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JP2011236070A - Filter for warming fluid and method for manufacturing the same - Google Patents

Filter for warming fluid and method for manufacturing the same Download PDF

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JP2011236070A
JP2011236070A JP2010107309A JP2010107309A JP2011236070A JP 2011236070 A JP2011236070 A JP 2011236070A JP 2010107309 A JP2010107309 A JP 2010107309A JP 2010107309 A JP2010107309 A JP 2010107309A JP 2011236070 A JP2011236070 A JP 2011236070A
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silicon
filter
silicon carbide
slurry
sponge
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JP2010107309A
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Eiji Tani
英治 谷
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter for warming a fluid, which can stably raise the temperature of the fluid within a short time, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: The filter for warming a fluid comprises silicon and silicon carbide and is heated by microwave upon use.

Description

本発明は、流体昇温用フィルターおよびその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、流体の温度を安定的にかつ短時間に上昇させることができる流体昇温用フィルターおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a fluid temperature raising filter and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a fluid temperature increasing filter that can raise the temperature of a fluid stably and in a short time, and a method for manufacturing the same.

従来、炭化ケイ素焼結体は、耐熱性、熱伝導性および電気伝導性に優れ、かつ化学的安定性を有しているため、高温用の各種材料として利用されている。特に、炭化ケイ素焼結体の構造を多孔質とした多孔質炭化ケイ素焼結体は、触媒担体、高温ガス浄化フィルター、溶融金属濾過用フィルター、通気性断熱材等の分野において使用されている。   Conventionally, silicon carbide sintered bodies have been used as various materials for high temperatures because they have excellent heat resistance, thermal conductivity, electrical conductivity, and chemical stability. In particular, porous silicon carbide sintered bodies in which the structure of the silicon carbide sintered body is porous are used in the fields of catalyst carriers, high-temperature gas purification filters, molten metal filtration filters, breathable heat insulating materials, and the like.

例えば、特許文献1には、炭化ケイ素粉末スラリーをスポンジに含浸後、焼結させ、その後さらにシリコンの溶融含浸を行うセラミック多孔質体の製造方法が示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a ceramic porous body in which a silicon carbide powder slurry is impregnated into a sponge, sintered, and then melt impregnated with silicon.

また、非特許文献1には、マイクロ波を吸収して自己発熱する酸化鉄系複合粉末をウレタンフォームに付着後、焼成してセラミックスフォームを作製し、そのセラミックスフォームに対して、家庭用電子レンジ内にて80,200,600Wのマイクロ波を照射した場合の発熱特性、およびこのセラミックスフォーム上にカーボンブラックを付着させ、その後、マイクロ波を照射した場合の加熱除去効果について示されている。   Non-Patent Document 1 discloses that an iron oxide composite powder that absorbs microwaves and generates heat is attached to urethane foam, and then fired to produce a ceramic foam. The heat generation characteristics when microwaves of 80, 200 and 600 W are irradiated inside, and the heat removal effect when carbon black is deposited on the ceramic foam and then irradiated with microwaves are shown.

特開2000−109376(2000年4月18日公開)JP 2000-109376 (April 18, 2000)

勝木宏昭,「電気化学的プロセスによる有害物除去システムの開発」,佐賀県窯業技術センター 平成17年度業務報告書 2005年Hiroaki Katsaki, “Development of hazardous substance removal system by electrochemical process”, Saga Ceramic Technology Center, 2005 Business Report 2005

しかしながら、上記特許文献1に示されているセラミック多孔質体の製造方法では、基本的には炭化ケイ素スラリーを用いて、炭化ケイ素を焼結させるので、当該製造方法によって得られるセラミック多孔質体は、かさ密度が0.3未満では強度が不十分であり、好ましいかさ密度が0.45〜0.6である。そのため、上記特許文献1に示されているセラミック多孔質体の製造方法によって得られるセラミック多孔質体は、かさ密度が低く、骨格構造が細く均一な場合には、強度が不十分であり、一方、強度的に問題が無い場合には、かさ密度が高くなり、骨格部分は太く、潰れた気孔部分も多いため、マイクロ波によって加熱された場合に、その温度が全体にわたって安定的に上昇しない。   However, in the method for producing a ceramic porous body disclosed in Patent Document 1, since silicon carbide is basically sintered using a silicon carbide slurry, the ceramic porous body obtained by the production method is If the bulk density is less than 0.3, the strength is insufficient, and the preferred bulk density is 0.45 to 0.6. Therefore, the ceramic porous body obtained by the method for producing a ceramic porous body disclosed in Patent Document 1 has a low bulk density and a thin and uniform skeleton structure, and the strength is insufficient. When there is no problem in strength, the bulk density becomes high, the skeleton portion is thick, and there are many collapsed pore portions. Therefore, when heated by microwaves, the temperature does not rise stably throughout.

また、上記非特許文献1に示されている流体昇温用フィルターでは、温度が100秒間で200℃上昇し、昇温速度が遅い。   Moreover, in the fluid temperature rising filter shown in Non-Patent Document 1, the temperature rises by 200 ° C. in 100 seconds, and the temperature rising rate is slow.

本発明の目的は、流体の温度を安定的にかつ短時間に上昇させることができる流体昇温用フィルターおよびその製造方法を提供することにある。なお、本発明の流体昇温用フィルターでは、温度が10秒間で約200℃上昇する。   An object of the present invention is to provide a fluid temperature increasing filter capable of stably increasing the temperature of a fluid in a short time and a method for manufacturing the same. In the fluid temperature raising filter of the present invention, the temperature rises by about 200 ° C. in 10 seconds.

本発明者は、上記課題に鑑み、上記特許文献1に示されているセラミック多孔質体を流体昇温用として用いることができない理由を、独自の観点から鋭意検討した。   In view of the above problems, the present inventor has intensively studied the reason why the ceramic porous body disclosed in Patent Document 1 cannot be used for raising the temperature of the fluid from an original viewpoint.

流体全体を昇温するヒーターの構造としては、スポンジ状三次元構造が最も適している。スポンジ状三次元構造の炭化ケイ素多孔体としては、上記特許文献1に示されているセラミック多孔質体がある。当該セラミック多孔質体は、炭化ケイ素粉末スラリーをポリウレタンスポンジに付着して、炭化ケイ素粉末を焼結させることによって得られる。焼結強度をだすために、スポンジ表面に付着する炭化ケイ素粉末の量が、ある程度必要であるので、付着するスラリーを十分に絞ることができず、骨格が太く、気孔率も85%と低くなり、潰れるセルも多数ある。また、セルが潰れると、その部分の熱容量が大きくなり、昇温が不均一になるし、マイクロ波も内部に入り込めないし、圧力損失も大きくなる。   A sponge-like three-dimensional structure is most suitable as a heater structure for raising the temperature of the entire fluid. As a silicon carbide porous body having a sponge-like three-dimensional structure, there is a ceramic porous body disclosed in Patent Document 1. The ceramic porous body is obtained by attaching a silicon carbide powder slurry to a polyurethane sponge and sintering the silicon carbide powder. In order to increase the sintering strength, the amount of silicon carbide powder adhering to the sponge surface is required to some extent. Therefore, the adhering slurry cannot be sufficiently squeezed, the skeleton is thick, and the porosity is as low as 85%. There are many cells that collapse. Further, when the cell is crushed, the heat capacity of the portion becomes large, the temperature rise becomes uneven, the microwave cannot enter the inside, and the pressure loss becomes large.

また、上記特許文献1に示されているセラミック多孔質体は、炭化ケイ素が凝集していることが多く、炭化ケイ素が凝集している(均一な細い骨格でない)場合にマイクロ波による加熱(以下、マイクロ波加熱ともいう。)が行われても、発熱が低い。   In addition, the ceramic porous body disclosed in Patent Document 1 often has silicon carbide aggregated, and when silicon carbide is aggregated (not a uniform thin skeleton), heating by microwaves (hereinafter referred to as the “porous ceramic body”) , Also referred to as microwave heating), heat generation is low.

なお、段ボール構造では、表面しかマイクロ波による効果がなく、平面構造であるので、電気抵抗も低くなり発熱量が小さい。一方、スポンジ状多孔体であれば、骨格が細く均一なので、電気抵抗も均一となり、マイクロ波が内部まで入り込める(加熱が当該多孔体の表面だけでなく、内部でも行われる)。また、スポンジ構造の抵抗発熱体では、電極部を固定する必要があるが、低強度の多孔質発熱体部に応力がかかりやすいので固定化は困難である。   Note that the corrugated board structure has only a microwave effect on the surface and has a planar structure, so that the electrical resistance is low and the amount of heat generated is small. On the other hand, in the case of a sponge-like porous body, since the skeleton is thin and uniform, the electric resistance is also uniform, and microwaves can enter inside (heating is performed not only on the surface of the porous body but also inside). Moreover, in the resistance heating element having the sponge structure, it is necessary to fix the electrode part. However, since the stress is easily applied to the low-strength porous heating element part, it is difficult to fix the electrode part.

