JP2001240480A

JP2001240480A - 多孔質セラミック構造体およびその製造方法並びに流体透過部材

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Publication number: JP2001240480A
Application number: JP2000054005A
Authority: JP
Inventors: Usou Ou; 雨叢王; Kazuhiro Nishizono; 和博西薗
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP4514274B2

Abstract

(57)【要約】【課題】等方的に優れた強度および流体透過特性を有す
る多孔質セラミック構造体と流体透過部材を提供する。【解決手段】緻密質セラミックスからなる骨格部２間に
気孔３が存在し、気孔３の平均気孔径が０．０１〜１０
ｍｍで、かつ気孔径３が前記平均気孔径に対して±３０
％以内である割合が９０％以上であるとともに、隣接す
る気孔３、３が連通孔５によって連通され、連通孔５の
平均径が気孔３の平均気孔径の１／４以上である多孔質
セラミック構造体１を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々のフィルタや
触媒担持体等の流体透過部材や生体代替部材等の構造体
の気孔内に物質の出入りがある多孔質セラミック構造体
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来から、多孔質セラミック構造体は高温
での安定性および耐食性に優れることから、断熱材、耐
火物や、流体ろ過用フィルタ、触媒担持体等の流体透過
部材、さらには人工生体部材等としての応用が期待され
ている。

【０００３】かかる多孔質セラミック構造体を作製する
方法としては、例えば、特公昭６３−６３２４９号公報
では、ハニカム等の円筒管内に炭酸ガスを発生する発泡
剤を添加したセラミック原料含有スラリーを充填してこ
れを発泡、焼成することにより円筒管内に多孔質セラミ
ックスを充填した排ガス浄化用構造体を作製できること
が記載されている。

【０００４】また、特開平１０−１３０００２号公報で
は、セラミック原料である金属を含有するゾルに圧力を
加えノズルから押し出して繊維状とし、これをシート上
に堆積させて三次元網目状構造物を作製することが記載
されている。

【０００５】さらに、特開平５−３３０９４１号公報で
は、セラミック原料粉末を含有するスラリー内にウレタ
ンフォーム等の合成樹脂発泡体を浸漬して前記フォーム
表面に被膜を形成した後、これを熱間静水圧プレス（Ｈ
ＩＰ）焼成することによって合成樹脂発泡体を焼失させ
セラミック被膜からなる高強度の多孔質セラミック構造
体を作製できることが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
６３−６３２４９号公報の円筒管内に多孔質セラミック
スを充填した構造体では、強度等の特性に異方性がある
ために単純形状の用途にしか使用できないという問題が
あり、また、構造体の気孔径を制御することが困難であ
り、構造体としての機械的強度と高い気孔率とを最適化
することができず、また、構造体の気孔間の連通性を制
御することが困難であり、フィルタや触媒担持体等の流
体透過部材の流体透過特性や人工生体部材内での骨生成
特性との透過特性が低下し、充分な特性が得られないと
いう問題があった。

【０００７】また、特開平１０−１３０００２号公報の
セラミック繊維を堆積させた多孔質体では、繊維同士の
接触部の結合力が弱いために構造体自体の強度が弱いと
ともに、気孔径を制御することができないという問題が
あった。

【０００８】さらに、特開平５−３３０９４１号公報の
ウレタンフォームを用いた多孔質構造体では、ウレタン
フォームが焼失することによって、骨格となるセラミッ
ク被膜は中空体となるために機械的強度が不十分である
という問題があった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は、等方的で高い機械的強度および
気孔率を有し、かつ気孔間の連通性を高めて高い透過性
能を有する多孔質セラミック構造体を作製することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、多孔質セ
ラミック構造体の骨格構造および気孔構造について検討
した結果、骨格部形成用のスラリーまたはゾル内に焼成
により焼失する気孔形成用の球状体を添加して成型型内
に流し込んだ後、前記気孔形成用の球状体同士が所定の
割合に接触するように変形せしめ、これを焼成すること
によって、中実の骨格部と均一な大きさの気孔を有する
多孔質セラミック構造体が作製できるとともに、気孔間
の連通性を高めることができることを知見した。

