9% by mass and less than 71.8% by mass.
  • the raw material for producing a composite binder preferably contains more than 28.2% by mass and less than 52.0% by mass of a silicon dioxide (SiO 2 ) component.
  • the raw material for composite binder production contains a magnesium oxide (MgO) component of more than 5.0% by mass and less than 13.8% by mass.
  • the aluminum oxide component is aluminum oxide or “aluminum and oxygen” which is a composition ratio of aluminum oxide in a raw material containing aluminum and oxygen such as aluminum hydroxide, kaolin, boehmite, and feldspar.
  • the "mass of the aluminum oxide component” is a terms of oxide weight of aluminum in the aluminum oxide component (mass of Al 2 O 3).
  • the lower limit value of the average particle diameter is preferably 2.5 ⁇ m
  • the upper limit value of the average particle diameter is preferably 15.0 ⁇ m.
  • the aluminum oxide is preferably ⁇ -alumina.
  • the silicon dioxide component is silicon dioxide or “silicon and oxygen” which is a composition ratio of silicon dioxide in a raw material containing silicon and oxygen such as “talc, kaolin, and feldspar”.
  • the magnesium oxide component is magnesium oxide or “magnesium and oxygen” which is a composition ratio of magnesium oxide in a raw material containing magnesium and oxygen such as magnesium hydroxide and talc.
  • Examples of the raw material powder for generating a composite binder include a mixed powder of 35.9% by mass of talc, 44.3% by mass of aluminum hydroxide, and 19.8% by mass of silica powder.
  • the raw material powder for producing the composite binder includes Al—Si fiber, Al 2 O 3 fiber, plate-like alumina, coarse-grained Al 2 O 3 , kaolin, etc.
  • the lower limit value of the major axis of the plate-like alumina is preferably 0.5 ⁇ m.
  • the upper limit of the major axis of the plate-like alumina is preferably 15 ⁇ m.
  • the lower limit value of the minor axis (thickness) of the plate-like alumina is 0.01 ⁇ m.
  • the upper limit of the minor axis (thickness) of the plate-like alumina is preferably 1 ⁇ m.
  • variety of plate-like alumina is 0.05 micrometer.
  • variety of plate-like alumina is 70 micrometers.
  • the lower limit of the aspect ratio of the plate-like alumina is preferably 5.
  • the upper limit of the aspect ratio of the plate-like alumina is preferably 70.
  • the alumina fiber preferably has a length of 200 ⁇ m or less. Further, the alumina fiber preferably has a minor axis of 3 ⁇ m or less.
  • the alumina fiber preferably has an aspect ratio of 3 or more.
  • the average particle diameter of the coarse Al 2 O 3 is preferably 2.5 to 15 ⁇ m.
  • the minor axis and the major axis are values measured using a scanning electron microscope. Specifically, it is a value obtained by measuring the major axis and the minor axis of all the particles in the microstructure photograph that can be observed at a magnification of 3000 times, and averaging each by the number of particles.
  • the average particle diameter is a value measured by a laser diffraction method.
  • a raw material (magnesium (Mg) source) of a magnesium (Mg) component MgO or Mg (OH) 2 is preferable.
  • a raw material (silicon (Si) source) of Si (silicon) component kaolin, powdered silica, and colloidal silica are preferable.
  • the raw material for producing the composite binder contains no metallic silicon or contains an amount of metallic silicon such that the metallic silicon content in the resulting porous material is less than 15% by mass. Thereby, metal silicon content in the porous material obtained can be made into less than 15 mass%.
  • the aggregate material is silicon carbide (SiC) powder or silicon nitride (Si 3 N 4 ) powder.
  • the lower limit of the average particle diameter of the aggregate raw material is preferably 5 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m.
  • the upper limit of the average particle diameter of the aggregate raw material is preferably 100 ⁇ m, and more preferably 40 ⁇ m.
  • the average particle diameter is a value measured by a laser diffraction method.
  • binder examples include organic binders such as methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose in combination.
  • the binder content is preferably 2 to 10% by mass with respect to the entire forming raw material.
  • ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol or the like can be used as the surfactant. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
  • the content of the surfactant is preferably 2% by mass or less with respect to the whole forming raw material.
  • the pore former is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include graphite, starch, foamed resin, water absorbent resin, silica gel and the like.
  • the pore former content is preferably 10% by mass or less based on the entire forming raw material.
  • the lower limit of the average particle diameter of the pore former is preferably 10 ⁇ m.
  • the upper limit of the average particle diameter of a pore former is 30 micrometers. If it is smaller than 10 ⁇ m, pores may not be formed sufficiently. If it is larger than 30 ⁇ m, the die may be clogged during molding.
  • the average particle diameter of the pore former is a value measured by a laser diffraction method. When the pore former is a water absorbent resin, the average particle diameter is a value after water absorption.
  • the water content is appropriately adjusted so that the clay hardness is easy to mold, but is preferably 20 to 80% by mass with respect to the entire forming raw material.
  • the forming raw material is kneaded to form a clay.
  • molding raw material and forming a clay For example, the method of using a kneader, a vacuum clay kneader, etc. can be mentioned.
  • honeycomb formed body formed body
  • clay is also included in the concept of forming raw materials.
  • extrusion molding it is preferable to use a die having a desired overall shape, cell shape, partition wall thickness, cell density and the like.
  • a cemented carbide which does not easily wear is preferable.
  • the honeycomb formed body has a structure having porous partition walls that define and form a plurality of cells serving as fluid flow paths and an outer peripheral wall located at the outermost periphery.
  • the partition wall thickness, cell density, outer peripheral wall thickness, and the like of the honeycomb formed body can be appropriately determined according to the structure of the honeycomb structure to be manufactured in consideration of shrinkage during drying and firing.
  • the molding process is a process for producing a molded body by extruding a molding raw material containing an aggregate raw material, a composite binder generating raw material, a pore former, and a binder.
  • the honeycomb molded body thus obtained is preferably dried before firing.
  • the drying method is not particularly limited, and examples thereof include an electromagnetic heating method such as microwave heating drying and high-frequency dielectric heating drying, and an external heating method such as hot air drying and superheated steam drying.
  • an electromagnetic heating method such as microwave heating drying and high-frequency dielectric heating drying
  • an external heating method such as hot air drying and superheated steam drying.
  • the entire molded body can be dried quickly and uniformly without cracks, and after drying a certain amount of moisture with an electromagnetic heating method, the remaining moisture is dried with an external heating method. It is preferable to make it.
  • As drying conditions it is preferable to remove water of 30 to 99% by mass with respect to the amount of moisture before drying by an electromagnetic heating method, and then to make the moisture to 3% by mass or less by an external heating method.
  • the electromagnetic heating method dielectric heating drying is preferable, and as the external heating method, hot air drying is preferable.
  • the length of the honeycomb formed body in the cell extending direction is not a desired length, it is preferable to cut both end surfaces (both end portions) to a desired length.
  • the cutting method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a circular saw cutting machine.
  • the honeycomb formed body (formed body) is fired to produce a honeycomb structure (porous material) (firing step).
  • the calcination is preferably performed in an air atmosphere at 200 to 600 ° C. for 0.5 to 20 hours. Firing is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere (inert atmosphere) such as nitrogen or argon (the oxygen partial pressure is 10 ⁇ 4 atm or less).
  • the lower limit of the firing temperature is preferably 1300 ° C.
  • the upper limit of the firing temperature is preferably 1600 ° C.
  • the firing temperature is preferably 1400-1500 ° C.
  • the pressure during firing is preferably normal pressure.
  • the lower limit of the firing time is preferably 1 hour.
  • the upper limit of the firing time is preferably 20 hours.
  • the process of producing a porous material by firing the molded body at a predetermined temperature in an inert atmosphere is a firing process.
  • an oxidation treatment may be performed in the atmosphere (which may contain water vapor) in order to improve durability.
  • the lower limit of the oxidation treatment temperature is preferably 1100 ° C.
  • the upper limit of the temperature of the oxidation treatment is preferably 1400 ° C.
  • the lower limit of the oxidation treatment time is preferably 1 hour.
  • the upper limit of the oxidation treatment time is preferably 20 hours.
  • calcination and baking can be performed using an electric furnace, a gas furnace, etc., for example.
  • the metal silicon content in the obtained porous material is less than 15% by mass.
  • Example 1 The silicon carbide (SiC) powder and the composite binder producing raw material powder were mixed at a ratio of 7: 3 (volume ratio) to produce a “mixed powder”.
  • a raw material powder for producing a composite binder a powder containing 45.1% by mass of aluminum hydroxide, 32.8% by mass of talc, and 22.1% by mass of silica was used.
  • the content rate of the aluminum oxide component in the raw material (powder) for producing the composite binder was 35.6% by mass.
  • the content rate of the silicon dioxide component in the raw material (powder) for composite binder production was 51.8% by mass.
  • the content rate of the magnesium oxide component in the raw material (powder) for composite binder production was 12.6% by mass.
  • hydroxypropylmethylcellulose as a binder, starch as a pore former, and a water-absorbing resin were added to the “mixed powder”, and water was added to obtain a molding raw material.