以上のことに鑑み鋭意検討した結果、本発明者は、シリコンを炭化ケイ素とともに存在させることによって、炭化ケイ素がシリコン中に分散した状態を保持することができること、かさ密度が低くて強度もある多孔質体を作製することができること、均一な骨格の多孔質体を得ることができること、炭化ケイ素をシリコンとともに存在させたフィルターをマイクロ波によって加熱された際にその温度が当該フィルター全体にわたって安定的に上昇することを見出し、しかも加熱された当該フィルターがその高温状態を安定的に維持することを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies in view of the above, the present inventor has made it possible to maintain a state in which silicon carbide is dispersed in silicon by allowing silicon to exist together with silicon carbide, and to provide a porous material with low bulk density and strength. A porous body having a uniform skeleton, and when a filter in which silicon carbide is present together with silicon is heated by microwaves, the temperature is stable over the entire filter. The inventors have found that the temperature rises and that the heated filter stably maintains its high temperature state, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の流体昇温用フィルターは、上記の課題を解決するために、骨格が細くセル径が均一であり、シリコンおよび炭化ケイ素を含有しており、マイクロ波によって加熱されて用いられることを特徴としている。   That is, in order to solve the above problems, the fluid temperature rising filter of the present invention has a thin skeleton and a uniform cell diameter, contains silicon and silicon carbide, and is heated by microwaves and used. It is characterized by.

上記の構成によれば、シリコンおよび炭化ケイ素の両方を含有しているので、シリコン中に炭化ケイ素が分散した状態を保持することができる。これにより、当該フィルター全体にわたって炭化ケイ素を存在させることができる。   According to the above configuration, since both silicon and silicon carbide are contained, it is possible to maintain a state in which silicon carbide is dispersed in silicon. Thereby, silicon carbide can exist throughout the filter.

その結果、本発明の流体昇温用フィルターは、マイクロ波加熱によって、当該フィルターの温度が当該フィルター全体にわたって安定的に上昇し、かつ加熱された当該フィルターがその高温状態を安定的に維持する。それゆえ、本発明の流体昇温用フィルターは、流体の温度を安定的にかつ短時間に上昇させることができるので、流体の昇温用として使用することができる。   As a result, the temperature of the fluid temperature rising filter of the present invention is stably increased by the microwave heating, and the heated filter stably maintains the high temperature state. Therefore, the fluid temperature raising filter of the present invention can raise the temperature of the fluid stably and in a short time, and therefore can be used for raising the temperature of the fluid.

さらに、本発明の流体昇温用フィルターは、マイクロ波加熱によって、当該炭化ケイ素が自己発熱するので、流体を短時間に昇温させることができる。   Furthermore, since the silicon carbide self-heats by microwave heating, the fluid temperature rising filter of the present invention can raise the temperature of the fluid in a short time.

また、本発明の流体昇温用フィルターは、かさ密度が、0.05g/cmよりも高く、0.3g/cm未満の範囲内であることが好ましい。 Moreover, filters for fluid heating of the present invention has a bulk density of higher than 0.05 g / cm 3, preferably in the range of less than 0.3 g / cm 3.

これにより、本発明の流体昇温用フィルターは、軽量となり、かつ圧力損失を小さくすることができる。   As a result, the fluid temperature raising filter of the present invention is lightweight and can reduce pressure loss.

また、本発明の流体昇温用フィルターは、全体に対する上記炭化ケイ素の含有量が、20重量%以上、90重量%以下の範囲内であることが好ましい。なお、上記炭化ケイ素の含有量は多い方が好ましい。また、骨格の太さが細くて均一なほど、均一加熱される。   In the fluid temperature rising filter of the present invention, the silicon carbide content relative to the whole is preferably in the range of 20 wt% or more and 90 wt% or less. In addition, the one where content of the said silicon carbide is large is preferable. Further, the smaller the skeleton thickness is, the more uniformly it is heated.

これにより、本発明の流体昇温用フィルターは、マイクロ波加熱によって、当該炭化ケイ素がマイクロ波を吸収する。その結果、本発明の流体昇温用フィルターは、マイクロ波加熱によって、当該フィルターの温度が当該フィルター全体にわたってより一層安定的に上昇し、かつ高温状態をより一層安定的に維持する。   Thus, in the fluid temperature rising filter of the present invention, the silicon carbide absorbs microwaves by microwave heating. As a result, the temperature of the fluid temperature rising filter of the present invention rises more stably over the entire filter by microwave heating, and maintains the high temperature state more stably.

また、本発明の流体昇温用フィルターは、全体に対する上記シリコンの含有量が、10重量%以上、80重量%以下の範囲内であることが好ましい。   In the fluid temperature increasing filter of the present invention, the silicon content relative to the whole is preferably in the range of 10 wt% to 80 wt%.

これにより、本発明の流体昇温用フィルターは、シリコン中に炭化ケイ素が分散した状態を保持しやすくなる。また、骨格が細いのでマイクロ波が内部に入り易く、抵抗加熱で昇温するので発熱もし易い。その結果、本発明の流体昇温用フィルターは、マイクロ波加熱によって、当該フィルターの温度が当該フィルター全体にわたってより一層安定的に上昇し、かつ高温状態をより一層安定的に維持する。   Thereby, the filter for raising the temperature of the fluid according to the present invention can easily maintain a state in which silicon carbide is dispersed in silicon. In addition, since the skeleton is thin, microwaves easily enter the inside, and the temperature is raised by resistance heating, so that heat is easily generated. As a result, the temperature of the fluid temperature rising filter of the present invention rises more stably over the entire filter by microwave heating, and maintains the high temperature state more stably.

また、アーク放電を避けるため、本発明の流体昇温用フィルターは、酸化物等の電気抵抗の高い材料によって電気抵抗を上げるように被覆されていることが好ましい。なお、シリコン層を酸化すれば酸化ケイ素層で被覆されるが、酸化ケイ素以外の酸化物等を被覆する場合にも、その前に、シリコン層を酸化して濡れ性を改善しておくことが好ましい。   In order to avoid arc discharge, the fluid temperature rising filter of the present invention is preferably coated with a material having high electrical resistance such as oxide so as to increase electrical resistance. If the silicon layer is oxidized, it is covered with a silicon oxide layer. However, when an oxide other than silicon oxide is covered, the silicon layer may be oxidized to improve wettability. preferable.

本発明の流体昇温用フィルターにおいて、当該フィルターの表面に金属シリコンが存在する場合には、アーク放電を生じることがある。そこで、当該フィルターの表面を酸化処理することによって、アーク放電を防止することができる。この酸化処理は、空気中で300℃程度以上の温度にて焼成することによって、容易に形成できる。また、この酸化処理によって、表面が親水性になるので、更にアルミナ、酸化チタン等をコーティングすれば耐食性や耐酸化特性を改善できる。   In the fluid temperature rising filter of the present invention, when metallic silicon is present on the surface of the filter, arc discharge may occur. Thus, arc discharge can be prevented by oxidizing the surface of the filter. This oxidation treatment can be easily formed by firing in air at a temperature of about 300 ° C. or higher. Moreover, since the surface becomes hydrophilic by this oxidation treatment, the corrosion resistance and oxidation resistance can be improved by further coating with alumina, titanium oxide or the like.

また、本発明の流体昇温用フィルターは、上記炭化ケイ素を含有するセラミックスからなるスポンジ状の立体骨格部および該立体骨格部の間に形成された連続気孔部を有する炭化ケイ素系多孔質構造体と、上記シリコンを含有する、上記立体骨格部の表面に形成された金属シリコン層と、上記金属シリコン層の少なくとも一部が酸化されて形成された酸化ケイ素層と、からなることが好ましい。   Further, the fluid temperature rising filter of the present invention is a silicon carbide based porous structure having a sponge-like three-dimensional skeleton made of ceramics containing silicon carbide and continuous pores formed between the three-dimensional skeleton. And a metal silicon layer formed on the surface of the three-dimensional skeleton containing the silicon, and a silicon oxide layer formed by oxidizing at least a part of the metal silicon layer.

また、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、炭素源となる樹脂およびシリコン粉末を含有しているスラリーに対して、更に炭化ケイ素粉末を混合することが好ましい。   Further, in the method for producing a fluid temperature rising filter of the present invention, it is preferable to further mix silicon carbide powder with a slurry containing a resin serving as a carbon source and silicon powder.

従来、炭化ケイ素粉末のスラリーにポリウレタンスポンジを浸けて、当該ポリウレタンスポンジ表面に余剰のスラリーを付着させて、この粉末を焼結させることによって、炭化ケイ素を含有するフィルターを製造していた。焼結体の強度が十分高くになるためには、余剰のスラリーが必要であり、このため、ポリウレタン骨格が太くなり、潰れたセルも多数存在する。この場合、骨格構造が均一では無いので、マイクロ波加熱をする場合、昇温が不均一であり、マイクロ波が内部まで浸透できない。   Conventionally, a filter containing silicon carbide has been manufactured by immersing a polyurethane sponge in a slurry of silicon carbide powder, attaching an excess slurry to the surface of the polyurethane sponge, and sintering the powder. In order for the strength of the sintered body to be sufficiently high, an excess slurry is required. For this reason, the polyurethane skeleton becomes thick and many crushed cells exist. In this case, since the skeleton structure is not uniform, when microwave heating is performed, the temperature rise is not uniform, and the microwave cannot penetrate into the inside.