【００１１】すなわち、本発明の多孔質セラミック構造
体は、緻密質セラミックスからなる骨格部間に気孔が存
在し、平均気孔径が０．０１〜１０ｍｍで、かつ前記気
孔の径が前記平均気孔径に対して±３０％以内である割
合が９０％以上であるとともに、隣接する気孔が連通孔
によって連通され、該連通孔の平均径が前記平均気孔径
の１／４以上であることを特徴とするものである。

【００１２】ここで、前記気孔内に相対密度６０％以下
の多孔質セラミックスを充填してもよく、前記多孔質セ
ラミックスが、特に窒化ケイ素、アルミナ、アルミネー
ト、ホウ酸アルミニウム、ムライトの群から選ばれる少
なくとも１種を主体とするセラミックスからなるアスペ
クト比３以上の針状または板状粒子を含有することが望
ましい。

【００１３】また、本発明の多孔質セラミックスの製造
方法は、骨格部を形成するセラミック原料を含有するス
ラリーまたはゾルを作製する工程と、前記スラリーまた
はゾル内に平均径０．０１〜１０ｍｍで、かつ該平均径
に対して±３０％以内である割合が９０％以上である気
孔形成用の球状体を添加する工程と、該球状体を添加し
たスラリーまたはゾルを成形型内に流し込んだ後、前記
球状体同士が面接触するように前記球状体を変形させる
工程と、該球状体を除去して気孔を形成した後、残部を
焼成する工程とを具備することを特徴とするものであ
る。

【００１４】ここで、前記気孔内に相対密度６０％以下
の多孔質セラミックスを充填してなることが望ましく、
特に、気孔形成用の球状体が多孔質セラミックスを形成
するセラミック原料と有機物を含有する顆粒であっても
よい。さらに、前記顆粒が澱粉を含有し、前記気孔形成
時に焼失することが望ましい。

【００１５】また、上記多孔質セラミック構造体は、流
体透過部材の一部材として好適に使用できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の多孔質セラミック構造体
の一例について、その模式図を図１に示す。図１によれ
ば、多孔質セラミック構造体１は、相対密度が９０％以
上、特に９２％以上、さらに９５％以上の緻密質セラミ
ックスからなる骨格部２間に不規則に連通した気孔３
が、望ましくは気孔率６０％以上、特に６５％以上、さ
らに７０％以上形成された構成からなり、また、図１に
よれば、気孔３内には多孔質セラミックス４が充填され
ている。

【００１７】本発明によれば、骨格部２は三次元網目状
セラミックスで、かつ中実体であり、また、骨格部２に
よって気孔３が形成されており、これによって、構造体
１が等方的な特性を有し、単純形状から複雑形状まであ
らゆる形状の部材に適用できるとともに、機械的特性や
透過特性などにおいて異方性を有しないため、透過部材
などの構造体としての信頼性が大きく改善される。

【００１８】また、本発明によれば、気孔３は平均気孔
径が０．０１〜１０ｍｍで、かつ該気孔平均径に対して
±３０％以内である割合が９０％以上と均一な気孔径を
有することが大きな特徴であり、これによって、気孔径
の大きな特定の気孔３に応力集中することがなく構造体
１の機械的強度を高めることができることから、構造体
１の気孔率を高めることができる結果、構造体１をフィ
ルタや触媒担持体等の流体透過部材として用いた際のフ
ィルタ性能や触媒性能が向上する。

【００１９】また、本発明によれば、上記気孔３のうち
隣接する気孔３、３間は、連通孔５によって連通される
とともに、連通孔５の平均径が気孔３の平均気孔径の１
／４以上であることが大きな特徴であり、これによって
流体透過部材等の外部と物質の出入りをする構造体１の
物質の透過特性を向上させることができる。