  • the content of the binder was 7 parts by mass when the mixed powder was 100 parts by mass.
  • the content of the pore former was 12 parts by mass when the mixed powder was 100 parts by mass.
  • the water content was 70 parts by mass when the mixed powder was 100 parts by mass.
  • the average particle diameter of the silicon carbide powder was 22.0 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the pore former was 20 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the silicon carbide powder and the pore former is a value measured by a laser diffraction method.
  • the forming raw materials were kneaded and kneaded to prepare a columnar clay.
  • the obtained cylindrical clay was formed into a honeycomb shape using an extrusion molding machine to obtain a honeycomb formed body.
  • the obtained honeycomb formed body was dielectrically heated and dried, and then dried at 120 ° C. for 2 hours using a hot air dryer to obtain a honeycomb dried body.
  • honeycomb dried body was degreased at 550 ° C. for 3 hours in an air atmosphere, and then fired at about 1450 ° C. for 2 hours in an Ar inert atmosphere to obtain a honeycomb fired body.
  • honeycomb fired body was oxidized at 1200 ° C. for 4 hours to obtain a porous material having a honeycomb structure (honeycomb structure).
  • the honeycomb structure at this time had a partition wall thickness of 300 ⁇ m and a cell density of 46.5 (cell / cm 2 ). Further, the bottom surface of the honeycomb structure was a square having a side of 35 mm, and the length of the honeycomb structure in the cell extending direction was 50 mm.
  • the silicon carbide, mullite, and cordierite of the honeycomb structure were identified. Identification of silicon carbide, mullite and cordierite was performed based on the results of qualitative and quantitative analysis by EPMA and element mapping as well as identification of constituent phases by powder X-ray diffraction. Thereby, it was confirmed that the honeycomb structure includes silicon carbide, mullite, and cordierite.
  • the aspect ratio of mullite particles was 4.7.
  • the major axis length of the mullite particles was 2.5 ⁇ m.
  • the “mullite content” was 0.5% by mass.
  • the content of the composite binder in the porous material was 29.9% by mass.
  • the major axis and aspect ratio of mullite particles were measured by the following methods. Moreover, the content rate of the mullite particle was measured by the method mentioned later.
  • the resulting porous material (honeycomb structure) having a honeycomb structure had a porosity of 58.2% and an average pore diameter of 17.0 ⁇ m.
  • the honeycomb structure had a bending strength of 6.5 MPa, a Young's modulus of 4.5 GPa, and a “strength / Young's modulus ratio” of 1.4 ⁇ 10 ⁇ 3 .
  • the “strength” of “strength / Young's modulus ratio” is “bending strength”.
  • the thermal expansion coefficient (40-800 ° C.) of the honeycomb structure was 3.2 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 .
  • the specific heat capacity of the honeycomb structure was 2.09 J / (cm 3 ⁇ K). The obtained results are shown in Table 1. Each measured value is a value obtained by the method shown below.
  • the column “Binder” indicates the mass ratio (mass%) of the composite binder to the total mass of the silicon carbide particles, the composite binder, and the metal silicon.
  • “composite binder” is simply indicated as “binder”.
  • the column “mullite” indicates the mass ratio (mass%) of the mullite particles with respect to the total mass of the silicon carbide particles, the composite binder, and the metal silicon.
  • the column “Metal Silicon” indicates the mass ratio (mass%) of metal silicon to the total mass of silicon carbide particles, composite binder, and metal silicon.
  • the column “Mullite Aspect Ratio” indicates the aspect ratio of “Mullite Particles in Porous Material”.
  • the column of “major diameter of mullite” indicates the major diameter of “mullite particles in the porous material”.
  • the columns of “porosity” and “average pore diameter” indicate the porosity and average pore diameter of the porous material.
  • the columns of “bending strength”, “Young's modulus” and “thermal expansion coefficient” indicate the bending strength, Young's modulus and thermal expansion coefficient of the porous material.
  • the column “strength / Young's modulus ratio” indicates a value obtained by dividing the bending strength (Pa) by the Young's modulus (Pa).
  • the column “Al source” in Table 4 indicates the type of aluminum source in the raw material for producing the composite binder.
  • Each column of “Al source” and “Si source” in Table 7 indicates the type of aluminum source and the type of silicon source in the raw material for producing the composite binder.
  • the column “Comprehensive evaluation” indicates that A to C are acceptable and D is unacceptable.
  • a to C “A” indicates the most excellent thermal shock resistance.
  • B indicates that the thermal shock resistance is excellent after “A”
  • C indicates that the thermal shock resistance is excellent after “B”.
  • D indicates poor thermal shock resistance.
  • the conditions of the comprehensive evaluation A are: bending strength of 6.5 MPa or more, thermal expansion coefficient of 4.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less, “strength / Young's modulus ratio” of 1.6 or more, and specific heat capacity of 2.05 J / (cm 3 ⁇ K) All the conditions above are satisfied.
  • the conditions of the comprehensive evaluation B were as follows: bending strength of 6.5 MPa or more, thermal expansion coefficient of 4.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less, “strength / Young's modulus ratio” of 1.2 or more, and specific heat capacity of 2.00 J / (Cm 3 ⁇ K) or more of all conditions are satisfied.
  • the conditions of the comprehensive evaluation C are all the conditions in which the bending strength is 6.5 MPa or more, the thermal expansion coefficient is less than 4.5 ⁇ 10 ⁇ 6 / K, and the specific heat capacity is 1.95 J / (cm 3 ⁇ K) or more. It is to satisfy.
  • the conditions of the comprehensive evaluation D are any of bending strength less than 6.5 MPa, thermal expansion coefficient of 4.5 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or more, and specific heat capacity less than 1.95 J / (cm 3 ⁇ K). That one requirement is met.
  • the mass ratio of each constituent crystal phase (composite binder, mullite particles, mass ratio of metal silicon) in the porous material (honeycomb structure) is determined as follows.
  • An X-ray diffraction pattern of the porous material is obtained using an X-ray diffractometer.
  • a rotating cathode type X-ray diffractometer RINT, manufactured by Rigaku Corporation
  • the mass ratio of each constituent crystal phase is calculated by simple quantitative analysis “analyzing the obtained X-ray diffraction data using a RIR (Reference Intensity Ratio) method to quantify each component”.
  • the analysis of the X-ray diffraction data was performed using “X-ray data analysis software JADE7” manufactured by MDI.
  • the aspect ratio of mullite particles (the aspect ratio of mullite) is measured using an SEM (scanning electron microscope). Specifically, the major axis and minor axis of all the mullite particles in the microstructure photograph that can be observed at a magnification of 3000 times are measured, and the ratio “major axis / minor axis” is calculated to obtain the mullite in the microstructure photograph. The average value of the number of particles is defined as the mullite aspect ratio.
  • the major axis of mullite particles is measured using a SEM (scanning electron microscope). Specifically, the major axis of all mullite particles in the microstructure photograph that can be observed at a magnification of 3000 times is measured, and the average value of the number of mullite particles in the microstructure photograph is taken as the major axis of mullite.
  • total pore volume total pore volume
  • the apparent density a test piece cut into a size of “20 mm ⁇ 20 mm ⁇ 0.3 mm” (corresponding to one partition wall having a size of 20 mm ⁇ 20 mm) is used.
  • test piece having a size of “3 vertical cells ⁇ 3 horizontal cells ⁇ 20 mm length” is cut out from the honeycomb structure, and measured by a mercury intrusion method (JIS R 1655 compliant).
  • Pore volume ratio The “pore volume ratio of 10 ⁇ m or less” and the “pore volume ratio of 40 ⁇ m or more” are measured as follows. Using a test piece similar to the case of the above “average pore diameter”, the total pore volume by the mercury intrusion method (according to JIS R 1655), the pore volume of the pore having a pore diameter of 40 ⁇ m or more, and the pore diameter is 10 ⁇ m. The pore volume of the following pores is measured.
  • Pore volume ratio of 10 ⁇ m or less is calculated by the formula of pore volume of 10 ⁇ m or less / total pore volume
  • pore volume ratio of 40 ⁇ m or more is calculated by the formula of pore volume of 40 ⁇ m or more / total pore volume.
  • the honeycomb structure is processed into a test piece (length 0.3 mm ⁇ width 4 mm ⁇ length 40 mm) whose longitudinal direction is the cell penetration direction, and bending strength is calculated by a bending test according to JIS R1601.
  • Examples 2 to 35 Comparative Examples 1 to 6
  • a porous material was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions were as shown in Tables 1 to 8.
  • Each evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
  • the results are shown in Tables 1-7.
  • Table 8 shows the contents of the aluminum oxide component, the silicon oxide component, and the magnesium oxide component in the composite binder producing raw material.
  • generation, a silicon oxide component, and a magnesium oxide component was computed from the chemical composition and content rate of each used raw material.
  • the porous material of the present invention can be used as a catalyst carrier material, a DPF material, or the like.
  • the honeycomb structure of the present invention can be used as a catalyst carrier, DPF, or the like.