本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、炭素源となる樹脂およびシリコン粉末を含有しているスラリーに対して、あるいは更に炭化ケイ素粉末を混合するので、当該炭化ケイ素の含有量を増加させることができる。シリコン粉末は、平均粒径が30μm以下の微粉末が好適である。粒径が大きなものは、ボールミルなどによって粉砕して用いることが好ましい。また、樹脂とシリコン粉末とを含むスラリーにさらに炭化ケイ素粉末を混合したスラリーを用いることもできる。炭化ケイ素粉末は、平均粒径が10μm以下、好ましくは5μm以下が望ましい。また、炭化ケイ素粉末重量は、シリコン粉末重量の3倍以内の範囲とするのが好ましい。炭化ケイ素粉末重量がシリコン粉末重量の3倍を超えると、混合が不十分となる場合がある。   In the method for producing a fluid temperature rising filter according to the present invention, the silicon carbide powder is mixed with the slurry containing the resin serving as the carbon source and the silicon powder, or further, the silicon carbide content is increased. be able to. The silicon powder is preferably a fine powder having an average particle size of 30 μm or less. Those having a large particle size are preferably used after being pulverized by a ball mill or the like. A slurry obtained by further mixing silicon carbide powder with a slurry containing resin and silicon powder can also be used. The silicon carbide powder has an average particle size of 10 μm or less, preferably 5 μm or less. Moreover, it is preferable that the weight of the silicon carbide powder is within a range of 3 times the weight of the silicon powder. If the weight of the silicon carbide powder exceeds 3 times the weight of the silicon powder, mixing may be insufficient.

また、スラリー含浸後、セルがスラリーで潰れないようにしっかり絞ることができるのが特徴である。炭素化後は、ポリウレタン骨格と同じ骨格構造の多孔質炭素質構造になる。そして、樹脂からの炭素とシリコン粉末とが反応焼結して、多孔質の炭化ケイ素になる。この骨格中の気孔にシリコンを更に溶融含浸して、余剰の炭素と反応させれば、緻密な炭化ケイ素になり、余剰のシリコンは骨格中の気孔部分を埋めて、骨格部分を緻密にするので、スポンジと同じ太さの骨格であるが、緻密で高強度の多孔質体が得られる。これに対して、従来の焼結法では、炭化ケイ素粉末が焼結するので、炭化ケイ素付着量が少なければ、強度が極端に低下する。   Further, after impregnation with the slurry, the cell can be tightly squeezed so as not to be crushed by the slurry. After carbonization, it becomes a porous carbonaceous structure having the same skeleton structure as the polyurethane skeleton. Then, carbon from the resin and silicon powder react and sinter into porous silicon carbide. If the pores in this skeleton are further melt impregnated with silicon and reacted with excess carbon, it becomes dense silicon carbide, and the excess silicon fills the pores in the skeleton and densifies the skeleton part. A skeleton having the same thickness as the sponge, but a dense and high-strength porous body can be obtained. On the other hand, in the conventional sintering method, since the silicon carbide powder is sintered, the strength is drastically reduced if the silicon carbide adhesion amount is small.

その結果、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法で、マイクロ波加熱によって温度が上昇するフィルターを製造することが可能となる。   As a result, it is possible to manufacture a filter whose temperature rises due to microwave heating by the method for manufacturing a filter for heating fluid according to the present invention.

また、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、上記スラリーが、アルコール等を溶媒としてさらに含有していることが好ましい。樹脂を溶解する溶剤であれば水でもアルコールでもよい。炭素源である樹脂としては、溶媒に溶解して溶液となるものを用いることができ、フェノール樹脂、フラン樹脂、あるいはポリカルボシラン等の有機金属ポリマーなどが例示される。これらから選ばれる一種でもよいし、複数種を混合して用いてもよい。また、添加剤として、炭素粉末、黒鉛粉末、カーボンブラック等を添加してもよい。   In the method for producing a fluid temperature rising filter of the present invention, it is preferable that the slurry further contains alcohol or the like as a solvent. Water or alcohol may be used as long as the solvent dissolves the resin. As the resin that is a carbon source, a resin that dissolves in a solvent to form a solution can be used, and examples thereof include phenol resins, furan resins, and organometallic polymers such as polycarbosilane. One kind selected from these may be used, or a plurality of kinds may be mixed and used. Further, carbon powder, graphite powder, carbon black or the like may be added as an additive.

これにより、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、スラリー中のフェノール樹脂を炭素化することにより得られる炭素原子とシリコンとの反応によって生じた炭化ケイ素に加えて、あるいは更にスラリーに加えた炭化ケイ素粉末を含有させることができるので、マイクロ波加熱によって温度がより一層上昇するフィルターを製造することが可能となる。   Thereby, the method for producing the fluid temperature rising filter of the present invention is added to the silicon carbide produced by the reaction between the carbon atom obtained by carbonizing the phenol resin in the slurry and silicon, or further added to the slurry. Since the silicon carbide powder can be contained, it is possible to produce a filter whose temperature is further increased by microwave heating.

また、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、ポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムからなるスポンジに、上記スラリーを含浸させて、スラリー液が連続気孔部を塞がれない程度にまで絞り、乾燥させてスポンジ状多孔質体を形成する含浸工程、上記スポンジ状多孔質体を炭素化して、炭素化多孔質体を形成する炭素化工程、並びに上記炭素化多孔質体に対して、上記シリコン粉末と炭素とを反応焼結させる焼成工程、その後に、さらに溶融含浸用シリコンを溶融含浸させる溶融含浸工程からなる。得られたシリコン/炭化ケイ素多孔質体を空気中300℃以上で酸化させ、表面を酸化ケイ素(SiO)層にすることにより、アーク放電を防ぐ。 In addition, the method for producing a fluid temperature rising filter of the present invention includes impregnating the above-mentioned slurry into a sponge made of polyurethane, polyethylene or rubber, and squeezing and drying the slurry liquid to such an extent that the continuous pores are not blocked. An impregnation step for forming a sponge-like porous body, a carbonization step for carbonizing the sponge-like porous body to form a carbonized porous body, and the silicon powder for the carbonized porous body. It comprises a firing step in which carbon is reacted and sintered, followed by a melt impregnation step in which silicon for melt impregnation is further melt impregnated. The obtained silicon / silicon carbide porous body is oxidized at 300 ° C. or higher in the air to form a silicon oxide (SiO 2 ) layer on the surface, thereby preventing arc discharge.

これにより、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、含浸工程を含んでいるので、上記スポンジの内部にまでシリコンおよび炭化ケイ素を含有させることができる。また、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、スラリー液が連続気孔部を塞がない程度にまで絞るので、余分なスラリーによってセルが潰れることがほとんどない。その結果、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、均一な細い骨格の多孔質材となり、マイクロ波加熱によって温度がより一層上昇するフィルターを製造することが可能となる。   Thereby, since the manufacturing method of the fluid temperature rising filter of the present invention includes the impregnation step, silicon and silicon carbide can be contained even inside the sponge. Moreover, since the slurry liquid is squeezed to such an extent that the slurry liquid does not block the continuous pores, the cell is hardly crushed by excess slurry. As a result, the method for producing a fluid temperature rising filter of the present invention becomes a porous material having a uniform thin skeleton, and it is possible to produce a filter whose temperature is further increased by microwave heating.

また、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、上記溶融含浸工程にて立体骨格部の表面に形成された金属シリコン層の少なくとも一部を酸化して、該立体骨格部に酸化ケイ素層を形成する酸化工程をさらに包含することが好ましい。   Further, in the method for producing a fluid temperature rising filter of the present invention, at least a part of the metal silicon layer formed on the surface of the three-dimensional skeleton in the melt impregnation step is oxidized, and the silicon oxide layer is formed on the three-dimensional skeleton. It is preferable to further include an oxidation step for forming.

本発明の流体昇温用フィルターは、以上のように、シリコンおよび炭化ケイ素を含有しており、マイクロ波によって加熱されて用いられるものである。なお、本発明の流体昇温用フィルターは、表面を酸化して放電を防いでいることが好ましい。   As described above, the fluid temperature rising filter of the present invention contains silicon and silicon carbide, and is used by being heated by microwaves. In addition, it is preferable that the filter for temperature rising of this invention is preventing the discharge by oxidizing the surface.

それゆえ、本発明の流体昇温用フィルターは、流体の温度を安定的にかつ短時間に上昇させることができるという効果を奏する。   Therefore, the fluid temperature increasing filter of the present invention has an effect that the temperature of the fluid can be stably increased in a short time.