【００２０】なお、本発明における気孔率、気孔径とは
破面ＳＥＭ写真によって測定される気孔の画像解析によ
って求められる値である。また、上記連通孔５の平均径
も破面ＳＥＭ写真によって測定される気孔の画像解析に
よって求められる。

【００２１】また、気孔３内には多孔質セラミックス４
の気孔径を制御できるとともに、構造体１の強度を高め
る上で、多孔質セラミックス４を充填することが望まし
く、また、多孔質セラミックス４の相対密度は、構造体
１の気孔率、特に流体透過部材の透過率を高めるために
６０％以下、特に４０％以下であることが望ましい。

【００２２】なお、上記骨格部２および気孔３に充填さ
れる多孔質セラミックス４は、Ａｌ ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ム
ライト、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸
化物、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化物、ＳｉＣ、
ＴｉＣ等の炭化物、ＴｉＢ₂、ＡｌＢ₂、ＺｒＢ₂等のホ
ウ化物、ＳｉＡｌＯＮ、ＡｌＯＮ等の酸窒化物、ＴｉＣ
Ｎ等の炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種以上を
主結晶とする焼結または未焼結のセラミックスが好適に
適用できる。

【００２３】上記多孔質セラミックスの中でも高温での
使用によっても反応等が生じず安定した性能を有する酸
化物を主体とすることが望ましく、また、多孔質セラミ
ックス内の気孔率を高めるためには、前記多孔質セラミ
ックスがアスペクト比３以上の針状または板状粒子を含
有するもの、具体的には、窒化ケイ素、アルミナ、アル
ミネート、ホウ酸アルミニウム、ムライトの群から選ば
れる少なくとも１種を含有することが望ましい。なお、
本発明におけるアスペクト比とは、針状または板状結晶
粒子の（長手方向の粒径／該粒子の厚み）で表されるも
のである。

【００２４】また、上記針状または板状粒子のアスペク
ト比を高めるためには、窒化ケイ素については、焼結助
剤としてＹ₂Ｏ₃等の希土類元素酸化物を１．５重量％以
上含有せしめること、さらに窒化ケイ素原料中の不可避
不純物としての酸素をも含めたＳｉＯ₂の添加量がＳｉ
Ｏ₂換算量で１．５重量％以上含有せしめることが望ま
しいく、また、アルミナについては、ＴｉＯ₂、Ｍｇ
Ｏ、ＳｉＯ₂、ＣａＯ等の焼結助剤成分を含有せしめる
ことが望ましい。

【００２５】特に、骨格部２を形成するセラミックスと
して、Ａｌ₂Ｏ₃やムライトを主体とする場合には、該主
結晶相の内部に１μｍ以下のＴｉＯ₂等の微粒子を析出
分散させることによって骨格体４の強度をさらに高める
ことができる。

【００２６】次に、本発明の多孔質セラミック構造体を
作製する方法について説明する。まず、骨格部を形成す
るための例えば平均粒径０．１〜２μｍのセラミック原
料粉末に対して、所望により有機バインダ、分散剤、造
粘剤、可塑剤、溶媒等を添加してスラリーを作製する
か、または、骨格部を形成する金属酸化物のアルコキシ
ド溶液を加水分解するか、またはコロイド溶液を用いて
骨格部用の前駆体ゾルを作製する。

【００２７】次に、上記スラリーまたは前駆体ゾル内
に、平均径、すなわち平均直径０．０１〜１０ｍｍの気
孔形成用の球状体を添加、混合する。該球状体として
は、例えば、アクリル樹脂、ワックス、ゴム等の加熱に
より焼失または溶出するもの、または熱または酸等によ
って溶出または分解するＡｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｉ
ｎ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属からなり、これによって構造体
の骨格部内に気孔を形成することができる。