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Abstract

　骨材と、結合材であるコージェライト中に強化粒子であるムライト粒子が分散されたものであり細孔を形成した状態で前記骨材同士を結合する複合結合材と、を含有し、金属珪素の含有量が１５質量％未満であり、好ましくは、骨材、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、複合結合材の含有量の下限値が１２質量％であり、複合結合材の含有量の上限値が５０質量％であり、好ましくは、骨材、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、ムライト粒子の含有量の下限値が０．５質量％であり、ムライト粒子の含有量の上限値が１５質量％である多孔質材料。耐熱衝撃性が高い多孔質材料を提供する。

Description

多孔質材料、ハニカム構造体及び多孔質材料の製造方法
　本発明は、多孔質材料、ハニカム構造体及び多孔質材料の製造方法に関する。更に詳しくは、耐熱衝撃性が高い多孔質材料及びハニカム構造体、並びにそのような多孔質材料を製造することができる多孔質材料の製造方法に関する。
　炭化珪素粒子を酸化物相等で結合した多孔質材料は、耐熱衝撃性に優れるため、触媒担体用材料、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）用材料等として利用されている（例えば、特許文献１、２を参照）。
特許第４１１１４３９号公報 特許第４２２７３４７号公報
　近年、触媒担体やＤＰＦは、サイズが大型化し、更にセル構造が複雑化してきている。また、触媒担体やＤＰＦの使用環境が過酷になってきている。そのため、これらの用途に用いられる多孔質材料は、さらなる耐熱衝撃性の向上が求められている。
　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、耐熱衝撃性が高い多孔質材料及びハニカム構造体、並びにそのような本発明の多孔質材料を製造することができる多孔質材料の製造方法を提供することを主目的とする。
　上述の課題を解決するため、本発明は、以下の多孔質材料、ハニカム構造体及び多孔質材料の製造方法を提供する。
［１］　骨材と、結合材であるコージェライト中に強化粒子であるムライト粒子が分散されたものであり細孔を形成した状態で前記骨材同士を結合する複合結合材と、を含有し、金属珪素の含有量が１５質量％未満である多孔質材料。
［２］　前記骨材、前記複合結合材及び前記金属珪素の合計質量に対する、前記複合結合材の含有量の下限値が１２質量％であり、前記複合結合材の含有量の上限値が５０質量％である［１］に記載の多孔質材料。
［３］　前記骨材、前記複合結合材及び前記金属珪素の合計質量に対する、前記ムライト粒子の含有量の下限値が０．５質量％であり、前記ムライト粒子の含有量の上限値が１５質量％である［１］又は［２］に記載の多孔質材料。
［４］　強化粒子である前記ムライト粒子の長径の下限値が０．５μｍであり、前記ムライト粒子の長径の上限値が３５μｍである［１］～［３］のいずれかに記載の多孔質材料。
［５］　強化粒子である前記ムライト粒子のアスペクト比の下限値が１．５であり、前記ムライト粒子のアスペクト比の上限値が４．７である［１］～［４］のいずれかに記載の多孔質材料。
［６］　前記骨材が、炭化珪素（ＳｉＣ）粒子及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粒子の中の少なくとも一方を含有するものである［１］～［５］のいずれかに記載の多孔質材料。
［７］　気孔率の下限値が４０％であり、気孔率の上限値が９０％である［１］～［６］のいずれかに記載の多孔質材料。
［８］　細孔径１０μｍ未満の細孔が細孔全体の２０％以下であり、細孔径４０μｍを超える細孔が細孔全体の１０％以下である［１］～［７］のいずれかに記載の多孔質材料。
［９］　曲げ強度が６．５ＭＰａ以上であり、曲げ強度／ヤング率比が１．４×１０－３以上である［１］～［８］のいずれかに記載の多孔質材料。
［１０］　熱膨張係数が４．２×１０－６／Ｋ以下である［１］～［９］のいずれかに記載の多孔質材料。
［１１］　［１］～［１０］のいずれかに記載の多孔質材料により構成され、一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する、隔壁を備えたハニカム構造体。
［１２］　前記一方の端面における所定の前記セルの開口部及び前記他方の端面における残余の前記セルの開口部、に配設された目封止部を備える［１１］に記載のハニカム構造体。
［１３］　骨材原料、複合結合材生成用原料、造孔材及びバインダを含有する成形原料を押出成形して成形体を作製する成形工程と、前記成形体を不活性雰囲気にて１４００～１５００℃で焼成して多孔質材料を作製する焼成工程とを有し、前記複合結合材生成用原料が、３４．９質量％超、７１．８質量％未満の酸化アルミニウム成分、２８．２質量％超、５２．０質量％未満の二酸化珪素成分、及び５．０質量％超、１３．８質量％未満の酸化マグネシウム成分を含有し、前記多孔質材料中の金属珪素含有量が１５質量％未満であり、前記複合結合材生成用原料中に、金属珪素が含有されないか、又は得られる前記多孔質材料中の金属珪素含有量が１５質量％未満となるような量の金属珪素が含有される、多孔質材料の製造方法。
［１４］　前記複合結合材生成用原料に含有される前記酸化アルミニウム成分が酸化アルミニウムであり、前記酸化アルミニウムの平均粒子径が、下限値２．５μｍ、上限値１５．０μｍである［１３］に記載の多孔質材料の製造方法。
［１５］　前記複合結合材生成用原料に含有される前記酸化アルミニウムが、α－アルミナである［１４］に記載の多孔質材料の製造方法。
　本発明の多孔質材料は、従来の多孔質材料に比べて、耐熱衝撃性に優れる。
本発明の多孔質材料の一の実施形態の断面を拡大して示す模式図である。
　以下、本発明の実施の形態について、具体的に説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
（１）多孔質材料：
　本発明の多孔質材料の一の実施形態は、図１に示されるように、骨材１と、「結合材３であるコージェライト中に強化粒子２であるムライト粒子が分散されたものであり細孔４を形成した状態で上記骨材１同士を結合する複合結合材５」と、を含有するものである。そして、本実施形態の多孔質材料は、金属珪素の含有量が１５質量％未満である。また、金属珪素の含有量は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）－ＡＥＳ（発光分光分析）法で測定したＳｉ、Ｃ、ＯからＳｉＣとＳｉＯ２量を同定し、残りのＳｉ量の値である。図１は、本発明の多孔質材料の一の実施形態（多孔質材料１００）の断面を拡大して示す模式図である。
　本発明の多孔質材料は、上記のような構成であるため、強度が高く、「強度／ヤング率比」の値が高いものである。そのため、本発明の多孔質材料は、耐熱衝撃性に優れたものである。尚、「強度／ヤング率比」における「強度」は、曲げ強度のことである。本発明の多孔質材料においては、ムライト粒子が強化粒子として機能している。例えば、多孔質材料に亀裂が生じたときに、ムライト粒子は、当該亀裂の進行を妨げることができる。コージェライトには、ムライト粒子以外に、スピネル粒子やフォルステライト粒子が含有され得る。しかし、スピネル粒子やフォルステライト粒子は、ムライト粒子に比べて強度が低いため、強化粒子として機能し得ないものである。これに対し、ムライト粒子は、スピネル粒子やフォルステライト粒子に比べて、強度が高いため、多孔質材料に生じた亀裂の進行を妨げることができ、強化粒子として機能するものである。また、スピネル粒子やフォルステライト粒子は、熱膨張係数が高いため、結合材中に存在すると多孔質材料全体の熱膨張係数が高くなり、多孔質材料の耐熱衝撃性が低下する。そのため、スピネル粒子やフォルステライト粒子は、強化粒子としては適していない。
　本発明の多孔質材料は、上記のように、骨材間に細孔が形成されるように、骨材同士が複合結合材で結合されている。また、複合結合材は、結合材であるコージェライト中に、強化粒子であるムライト粒子が分散されたものである。また、骨材の一部が結合材中に分散するような形態でも良い。また、複合結合材は、結晶質成分が５０質量％超であることが好ましい。つまり、複合結合材は、非晶質成分が５０質量％未満であることが好ましい。複合結合材中の非晶質成分は、Ｘ線回折データを解析して定量することができる。具体的には、「六方晶コージェライトの（１００）面の回折ピーク高さに対し、２θが２０°～３０°の範囲におけるバックグラウンドの最大高さが２５％である」ときの非晶質量を、複合結合材全体に対し５０質量％とする。そして、「六方晶コージェライトの（１００）面の回折ピーク高さに対し、２θが２０°～３０°の範囲におけるバックグラウンドの最大高さが２．８％である」ときの非晶質量を、複合結合材全体に対し０質量％とする。そして、サンプルの測定結果を上記関係（検量線）に当てはめて複合結合材中の非晶質成分を求める。測定は、多孔質材料を粉砕した粉末を測定試料とし、回転対極型Ｘ線回折装置（理学電気社製、ＲＩＮＴ）を用いて行うことができる。
　本発明の多孔質材料において、骨材は、炭化珪素（ＳｉＣ）粒子及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粒子の中の少なくとも一方を含有するものであることが好ましい。また、骨材は、炭化珪素（ＳｉＣ）粒子又は窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粒子であることが好ましく、炭化珪素（ＳｉＣ）粒子であることが更に好ましい。以下、骨材が炭化珪素粒子である場合の、本発明の多孔質材料及びハニカム構造体の実施形態について説明するが、本発明の多孔質材料及びハニカム構造体は、これに限定されるものではない。また、本発明の多孔質材料及びハニカム構造体は、骨材が窒化珪素粒子の場合も、骨材が炭化珪素粒子の場合と同様の条件であることが好ましい。
　本発明の多孔質材料は、金属珪素の含有量が１５質量％未満であり、１０質量％以下が好ましく、９質量％以下が更に好ましく、２．５質量％以下が特に好ましい。金属珪素の含有量は、０質量％が最も好ましい。金属珪素の含有量が１５質量％未満であることより、比熱容量が高く維持されるため、耐熱衝撃性が向上する。金属珪素の含有量が１５質量％以上であると、比熱容量が低くなり、耐熱衝撃性が低下することがあるため好ましくない。