本発明の一実施例におけるシリコンおよび炭化ケイ素を含有する流体昇温用フィルターの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the filter for fluid temperature rising containing the silicon | silicone and silicon carbide in one Example of this invention. 本発明の一実施例(13メッシュのフィルターで10秒加熱)におけるマイクロ波照射後の降温過程を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature fall process after the microwave irradiation in one Example (heating for 10 second with a 13 mesh filter) of this invention. 本発明の一実施例(8メッシュのフィルターで10秒加熱)におけるマイクロ波照射後の降温過程を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature-fall process after microwave irradiation in one Example (10-second heating with an 8 mesh filter) of this invention. 本発明の一実施例(8メッシュのフィルターで5秒加熱)におけるマイクロ波照射後の降温過程を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature fall process after the microwave irradiation in one Example (heating for 5 seconds with an 8 mesh filter) of this invention.

本発明の一実施形態について、以下に詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更して実施し得るものである。具体的には、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   One embodiment of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to these explanations, and modifications other than the following exemplifications are made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Can be implemented. Specifically, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

<本発明の流体昇温用フィルター(構造体)>
本発明の流体昇温用(多孔質)フィルターは、シリコンおよび炭化ケイ素を含有しているものである。また、本発明の流体昇温用フィルターは、マイクロ波によって加熱されて用いられるものである。また、本発明の流体昇温用フィルターは、かさ密度が、0.05g/cmよりも高く、0.3g/cm未満の範囲内であることが好ましい。また、本発明の流体昇温用フィルターは、全体に対する上記炭化ケイ素の含有量が、20重量%以上、90重量%以下の範囲内であることが好ましい。また、本発明の流体昇温用フィルターは、全体に対する上記シリコンの含有量が、10重量%以上、80重量%以下の範囲内であることが好ましい。
<Fluid temperature rising filter of the present invention (structure)>
The fluid temperature rising (porous) filter of the present invention contains silicon and silicon carbide. The fluid temperature increasing filter of the present invention is used after being heated by microwaves. Moreover, filters for fluid heating of the present invention has a bulk density of higher than 0.05 g / cm 3, preferably in the range of less than 0.3 g / cm 3. In the fluid temperature rising filter of the present invention, the silicon carbide content relative to the whole is preferably in the range of 20 wt% or more and 90 wt% or less. In the fluid temperature increasing filter of the present invention, the silicon content relative to the whole is preferably in the range of 10 wt% to 80 wt%.

<本発明に用いられる流体>
本発明の流体昇温用フィルター(構造体)において、流体(当該フィルターに通す物質)としては、気体、特にディーゼル排気ガス等のアイドリング時に生じるすす、VOC(Volatile Organic Compounds/揮発性有機化合物)、液体などが挙げられる。
<Fluid used in the present invention>
In the fluid temperature rising filter (structure) of the present invention, as the fluid (substance passed through the filter), soot generated during idling of gas, particularly diesel exhaust gas, VOC (Volatile Organic Compounds), Examples include liquids.

<本発明に用いられる炭化ケイ素>
本発明の流体昇温用フィルターには、炭化ケイ素(SiC)が含有されている。上記フィルター全体に対する上記炭化ケイ素の含有量は、20重量%以上、90重量%以下の範囲内であることが好ましい。
<Silicon carbide used in the present invention>
The fluid temperature rising filter of the present invention contains silicon carbide (SiC). The content of the silicon carbide with respect to the entire filter is preferably in the range of 20% by weight to 90% by weight.

本発明に用いられる炭化ケイ素は、粒径10μm以下、好ましくは5μm以下の粉末であることが好ましい。なお、粒径が大きなものは、ボールミル等により粉砕して微粉化すればよい。   The silicon carbide used in the present invention is preferably a powder having a particle size of 10 μm or less, preferably 5 μm or less. In addition, what has a large particle diameter should just pulverize and pulverize with a ball mill etc.

ここで、炭化ケイ素粉末は、マグネシウム、アルミニウム、チタニウム、クロミウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオビウム、モリブデンおよびタングステンからなる群より選ばれる少なくとも1種の物質との混合物として用いることもできる。   Here, the silicon carbide powder is a mixture with at least one substance selected from the group consisting of magnesium, aluminum, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, zirconium, niobium, molybdenum and tungsten. It can also be used.

なお、炭化ケイ素は、軽量であること、耐熱性を有していること、耐磨耗性や耐食性に優れていること等の利点がある。   Silicon carbide has advantages such as being lightweight, having heat resistance, and being excellent in wear resistance and corrosion resistance.

<本発明に用いられるシリコン>
本発明の流体昇温用フィルターには、シリコン(Si)が含有されている。上記フィルター全体に対する上記シリコンの含有量は、10重量%以上、80重量%以下の範囲内であることが好ましく、30重量%以上、60重量%以下の範囲内であることがより好ましい。
<Silicon used in the present invention>
The fluid temperature rising filter of the present invention contains silicon (Si). The content of the silicon with respect to the entire filter is preferably in the range of 10% by weight to 80% by weight, and more preferably in the range of 30% by weight to 60% by weight.

なお、炭化ケイ素のみでは、かさ密度0.1g/cm程度の強度のある軽量スポンジ状多孔質体は作製が困難であり、このような超軽量多孔質体では、フリーシリコンが含まれる。 Note that it is difficult to produce a lightweight sponge-like porous body having a bulk density of about 0.1 g / cm 3 with silicon carbide alone, and such an ultralight porous body contains free silicon.

本発明に用いられるスラリー用のシリコンは、粒径10μm以下の粉末であることが好ましい。なお、粒径が大きなものは、ボールミル等により粉砕して微粉化すればよい。   The slurry silicon used in the present invention is preferably a powder having a particle size of 10 μm or less. In addition, what has a large particle diameter should just pulverize and pulverize with a ball mill etc.

ここで、シリコン粉末は、マグネシウム、アルミニウム、チタニウム、クロミウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオビウム、モリブデンおよびタングステンからなる群より選ばれる少なくとも1種の物質との混合物として用いることもできる。   Here, the silicon powder is used as a mixture with at least one substance selected from the group consisting of magnesium, aluminum, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, zirconium, niobium, molybdenum and tungsten. You can also.

<本発明に用いられるスラリー中のシリコンに対する炭化ケイ素の重量割合(重量比)>
スラリーにおける樹脂とシリコン粉末との混合比は、原子比でSi/C=0.05〜5.00の範囲内とするのが好ましい。この原子比が0.05未満では、反応焼結で生じる多孔質炭化ケイ素量が少なくなり、発熱体として実用的でない。また、この原子比が5.00を超えると、スラリー中のシリコン粉末量が多くなって沈殿し易くなる。
<Weight ratio (weight ratio) of silicon carbide to silicon in the slurry used in the present invention>
The mixing ratio of the resin and the silicon powder in the slurry is preferably in the range of Si / C = 0.05 to 5.00 in terms of atomic ratio. If this atomic ratio is less than 0.05, the amount of porous silicon carbide produced by reaction sintering is reduced, which is not practical as a heating element. On the other hand, when the atomic ratio exceeds 5.00, the amount of silicon powder in the slurry increases, and precipitation tends to occur.

本発明に用いられるシリコンに対する炭化ケイ素の重量割合(重量比)は、0.1以上、3以下の範囲内であることが好ましく、0.5以上、2以下の範囲内であることがより好ましい。炭化ケイ素粉末重量がシリコン粉末重量の3倍を超えると、混合が不十分となる場合がある。   The weight ratio (weight ratio) of silicon carbide to silicon used in the present invention is preferably in the range of 0.1 or more and 3 or less, and more preferably in the range of 0.5 or more and 2 or less. . If the weight of the silicon carbide powder exceeds 3 times the weight of the silicon powder, mixing may be insufficient.

<本発明におけるマイクロ波加熱>
本発明におけるマイクロ波加熱とは、マイクロ波と被加熱物質との相互作用によって、被加熱物質の内部から熱を生じさせることをいう。その熱は、被加熱物質内の荷電粒子、電気双極子等が、マイクロ波による振動電磁場の影響によって回転または振動するために生じる。
<Microwave heating in the present invention>
The microwave heating in the present invention means that heat is generated from the inside of the material to be heated by the interaction between the microwave and the material to be heated. The heat is generated because charged particles, electric dipoles, and the like in the heated material rotate or vibrate due to the influence of an oscillating electromagnetic field caused by microwaves.

炭化ケイ素のような電気伝導性がある物質は、抵抗成分によってマイクロ波が吸収されて誘導加熱される。しかし、金属のように電気伝導性が高いものは、表面付近で電界をショートしてしまうので、表面付近で放電が生じる。一方、絶縁体は、誘電損失によって誘電加熱される。   A substance having electrical conductivity such as silicon carbide is heated by induction by absorption of microwaves by a resistance component. However, a material having high electrical conductivity such as a metal shorts the electric field near the surface, and thus discharge occurs near the surface. On the other hand, the insulator is dielectrically heated by dielectric loss.

なお、被加熱物の骨格が細いほど、マイクロ波が侵入しやすいので、当該被加熱物の内部まで加熱できると考えられる。   Note that the thinner the skeleton of the object to be heated, the easier it is for microwaves to enter, so it is considered that the object to be heated can be heated.