【００２８】本発明によれば、前記気孔の大きさを均一
化して骨格体の機械的強度を高めるとともに、後述する
スラリー中の球状体の充填率を高めて、気孔の体積比率
および気孔間の接触割合を高めるために、図２に示す球
状体の直径分布において、前記球状体の直径が前記平均
径Ｄ₀に対して±３０％以内のＤ₁（Ｄ₀×０．７）〜Ｄ₂
（Ｄ₀×１．３）である割合が全球状体の９０％以上で
あるように均一化することが重要であり、このためには
前記球状体を前記範囲内となるように２種以上のふるい
にて篩別する等の方法を用いることが望ましい。なお、
前記球状体としては、楕円体や八面体以上の多面体をも
用いることができる。

【００２９】そして、上記球状体を添加、混合したスラ
リーまたはゾルを所定形状の成形型内に流し込むが、本
発明によれば、構造体の気孔率を高めるために、また後
述の球状体の変形性を高めるために、前記成形型内の充
填物については球状体がスラリー表面に突出するような
比率に調整することが望ましい。また、前記流し込みの
後、成形型に振動を与えて球状体の充填性を高めること
もできる。

【００３０】さらに、上記スラリーを充填した成形型に
対して表面から板状体等によって加圧し、前記球状体同
士が面接触するように前記成形型を変形させて成形す
る。なお、上記成形の際に、前記球状体の変形性を高め
るため成形体を所定の温度、例えば、５０〜１５０℃に
加熱することもできる。

【００３１】次に、上記成形体中の溶剤分を除去した
後、前記球状体を除去して気孔を作製し、残部である骨
格部が相対密度９０％以上に緻密化する温度にて焼成す
ることによって多孔質セラミック構造体を作製すること
ができる。

【００３２】また、ＴｉＯ₂等のナノサイズの微粒子を
Ａｌ₂Ｏ₃やムライト結晶内に分散させた骨格部を作製す
るには、焼成中に雰囲気を酸化性雰囲気へ、温度を５０
〜３００℃低温へ変化させてＴｉＯ₂の主結晶相への固
溶量を減少させるか、ＴｉＯ₂と等モルのＭｇＯを添加
して焼成中に雰囲気を非酸化性雰囲気へ、温度を５０〜
３００℃低温へ変化させてＴｉＯ₂とＭｇＯのＡｌ₂Ｏ₃
への固溶量を減少させればよい。

【００３３】なお、前記球状体を除去する具体的な方法
は、例えば、前記球状体が有機物からなる場合には、こ
れを加熱して焼失または流失する方法や前記球状体のみ
が溶出する有機溶剤等により溶出させる方法、球状体が
金属からなる場合には、これを熱または酸等によって分
解、溶出させる方法等が好適に使用可能である。なお、
前記球状体のうち、弾性変形するものについては上述の
加圧した状態で球状体を除去することが望ましい。

【００３４】また、所望により、上記方法によって作製
された気孔を有する成形体または焼結体からなる構造体
の気孔内に多孔質セラミックスを充填する。

【００３５】多孔質セラミックスの充填方法は、例え
ば、１）多孔質セラミックス原料粉末を含有するスラリ
ーまたは多孔質セラミックスを作製可能なゾル中に、前
記骨格体を浸漬して骨格体の気孔内に前記スラリーまた
はゾルを含浸後、加熱乾燥、凍結乾燥、超臨界乾燥等に
より乾燥し、所望により焼成する方法、２）骨格体中に
ＣＶＤ法等の気相反応法によって気孔に反応性ガスを透
過しながら所定化合物を析出させる方法等が挙げられ
る。

【００３６】さらに、多孔質セラミックス中に上述した
針状または板状粒子を含有せしめる方法としては、上記
方法以外にも粒状のセラミック原料粉末を含有するスラ
リーを充填した後、焼成によって針状化または板状化を
促進して構造体の気孔内に相対密度６０％以下の多孔質
でアスペクト比の高い多孔質セラミックスを作製するこ
とができる。