　本発明の多孔質材料は、気孔率の下限値が４０％であることが好ましく、５０％であることが更に好ましい。また、気孔率の上限値は、９０％であることが好ましく、７０％であることが更に好ましい。気孔率が４０％未満であると、圧力損失が大きくなることがある。特に、気孔率が５０％以上であると、ＤＰＦ等に使用するのに好ましい、低い圧力損失となる。また、気孔率が９０％を超えると、強度が低くなることがある。特に、気孔率が７０％以下であると、ＤＰＦ等に使用するのに好ましい、高い強度となる。本明細書において、気孔率は、水銀圧入法（ＪＩＳ　Ｒ　１６５５準拠）による全細孔容積（単位：ｃｍ３／ｇ）とアルキメデス法により測定した見掛け密度（単位：ｇ／ｃｍ３）から、算出した値である。気孔率を算出する際には、「気孔率［％］＝全細孔容積／｛（１／見掛け密度）＋全細孔容積｝×１００」という式を用いる。なお、気孔率は、例えば、多孔質材料を製造する際に用いる造孔材の量や、焼結助剤量、焼成雰囲気などにより調整することができる。また、気孔率は、骨材と、複合結合材との比率によっても調整することができる。
　本発明の多孔質材料は、平均細孔径の下限値が１０μｍであることが好ましく、１５μｍであることが更に好ましい。また、平均細孔径の上限値は、４０μｍであることが好ましく、３０μｍであることが更に好ましい。平均細孔径が１０μｍ未満であると、圧力損失が大きくなることがある。平均細孔径が４０μｍを超えると、本発明の多孔質材料をＤＰＦ等として用いたときに、排ガス中の粒子状物質の一部が捕集されずにＤＰＦ等を透過することがある。本明細書において、平均細孔径は、水銀圧入法（ＪＩＳ　Ｒ　１６５５準拠）で測定した値である。
　本発明の多孔質材料は、細孔径１０μｍ未満の細孔が細孔全体の２０％以下であり、細孔径４０μｍを超える細孔が細孔全体の１０％以下であることが好ましい。細孔径１０μｍ未満の細孔が細孔全体の２０％を超えると、細孔径１０μｍ未満の細孔は触媒を担持する際に詰まり易いため、圧力損失が増大し易くなることがある。細孔径４０μｍ未満の細孔が細孔全体の１０％を超えると、細孔径４０μｍ未満の細孔は粒子状物質が通過し易いため、ＤＰＦ等のフィルター機能を十分に発揮し難くなることがある。
　骨材、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、複合結合材の含有量の下限値は１２質量％であることが好ましい。また、骨材、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、複合結合材の含有量の上限値は５０質量％であることが好ましい。更に、骨材、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、複合結合材の含有量の下限値は、１７質量％であることが更に好ましく、２０質量％であることが特に好ましい。また、骨材、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、複合結合材の含有量の上限値は、４０質量％であることが更に好ましく、３５質量％であることが特に好ましい。複合結合材の含有量が１２質量％未満であると、曲げ強度が低くなり、更に「強度／ヤング率比」が低くなり、耐熱衝撃性が低下することがある。複合結合材の含有量が５０質量％を超えると、気孔率が小さくなることがある。
　「複合結合材中に含有され、強化粒子として作用するムライト粒子」の含有量の、骨材、複合結合材及び金属ケイ素の合計質量に対する比率の下限値は、０．５質量％であることが好ましい。また、当該ムライト粒子の含有量の、骨材、複合結合材及び金属ケイ素の合計質量に対する比率の上限値は、１５質量％であることが好ましい。そして、上記ムライト粒子の含有量の下限値は、０．９質量％であることが更に好ましい。また、上記ムライト粒子の含有量の上限値は８．０質量％であることが更に好ましく、４．５質量％であることが特に好ましい。「複合結合材中に含有されるムライト粒子」の、骨材、複合結合材及び金属ケイ素の合計質量に対する含有率（以下、「ムライト粒子の含有率」ということがある。）が、０．５質量％未満であると、強度／ヤング率比が低くなり、耐熱衝撃性が低下することがある。また、ムライト粒子の含有率が、１５質量％を超えると、強度／ヤング率比が低くなり、耐熱衝撃性が低下することがある。
　「ムライト粒子の含有率」は、Ｘ線回折分析によって得られた値に基づき求めた値である。具体的には、「ＲＩＲ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｒａｔｉｏ）法を用いて、Ｘ線回折データを解析して各成分を定量する」簡易定量分析により算出する。Ｘ線回折データの解析は、例えば、ＭＤＩ社製の「Ｘ線データ解析ソフトＪＡＤＥ７」を用いて行うことが好ましい。Ｘ線回折分析に用いるＸ線回折装置としては、回転対陰極型Ｘ線回折装置（理学電機社製、ＲＩＮＴ）を挙げることができる。
　本発明の多孔質材料においては、骨材である炭化珪素粒子の平均粒子径の下限値が５μｍであることが好ましく、１０μｍであることが更に好ましい。また、骨材である炭化珪素粒子の平均粒子径の上限値は、１００μｍであることが好ましく、４０μｍであることが更に好ましい。５μｍより小さいと、焼成収縮量が大きくなり、焼成体の気孔率が４０％未満となることがある。また焼成体中の１０μｍ未満の細孔が細孔全体の２０％超となることがある。１００μｍより大きいと、焼成体中の４０μｍを超える細孔が細孔全体の１０％以上となることがある。さらに、ハニカム構造体を成形する場合には、口金の目詰まりの原因となり成形不良を起こすことがある。本発明の多孔質材料においては、骨材である炭化珪素の平均粒子径は、強化粒子であるムライト粒子の平均粒子径より大きい。また、骨材である炭化珪素の平均粒子径は、強化粒子であるムライト粒子の平均粒子径の１．５倍以上であることが好ましい。骨材である炭化珪素の平均粒子径の、強化粒子であるムライト粒子の平均粒子径に対する倍率の上限値は、４０倍であることが好ましい。炭化珪素の平均粒子径が、ムライト粒子の平均粒子径の１．５倍より小さいと、結合材との接点が減少するため焼成不良を起こすことがある。そして、それによって曲げ強度が大きく低下し、耐熱衝撃性が劣ることがある。
　本発明の多孔質材料においては、ムライト粒子のアスペクト比が１．５以上であることが好ましい。ムライト粒子のアスペクト比の下限値は、１．８であることが更に好ましく、２．１であることが特に好ましい。ムライト粒子のアスペクト比の上限値は、４．７であることが好ましく、４．２であることが更に好ましい。アスペクト比が１．５未満であると、強化粒子として作用する効果が低くなるために曲げ強度が低くなり、更に「曲げ強度／ヤング率比」が低くなり、耐熱衝撃性が低下することがある。尚、アスペクト比が４．７を超える場合、ムライト粒子の形状は、板状又は繊維状である。ムライト粒子のアスペクト比は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて測定した値である。具体的には、樹脂にて包含した本発明の多孔質材料をダイヤモンドスラリー等を用いて鏡面研磨したものを観察試料とし、この断面研磨面を３０００倍の倍率で観察し、微構造写真を得る。得られた微構造写真中の全てのムライト粒子の長径と短径を測定し、その比率「長径／短径」を算出し、微構造写真中のムライト粒子の個数で平均した値を、ムライトのアスペクト比とする。
　本発明の多孔質材料においては、ムライト粒子の長径の下限値が０．５μｍであることが好ましく、１．８μｍであることが更に好ましく、２．０μｍであることが特に好ましい。ムライト粒子の長径の上限値は、３５μｍであることが好ましく、３０．１μｍであることが更に好ましい。ムライト粒子の長径が０．５μｍ未満であると、強化粒子として作用しないために曲げ強度が低くなり、更に「強度／ヤング率比」が低くなり、耐熱衝撃性が低下することがある。ムライト粒子の長径が３５μｍを超えると、強化粒子ではなく欠陥として作用し曲げ強度が低くなり、更に「強度／ヤング率比」が低くなり、耐熱衝撃性が低下することがある。
　本発明の多孔質材料は、「曲げ強度（Ｐａ）／ヤング率（Ｐａ）比」が１．４×１０－３以上であることが好ましい。そして、曲げ強度の下限値が７．０ＭＰａであり、「曲げ強度（Ｐａ）／ヤング率（Ｐａ）比」の下限値が１．５×１０－３であることが更に好ましい。また、曲げ強度の上限値が１４．０ＭＰａであり、「曲げ強度（Ｐａ）／ヤング率（Ｐａ）比」の上限値が５．０×１０－３であることが更に好ましい。曲げ強度及び「曲げ強度（Ｐａ）／ヤング率（Ｐａ）比」を上記範囲とすることにより、多孔質材料の耐熱衝撃性を向上させることができる。なお、曲げ強度は高いほどよいが、本発明の構成上、５０ＭＰａ程度が上限となる。本明細書において、曲げ強度は、ＪＩＳ　Ｒ１６０１に準拠した「曲げ試験」により測定した値である。また、本明細書において、ヤング率は、上記「曲げ試験」で得た応力－歪み曲線より算出した値である。
　本発明の多孔質材料は、４０～８００℃の線熱膨張係数が、４．２×１０－６／Ｋ以下であることが好ましい。そして、４０～８００℃の線熱膨張係数の下限値が、２．０×１０－６／Ｋであることが更に好ましく、２．０×１０－６／Ｋであることが特に好ましい。また、４０～８００℃の線熱膨張係数の上限値が、３．９×１０－６／Ｋであることが更に好ましい。４．２×１０－６／Ｋより大きいと、耐熱衝撃性が低下することがある。尚、線熱膨張係数は小さいに越したことはないが、本発明の構成上、２．０×１０－６／Ｋが下限となる。本明細書において、熱膨張係数は、ＪＩＳ　Ｒ１６１８に準拠する方法で、測定した値である。具体的には、ハニカム構造体から縦３セル×横３セル×長さ２０ｍｍの試験片を切り出し、４０～８００℃のＡ軸方向（ハニカム構造体の流路に対して平行方向）の熱膨張係数を測定した値である。
　本発明の多孔質材料は、ナトリウム（Ｎａ）を、酸化物換算質量で、多孔質材料全体に対して０．４質量％未満含有してもよい。また、本発明の多孔質材料は、カリウム（Ｋ）を、酸化物換算質量で、多孔質材料全体に対して０．４質量％未満含有してもよい。また、本発明の多孔質材料は、カルシウム（Ｃａ）を、酸化物換算質量で、多孔質材料全体に対して０．４質量％未満含有してもよい。ナトリウムの酸化物換算質量は、ナトリウムが全てＮａ２Ｏとして存在していると仮定したときの当該Ｎａ２Ｏの質量である。カリウムの酸化物換算質量は、カリウムが全てＫ２Ｏとして存在していると仮定したときの当該Ｋ２Ｏの質量である。カルシウムの酸化物換算質量は、カルシウムが全てＣａＯとして存在していると仮定したときの当該ＣａＯの質量である。ナトリウム、カリウム及びカルシウムのそれぞれの含有量が、多孔質材料全体に対して０．４質量％未満であれば、多孔質材料の特性は、これらの物質を含有することによっては影響を受けない。多孔質材料中の、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）及びカルシウム（Ｃａ）の含有量は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）－ＡＥＳ（発光分光分析）法で測定した値である。
