氧化铝多孔质体及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201380031653.X | 申请日 | 2013-05-17 | 公开(公告)号 | CN104364222A | 公开(公告)日 | 2015-02-18 |
| 申请人 | 株式会社则武; | 发明人 | 渡边裕和; N·N·巴拉高帕; | ||||
| 摘要 | 提供即使在较低的 温度 进行烧成也具有较大的强度、孔隙率较高且孔径较大的 氧 化 铝 多孔质体及其制造方法。作为 骨料 的氧化 铝粒 子(16)之间，通过由作为Si系化合物(18)的 莫来石 或 高岭石 和作为稀土类氧化物(20)的氧化钇合成的化合物(22)即Y2Si2O7( 硅 酸钇)而结合。因此，例如，即使在烧成温度为1450℃的较低的温度对较大的粒径例如15μm～50μm的范围的粒径的氧化铝粒子(16)进行 烧结 的情况下，氧化铝粒子(16)之间通过Y2Si2O7而结合，也能够得到良好的结合强度，因此能够得到即使在较低的温度进行烧成也具有较大的平均径向抗压强度(MPa)、孔隙率(％)较高且平均孔径(μm)较大的氧化铝多孔质体(10)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种氧化铝多孔质体，是通过将作为骨料的氧化铝粒子之间结合而构建的氧化铝多孔质体，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 氧化铝多孔质体及其制造方法技术领域背景技术[0002] 由陶瓷多孔质体制成的陶瓷过滤器、在该陶瓷多孔质体的表面形成有无机多孔质膜(氧化铝、二氧化硅、沸石等)的分离膜过滤器，在石油化学、食品化学、能源产业中被使用于气体、液体的分离、过滤。另外，上述那样的陶瓷多孔质体，为了使气体、液体大量通过，期望具有充分的机械强度、以及尽可能大的孔径和高的孔隙率，必须使用较大的粒径的陶瓷原料进行烧成，但如果粒径大，则例如氧化铝粒子那样耐火度高的物质如果不在例如1700℃以上的较高的温度进行烧结则得不到必要的强度。因此，作为上述问题的对策，例如，在专利文献1中提出了添加特定量的有机造孔剂的方法，在专利文献2、3等中提出了使用适量的烧结助剂(玻璃成分、SiO2、MgO、ZrO2等)的方法。另外，在专利文献4中，提出了为维持高的孔隙率并维持高强度，而将粗粒氧化铝(5～50μm)和细粒氧化铝(2μm以下)混合并在低于1700℃的温度1600℃进行烧成的方法。 [0003] 另外，以往为了制造在上述那样的陶瓷多孔质体上形成有细粒氧化铝等的无机多孔质膜的二层结构的陶瓷过滤器，调制含有与构成该陶瓷多孔质体的粒子相比粒径小的粒子的浆液，并将该浆液涂布在进行了一次烧成的陶瓷多孔质体的表面，然后进行再次烧成，由此得到使该浆液烧结了的多孔质薄膜。但是，随着低成本化、膜材料的高性能化、薄膜化推进，在上述那样的二层结构的陶瓷过滤器的制造中，期望下述工序：在将对例如陶瓷粒子添加成形助剂并捏合而成的物质成形为规定形状的陶瓷多孔质体的坯体上，涂布上述浆液，并将这些坯体和上述浆液同时进行烧成。再者，上述坯体，是将对例如陶瓷粒子添加成形助剂并捏合而成的物质成形为规定形状的未烧成的陶瓷多孔质体。 [0004] 但是，在上述那样的坯体上涂布浆液并将这些坯体和浆液同时进行烧成的情况下，一般而言将包含细粒氧化铝的浆液烧结为多孔质薄膜的烧成温度较低为1450℃以下，因此如果例如在专利文献4所示的用于将氧化铝多孔质体进行烧成的1600℃左右的烧成温度进行烧成，则在该多孔质薄膜中形成过度的烧结而进行致密化，因此存在不能适用于陶瓷过滤器这样的问题。 [0005] 现有技术文献 [0006] 专利文献1：日本特表2010-512302号公报 [0007] 专利文献2：日本特公平5-21605号公报 [0008] 专利文献3：日本特开平1-317178号公报 [0009] 专利文献4：日本特开昭62-252381号公报 [0010] 专利文献5：日本特开2007-268463号公报 发明内容[0011] 为解决这样的问题，一般而言出于降低氧化铝多孔质体的烧成温度的目的，添加例如玻璃成分作为烧结助剂进行烧成，作为烧结助剂成分的玻璃成分，在烧成中、在主原料陶瓷内固溶并促进烧结，另一方面，存在下述问题：固溶了的玻璃成分将陶瓷多孔质体中的细孔填埋，使陶瓷多孔质体的透过性能降低，进而成为过滤器的性能降低的要因。另外，还存在下述问题：制造在上述陶瓷多孔质体上形成有氧化铝等的无机多孔质膜的二层结构的陶瓷过滤器时，在烧成时玻璃成分向无机多孔质膜扩散，将无机多孔质膜的细孔填埋，使多孔质膜的透过性能降低，进而成为过滤器的性能降低的要因。 [0012] 在专利文献5中，示出了使作为烧结助剂使用的玻璃成分通过碱处理而从陶瓷多孔质体溶出，由此解决该问题的提案。但是，在专利文献5所示的方法中，存在由于通过碱处理，不仅玻璃成分，主原料陶瓷也溶出，因此不能避免陶瓷多孔质体的强度降低这样的问题。 [0013] 本发明是以上述状况为背景而完成的，其目的是提供即使即使在较低的温度进行烧成也具有较大的强度、孔隙率较高且孔径较大的氧化铝多孔质体及其制造方法。 [0014] 本发明人等以上述状况为背景反复进行了各种研讨，结果发现通过向作为骨料的氧化铝粒子添加Si化合物例如莫来石、高岭石等和选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种稀土类氧化物，并在1450℃以下的烧成温度进行烧成，能够得到即使在氧化铝粒子的粒径较大的情况下也具有较大的强度的氧化铝多孔质体，即具有较大的强度、孔隙率较高且孔径较大的氧化铝多孔质体。认为这是在作为骨料的氧化铝粒子之间，通过所添加的上述Si系化合物和上述稀土类氧化物被烧成而合成化合物(RXSiYO2(R＝稀土类元素))，该化合物将氧化铝粒子之间结合，由此即使在氧化铝粒子的粒径大的情况下也能够得到良好的结合强度。本发明是基于这样的见解而完成的。 [0015] 为达成上述目的的本发明的氧化铝多孔质体的要旨是：(a)一种氧化铝多孔质体，通过将作为骨料的氧化铝粒子之间结合而构建；(b)上述作为骨料的氧化铝粒子之间，通过由Si系化合物和选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种稀土类氧化物合成的化合物(RXSiYOZ(R＝稀土类元素))而结合。 [0016] 根据本发明的氧化铝多孔质体，上述作为骨料的氧化铝粒子之间，通过由Si系化合物和选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种稀土类氧化物合成的化合物(RXSiYOZ(R＝稀土类元素))而结合。因此，例如，即使在较低的温度将大粒径的氧化铝粒子进行烧结的情况下，所述氧化铝粒子之间也能够通过所述化合物(RXSiYOZ(R＝稀土类元素))结合，也能够得到良好的结合强度，因此即使在较低的温度进行烧成也能够得到具有较大的强度、孔隙率较高且孔径较大的氧化铝多孔质体。 [0017] 在此，优选所述氧化铝多孔质体被使用于在该氧化铝多孔质体上形成无机多孔质膜的二层结构的陶瓷多孔质体。为此，在较低的温度使所述氧化铝多孔质体被烧结，因此例如即使在将对氧化铝粒子添加成形助剂并捏合而成的物质成形为规定形状的氧化铝多孔质体的坯体上，涂布使所述无机多孔质膜形成的浆液，并将这些坯体和浆液同时进行烧成，也能够抑制所述无机多孔质膜的烧结导致的致密化的进行。 [0018] 另外，优选使用莫来石作为所述Si系化合物，使用Y2O3作为所述稀土类氧化物，使它们的摩尔比成为0.5～7.5的范围内而进行混合。因此，即使在较低的温度将大粒径的氧化铝粒子进行烧结的情况下，也能够使所述氧化铝多孔质体的强度很好地提高。 [0019] 另外，优选使用高岭石作为所述Si系化合物，使用Y2O3作为所属稀土类氧化物，使它们的摩尔比成为0.2～6.2的范围内而进行混合。因此，即使在较低的温度将大粒径的氧化铝粒子进行烧结的情况下，也能够使所述氧化铝多孔质体的强度很好地提高。 [0020] 另外，优选采用包括以下工序的制造方法来制造氧化铝多孔质体：(a)第1混合工序，该工序在作为骨料的氧化铝粒子中混合Si系化合物和选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种稀土类氧化物；(b)成形工序，该工序将通过所述第1混合工序混合了的材料成形为规定形状；以及(c)烧成工序，该工序将通过所述成形工序成形出的成形体，在所述化合物能够被合成且通过其熔融而将所述氧化铝粒子之间结合的烧成温度进行烧成。 [0021] 根据所述氧化铝多孔质体的制造方法，在所述第1混合工序中在作为骨料的氧化铝粒子中混合Si系化合物和选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种稀土类氧化物，在所述成形工序中将通过所述第1混合工序混合了的材料成形为规定形状，在所述烧成工序中将通过所述成形工序成形出的成形体，在所述化合物被合成且通过其熔融而将所述氧化铝粒子之间结合的烧成温度进行烧成，由此能够制造即使在较低的温度进行烧成也具有较大的强度、孔隙率较高且孔径较大的氧化铝多孔质体。 [0022] 另外，优选在所述氧化铝多孔质体的制造方法中，所述第1混合工序，使用莫来石作为所述Si系化合物，使用Y2O3作为所述稀土类氧化物，使它们的摩尔比成为0.5～7.5的范围内而进行混合。因此，即使在较低的温度将大粒径的氧化铝粒子进行烧结的情况下，也能够使所述氧化铝多孔质体的强度很好地提高。 [0023] 另外，优选在所述氧化铝多孔质体的制造方法中，所述第1混合工序，使用高岭石作为所述Si系化合物，使用Y2O3作为所述稀土类氧化物，使它们的摩尔比成为0.2～6.2的范围内而进行混合。因此，即使在较低的温度将大粒径的氧化铝粒子进行烧结的情况下，也能够使所述氧化铝多孔质体的强度很好地提高。 [0024] 另外，优选采用包括以下工序的制造方法来制造在氧化铝多孔质体上形成无机多孔质膜的二层结构的陶瓷多孔质体：(a)第1混合工序，该工序在作为骨料的氧化铝粒子中混合Si系化合物和选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种稀土类氧化物；(b)成形工序，该工序将通过所述第1混合工序混合了的材料成形为规定形状；(c)第2混合工序，该工序使有机粘合剂和水混合于构成所述无机多孔质膜的无机粉末中而调制浆液；(d)浆液涂布工序，该工序使通过所述第2混合工序调制出的浆液，层状地附着在通过所述成形工序成形出的成形体的表面；以及(e)烧成工序，该工序将通过所述浆液涂布工序而层状附着有浆液的成形体，在所述化合物被合成且通过其熔融而将所述氧化铝粒子之间结合的烧成温度下进行烧成。 [0025] 根据在所述氧化铝多孔质体上形成无机多孔质膜的二层结构的陶瓷多孔质体的制造方法，在所述第1混合工序中在作为骨料的氧化铝粒子中混合Si系化合物和选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种稀土类氧化物，在所述成形工序中将通过所述第1混合工序混合了的材料成形为规定形状，在所述第2混合工序中使有机粘合剂和水混合于构成所述无机多孔质膜的无机粉末中而调制浆液，在所述浆液涂布工序中使所述第2混合工序调制出的浆液，层状地附着在通过所述成形工序成形出的成形体的表面，在所述烧成工序中将通过所述浆液涂布工序而层状附着有浆液的成形体，在所述化合物被合成且通过其熔融而将所述氧化铝粒子之间结合的烧成温度进行烧成，由此能够制造很好地抑制了致密化的进行的无机多孔质膜形成在氧化铝多孔质体上的二层结构的陶瓷多孔质体。 [0026] 另外，优选在所述氧化铝多孔质体上形成无机多孔质膜的二层结构的陶瓷多孔质体的制造方法中，所述第1混合工序，使用莫来石作为所述Si系化合物，使用Y2O3作为所述稀土类氧化物，使它们的摩尔比在0.5～7.5的范围内而进行混合。因此，即使在较低的温度将大粒径的氧化铝粒子进行烧结的情况下，也能够使所述氧化铝多孔质体的强度很好地提高。 [0027] 另外，优选在所述氧化铝多孔质体上形成无机多孔质膜的二层结构的陶瓷多孔质体的制造方法中，所述第1混合工序，使用高岭石作为所述Si系化合物，使用Y2O3作为所述稀土类氧化物，使它们的摩尔比在0.2～6.2的范围内而进行混合。因此，即使在较低的温度将大粒径的氧化铝粒子进行烧结的情况下，也能够使所述氧化铝多孔质体的强度很好地提高。附图说明 [0028] 图1是将本发明的氧化铝多孔质体的一部分放大表示的示意图。 [0029] 图2是对图1的氧化铝多孔质体的制造方法进行说明的工序图。 [0030] 图3是表示在图2的制造方法中向氧化铝粒子添加莫来石和氧化钇而制造出的氧化铝多孔质体的平均径向抗压强度的测定结果的图。 [0031] 图4是分别表示图3的实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体的平均径向抗压强度(MPa)的图。 [0032] 图5是分别表示图3的实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体的平均孔径(μm)的图。 [0033] 图6是分别表示图3的实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体的孔隙率(％)的图。 [0034] 图7是表示将图3的实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体分别通过粉末X射线衍射测定出的粉末衍射X射线图案。 [0036] 图9是表示通过扫描型电子显微镜拍摄图3的实施例品2的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0037] 图10是表示通过扫描型电子显微镜拍摄图3的实施例品3的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0038] 图11是表示通过扫描型电子显微镜拍摄图3的比较例品3的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0039] 图12是表示通过扫描型电子显微镜拍摄图3的比较例品4的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0040] 图13是表示通过扫描型电子显微镜拍摄图3的比较例品1的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0041] 图14是表示通过扫描型电子显微镜拍摄图3的比较例品5的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0042] 图15是表示在图2的制造方法中向氧化铝粒子添加高岭石和氧化钇而制造出的氧化铝多孔质体的平均径向抗压强度等的测定结果的图。 [0043] 图16是分别表示图15的实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体的平均径向抗压强度(MPa)的图。 [0044] 图17是分别表示图15的实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体的平均孔径(μm)的图。 [0045] 图18是分别表示图15的实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体的孔隙率(％)的图。 [0046] 图19是表示将图15的实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体分别通过粉末X射线衍射测定出的粉末衍射X射线图案。 [0047] 图20是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的比较例品7的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0048] 图21是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的比较例品8的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0049] 图22是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的实施例品4的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0050] 图23是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的实施例品5的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0051] 图24是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的实施例品6的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0052] 图25是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的实施例品7的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0053] 图26是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的实施例品8的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0054] 图27是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的实施例品9的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0055] 图28是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的图15的比较例品6的氧化铝多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0056] 图29是将在图1的氧化铝多孔质体上形成无机多孔质膜的二层结构的陶瓷多孔质体的一部分放大表示的示意图。 [0057] 图30是对图29的二层结构的陶瓷多孔质体的制造方法进行说明的工序图。 [0058] 图31是表示通过扫描型电子显微镜拍摄的采用图30的制造方法制造出的二层结构的陶瓷多孔质体的断裂面的一部分而得的SEM图像。 [0059] 图32是表示在通过使浆液浸渍进行了一次烧成的氧化铝多孔质体并再次进行烧成而制造出的二层结构的陶瓷多孔质体中，通过扫描型电子显微镜拍摄了无机多孔质膜的表面的一部分而得的SEM图像。 具体实施方式[0060] 以下，参照附图对本发明的一实施例进行具体地说明。再者，在以下的实施例中附图被适当简化或变形，各部的尺寸比例和形状等不一定得到正确描述。 [0061] 实施例1 [0062] 图1是表示本发明的一实施例的氧化铝多孔质体10的示意图。 [0063] 氧化铝多孔质体10，如图1所示，由被成形为规定形状的具有多个细孔的多孔体形成，作为骨料的氧化铝粒子16之间，通过由图2所示的Si系化合物18例如莫来石(Al6Si2O13)、高岭石(Al2Si2O5(OH)4)等与选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种图2所示的稀土类氧化物20合成的化合物(RXSiYOZ(R＝稀土类元素))22而结合。再者，化合物22是YXSiYOZ(Yttrimu Silicate硅酸钇)、GdXSiYOZ(Gadolinium Silicate硅酸钆)、和/或LaXSiYOZ(Lanthanum Silicate硅酸镧)。另外，作为氧化铝多孔质体10，使用粒径较大的例如15μm～50μm的粒径(平均粒径35μm)的氧化铝粒子16，使得孔隙率(％)较高且平均孔径(μm)较大。另外，上述氧化铝粒子16的平均粒径(μm)，是使用マルバーン公司的Master Sizer、采用激光衍射散射法测定的。 [0064] 另外，如图1所示，氧化铝多孔质体10被构成为，例如通过使从箭头A1方向供给来的气体或液体等的被处理流体透过该氧化铝多孔质体10，将所述被处理流体即过滤流体过滤的陶瓷过滤器。 [0065] 氧化铝多孔质体10，即使在较低的温度进行烧成，作为骨料的氧化铝粒子16之间也能够通过由Si系化合物18和稀土类氧化物20合成的化合物22而结合，由此也具有较大的强度。 [0066] 以下，利用图2对氧化铝多孔质体10的制造方法进行说明。并且，在以下的实验I和实验II中示出：采用图2的制造方法分别制造将氧化铝粒子16之间通过由Si系化合物18和稀土类氧化物20合成的化合物22而结合在一起的氧化铝多孔质体10、以及没有将氧化铝粒子16之间通过化合物22结合的氧化铝多孔质体10，测定这些氧化铝多孔质体10的强度即平均径向抗压强度KA(MPa)并进行比较，由此通过在氧化铝多孔质体10中利用化合物22使氧化铝粒子16之间结合，使氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA(MPa)很好地增高。 [0067] 如图2所示，首先，在第1混合工序P1中，向粒径为15μm～50μm的范围的平均粒径为35μm的粗粒氧化铝(Al2O3)即氧化铝粒子16，添加规定量的Si系化合物18例如平均粒径为1.5μm的莫来石(Al6Si2O13)或平均粒径为0.6μm的高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、和稀土类氧化物20例如平均粒径为0.5μm的氧化钇(Y2O3)作为烧结助剂并进行混合。再者，通过第1混合工序P1混合了的混合粉末被调配成粗粒氧化铝为100mol％、莫来石为1.42mol％～2.39mol％或高岭石为1.32mol％～3.70mol％、氧化钇为0.45mol％～ 3.08mol％。另外，上述粗粒氧化铝、莫来石、高岭石、氧化钇的平均粒径(μm)，是使用マルバーン公司的Master Sizer并采用激光衍射散射法测定的。另外，氧化铝粒子16，使用上述粒径范围所示的粒径较大的氧化铝粒子，使得被制造出的氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)较高且平均孔径(μm)较大。 [0069] 接着，在成形工序P3中，使用通过捏合工序P2捏合了的坯土并通过公知的挤出成形机挤出成形为规定形状例如管状(圆筒形状)。 [0070] 接着，在第1干燥工序P4中，通过成形工序P3成形为管状的成形体即管状坯体，在规定的干燥机内例如80℃左右的温度被干燥，使水分降低。 [0071] 接着，在烧成工序P5中，通过第1干燥工序P4干燥了的管状坯体，在烧成温度1450℃、2小时的烧成条件下在规定的烧成炉内进行烧成。由此，氧化铝多孔质体10被烧成并制造。 [0072] [实验I] [0073] 在此对实验I进行说明。在图2的制造工序P1～P5中，如图3所示，使第1混合工序P1中的向粗粒氧化铝添加的莫来石的添加量在0.00(mol％)～2.82(mol％)的范围内变化，即为0.00(mol％)、0.28(mol％)、0.85(mol％)、1.42(mol％)、1.99(mol％)、2.39(mol％)、2.53(mol％)、2.82(mol％)，使第1混合工序P1中的向粗粒氧化铝添加的氧化钇的添加量在0.00(mol％)～2.82(mol％)的范围内变化，即为0.00(mol％)、 0.29(mol％)、0.45(mol％)、0.85(mol％)、1.42(mol％)、1.99(mol％)、2.56(mol％)、 2.82(mol％)，由此制造8种作为试料的氧化铝多孔质体10即实施例品1～3、比较例品 1～5的氧化铝多孔质体10，测定这些氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA(MPa)、平均孔径(μm)、孔隙率(％)，并且调查了这些氧化铝多孔质体10内的颈部的主成分。再者，所述颈部是在氧化铝多孔质体10内作为骨料的氧化铝粒子16之间的键。 [0074] 以下，在图3～图7中示出测定结果。再者，氧化铝多孔质体10的径向抗压强度K(MPa)的测定，是基于JIS Z 2507「烧结轴承-径向抗压强度试验方法」，使被成形为圆筒形状的氧化铝多孔质体10配置在未图示的压缩装置的一对板间，并从该板向氧化铝多孔质体10施加负荷F(N)，通过下述的数学公式(1)算出。再者，在数学公式(1)中，F是氧化铝多孔质体10破坏时的最大负荷(N)，L是氧化铝多孔质体10的中空圆筒的长度(mm)，D是氧化铝多孔质体10的中空圆筒的外径(mm)，e是氧化铝多孔质体10的中空圆筒的壁厚(mm)。另外，平均径向抗压强度KA(MPa)，是在第1混合工序P1中向粗粒氧化铝添加的莫来石、氧化钇的添加量相同而制造出的多个氧化铝多孔质体10的试料的径向抗压强度K(MPa)的平均值。 [0075] 径向抗压强度K(MPa)＝(F×(D-e))/(L×e2)···(1) [0076] 另外，氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)和孔隙率(％)，是使用マイクロメリテックス公司的Auto PoreIII并采用水银压入法测定的。另外，通过对氧化铝多孔质体10使用粉末X射线衍射装置测定粉末衍射X射线图案来判定氧化铝多孔质体10的晶体结构即上述颈部的主成分。 [0077] 如图3、图7的测定结果所示，实施例品1～3的氧化铝多孔质体10与比较例品1～5的氧化铝多孔质体10相比，平均径向抗压强度KA(MPa)高，在实施例品1～3的氧化铝多孔质体10内将氧化铝粒子16之间结合的颈部的主成分中包含Y2Si2O7(硅酸钇)。另外，图4是纵轴表示平均径向抗压强度KA(MPa)、横轴表示莫来石/Y2O3(氧化钇)的摩尔比的图，在该图4中示出了将上述的实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA(MPa)的值连结起来的曲线L1。根据该图4的曲线L1，在莫来石/氧化钇的摩尔比为0.5～7.5时平均径向抗压强度KA(MPa)变为25MPa。再者，氧化铝多孔质体10根据使用条件不同，所需强度也发生改变，但如果平均径向抗压强度KA为25MPa，则一般而言可以说氧化铝多孔质体10具有充分的强度。 [0078] 另外，如图3、图5的测定结果所示，在实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体10中，这些氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)的大小为7.0μm以上的较大的值，实施例品1～3的氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)与比较例品2～4的氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)没有显著差异。另外，如图3、图6的测定结果所示，在实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体10中，这些氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)的大小为30％以上的较高的值，实施例品1～3的氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)与比较例品2～4的氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)没有显著差异。 [0079] 另外，图8～图14是表示通过扫描型电子显微镜拍摄氧化铝多孔质体10的断裂面的一部分的SEM(扫描电镜，Scanning Electron MicroScope)图像的图。再者，图8是莫来石/氧化钇的摩尔比为5.3的实施例品1的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图9是莫来石/氧化钇的摩尔比为2.3的实施例品2的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图10是莫来石/氧化钇的摩尔比为1.0的实施例品3的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图11是莫来石/氧化钇的摩尔比为0.4的比较例品3的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图12是莫来石/氧化钇的摩尔比为0.1的比较例品4的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图13是比较例品1的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图14是比较例品5的氧化铝多孔质体10的SEM图像。由此可知，在实施例品1～3的氧化铝多孔质体10中将氧化铝粒子16之间结合的颈部生长出来了。 [0080] 根据以上，可以认为，在图3的实施例品1～3、比较例品1～5的氧化铝多孔质体10中，通过由以规定量添加到氧化铝粒子16中的莫来石和氧化钇合成的化合物22即Y2Si2O7将氧化铝粒子16之间结合，能够得到良好的结合强度，因此实施例品1～3的氧化铝多孔质体10，与在氧化铝多孔质体10内没有通过由莫来石和氧化钇合成的Y2Si2O7将氧化铝粒子16之间结合的比较例品1～5的氧化铝多孔质体10相比，平均径向抗压强度KA(MPa)增高。另外可以认为，在图3的实施例品1～3、比较例品2～4的氧化铝多孔质体10中，通过使向氧化铝粒子16添加的莫来石和氧化钇的摩尔比为0.5～7.5的范围内，能够很好地使氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA(MPa)成为较高的值。 [0081] [实验II] [0082] 在此对实验II进行说明。