【００３７】上記アスペクト比を高めるためには、針状
または板状の種結晶粒子を添加したり、粒成長を促進す
る焼結助剤を添加したり、特に５時間以上の長時間焼成
を行うことが望ましい。

【００３８】また、本発明においては、上記球状体とし
て構造体の気孔内に充填される多孔質セラミックスの原
料を含有する顆粒を用いることもできる。この場合に
は、まず、多孔質セラミックスを形成する、例えば平均
粒径０．１〜２μｍのセラミックス原料粉末に対して、
所望により有機バインダ、分散剤、溶媒等を添加してス
ラリーを作製するか、または、多孔質セラミックスを形
成するための金属酸化物を含有するアルコキシド溶液を
加水分解するか、コロイド溶液を用いて多孔質セラミッ
クス用の前駆体ゾルを作製し、スプレードライ等の公知
の造粒方法によって平均気孔径０．０１〜１０ｍｍの顆
粒を作製する。

【００３９】この時、上記スラリーまたはゾル内に例え
ば澱粉等の加熱により焼失する有機物を添加すれば、多
孔質セラミックスの気孔率を高めることができる。

【００４０】そして、上述した骨格部用のスラリーまた
はゾル内に多孔質セラミックス用の顆粒を添加、混合し
て上述したように成形型内に流し込み、前記多孔質セラ
ミックス用の造粒粉末同士が面接触となるように前記成
形型を変形させて加圧成形する。

【００４１】その後、所望により乾燥し、上記成形体を
加熱して骨格部および多孔質セラミックス造粒粉末中の
有機質成分を焼失させた後、前記骨格部が緻密化する温
度にて焼成することによって多孔質セラミック構造体を
作製できる。

【００４２】また、本発明の多孔質セラミックス構造体
は、粉塵等の固体や、液体、気体等を分離するフィルタ
やその支持部材、触媒担持体、金属溶湯等の流体透過部
材、または人工骨、人工関節等の生体代替部材として好
適に使用可能である。

【００４３】また、上記用途のうち、例えば、流体透過
部材として用いる場合には、平板形状からなり一方の表
面から他方の表面、または一方の表面から一方の側面に
流体を透過させることができ、また管形状からなり内面
側に流した流体を外面へ、または外面側に流した流体を
内面へ透過させるものであってもよく、本発明のよれ
ば、等方的な機械的特性と流体透過特性を有することか
らいずれの場合においても高い機械的特性と流体透過特
性とを併せ持つ優れた流体透過部材となる。

【００４４】

【実施例】（実施例１）平均粒径０．７μｍのアルミナ
粉末、平均粒径０．３μｍのアルミナとシリカを重量比
７２／２８の比率で混合したムライト原料粉末、及び平
均粒径０．７μｍの窒化ケイ素粉末（酸素含有量０．９
ｗｔ％）に平均粒径１μｍのイットリア５重量％と平均
粒径０．７μｍのアルミナ３重量％を焼結助剤として添
加したものそれぞれに対して、有機バインダと、分散剤
と、水とを添加してスラリーを作製した。

【００４５】一方、マイクロトラック法による分析にお
いて表１に示す平均径、および該平均径に対して±３０
％の範囲内の割合が表１に示す値である（表１では分布
と記載）アクリルボールを所望により篩別して準備し
た。

【００４６】次に、上述のスラリーに対して前記アクリ
ルボールをスラリー表面から突出するように混合し、こ
れを６０ｍｍφ×２０ｍｍ厚みの石膏型中に流入し、振
動させることによりアクリルボールの充填性を高めた。
この時、アクリルボールがスラリー乾燥体表面から突出
するようにボール量を予め調整した。そして、石膏型の
上面にセラミックスの板状体を載置してネジ止めによっ
て表１に示す圧力となるようにかしめた状態で、脱水乾
燥した後、５００℃に加熱してアクリル球状体を焼失し
た。