（２）ハニカム構造体：
　本発明のハニカム構造体は、上述した本発明の多孔質材料により構成され、「一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセル」を区画形成する隔壁、を備えたものである。上記セルは、流体の流路となるものである。また、ハニカム構造体は、最外周に位置する外周壁を有する構造であることが好ましい。隔壁の厚さの下限値は、３０μｍが好ましく、５０μｍが更に好ましい。隔壁の厚さの上限値は、１０００μｍが好ましく、５００μｍが更に好ましく、３５０μｍが特に好ましい。セル密度の下限値は、１０セル／ｃｍ２が好ましく、２０セル／ｃｍ２が更に好ましく、５０セル／ｃｍ２が特に好ましい。セル密度の上限値は、２００セル／ｃｍ２が好ましく、１５０セル／ｃｍ２が更に好ましい。
　ハニカム構造体の形状としては、特に限定されず、円筒状、底面が多角形（三角形、四角形、五角形、六角形等）の筒状等を挙げることができる。
　ハニカム構造体のセルの形状は、特に限定されない。例えば、セルの延びる方向に直交する断面におけるセル形状としては、多角形（三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）、円形、またはこれらの組み合わせ等を挙げることができる。
　ハニカム構造体の大きさは、用途に合わせて適宜決定することができる。本発明のハニカム構造体は、本発明の多孔質基材によって構成されているため、耐熱衝撃性に優れるものである。そのため、ハニカム構造体の大きさを大きくすることが可能である。そして、ハニカム構造体の大きさの下限値としては、例えば、１０ｃｍ３程度とすることができる。ハニカム構造体の大きさの上限値としては、例えば、２．０×１０４ｃｍ３程度とすることができる。
　本発明のハニカム構造体は、ＤＰＦや触媒担体として用いることができる。また、ＤＰＦに触媒を担持することも好ましい態様である。本発明のハニカム構造体をＤＰＦ等として使用する場合には、以下のような構造であることが好ましい。すなわち、本発明のハニカム構造体は、一方の端面における所定のセルの開口部及び他方の端面における残余のセルの開口部、に配設された目封止部を備えるものであることが好ましい。両端面において、目封止部を有するセルと目封止部を有さないセルとが交互に配置され、市松模様が形成されていることが好ましい。
（３）多孔質材料（ハニカム構造体）の製造方法：
　本発明の多孔質材料の製造方法について、以下に説明する。以下に説明する多孔質材料の製造方法は、多孔質材料によって構成される「ハニカム構造体」を、製造する方法でもある。
　まず、骨材となる骨材原料と、焼成により複合結合材が生成する複合結合材生成用原料粉末とを混合し、必要に応じて、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して、成形原料を作製する。骨材原料は、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の中の少なくとも一方を含有するものであることが好ましい。複合結合材生成用原料は、焼成により「強化粒子であるムライト粒子」及び「結合材であるコージェライト」が生成するものである。尚、複合結合材生成用原料粉末の代わりに、ムライト粉末とコージェライト化原料とを混合してもよい。コージェライト化原料とは、焼成によりコージェライト結晶が生成する原料を意味する。複合結合材生成用原料は、３４．９質量％超、７１．８質量％未満の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）成分を含有することが好ましい。また、複合結合材生成用原料は、２８．２質量％超、５２．０質量％未満の二酸化珪素（ＳｉＯ２）成分を含有することが好ましい。また、複合結合材生成用原料は、５．０質量％超、１３．８質量％未満の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）成分を含有することが好ましい。複合結合材生成用原料中の酸化アルミニウム成分、二酸化珪素成分及び酸化マグネシウム成分をこのような比率にすることにより、焼成により「強化粒子であるムライト粒子」及び「結合材であるコージェライト」を生成させることが可能となる。酸化アルミニウム成分とは、酸化アルミニウム又は「水酸化アルミニウム、カオリン、ベーマイト、長石等の、アルミニウム及び酸素を含有する原料中の、酸化アルミニウムの組成比となる「アルミニウム及び酸素」」のことである。そして、「酸化アルミニウム成分の質量」とは、酸化アルミニウム成分中のアルミニウムの酸化物換算質量（Ａｌ２Ｏ３の質量）のことである。酸化アルミニウム成分が酸化アルミニウムである場合、平均粒子径の下限値は２．５μｍであることが好ましく、平均粒子径の上限値は１５．０μｍであることが好ましい。また、上記酸化アルミニウムはα－アルミナであることが好ましい。二酸化珪素成分とは、二酸化珪素又は「タルク、カオリン、長石等の、珪素及び酸素を含有する原料中の、二酸化珪素の組成比となる「珪素及び酸素」のことである。酸化マグネシウム成分とは、酸化マグネシウム又は「水酸化マグネシウム、タルク等の、マグネシウム及び酸素を含有する原料中の、酸化マグネシウムの組成比となる「マグネシウム及び酸素」」のことである。複合結合材生成用原料粉末としては、例えば、タルク３５．９質量％、水酸化アルミニウム４４．３質量％、及びシリカ粉末１９．８質量％の混合粉末を挙げることができる。また、複合結合材生成用原料粉末には、アルミニウム成分の原料（アルミニウム（Ａｌ）源）として、Ａｌ－Ｓｉファイバー、Ａｌ２Ｏ３ファイバー、板状アルミナ、粗粒Ａｌ２Ｏ３、カオリン等が含有されていることが好ましい。Ａｌ－Ｓｉファイバーは、珪素成分の原料でもある。このとき、板状アルミナの長径の下限値が０．５μｍであることが好ましい。また、板状アルミナの長径の上限値は１５μｍであることが好ましい。また、板状アルミナの短径（厚さ）の下限値が０．０１μｍであることが好ましい。また、板状アルミナの短径（厚さ）の上限値が１μｍであることが好ましい。また、板状アルミナの幅の下限値が０．０５μｍであることが好ましい。また、板状アルミナの幅の上限値が７０μｍであることが好ましい。また、板状アルミナのアスペクト比の下限値が、５であることが好ましい。また、板状アルミナのアスペクト比の上限値が、７０であることが好ましい。また、アルミナファイバーは、長さが２００μｍ以下であることが好ましい。また、アルミナファイバーは、短径が３μｍ以下であることが好ましい。また、アルミナファイバーは、アスペクト比が、３以上であることが好ましい。粗粒Ａｌ２Ｏ３の平均粒子径は、２．５～１５μｍが好ましい。短径及び長径は、走査型電子顕微鏡を用いて測定した値である。具体的には、３０００倍の倍率で観察し得た微構造写真中の全ての粒子の長径と短径を測定し、それぞれを粒子の個数で平均した値である。平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。また、マグネシウム（Ｍｇ）成分の原料（マグネシウム（Ｍｇ）源）としては、ＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２が好ましい。また、Ｓｉ（珪素）成分の原料（珪素（Ｓｉ）源）としては、カオリン、粉末シリカ、及びコロイダルシリカが好ましい。
　また、複合結合材生成用原料中に、金属珪素が含有されないか、又は得られる多孔質材料中の金属珪素含有量が１５質量％未満となるような量の金属珪素が含有される。これにより、得られる多孔質材料中の金属珪素含有量を、１５質量％未満とすることができる。
　骨材原料は、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末又は窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粉末であることが更に好ましい。骨材原料の平均粒子径の下限値は、５μｍが好ましく、１０μｍが更に好ましい。骨材原料の平均粒子径の上限値は、１００μｍが好ましく、４０μｍが更に好ましい。平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。
　バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等の有機バインダを挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、成形原料全体に対して２～１０質量％であることが好ましい。
　界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、成形原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。
　造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、成形原料全体に対して１０質量％以下であることが好ましい。造孔材の平均粒子径の下限値は１０μｍであることが好ましい。また、造孔材の平均粒子径の上限値は３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、成形時に口金に詰まることがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折方法で測定した値である。尚、造孔材が吸水性樹脂の場合、平均粒子径は、吸水後の値である。
　水の含有量は、成形しやすい坏土硬度となるように適宜調整されるが、成形原料全体に対して２０～８０質量％であることが好ましい。
　次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。