また、炭化ケイ素が含まれていれば、マイクロ波加熱が可能である。炭化ケイ素の場合、誘導加熱(ジュール発熱)で温度が上がる。これに対して、水の場合、誘電加熱で温度が上がる。さらに、炭化ケイ素の骨格が均一で細い程、均一加熱に適している。   If silicon carbide is contained, microwave heating is possible. In the case of silicon carbide, the temperature rises by induction heating (Joule heating). On the other hand, in the case of water, the temperature rises due to dielectric heating. Furthermore, the uniform and thin silicon carbide skeleton is suitable for uniform heating.

本発明におけるマイクロ波加熱は、マイクロ波吸収物質にマイクロ波を照射することによって行われる。マイクロ波吸収物質にマイクロ波が照射されると、当該マイクロ波吸収物質が自己発熱(自己加熱)することによって加熱が行われる。   The microwave heating in the present invention is performed by irradiating the microwave absorbing material with microwaves. When the microwave absorbing material is irradiated with microwaves, the microwave absorbing material is heated by self-heating (self-heating).

本発明におけるマイクロ波加熱は、マイクロ波を用いて加熱する方法であれば特に限定されず、例えば、(家庭用)電子レンジでの加熱等が挙げられる。家庭用電子レンジでのマイクロ波加熱の場合には、電子レンジ内のマイクロ波の照射が不均一であるため、当該家庭用電子レンジ内部での置き場所、置き方等により多少昇温効果が変化するが、例えば500Wのマイクロ波を10秒照射することによって、100℃の急速加熱が可能である。   The microwave heating in the present invention is not particularly limited as long as it is a method of heating using microwaves, and examples thereof include heating in a (household) microwave oven. In the case of microwave heating in a home microwave oven, the microwave irradiation in the microwave oven is non-uniform, so the temperature rise effect will vary slightly depending on the location and placement in the home microwave oven. However, rapid heating at 100 ° C. is possible, for example, by irradiating a 500 W microwave for 10 seconds.

本発明のシリコンおよび炭化ケイ素を含有するフィルターは、マイクロ波加熱が行われると、当該フィルター自体の温度が上昇する(自己発熱する)。当該フィルターにおける自己発熱の具体例については後述する。   When microwave heating is performed on the filter containing silicon and silicon carbide of the present invention, the temperature of the filter itself increases (self-heats). Specific examples of self-heating in the filter will be described later.

<本発明におけるマイクロ波吸収物質>
本発明におけるマイクロ波吸収物質としては、炭化ケイ素を用いる。
<Microwave Absorbing Substance in the Present Invention>
Silicon carbide is used as the microwave absorbing material in the present invention.

<マイクロ波加熱後のフィルター>
マイクロ波加熱後のフィルターにおいて、表面に金属シリコンが存在している場合には、そのままではアーク放電を生じる危険性がある。そこで、当該表面を酸化処理することによって電気伝導性を下げ、アーク放電を防ぐことが可能である。
<Filter after microwave heating>
In the filter after microwave heating, if metallic silicon is present on the surface, there is a risk of arc discharge if it is left as it is. Therefore, by oxidizing the surface, it is possible to reduce electrical conductivity and prevent arc discharge.

当該表面を酸化処理する方法としては、例えば、電気炉にて空気中、300℃以上、1200℃以下の範囲内の温度で加熱する方法が挙げられる。保持時間は短くてもよい(無しでもよい)。加熱温度は、600℃以上、800℃以下の範囲内が最適である。   Examples of the method for oxidizing the surface include a method of heating in an electric furnace at a temperature in the range of 300 ° C. to 1200 ° C. in air. The holding time may be short (or none). The heating temperature is optimally in the range of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.

ここで、当該表面を酸化処理する方法は、当該表面を加熱酸化処理して、当該表面に数十μmの薄いシリカ(二酸化ケイ素/SiO)層を生じさせることによって、アーク放電を抑えている。 Here, the method for oxidizing the surface suppresses arc discharge by heat-oxidizing the surface to form a thin silica (silicon dioxide / SiO 2 ) layer of several tens of μm on the surface. .

<本発明における耐酸化剤>
上述したように、マイクロ波加熱後のフィルターにおいて、アーク放電を防止するために、当該フィルターの表面を酸化処理することがある。
<Antioxidant in the present invention>
As described above, in the filter after microwave heating, the surface of the filter may be oxidized in order to prevent arc discharge.

そこで、アーク放電を抑えるために、本発明のフィルターの表面が、アルミナ、シリカ、ムライト、酸化チタン、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の耐酸化剤によって被覆(コーティング)されていることが好ましい。また、このコーティング剤が各種触媒やマイクロ波吸収物質、例えば酸化鉄等でもよい。   Therefore, in order to suppress arc discharge, the surface of the filter of the present invention is preferably coated (coated) with an oxidizing agent such as alumina, silica, mullite, titanium oxide, silicon carbide, or silicon nitride. Further, the coating agent may be various catalysts or microwave absorbing materials such as iron oxide.

上記耐酸化剤を被覆する方法は特に限定されないが、例えば、アルミナゾル等の各種ゾル、ポリカルボシラン等の有機ケイ素化合物などの溶液を被覆する方法が挙げられる。また、当該溶液を被覆する方法としては、ディップコーティング法、CVD(chemical vapor deposition/化学蒸着法)、スパッタリング法などが挙げられる。   The method of coating the oxidation-resistant agent is not particularly limited, and examples thereof include a method of coating various sols such as alumina sol and solutions of organosilicon compounds such as polycarbosilane. Examples of the method for coating the solution include dip coating, chemical vapor deposition (CVD), and sputtering.

なお、シリコンおよび炭化ケイ素を含有しているものでは、シリコンの導電性が高いため、アーク放電を生じる。(炭化ケイ素は半導体であり、導電性はあるがアーク放電を生じないと考えられる。一方、シリコンは抵抗が低いので、アーク放電を生じると考えられる。)これを抑えるためには、表面の抵抗を少し高くする必要がある。(絶縁体になるまで表面の抵抗を高くする必要はない。)そのためには、表面を酸化してシリカ層にすればよい。   In the case of containing silicon and silicon carbide, arc discharge is generated because silicon has high conductivity. (Silicon carbide is a semiconductor and has electrical conductivity but is not considered to cause arc discharge. On the other hand, silicon is considered to cause arc discharge because of its low resistance.) To suppress this, surface resistance Need to be a little higher. (There is no need to increase the resistance of the surface until it becomes an insulator.) To that end, the surface may be oxidized to a silica layer.

<本発明の流体昇温用フィルターの製造方法>
本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、シリコン粉末を含有しているスラリーに対して、炭化ケイ素粉末を混合することが好ましい。また、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、上記スラリーが、樹脂および溶媒をさらに含有していることが好ましい。
<Method for Producing Fluid Temperature Raising Filter of the Present Invention>
In the method for producing a fluid temperature rising filter of the present invention, it is preferable to mix silicon carbide powder into a slurry containing silicon powder. In the method for producing a fluid temperature raising filter of the present invention, it is preferable that the slurry further contains a resin and a solvent.

炭素源である樹脂としては、溶媒に溶解して溶液となるものを用いることができ、フェノール樹脂、フラン樹脂、あるいはポリカルボシラン等の有機金属ポリマーなどが例示される。これらから選ばれる一種でもよいし、複数種を混合して用いてもよい。また、添加剤として、炭素粉末、黒鉛粉末、カーボンブラックなどを添加してもよく、骨材や酸化防止剤として窒化ケイ素、ジルコニア、ジルコン、アルミナ、シリカ、ムライト、二ケイ化モリブデン、炭化ホウ素、ホウ素粉末などを添加することもできる。   As the resin that is a carbon source, a resin that dissolves in a solvent to form a solution can be used, and examples thereof include phenol resins, furan resins, and organometallic polymers such as polycarbosilane. One kind selected from these may be used, or a plurality of kinds may be mixed and used. Carbon powder, graphite powder, carbon black, etc. may be added as additives, and silicon nitride, zirconia, zircon, alumina, silica, mullite, molybdenum disilicide, boron carbide, aggregates and antioxidants may be added. Boron powder and the like can also be added.

シリコン粉末は、平均粒径が30μm以下の微粉末が好適である。粒径が大きなものは、ボールミルなどによって粉砕して用いることが好ましい。シリコン粉末は、純シリコン粉末であってもよいし、Mg、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Wなどの金属を含むシリコン合金粉末、あるいは純シリコン粉末とこれらの金属粉末との混合粉末を用いることもできる。   The silicon powder is preferably a fine powder having an average particle size of 30 μm or less. Those having a large particle size are preferably used after being pulverized by a ball mill or the like. The silicon powder may be a pure silicon powder, or a silicon alloy powder containing a metal such as Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, W, Alternatively, a mixed powder of pure silicon powder and these metal powders can be used.

スラリーにおける樹脂を炭素化して得られる炭素とシリコン粉末との混合比は、原子比でSi/C=0.05〜5.00の範囲とするのが好ましい。この原子比が0.05未満では、反応焼結で生じる多孔質炭化ケイ素量が少なくなり、シリコンの溶融含浸が生じない。また、この原子比が5.00を超えると、スラリー中のシリコン粉末量が多くなって沈殿し易くなる。   The mixing ratio of carbon and silicon powder obtained by carbonizing the resin in the slurry is preferably in the range of Si / C = 0.05 to 5.00 in terms of atomic ratio. If this atomic ratio is less than 0.05, the amount of porous silicon carbide produced by reactive sintering is reduced, and no silicon melt impregnation occurs. On the other hand, when the atomic ratio exceeds 5.00, the amount of silicon powder in the slurry increases, and precipitation tends to occur.