【００４７】そして、上記成形体を成形型から取り出し
て、アルミナとムライトについては大気中にてそれぞれ
１６５０℃と１６００℃で、窒化ケイ素については窒素
雰囲気中にて１７５０℃で５時間焼成した。

【００４８】得られた焼結体の骨格部の密度をアルキメ
デス法により測定した結果、いずれも相対密度９８％以
上であった。また、試料の寸法密度を測定し、構造体の
気孔率を求めた。また、構造体の断面または破面につい
てのＳＥＭ写真より一視野における気孔の平均径と、隣
接する気孔間の連通孔径、すなわちネック部の直径の平
均値を測定した。さらに、ＪＩＳＲ１６０１に基づいて
３点曲げ強度を測定した。

【００４９】さらに上記試料を５０ｍｍφ×１０ｍｍ厚
みに加工して円筒状のハウジング内に載置し、一方の表
面側から流速１０ｍ／ｓで空気を流して構造体内を透過
させた時の圧力損失を圧差計にて測定した。結果は表１
に示した。

【００５０】（実施例２）実施例１の試料Ｎｏ．１２に
対して、ＴｉＯ₂を１重量％添加すること、また、焼成
を水素雰囲気中１５００℃で５時間焼成した後、大気中
で１２００℃にて１０時間アニールする以外は実施例１
と同様に多孔質セラミック構造体を作製し、同様に評価
した（試料Ｎｏ．１２）。結果は表１に示した。

【００５１】（比較例）実施例１の試料Ｎｏ．３の骨格
部形成用スラリー内にウレタンフォーム（孔径：０．６
ｍｍ）を浸漬して、引き上げ、乾燥することによってフ
ォーム表面に前記スラリーの被膜を形成した後、これを
１５００℃で焼成してウレタンフォームを焼失させて多
孔質セラミック構造体を作製し、実施例１と同様に評価
した（試料Ｎｏ．１３）。結果は表１に示した。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１の結果から明らかなように、平均径が
０．０１ｍｍより小さい球状体を用い構造体の気孔径が
０．０１ｍｍより小さい試料Ｎｏ．１では、骨格部自体
の強度が低下して構造体の曲げ強度が低下するととも
に、圧力損失が大きくなった。また、成形型を加圧しな
い試料Ｎｏ．７では、圧力損失が大きくなった。さら
に、平均径が１０ｍｍより大きい球状体を用い構造体の
気孔径が１０ｍｍより大きい試料Ｎｏ．６では、構造体
の曲げ強度が低下した。また、球状体の平均径に対して
±３０％以内の割合が９０％より小さい、すなわち粒径
の分布が広い試料Ｎｏ．９では、気孔間の連通性が悪く
なり、圧力損失が高く、また、部分的に大きな直径のボ
ールが存在して曲げ強度が低下した。さらに、試料Ｎ
ｏ．１３については、強度が低下した。

【００５４】これに対して、本発明に従う試料Ｎｏ．２
〜５、８、１０〜１２では、いずれも曲げ強度２０ＭＰ
ａ以上、圧力損失２ｋＰａ以下の優れた特性を有するも
のであった。

【００５５】（実施例３）実施例１の試料Ｎｏ．３の構
造体を、平均粒径０．７μｍのアルミナ粉末を含有する
スラリー内に浸漬して、構造体の気孔内に前記スラリー
を充填した後、凍結乾燥処理によって乾燥し、大気中１
５００℃で焼成して、試料Ｎｏ．３の気孔内に多孔質セ
ラミックスを充填した試料を作製した。