　次に、坏土を押出成形してハニカム成形体（成形体）を形成する（成形工程）。尚、坏土も成形原料の概念に含まれる。押出成形には、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚さ、セル密度等を有する口金を用いることが好ましい。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。ハニカム成形体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と最外周に位置する外周壁とを有する構造である。ハニカム成形体の隔壁厚さ、セル密度、外周壁の厚さ等は、乾燥、焼成における収縮を考慮し、作製しようとするハニカム構造体の構造に合わせて適宜決定することができる。このように、骨材原料、複合結合材生成用原料、造孔材及びバインダを含有する成形原料を押出成形して成形体を作製する工程が成形工程である。
　こうして得られたハニカム成形体について、焼成前に乾燥を行うことが好ましい。乾燥の方法は特に限定されず、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式と、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式とを挙げることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に、クラックが生じないように乾燥することができる点で、電磁波加熱方式で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式により乾燥させることが好ましい。乾燥の条件として、電磁波加熱方式にて、乾燥前の水分量に対して、３０～９９質量％の水分を除いた後、外部加熱方式にて、３質量％以下の水分にすることが好ましい。電磁波加熱方式としては、誘電加熱乾燥が好ましく、外部加熱方式としては、熱風乾燥が好ましい。
　次に、ハニカム成形体のセルの延びる方向における長さが、所望の長さではない場合は、両端面（両端部）を切断して所望の長さとすることが好ましい。切断方法は特に限定されないが、丸鋸切断機等を用いる方法を挙げることができる。
　次に、ハニカム成形体（成形体）を焼成して、ハニカム構造体（多孔質材料）を作製する（焼成工程）。焼成の前に、バインダ等を除去するため、仮焼を行うことが好ましい。仮焼は、大気雰囲気において、２００～６００℃で、０．５～２０時間行うことが好ましい。焼成は、窒素、アルゴン等の非酸化雰囲気（不活性雰囲気）下（酸素分圧は１０－４気圧以下）で行うことが好ましい。焼成温度の下限値は１３００℃であることが好ましい。焼成温度の上限値は１６００℃であることが好ましい。また、焼成温度は、１４００～１５００℃であることが好ましい。焼成時の圧力は常圧であることが好ましい。焼成時間の下限値は、１時間であることが好ましい。焼成時間の上限値は、２０時間であることが好ましい。このように、成形体を不活性雰囲気にて所定温度で焼成して多孔質材料を作製する工程が焼成工程である。また、焼成後、耐久性向上のために、大気中（水蒸気を含んでいてもよい）で、酸化処理を行ってもよい。酸化処理の温度の下限値は１１００℃であることが好ましい。酸化処理の温度の上限値は１４００℃であることが好ましい。酸化処理の時間の下限値は、１時間であることが好ましい。酸化処理の時間の上限値は、２０時間であることが好ましい。なお、仮焼及び焼成は、例えば、電気炉、ガス炉等を用いて行うことができる。得られた多孔質材料中の金属珪素含有量は、１５質量％未満である。
　以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）
　炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と複合結合材生成用原料粉末とを、７：３（体積比）の比率で混合して「混合粉末」を作製した。複合結合材生成用原料粉末としては、水酸化アルミニウムを４５．１質量％、タルクを３２．８質量％、シリカを２２．１質量％含有する粉末を用いた。複合結合材生成用原料（粉末）中の酸化アルミニウム成分の含有率は、３５．６質量％であった。また、複合結合材生成用原料（粉末）中の二酸化珪素成分の含有率は、５１．８質量％であった。また、複合結合材生成用原料（粉末）中の酸化マグネシウム成分の含有率は、１２．６質量％であった。そして、上記「混合粉末」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、造孔材としてデンプン、吸水性樹脂を添加すると共に、水を添加して成形原料とした。バインダの含有量は混合粉末を１００質量部としたときに、７質量部であった。造孔材の含有量は混合粉末を１００質量部としたときに、１２質量部であった。水の含有量は混合粉末を１００質量部としたときに、７０質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は２２．０μｍであった。また、造孔材の平均粒子径は、２０μｍであった。なお、炭化珪素粉末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。
　次に、成形原料を混練し、土練して円柱状の坏土を作製した。そして、得られた円柱状の坏土を押出成形機を用いてハニカム形状に成形し、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、ハニカム乾燥体を得た。
　得られたハニカム乾燥体を、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時間焼成してハニカム焼成体を得た。そして、得られたハニカム焼成体を、１２００℃で４時間、酸化処理を行ってハニカム構造の多孔質材料（ハニカム構造体）を得た。
　このときのハニカム構造体の、隔壁の厚さは３００μｍであり、セル密度は４６．５（セル／ｃｍ２）であった。また、ハニカム構造体の底面は一辺が３５ｍｍの四角形であり、ハニカム構造体のセルの延びる方向における長さは５０ｍｍであった。
　ハニカム構造体（多孔質材料）の、炭化珪素、ムライト及びコーディエライトの同定を行った。炭化珪素、ムライト及びコーディエライトの同定は、粉末Ｘ線回折による構成相の同定とともに、ＥＰＭＡによる定性・定量分析及び元素マッピングの結果に基づいて行った。これにより、ハニカム構造体は、炭化珪素、ムライト及びコージェライトを含むことが確認された。
　ムライト粒子のアスペクト比は４．７であった。また、ムライト粒子の長径の長さは２．５μｍであった。また、「ムライトの含有率」は０．５質量％であった。そして、多孔質材料中の複合結合材の含有量は２９．９質量％であった。ムライト粒子の長径及びアスペクト比は、以下の方法で測定した。また、ムライト粒子の含有率は、後述する方法で測定した。
　得られたハニカム構造の多孔質材料（ハニカム構造体）の気孔率は５８．２％であり、平均細孔径は１７．０μｍであった。また、ハニカム構造体の曲げ強度は６．５ＭＰａであり、ヤング率は４．５ＧＰａであり、「強度／ヤング率比」は、１．４×１０－３であった。尚、「強度／ヤング率比」の「強度」は、「曲げ強度」である。また、ハニカム構造体の熱膨張係数（４０－８００℃）は３．２×１０－６Ｋ－１であった。また、ハニカム構造体の比熱容量は、２．０９Ｊ／（ｃｍ３・Ｋ）であった。得られた結果を表１に示す。なお、各測定値は、以下に示す方法によって求めた値である。
　表１～７において、「結合材」の欄は、炭化珪素粒子、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、複合結合材の質量比率（質量％）を示す。尚、表１～７においては、「複合結合材」を単に「結合材」と表示している。また、「ムライト」の欄は、炭化珪素粒子、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、ムライト粒子の質量比率（質量％）を示す。また、「金属珪素」の欄は、炭化珪素粒子、複合結合材及び金属珪素の合計質量に対する、金属珪素の質量比率（質量％）を示す。また、「ムライトのアスペクト比」の欄は、「多孔質材料中のムライト粒子」のアスペクト比を示す。また、「ムライトの長径」の欄は、「多孔質材料中のムライト粒子」の長径を示す。また、「気孔率」及び「平均細孔径」の欄は、多孔質材料の気孔率及び平均細孔径を示す。また、「曲げ強度」、「ヤング率」及び「熱膨張係数」の欄は、多孔質材料の曲げ強度、ヤング率及び熱膨張係数を示す。また、「強度／ヤング率比」の欄は、曲げ強度（Ｐａ）をヤング率（Ｐａ）で除した値を示す。また、表４の「Ａｌ源」の欄は、複合結合材生成用原料中のアルミニウム源の種類を示している。表７の「Ａｌ源」及び「Ｓｉ源」のそれぞれの欄は、複合結合材生成用原料中の、アルミニウム源の種類及び珪素源の種類をそれぞれ示す。
　また、表１～７において、「総合評価」の欄は、Ａ～Ｃが合格、Ｄが不合格であることを示す。また、Ａ～Ｃの中では、「Ａ」が最も耐熱衝撃性に優れていることを示す。また、「Ｂ」が「Ａ」の次に耐熱衝撃性に優れていることを示し、「Ｃ」が「Ｂ」の次に耐熱衝撃性に優れていることを示す。尚、「Ｄ」は、耐熱衝撃性に劣ることを示す。総合評価Ａの条件は、曲げ強度６．５ＭＰａ以上、熱膨張係数４．０×１０－６／Ｋ以下、「強度／ヤング率比」１．６以上、及び比熱容量が２．０５Ｊ／（ｃｍ３・Ｋ）以上の全ての条件を満たしていることである。また、総合評価Ｂの条件は、曲げ強度６．５ＭＰａ以上、熱膨張係数４．０×１０－６／Ｋ以下、「強度／ヤング率比」１．２以上、及び比熱容量が２．００Ｊ／（ｃｍ３・Ｋ）以上の全ての条件を満たしていることである。また、総合評価Ｃの条件は、曲げ強度６．５ＭＰａ以上、熱膨張係数４．５×１０－６／Ｋ未満、及び比熱容量が１．９５Ｊ／（ｃｍ３・Ｋ）以上の全ての条件を満たしていることである。また、総合評価Ｄの条件は、曲げ強度６．５ＭＰａ未満、熱膨張係数４．５×１０－６／Ｋ以上、及び比熱容量が１．９５Ｊ／（ｃｍ３・Ｋ）未満の中の、いずれか一つの要件を満たしていることである。
（複合結合材の質量比率、ムライト粒子の質量比率、金属珪素の質量比率）
　多孔質材料（ハニカム構造体）における、各構成結晶相（複合結合材、ムライト粒子、金属珪素）の質量比率は以下のようにして求める。Ｘ線回折装置を用いて多孔質材料のＸ線回折パターンを得る。Ｘ線回折装置としては、回転対陰極型Ｘ線回折装置（理学電機製、ＲＩＮＴ）を用いる。Ｘ線回折測定の条件は、ＣｕＫα線源、５０ｋＶ、３００ｍＡ、２θ＝１０～６０°とする。そして、「ＲＩＲ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｒａｔｉｏ）法を用いて、得られたＸ線回折データを解析して、各成分を定量する」簡易定量分析により、各構成結晶相の質量比率を算出する。Ｘ線回折データの解析は、ＭＤＩ社製の「Ｘ線データ解析ソフトＪＡＤＥ７」を用いて行った。