また、樹脂とシリコン粉末とを含むスラリーにさらに炭化ケイ素粉末を混合したスラリーを用いることもできる。この場合、炭化ケイ素粉末重量は、シリコン粉末重量の3倍以内の範囲とするのが好ましい。炭化ケイ素粉末重量がシリコン粉末重量の3倍を超えると、混合が不十分となる場合がある。   A slurry obtained by further mixing silicon carbide powder with a slurry containing resin and silicon powder can also be used. In this case, the weight of the silicon carbide powder is preferably within a range of 3 times the weight of the silicon powder. If the weight of the silicon carbide powder exceeds 3 times the weight of the silicon powder, mixing may be insufficient.

スラリー中の固形分濃度は、有機多孔質構造体にスラリーを含浸可能な粘度であれば特に制限されない。また、スラリーに用いられる溶媒は特に制限されないが、樹脂を溶解可能なものが用いられる。スラリーを有機多孔質構造体に含浸するには、単に浸漬して引き上げるだけでもよいし、減圧下で含浸させることも好ましい。   The solid content concentration in the slurry is not particularly limited as long as it is a viscosity capable of impregnating the organic porous structure with the slurry. Moreover, the solvent used in the slurry is not particularly limited, but a solvent capable of dissolving the resin is used. In order to impregnate the organic porous structure with the slurry, it may be simply dipped and pulled up, or is preferably impregnated under reduced pressure.

除去工程では、有機多孔質構造体から余剰のスラリーを除去し、有機多孔質構造体の骨格およびその表面にスラリーが付着した前駆体を形成する。有機多孔質構造体から余剰のスラリーを除去するのは、連続気孔部に充填されたスラリーを除去するためであり、遠心分離、有機多孔質構造体から余剰のスラリーを吸引する方法、あるいは有機多孔質構造体を絞って余剰のスラリーを除去する方法などを用いて行うことができる。余剰のスラリーが除去されることで、有機多孔質構造体の骨格内部や表面にスラリーが付着した前駆体が形成される。   In the removing step, excess slurry is removed from the organic porous structure to form a skeleton of the organic porous structure and a precursor having the slurry attached to the surface thereof. The reason why the excess slurry is removed from the organic porous structure is to remove the slurry filled in the continuous pores, such as centrifugation, a method of sucking the excess slurry from the organic porous structure, or the organic porous structure. For example, a method of squeezing the mass structure to remove excess slurry can be used. By removing the excess slurry, a precursor is formed in which the slurry adheres to the inside or the surface of the organic porous structure.

また、本発明の流体昇温用フィルターの製造方法は、ポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムからなるスポンジに、上記スラリーに対して上記炭化ケイ素を混合した炭化ケイ素含有スラリーを含浸させて、スポンジ状多孔質体を形成する含浸工程、上記スポンジ状多孔質体を炭素化して、炭素化多孔質体を形成する炭素化工程、並びに上記炭素化多孔質体に対して、上記シリコンを反応焼結させる焼成工程、上記シリコンを反応焼結させた後に溶融含浸用シリコンを溶融含浸させる溶融含浸工程を含む。   Also, the method for producing a fluid temperature rising filter of the present invention comprises impregnating a sponge made of polyurethane, polyethylene or rubber with a silicon carbide-containing slurry in which the silicon carbide is mixed with the slurry, thereby forming a sponge-like porous body. An impregnation step for forming the carbonized material, carbonizing the sponge-like porous body to form a carbonized porous body, and a firing step for reacting and sintering the silicon to the carbonized porous body, A melt impregnation step of melt-impregnating the silicon for melt impregnation after the silicon is reactively sintered;

ここで、「・・・後」とは、「・・・の直後」だけでなく、時系列的に「・・・の後」であれば本発明に含まれる。例えば、「シリコンを反応焼結させた後にシリコンを溶融含浸させる」という操作には、「シリコンを反応焼結させた後に、他の工程を行い、該他の工程の後にシリコンを溶融含浸させる」という操作も含まれる。   Here, “... after” is not limited to “immediately after ...”, but “after” is included in the present invention if it is “after”. For example, for the operation of “melting and impregnating silicon after reacting and sintering silicon”, “after reacting and sintering silicon, another step is performed, and after the other step, silicon is melted and impregnated”. This operation is also included.

<本発明に用いられるシリコンを含有しているスラリー、炭化ケイ素含有スラリー>
本発明に用いられるシリコンを含有しているスラリーは、シリコン以外に、他の物質を含有していてもよい。また、本発明に用いられる炭化ケイ素含有スラリーは、シリコンおよび炭化ケイ素以外に、他の物質を含有していてもよい。
<Slurry containing silicon used in the present invention, silicon carbide-containing slurry>
The slurry containing silicon used in the present invention may contain other substances in addition to silicon. Moreover, the silicon carbide containing slurry used for this invention may contain another substance other than silicon and silicon carbide.

<本発明に用いられる溶媒>
本発明に用いられる溶媒としては、特に制限されないが、樹脂を溶解可能なものが用いられ、例えば、エチルアルコール、メチルアルコール等が挙げられる。その中でも、安全性という理由から、エチルアルコールが好ましい。なお、アルコールは、変性アルコールを用いてもよい。
<Solvent used in the present invention>
Although it does not restrict | limit especially as a solvent used for this invention, The thing which can melt | dissolve resin is used, For example, ethyl alcohol, methyl alcohol, etc. are mentioned. Of these, ethyl alcohol is preferred for safety reasons. In addition, you may use denatured alcohol as alcohol.

<ポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムからなるスポンジ>
本発明におけるポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムからなるスポンジは、ポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムを主成分とする吸水性のあるものであれば特に限定されない。すなわち、ポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムを主成分としていれば、ポリウレタン、ポリエチレン、ゴム以外の物質が含まれていても本発明に含まれる。なお、本発明では、ポリウレタンからなるスポンジでセル膜を除去したものを用いることが最も好ましい。
<Sponge made of polyurethane, polyethylene or rubber>
The sponge made of polyurethane, polyethylene or rubber in the present invention is not particularly limited as long as it has water absorbability mainly composed of polyurethane, polyethylene or rubber. That is, if polyurethane, polyethylene, or rubber is the main component, the present invention includes substances other than polyurethane, polyethylene, and rubber. In the present invention, it is most preferable to use a polyurethane sponge from which the cell membrane has been removed.

<本発明の流体昇温用フィルターの好適な製造方法>
本発明のシリコンおよび炭化ケイ素を含有する流体昇温用フィルターの製造方法は、上記スポンジにシリコン粉末あるいは更に炭化ケイ素粉末を含むスラリーを含浸させた後、連続気孔部に充填されたスラリーを除去する。
<The suitable manufacturing method of the fluid temperature rising filter of this invention>
In the method for producing a fluid temperature rising filter containing silicon and silicon carbide according to the present invention, after the sponge is impregnated with a slurry containing silicon powder or further silicon carbide powder, the slurry filled in the continuous pores is removed. .

本発明のシリコンおよび炭化ケイ素を含有する流体昇温用フィルターの製造方法は、スラリー含浸後に、乾燥させることが好ましい。乾燥は、70〜90℃で3時間程度行うことが好ましい。   The method for producing a fluid temperature rising filter containing silicon and silicon carbide of the present invention is preferably dried after impregnation with slurry. The drying is preferably performed at 70 to 90 ° C. for about 3 hours.

また、本発明のシリコンおよび炭化ケイ素を含有する流体昇温用フィルターの製造方法は、上記スポンジにシリコン粉末あるいは更に炭化ケイ素粉末を含むスラリーを含浸させた後、該スポンジを絞ることが好ましい。上記スポンジを絞る方法は、特に限定されない。   In the method for producing a fluid temperature rising filter containing silicon and silicon carbide of the present invention, the sponge is preferably squeezed after impregnating the sponge with a slurry containing silicon powder or further silicon carbide powder. The method for squeezing the sponge is not particularly limited.

本発明のシリコンおよび炭化ケイ素を含有する流体昇温用フィルターは、例えば、以下のようにして得ることができる。   The fluid temperature rising filter containing silicon and silicon carbide of the present invention can be obtained, for example, as follows.