【００５６】得られた構造体について、破面ＳＥＭによ
り気孔率および平均気孔径を測定したところ、充填した
多孔質体の相対密度３２％、水銀圧入法による平均気孔
径０．０２２ｍｍであった。また、実施例１と同様に曲
げ強度と流速１０ｍ／ｓでの圧力損失を測定した結果、
曲げ強度３１ＭＰａ、圧力損失１．５８ＭＰａであっ
た。

【００５７】（実施例４）実施例３の多孔質セラミック
ス用のスラリーに澱粉を８５重量％の比率で添加したス
ラリーをスプレードライによって造粒し、篩別して、平
均径１．０ｍｍ、直径が０．７〜１．３ｍｍの範囲内の
比率が９２％の顆粒とした。

【００５８】この顆粒を実施例１のＮｏ．３のアクリル
ボールに代えて用い、成形型のかしめ圧を０．１ＭＰａ
とする以外は実施例１と同様に構造体を作製した結果、
骨格部の気孔率、すなわち多孔質セラミックスの体積比
率が８１％、平均気孔径０．８ｍｍ、連通孔径０．２３
ｍｍであり、多孔質セラミックスの相対密度７８％、平
均気孔径０．０８ｍｍであった。また、実施例１と同様
に曲げ強度と流速１０ｍ／ｓでの圧力損失を測定した結
果、曲げ強度３０ＭＰａ、圧力損失１．３５ＭＰａであ
った。

【００５９】（実施例５）表２に示す組成（残部は窒化
ケイ素、酸素量０．９〜１．１重量％）の原料粉末に対
して、実施例３と同様に有機溶剤を含有する多孔質セラ
ミックス用のスラリーを調製し、これに実施例１の試料
Ｎｏ．１１の多孔質セラミック構造体を浸漬して該構造
体の気孔内に前記スラリーを充填した後、凍結乾燥処理
して、窒素雰囲気中、１８００℃にて５時間焼成した。

【００６０】また、この試料について、実施例１と同様
に評価するとともに、試料破面のＳＥＭ写真を用いてル
ーゼックス画像処理解析によって、多孔質セラミックス
についての結晶の短径および長径の平均値、およびアス
ペクト比が３以上の粒子の含有比率を測定した。結果は
表２に示した。

【００６１】

【表２】

【００６２】（実施例６）アスペクト比３、粉末の平均
長径が１０μｍのアルミナを３０重量％を含み残部が平
均粒径０．７μｍの粉末からなるアルミナ原料に対し
て、焼結助剤としてＴｉＯ₂を１重量％とＭｇ（ＯＨ）₂
をＭｇＯ換算量で０．５重量％と、ＳｉＯ₂を０．３重
量％との比率で添加した原料粉末に対して、有機溶剤を
含有するスラリーを調製し、これに実施例１の試料Ｎ
ｏ．３の多孔質セラミック構造体を浸漬して該構造体の
気孔内に前記スラリーを充填した後、凍結乾燥処理し
て、大気中、１４００℃にて５時間焼成した。得られた
試料について、実施例１と同様に評価するとともに、試
料破面のＳＥＭ写真を用いてルーゼックス画像処理解析
によって、多孔質セラミックスについての結晶の短径お
よび長径の平均値、およびアスペクト比が３以上の粒子
の含有比率を測定した。結果は表３に示した。

【００６３】（実施例７）表３に示す組成（残部はアル
ミナ）の原料粉末に対して、有機溶剤を含有するスラリ
ーを調製し、これに実施例１の試料Ｎｏ．３の多孔質セ
ラミック構造体を浸漬して該構造体の気孔内に前記スラ
リーを充填した後、凍結乾燥処理して、大気中、表３の
条件で５時間焼成した。得られた試料について、実施例
１と同様に評価するとともに、試料破面のＳＥＭ写真を
用いてルーゼックス画像処理解析によって、多孔質セラ
ミックスについての結晶の短径および長径の平均値、お
よびアスペクト比が３以上の粒子の含有比率を測定し
た。また、ＸＲＤ測定の強度比から、９７％以上の結晶
相を主結晶相として表３に示した。結果は表３に示し
た。