（ムライト粒子のアスペクト比）
　ムライト粒子のアスペクト比（ムライトのアスペクト比）は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて測定する。具体的には、３０００倍の倍率で観察し得た微構造写真中の全てのムライト粒子の長径と短径を測定し、その比率「長径／短径」を算出し、微構造写真中のムライト粒子の個数で平均した値を、ムライトのアスペクト比とする。
（ムライト粒子の長径）
　ムライト粒子の長径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて測定する。具体的には、３０００倍の倍率で観察し得た微構造写真中の全てのムライト粒子の長径を測定し、微構造写真中のムライト粒子の個数で平均した値を、ムライトの長径とする。
（気孔率）
　気孔率は、水銀圧入法（ＪＩＳ　Ｒ　１６５５準拠）による全細孔容積［ｃｍ３／ｇ］と、アルキメデス法により測定した見掛密度［ｇ／ｃｍ３］から算出する。気孔率の算出に際しては、「開気孔率（％）＝１００×全細孔容積／｛（１／見掛密度）＋全細孔容積｝」の式を用いる。「全細孔容積」の測定（水銀圧入法）には、ハニカム構造体から「縦３セル×横３セル×長さ２０ｍｍ」の大きさに切り出した試験片を用いる。また、見掛密度の測定（アルキメデス法）には、「２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．３ｍｍ」の大きさ（２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさの１枚の隔壁に相当）に切り出した試験片を用いる。
（平均細孔径）
　ハニカム構造体から、「縦３セル×横３セル×長さ２０ｍｍ」の大きさの試験片を切り出し、水銀圧入法（ＪＩＳ　Ｒ　１６５５準拠）により測定する。
（細孔容積率）
　「１０μｍ以下の細孔容積率」及び「４０μｍ以上の細孔容積率」は、以下のようにして測定する。上記「平均細孔径」の場合と同様の試験片を用いて、水銀圧入法（ＪＩＳ　Ｒ　１６５５準拠）により全細孔容積、細孔径が４０μｍ以上である細孔の細孔容積、細孔径が１０μｍ以下である細孔の細孔容積を測定する。そして、「１０μｍ以下の細孔容積率」は１０μｍ以下の細孔容積／全細孔容積、「４０μｍ以上の細孔容積率」は４０μｍ以上の細孔容積／全細孔容積の式で算出する。
（曲げ強度（強度））
　ハニカム構造体をセルが貫通する方向を長手方向とした試験片（縦０．３ｍｍ×横４ｍｍ×長さ４０ｍｍ）に加工し、ＪＩＳ　Ｒ１６０１に準拠した曲げ試験により曲げ強度を算出する。
（ヤング率）
　上記「曲げ強度」の測定方法により「応力－歪曲線」を作成し、当該「応力－歪曲線」の傾きを算出する。得られた「応力－歪曲線の傾き」をヤング率とする。
（熱膨張係数）
　ＪＩＳ　Ｒ１６１８に準拠する方法で、ハニカム構造体から縦３セル×横３セル×長さ２０ｍｍの試験片を切り出し、４０～８００℃のＡ軸方向（ハニカム構造体の流路に対して平行方向）の平均線熱膨張係数（熱膨張係数）を測定する。
（比熱容量）
　ハニカム構造体から、直径０．５ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの円盤状の測定試料を切り出す。得られた測定試料を用いてＪＩＳ　Ｒ１６１１に準拠する方法で、室温における比熱を測定する。更に、測定試料について、アルキメデス法で、見かけ密度を測定する。そして、得られた比熱の値と見かけ密度との積を比熱容量（Ｊ／（ｃｍ３・Ｋ））とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
（実施例２～３５、比較例１～６）
　各条件を表１～８に示すものとした以外は実施例１と同様にして多孔質材料（ハニカム構造体）を作製した。実施例１の場合と同様にして、各評価を行った。結果を表１～７に示す。また、複合結合材生成用原料中の酸化アルミニウム成分、酸化珪素成分及び酸化マグネシウム成分の含有率を表８に示した。尚、複合結合材生成用原料中の酸化アルミニウム成分、酸化珪素成分及び酸化マグネシウム成分の含有率は、使用した各原料の化学組成及び含有率から算出した。
　表１～７より、実施例１～３５の多孔質材料は、耐熱衝撃性に優れていることが分かる。また、比較例１～６の多孔質材料は、耐熱衝撃性に劣ることが分かる。
　本発明の多孔質材料は、触媒担体用材料、ＤＰＦ用材料等として利用することができる。そして、本発明のハニカム構造体は、触媒担体、ＤＰＦ等として利用することができる。
１：骨材、２：強化粒子、３：結合材、４：細孔、５：複合結合材、１００：多孔質材料。

Claims (15)

  1. 　骨材と、結合材であるコージェライト中に強化粒子であるムライト粒子が分散されたものであり細孔を形成した状態で前記骨材同士を結合する複合結合材と、を含有し、
    　金属珪素の含有量が１５質量％未満である多孔質材料。
  2. 　前記骨材、前記複合結合材及び前記金属珪素の合計質量に対する、前記複合結合材の含有量の下限値が１２質量％であり、前記複合結合材の含有量の上限値が５０質量％である請求項１に記載の多孔質材料。
  3. 　前記骨材、前記複合結合材及び前記金属珪素の合計質量に対する、前記ムライト粒子の含有量の下限値が０．５質量％であり、前記ムライト粒子の含有量の上限値が１５質量％である請求項１又は２に記載の多孔質材料。
  4. 　強化粒子である前記ムライト粒子の長径の下限値が０．５μｍであり、前記ムライト粒子の長径の上限値が３５μｍである請求項１～３のいずれかに記載の多孔質材料。
  5. 　強化粒子である前記ムライト粒子のアスペクト比の下限値が１．５であり、前記ムライト粒子のアスペクト比の上限値が４．７である請求項１～４のいずれかに記載の多孔質材料。
  6. 　前記骨材が、炭化珪素（ＳｉＣ）粒子及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粒子の中の少なくとも一方を含有するものである請求項１～５のいずれかに記載の多孔質材料。
  7. 　気孔率の下限値が４０％であり、気孔率の上限値が９０％である請求項１～６のいずれかに記載の多孔質材料。
  8. 　細孔径１０μｍ未満の細孔が細孔全体の２０％以下であり、細孔径４０μｍを超える細孔が細孔全体の１０％以下である請求項１～７のいずれかに記載の多孔質材料。
  9. 　曲げ強度が６．５ＭＰａ以上であり、曲げ強度／ヤング率比が１．４×１０－３以上である請求項１～８のいずれかに記載の多孔質材料。
  10. 　熱膨張係数が４．２×１０－６／Ｋ以下である請求項１～９のいずれかに記載の多孔質材料。
  11. 　請求項１～１０のいずれかに記載の多孔質材料により構成され、
    　一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する、隔壁を備えたハニカム構造体。
  12. 　前記一方の端面における所定の前記セルの開口部及び前記他方の端面における残余の前記セルの開口部、に配設された目封止部を備える請求項１１に記載のハニカム構造体。
  13. 　骨材原料、複合結合材生成用原料、造孔材及びバインダを含有する成形原料を押出成形して成形体を作製する成形工程と、
    　前記成形体を不活性雰囲気にて１４００～１５００℃で焼成して多孔質材料を作製する焼成工程とを有し、
    　前記複合結合材生成用原料が、３４．９質量％超、７１．８質量％未満の酸化アルミニウム成分、２８．２質量％超、５２．０質量％未満の二酸化珪素成分、及び５．０質量％超、１３．８質量％未満の酸化マグネシウム成分を含有し、
    　前記多孔質材料中の金属珪素含有量が１５質量％未満であり、
    　前記複合結合材生成用原料中に、金属珪素が含有されないか、又は得られる前記多孔質材料中の金属珪素含有量が１５質量％未満となるような量の金属珪素が含有される、多孔質材料の製造方法。
  14. 　前記複合結合材生成用原料に含有される前記酸化アルミニウム成分が酸化アルミニウムであり、前記酸化アルミニウムの平均粒子径が、下限値２．５μｍ、上限値１５．０μｍである請求項１３に記載の多孔質材料の製造方法。
  15. 　前記複合結合材生成用原料に含有される前記酸化アルミニウムが、α－アルミナである請求項１４に記載の多孔質材料の製造方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2727895A1 (en) * 2012-10-30 2014-05-07 NGK Insulators, Ltd. SiC Honeycomb filter with cordierite binder
EP2784042A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-01 NGK Insulators, Ltd. Porous material, honeycomb structure, and method of manufacturing porous material
JP2015166573A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP2015171981A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP2017178721A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 日本碍子株式会社 多孔質材料、及び多孔質材料の製造方法並びにハニカム構造体
DE102017009873A1 (de) 2016-10-24 2018-04-26 Ngk Insulators, Ltd. Poröses Material, Wabenstruktur und Verfahren zur Herstellung eines porösen Materials
CN107973618A (zh) * 2016-10-24 2018-05-01 日本碍子株式会社 多孔质材料、蜂窝结构体、以及多孔质材料的制造方法
JP2018154546A (ja) * 2016-10-24 2018-10-04 日本碍子株式会社 多孔質材料、ハニカム構造体および多孔質材料の製造方法