まず、ポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムからなるスポンジに、シリコン粉末あるいは更に炭化ケイ素粉末を含むスラリーを含浸後、余剰のスラリーを除去し、不活性雰囲気下において800℃〜1300℃で炭素化する。有機物の熱分解を促進するためには、より好適には900℃〜1300℃にて炭素化する。このようにして得られる炭素化多孔質体は、上記スポンジが熱分解してなくなるため、樹脂等が炭素化した炭素部分とシリコン粉末あるいは更に炭化ケイ素粉末とが混ざり合った構造体として得られる。   First, a sponge made of polyurethane, polyethylene or rubber is impregnated with a slurry containing silicon powder or further silicon carbide powder, and then excess slurry is removed and carbonized at 800 ° C. to 1300 ° C. in an inert atmosphere. In order to promote the thermal decomposition of organic matter, carbonization is more preferably performed at 900 ° C to 1300 ° C. The carbonized porous body obtained in this way is obtained as a structure in which the sponge is no longer thermally decomposed, so that a carbon portion obtained by carbonizing a resin and the like and silicon powder or further silicon carbide powder are mixed.

次いで、この炭素化多孔質体を真空あるいは不活性ガスの雰囲気下で1300℃以上の温度で炭素とシリコン粉末とを反応焼結させ、溶融シリコンと濡れ性のよいポーラスな炭化ケイ素を生成し(この反応は約38%の体積減少を伴う)、この炭化ケイ素と残存炭素とに、真空あるいは不活性ガスの雰囲気下、1400℃〜1800℃で更にシリコンを溶融含浸させることによって、上記スポンジの形とほぼ同一形状のシリコンおよび炭化ケイ素を含有するフィルターを得ることができる。溶融含浸用シリコンは、粉末状、顆粒状、あるいは塊状でもよい。   Next, the carbonized porous body is subjected to reaction sintering of carbon and silicon powder at a temperature of 1300 ° C. or higher in a vacuum or an inert gas atmosphere to produce molten silicon and porous silicon carbide having good wettability ( This reaction is accompanied by a volume reduction of about 38%). The silicon carbide and the remaining carbon are further melt impregnated with silicon at 1400 ° C. to 1800 ° C. in a vacuum or an inert gas atmosphere to form the sponge. And a filter containing silicon and silicon carbide having substantially the same shape can be obtained. The melt-impregnating silicon may be in the form of powder, granules, or lumps.

上記スラリーは、上記条件を満足することができるようにその配合条件を適宜設定すればよく、その配合条件は、特に限定されるものではない。また、上記スラリーは、使用成分等に応じて、上記スポンジに付着させるのに適した濃度に設定されていることが望ましく、フェノール樹脂と溶媒(例えばエタノール)との重量割合を例に挙げれば、15〜50重量%程度の濃度に調整されていることが好ましく、20〜40重量%程度の濃度に調整されていることがより好ましい。   The said slurry should just set the mixing condition suitably so that the said conditions can be satisfied, and the mixing condition is not specifically limited. In addition, the slurry is preferably set to a concentration suitable for adhering to the sponge, depending on the components used, and the weight ratio between the phenol resin and the solvent (for example, ethanol) is taken as an example. The concentration is preferably adjusted to about 15 to 50% by weight, and more preferably adjusted to about 20 to 40% by weight.

<本発明における流体の温度を上昇させる方法>
本発明における流体の温度を上昇させる方法は、シリコンおよび炭化ケイ素を含有している構造体をマイクロ波によって加熱(マイクロ波加熱)する工程、および加熱された該構造体に流体を通過させる工程を包含する方法である。
<Method for Increasing Fluid Temperature in the Present Invention>
The method for increasing the temperature of a fluid in the present invention includes a step of heating a structure containing silicon and silicon carbide by microwaves (microwave heating), and a step of passing a fluid through the heated structure. It is a method of inclusion.

本発明に用いられる構造体としては、フィルター等が挙げられる。また、シリコン、炭化ケイ素、マイクロ波加熱、流体の説明については上述したとおりである。   A filter etc. are mentioned as a structure used for this invention. The explanation of silicon, silicon carbide, microwave heating, and fluid is as described above.

以下に、本発明の流体昇温用フィルターおよびその製造方法について、実施例を用いてより具体的に説明する。ただし、本発明の流体昇温用フィルターおよびその製造方法は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。   Hereinafter, the fluid temperature increasing filter of the present invention and the manufacturing method thereof will be described in more detail with reference to examples. However, the fluid temperature rising filter of the present invention and the manufacturing method thereof are not limited to the following examples.

〔実施例1〕
フェノール樹脂の炭素化による炭素と、シリコンとのモル比がSi/C=1になる割合にて、フェノール樹脂と、シリコン粉末(平均粒径約20μm)との混合量を設定し、さらに、シリコン粉末の重量に対して0.5倍の重量の炭化ケイ素粉末(平均粒径約3μm)を添加し、シリコン粉末の重量に対して約3.3倍の重量のエチルアルコールによってフェノール樹脂を溶解してスラリーを調製し、シリコン粉末の粒径を小さくするために1日間ボールミルにて混合した。
[Example 1]
The mixing amount of the phenol resin and the silicon powder (average particle size of about 20 μm) is set at a ratio in which the molar ratio of carbon to silicon by the carbonization of the phenol resin is Si / C = 1, and silicon Add 0.5 times the weight of silicon carbide powder (average particle size of about 3 μm) to the weight of the powder, and dissolve the phenolic resin with ethyl alcohol about 3.3 times the weight of the silicon powder. A slurry was prepared and mixed in a ball mill for 1 day in order to reduce the particle size of the silicon powder.

そして、8および13メッシュ(セル数/インチ)のポリウレタンスポンジ(イノアック社製、商品名「モルトフィルター」)に、この分散スラリーを含浸させ、余分なスラリーを絞って除去した後、70℃で3時間乾燥して、乾燥サンプルを得た。その後、乾燥サンプルを、アルゴンガス雰囲気下にて1000℃で加熱して炭素化した。   Then, this dispersed slurry was impregnated into 8 and 13 mesh (cell number / inch) polyurethane sponge (trade name “Malt filter”, manufactured by Inoac Co., Ltd.), and the excess slurry was squeezed and removed. Dry for a time to obtain a dry sample. Thereafter, the dry sample was carbonized by heating at 1000 ° C. under an argon gas atmosphere.

次に、適量のシリコン顆粒を炭素化した炭素質スポンジ状多孔体の表面に置き、真空中にて1450℃で1時間焼成した。この焼成では、まずシリコンの融点(約1410℃)以下の温度にて、炭素がシリコン粉末と反応して、多孔質の炭化ケイ素と未反応の炭素とが形成された。さらに、シリコンの融点以上の温度にて、シリコン顆粒が溶融し、未反応の炭素と反応して炭化ケイ素が生成されるとともに、余剰の金属シリコンによって反応焼結したスポンジ状多孔体の架橋部分が補強され、Si/SiCフィルター(シリコンおよび炭化ケイ素を含有するフィルター)を得た。このSi/SiCフィルター形状は、約5.5cm×3cm×3cmであった。   Next, an appropriate amount of silicon granules was placed on the surface of the carbonized porous carbonaceous sponge and fired at 1450 ° C. for 1 hour in a vacuum. In this firing, carbon reacted with silicon powder at a temperature below the melting point of silicon (about 1410 ° C.) to form porous silicon carbide and unreacted carbon. Furthermore, at a temperature equal to or higher than the melting point of silicon, the silicon granules melt and react with unreacted carbon to form silicon carbide, and the cross-linked portion of the sponge-like porous body reacted and sintered with excess metal silicon Reinforced to obtain a Si / SiC filter (a filter containing silicon and silicon carbide). The Si / SiC filter shape was about 5.5 cm × 3 cm × 3 cm.

家庭用電子レンジを用いて、得られたSi/SiCフィルターのマイクロ波加熱実験を200ワットにて行った。具体的には、ターンテーブルの上にアルミナの板を置き、その上にSi/SiCフィルターを置き、所定の時間加熱後、扉を開けて、サーモグラフィにて表面を測温した。   The microwave heating experiment of the obtained Si / SiC filter was conducted at 200 watts using a household microwave oven. Specifically, an alumina plate was placed on a turntable, a Si / SiC filter was placed thereon, heated for a predetermined time, the door was opened, and the surface was measured by thermography.

その結果、10秒後における13メッシュのSi/SiCフィルターは162℃であり、10秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは104℃であった。また、5秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは51℃であった。   As a result, the 13-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 162 ° C., and the 8-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 104 ° C. The 8 mesh Si / SiC filter after 5 seconds was 51 ° C.

〔実施例2〕
シリコン粉末の重量に対して1倍の重量の炭化ケイ素粉末を添加し、分散スラリーを調製したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。
[Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed, except that a silicon carbide powder having a weight of 1 times the weight of the silicon powder was added to prepare a dispersion slurry.

その結果、10秒後における13メッシュのSi/SiCフィルターは156℃であり、10秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは98℃であった。また、5秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは61℃であった。   As a result, the 13-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 156 ° C., and the 8-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 98 ° C. Moreover, the 8 mesh Si / SiC filter after 5 seconds was 61 degreeC.

〔実施例3〕
シリコン粉末の重量に対して2倍の重量の炭化ケイ素粉末を添加し、分散スラリーを調製したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。
Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that a silicon carbide powder having a weight twice that of the silicon powder was added to prepare a dispersion slurry.