【００６４】

【表３】

【００６５】表２、表３の結果から明らかなように、い
ずれも高い曲げ強度と高い流体透過特性を有するもので
あることがわかった。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の多孔質セ
ラミック構造体によれば、等方的に高い強度と流体透過
特性等の物質の出入特性を高めることができる。

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多孔質セラミック構造体の組織構造に
ついての模式図である。

【図２】本発明の多孔質セラミック構造体の製造方法に
おける球状体直径の分布の一例を示す図である。

【符号の説明】

１多孔質セラミック構造体２骨格部３気孔４多孔質セラミックス５連通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 37/00 Ｂ０１Ｊ 37/00 ＫＣ０４Ｂ 38/04 Ｃ０４Ｂ 38/04 Ｂ 38/06 38/06 ＤＥＧＪＦターム(参考） 4D019 AA01 AA03 BA05 BB07 BB20 BC07 BD01 CB06 4G019 FA04 FA13 GA01 GA02 4G069 AA01 AA12 BA01A BA01B BA04A BA04B BA13A BA13B BA22C BA29C BA37 BB06A BB06B BB11A BB11B BC08A BC09B BC12B BC13B BC16A BC16B BC40B BC42B BD03A BD03B BD05A BD05B BE08C DA05 EB14X EB14Y EC17X EC17Y EC19 EC21X EC21Y ED03 FA01 FB06 FB30 FB36 FB66 FB74 FB78 FC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】緻密質セラミックスからなる骨格部間に気
孔が存在し、該気孔の平均気孔径が０．０１〜１０ｍｍ
で、かつ前記気孔の径が前記平均気孔径に対して±３０
％以内である割合が９０％以上であるとともに、隣接す
る気孔が連通孔によって連通され、該連通孔の平均径が
前記平均気孔径の１／４以上であることを特徴とする多
孔質セラミック構造体。
【請求項２】前記気孔内に相対密度６０％以下の多孔質
セラミックスを充填してなることを特徴とする請求項１
記載の多孔質セラミック構造体。
【請求項３】前記多孔質セラミックスがアスペクト比３
以上の針状または板状粒子を含有することを特徴とする
請求項２記載の多孔質セラミック構造体。
【請求項４】前記針状または板状粒子が、窒化ケイ素、
アルミナ、アルミネート、ホウ酸アルミニウム、ムライ
トの群から選ばれる少なくとも１種を主体とするセラミ
ックスからなることを特徴とする請求項３記載の多孔質
セラミック構造体。
【請求項５】骨格部を形成するセラミック原料を含有す
るスラリーまたはゾルを作製する工程と、前記スラリー
またはゾル内に平均径０．０１〜１０ｍｍで、かつ該平
均径に対して±３０％以内である割合が９０％以上であ
る気孔形成用の球状体を添加する工程と、該球状体を添
加したスラリーまたはゾルを成形型内に流し込んだ後、
前記球状体同士が面接触するように前記球状体を変形さ
せる工程と、該球状体を除去して気孔を形成した後、残
部を焼成する工程とを具備することを特徴とする多孔質
セラミック構造体の製造方法。
【請求項６】前記気孔内に相対密度が６０％以下の多孔
質セラミックスを充填してなることを特徴とする請求項
５記載の多孔質セラミック構造体の製造方法。
【請求項７】気孔形成用の球状体が多孔質セラミックス
を形成するセラミック原料と有機物とを含有する顆粒で
あることを特徴とする請求項６記載の多孔質セラミック
構造体の製造方法。
【請求項８】前記顆粒が澱粉を含有し、前記気孔形成時
に焼失することを特徴とする請求項７記載の多孔質セラ
ミック構造体の製造方法。
【請求項９】請求項１乃至４のいずれか記載の多孔質セ
ラミック構造体を具備する流体透過部材。