JP2018199608A (ja) * 2016-10-24 2018-12-20 日本碍子株式会社 多孔質材料、ハニカム構造体、及び多孔質材料の製造方法
JP2019167278A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 日本碍子株式会社 多孔質材料、セル構造体および多孔質材料の製造方法
CN112430123A (zh) * 2020-12-07 2021-03-02 重庆奥福精细陶瓷有限公司 一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9908307B2 (en) * 2014-10-03 2018-03-06 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structural body and method for manufacturing the same
DE112016002824A5 (de) * 2015-06-25 2018-03-08 Neue Porzellanfabrik Triptis Gmbh Cordierithaltiger keramischer Werkstoff, ein Verfahren zu dessen Herstellung, sowie seine Verwendung
JP6709652B2 (ja) * 2016-03-24 2020-06-17 日本碍子株式会社 多孔質セラミックス構造体
US11428138B2 (en) 2016-10-24 2022-08-30 Ngk Insulators, Ltd. Porous material, honeycomb structure, and method of producing porous material
JP7025969B2 (ja) 2018-03-26 2022-02-25 日本碍子株式会社 多孔質材料、セル構造体および多孔質材料の製造方法
WO2020153156A1 (ja) * 2019-01-21 2020-07-30 日本碍子株式会社 多孔質セラミック構造体
US11858857B2 (en) * 2021-03-26 2024-01-02 Proterial, Ltd. Silicon carbide ceramic honeycomb structure and its production method
CN115849887B (zh) * 2022-11-23 2024-01-30 宜兴市丁山耐火器材有限公司 一种高热震低蠕变莫来石基高温复相材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003176185A (ja) * 2001-12-06 2003-06-24 Ngk Insulators Ltd セラミック多孔質体及びセラミックフィルタ
JP4111439B2 (ja) 2001-03-02 2008-07-02 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP4227347B2 (ja) 2002-03-29 2009-02-18 日本碍子株式会社 多孔質材料及びその製造方法
JP2010502546A (ja) * 2006-08-29 2010-01-28 コーニング インコーポレイテッド ガラス結合セラミック構造体
JP2011189241A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Ngk Insulators Ltd ハニカムフィルタ
JP2011213497A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4082559B2 (ja) * 2001-11-22 2008-04-30 日本碍子株式会社 触媒体及びその製造方法
US8609581B2 (en) * 2005-08-31 2013-12-17 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and honeycomb catalytic body

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4111439B2 (ja) 2001-03-02 2008-07-02 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP2003176185A (ja) * 2001-12-06 2003-06-24 Ngk Insulators Ltd セラミック多孔質体及びセラミックフィルタ
JP4227347B2 (ja) 2002-03-29 2009-02-18 日本碍子株式会社 多孔質材料及びその製造方法
JP2010502546A (ja) * 2006-08-29 2010-01-28 コーニング インコーポレイテッド ガラス結合セラミック構造体
JP2011189241A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Ngk Insulators Ltd ハニカムフィルタ
JP2011213497A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2832712A4

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2727895A1 (en) * 2012-10-30 2014-05-07 NGK Insulators, Ltd. SiC Honeycomb filter with cordierite binder
JP2014087743A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Ngk Insulators Ltd ハニカムフィルタ
US9217344B2 (en) 2012-10-30 2015-12-22 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb filter
EP2784042A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-01 NGK Insulators, Ltd. Porous material, honeycomb structure, and method of manufacturing porous material
US9273575B2 (en) 2013-03-27 2016-03-01 Ngk Insulators, Ltd. Porous material, honeycomb structure, and method of manufacturing porous material
JP2015166573A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP2015171981A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
EP2957548A1 (en) * 2014-03-12 2015-12-23 NGK Insulators, Ltd. Honeycomb structure
US9764990B2 (en) 2014-03-12 2017-09-19 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
US10493394B2 (en) 2016-03-31 2019-12-03 Ngk Insulators, Ltd. Porous material, method for manufacturing porous material, and honeycomb structure
JP2017178721A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 日本碍子株式会社 多孔質材料、及び多孔質材料の製造方法並びにハニカム構造体
DE102017009873A1 (de) 2016-10-24 2018-04-26 Ngk Insulators, Ltd. Poröses Material, Wabenstruktur und Verfahren zur Herstellung eines porösen Materials
CN107973618A (zh) * 2016-10-24 2018-05-01 日本碍子株式会社 多孔质材料、蜂窝结构体、以及多孔质材料的制造方法
JP2018154546A (ja) * 2016-10-24 2018-10-04 日本碍子株式会社 多孔質材料、ハニカム構造体および多孔質材料の製造方法
JP2018199608A (ja) * 2016-10-24 2018-12-20 日本碍子株式会社 多孔質材料、ハニカム構造体、及び多孔質材料の製造方法
DE102017009873B4 (de) 2016-10-24 2019-12-12 Ngk Insulators, Ltd. Gebranntes, poröses Material und Wabenstruktur
US10557393B2 (en) 2016-10-24 2020-02-11 Ngk Insulators, Ltd. Porous material, honeycomb structure, and method of producing porous material
JP6991020B2 (ja) 2016-10-24 2022-01-12 日本碍子株式会社 多孔質材料、ハニカム構造体、及び多孔質材料の製造方法
JP2019167278A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 日本碍子株式会社 多孔質材料、セル構造体および多孔質材料の製造方法
JP7051524B2 (ja) 2018-03-26 2022-04-11 日本碍子株式会社 多孔質材料、セル構造体および多孔質材料の製造方法
CN112430123A (zh) * 2020-12-07 2021-03-02 重庆奥福精细陶瓷有限公司 一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法

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