その結果、10秒後における13メッシュのSi/SiCフィルターは138℃であり、10秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは108℃であった。また、5秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは60℃であった。   As a result, the 13-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 138 ° C., and the 8-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 108 ° C. The 8 mesh Si / SiC filter after 5 seconds was 60 ° C.

〔実施例4〕
シリコン粉末の重量に対して0倍の重量の炭化ケイ素粉末を添加し(炭化ケイ素粉末を添加せずに)、分散スラリーを調製したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。
Example 4
The same operation as in Example 1 was performed except that the silicon carbide powder having a weight 0 times the weight of the silicon powder was added (without adding the silicon carbide powder) to prepare a dispersion slurry.

その結果、10秒後における13メッシュのSi/SiCフィルターは140℃であり、10秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは98℃であった。また、5秒後における8メッシュのSi/SiCフィルターは48℃であった。   As a result, the 13-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 140 ° C., and the 8-mesh Si / SiC filter after 10 seconds was 98 ° C. The 8 mesh Si / SiC filter after 5 seconds was 48 ° C.

〔実施例まとめ〕
実施例1〜4の結果を表1にまとめた。
(Example summary)
The results of Examples 1 to 4 are summarized in Table 1.

実施例1〜4では、炭化ケイ素粉末を添加して分散スラリーを調製したことによって、マイクロ波加熱を行った場合に、無添加の場合と比べてSi/SiCフィルターの温度を少し上昇させることができるという結果になった。   In Examples 1 to 4, by adding silicon carbide powder and preparing a dispersion slurry, when microwave heating is performed, the temperature of the Si / SiC filter can be slightly increased compared to the case of no addition. The result was that it was possible.

ここで、図1は、Si/SiCフィルターにおける観察の結果を示す平面図(写真)である。   Here, FIG. 1 is a plan view (photograph) showing the result of observation in the Si / SiC filter.

図1に示されたSi/SiCフィルターにおいて、開気孔率は約95%であり、かさ密度は約0.1g/cmである。ただし、上記開気孔率および上記密度は調整可能であり、該密度は0.1g/cmよりも高くすることが可能である。また、図1に示されたSi/SiCフィルターにおいて、BET(Brunauer Emmett Teller)比表面積は0.1m/g以下である。また、図1に示されたSi/SiCフィルターは、低圧力損失を有している。また、図1に示されたSi/SiCフィルターは、耐熱性および耐熱衝撃性を有している。さらに、図1に示されたSi/SiCフィルターは、角が鋭いので、原料のポリウレタンスポンジとほぼ同じ構造を有していることが分かる。 In the Si / SiC filter shown in FIG. 1, the open porosity is about 95% and the bulk density is about 0.1 g / cm 3 . However, the open porosity and the density can be adjusted, and the density can be higher than 0.1 g / cm 3 . Further, in the Si / SiC filter shown in FIG. 1, the BET (Brunauer Emmett Teller) specific surface area is 0.1 m 2 / g or less. Further, the Si / SiC filter shown in FIG. 1 has a low pressure loss. Further, the Si / SiC filter shown in FIG. 1 has heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, it can be seen that the Si / SiC filter shown in FIG. 1 has almost the same structure as that of the raw material polyurethane sponge because of its sharp corners.

また、図2〜4は、実施例1〜4におけるマイクロ波照射後の降温過程を示すグラフである。図2は13メッシュのフィルターで10秒加熱、図3は8メッシュフィルターで10秒加熱、図4は8メッシュフィルターで5秒加熱の結果である。図2〜4において、(a)は実施例3の結果を示し、(b)は実施例2の結果を示し、(c)は実施例1の結果を示し、(d)は実施例4の結果を示している。   Moreover, FIGS. 2-4 is a graph which shows the temperature fall process after the microwave irradiation in Examples 1-4. 2 shows the result of heating with a 13 mesh filter for 10 seconds, FIG. 3 shows the result of heating with an 8 mesh filter for 10 seconds, and FIG. 4 shows the result of heating with an 8 mesh filter for 5 seconds. 2 to 4, (a) shows the result of Example 3, (b) shows the result of Example 2, (c) shows the result of Example 1, and (d) shows the result of Example 4. Results are shown.

なお、実施例における実験中、一部にアーク放電を生じるサンプルがあった。このサンプルを空気中にて800℃で加熱酸化して、当該サンプルの表面に数十μmの薄いシリカ(二酸化ケイ素、SiO)層を生じさせることによって、このアーク放電を抑えることができた。また、この加熱酸化処理による昇温特性への影響は見られなかった。加熱酸化処理後において、Si/SiCフィルターの表面はシリカ層になっているので、導電性は無い。 In addition, there was a sample that caused arc discharge in part during the experiment in the examples. This arc discharge could be suppressed by oxidizing the sample in air at 800 ° C. to form a thin silica (silicon dioxide, SiO 2 ) layer of several tens of μm on the surface of the sample. Moreover, the influence on the temperature rising characteristic by this heat oxidation treatment was not seen. Since the surface of the Si / SiC filter is a silica layer after the heat oxidation treatment, it is not conductive.

本発明のシリコンおよび炭化ケイ素を含有する流体昇温用フィルターは、マイクロ波加熱が行われることによって、短時間での気体の加熱処理、特にディーゼル排気ガス等のアイドリング時に生じるすすの瞬時加熱処理やVOC(Volatile Organic Compounds/揮発性有機化合物)の酸化分解処理などに利用することができる。   The fluid temperature rising filter containing silicon and silicon carbide of the present invention is a gas heating process in a short time, particularly a soot instantaneous heating process that occurs during idling of diesel exhaust gas, etc. by microwave heating. It can be used for oxidative decomposition treatment of VOC (Volatile Organic Compounds).

Claims (5)

シリコンおよび炭化ケイ素を含有しており、
マイクロ波によって加熱されて用いられることを特徴とする流体昇温用フィルター。
Contains silicon and silicon carbide,
A filter for heating a fluid, wherein the filter is used by being heated by a microwave.
かさ密度が、0.05g/cmよりも高く、0.3g/cm未満の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の流体昇温用フィルター。 Bulk density higher than 0.05 g / cm 3, the filter fluid heating according to claim 1, characterized in that in the range of less than 0.3 g / cm 3. 上記炭化ケイ素を含有するセラミックスからなるスポンジ状の立体骨格部および該立体骨格部の間に形成された連続気孔部を有する炭化ケイ素系多孔質構造体と、
上記シリコンを含有する、上記立体骨格部の表面に形成された金属シリコン層と、
上記金属シリコン層の少なくとも一部が酸化されて形成された酸化ケイ素層と、
からなることを特徴とする請求項1または2に記載の流体昇温用フィルター。
A silicon carbide-based porous structure having a sponge-like three-dimensional skeleton made of ceramics containing silicon carbide and a continuous pore formed between the three-dimensional skeleton,
A metal silicon layer formed on the surface of the three-dimensional skeleton containing the silicon;
A silicon oxide layer formed by oxidizing at least a part of the metal silicon layer;
The fluid temperature rising filter according to claim 1, wherein the filter is for heating a fluid.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の流体昇温用フィルターを製造する方法であって、
シリコン粉末を含有しているスラリーに対して、あるいは更に炭化ケイ素粉末を混合し、
上記スラリーが、溶媒をさらに含有しており、
ポリウレタン、ポリエチレンまたはゴムからなるスポンジに、上記スラリーを含浸させて、該スラリーが連続気孔部を塞がないように該スポンジ絞り、その後、該スポンジを乾燥させてスポンジ状多孔質体を形成する含浸工程、
上記スポンジ状多孔質体を炭素化して、炭素化多孔質体を形成する炭素化工程、
上記炭素化多孔質体に対して、シリコンと炭素とを反応焼結させて反応焼結体を形成する焼成工程、並びに
上記反応焼結体に対して、更にシリコンを溶融含浸させる溶融含浸工程
を包含する
ことを特徴とする流体昇温用フィルターの製造方法。
It is a method of manufacturing the fluid temperature rising filter according to any one of claims 1 to 3,
Mixing silicon carbide powder with the slurry containing silicon powder, or further,
The slurry further contains a solvent,
Impregnation in which a sponge made of polyurethane, polyethylene or rubber is impregnated with the slurry, and the sponge is squeezed so that the slurry does not block the continuous pores, and then the sponge is dried to form a sponge-like porous body. Process,
Carbonizing the sponge-like porous body to form a carbonized porous body,
A firing step in which silicon and carbon are reacted and sintered to form a reaction sintered body on the carbonized porous body, and a melt impregnation step in which silicon is further melted and impregnated into the reaction sintered body. A method for producing a fluid temperature rising filter, comprising:
上記溶融含浸工程にて立体骨格部の表面に形成された金属シリコン層の少なくとも一部を酸化して、該立体骨格部に酸化ケイ素層を形成する酸化工程をさらに包含することを特徴とする請求項4に記載の流体昇温用フィルターの製造方法。   The method further comprises an oxidation step of oxidizing at least a part of the metal silicon layer formed on the surface of the three-dimensional skeleton portion in the melt impregnation step to form a silicon oxide layer on the three-dimensional skeleton portion. Item 5. A method for producing a fluid temperature increasing filter according to Item 4.
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