[发明专利]封孔蜂窝结构体以及封孔蜂窝结构体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及封孔蜂窝结构体以及封孔蜂窝结构体的制造方法。特别地，涉及使用于柴油微粒除去过滤器(DPF)等，能够进行由粒状物质构成的微粒的捕集以及除去的封孔蜂窝结构体以及封孔蜂窝结构体的制造方法。

背景技术

以往，陶瓷制蜂窝结构体使用于汽车废气净化用催化剂载体、柴油微粒除去过滤器、或者燃烧装置用蓄热体等的各种用途。例如，柴油微粒除去过滤器用于捕集从柴油发动机被排出的废气中的粒状物质，通常使用预定的隔室的一端部被封孔部件封孔，剩余的隔室的另一端部被封孔部件封孔的蜂窝结构体(封孔蜂窝结构体)。

上述封孔蜂窝结构体使用堇青石成分、碳化硅成分等陶瓷材料。为了实现封孔蜂窝结构体的压力损失的降低，正在推进构成封孔蜂窝结构体的隔壁的高孔隙率化(例如，参照专利文献1以及2。)。

若进行隔壁的高孔隙率化等，则封孔蜂窝结构体的机械强度必然降低。其结果，特别地，存在容易在隔室端部的隔壁部分产生裂纹的情况。为了消除上述的问题，提出了不容易在端部产生裂纹，并且耐久性优越的封孔蜂窝结构体的开发(例如，参照专利文献3。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－269132号公报

专利文献2：日本特开2011－189252号公报

专利文献3：日本特开2004－154692号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上述那样，公知有伴随着封孔蜂窝结构体的隔壁的高孔隙率化等，在隔室的端部的隔壁产生裂纹。若进一步具体地进行说明，则封孔蜂窝结构体如上述那样主要使用为DPF。此时，封孔蜂窝结构体经由缓冲材料收放于金属壳体内(封装)。在封装工序中，存在对封孔蜂窝结构体的外周面施加较强的压力(应力)的情况。

其结果，在由封孔部件形成的封孔部与隔壁的边界面产生剪切应力。此处，公知有剪切应力从封孔蜂窝结构体的中心朝向外周附近逐渐增强。其结果，若该应力超过隔壁的剪切强度，则在隔壁的边界面从外周朝向内侧产生裂纹，在封孔蜂窝结构体的角部(边缘部)产生封孔剥离等不良。

特别地，封孔部件的杨氏模量与隔壁的杨氏模量较大不同，从而上述的剪切应力增大，封孔部无法与隔壁的形变对应地形变，进而容易产生上述的局部的应力集中。其结果，在封孔部的杨氏模量显著地大于隔壁的杨氏模量的情况下，在与封孔部接触的隔壁容易产生破坏(裂纹)。专利文献3所公开的封孔蜂窝结构体着眼于封孔部件以及隔壁的各自的杨氏模量，通过使该封孔部件的杨氏模量小于隔壁的杨氏模量，有助于在一定程度内消除上述的不良情况。然而，无法充分地防止在隔室端部的隔壁部分产生裂纹。

因此，本申请申请人专心研究的结果，发现了在由隔壁以及封孔部件(封孔部)构成的“封孔结构部”与由隔壁构成的封孔蜂窝结构体的中央部分缓和产生于位于封孔结构部之间的“隔室结构部”的边界的剪切应力，由此能够更加可靠地抑制隔室的端部的裂纹的产生。

封孔结构部的杨氏模量大于隔室结构部的杨氏模量，因此当在上述封装工序中对封孔蜂窝结构体的外周面施加较强的压力(应力)的情况下，在封孔结构部与隔室结构部的边界产生剪切应力。在封孔结构部的杨氏模量显著地大于隔室结构部的杨氏模量的情况下，上述边界部的剪切应力超过隔室结构部的剪切强度，隔室的端部的裂纹产生于封孔结构部与隔室结构部的边界。

另一方面，在使用封孔蜂窝结构体时，在该封孔蜂窝结构体产生反复加热以及冷却的温度变化。因此，因上述温度变化，且因封孔结构部与隔室结构部的热膨胀系数的差以及杨氏模量的差，在封孔结构部与隔室结构部的边界反复产生剪切应力。其结果，公知有产生在封孔结构部与隔室结构部的边界形成有微小的裂纹的疲劳现象，边界附近的强度降低。其结果，在高温的流体高速地流入封孔蜂窝结构体的内部的情况下，往往产生封孔结构部的一部分在产生了疲劳现象的封孔结构部与隔室结构部的边界被高速的流体吹散的不良情况。

因此，仅靠使上述的封孔部件的杨氏模量小于隔壁的杨氏模量，存在无法充分地消除产生于封孔结构部与隔室结构部的边界的剪切应力的情况。因进一步重复的热冲击而在封孔部产生疲劳现象，无法消除从隔室脱落的不良情况。

将封孔结构部与隔室结构部的各自的杨氏模量的比率规定于预定范围，从而能够制造更加可靠地抑制隔室的端部的裂纹的产生的封孔蜂窝结构体。另外，规定封孔蜂窝结构体的封孔结构部以及隔室结构部的各自的孔隙率、平均孔隙直径以及热膨胀系数，能够制造不在端部产生裂纹，且不存在从封孔部的隔室脱落的封孔蜂窝结构体。