在图2的制造工序P1～P5中，如图15所示，使第1混合工序P1中的向氧化铝添加的高岭石的添加量在0.44(mol％)～4.40(mol％)的范围内变化，即为0.44(mol％)、1.32(mol％)、2.20(mol％)、3.08(mol％)、3.46(mol％)、3.70(mol％)、3.83(mol％)、3.95(mol％)、4.40(mol％)，使第1混合工序P1中的向氧化铝添加的氧化钇的添加量在0.00(mol％)～3.96(mol％)的范围内变化，即为0.00(mol％)、 0.45(mol％)、0.57(mol％)、0.70(mol％)、0.95(mol％)、1.32(mol％)、2.20(mol％)、 3.08(mol％)、3.96(mol％)，由此制造9种作为试料的氧化铝多孔质体10即实施例品4～ 8、比较例品6～9的氧化铝多孔质体10，测定这些氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA(MPa)、平均孔径(μm)、孔隙率(％)，并且调查这些氧化铝多孔质体10内的颈部的主成分。 [0083] 以下，在图15～图19中示出测定结果。再者，氧化铝多孔质体10的径向抗压强度K(MPa)，如上所述，基于JIS Z 2507「烧结轴承-径向抗压强度试验方法」测定。另外，氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)和孔隙率(％)，如上所述，使用マイクロメリテックス公司的Auto PoreIII进行测定。另外，氧化铝多孔质体10的将氧化铝粒子16之间结合的颈部的主成分，如上所述，通过粉末X射线衍射来判定。 [0084] 如图15、图19的测定结果所示，实施例品4～8的氧化铝多孔质体10与比较例品6～9的氧化铝多孔质体10相比，平均径向抗压强度KA(MPa)高，在该实施例品4～8的氧化铝多孔质体10内将氧化铝粒子16之间结合的颈部的主成分中包含Y2Si2O7(硅酸钇)。 另外，图16是纵轴表示径向抗压强度K(MPa)、横轴表示高岭石/Y2O3(氧化钇)的摩尔比的图，在该图16中示出了将上述的实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA(MPa)的值连结起来的曲线L2。根据该图16的曲线L2，在高岭石/氧化钇的摩尔比为0.2～6.2时平均径向抗压强度KA(MPa)成为25MPa以上。 [0085] 另外，如图15、图17的测定结果所示，在实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体10中，这些氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)的大小，除了比较例品9的氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)为7.0μm以下之外，都为7.0μm以上的较大的值，实施例品4～8的氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)与比较例品7、8的氧化铝多孔质体10的平均孔径(μm)之间没有显著差异。另外，如图15、图18的测定结果所示，在实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体10中，这些氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)的大小，除了比较例品9的氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)为30％以下之外，都为30％以上的较高的值，实施例品4～8的氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)与比较例品7、8的氧化铝多孔质体10的孔隙率(％)之间没有显著差异。 [0086] 另外，图20～图28是表示通过扫描型电子显微镜拍摄氧化铝多孔质体10的断裂面的一部分而得的SEM图像的图。再者，图20是高岭石/氧化钇的摩尔比为8.7的比较例品7的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图21是高岭石/氧化钇的摩尔比为6.7的比较例品8的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图22是高岭石/氧化钇的摩尔比为5.3的实施例品4的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图23是高岭石/氧化钇的摩尔比为3.7的实施例品5的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图24是高岭石/氧化钇的摩尔比为2.3的实施例品6的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图25是高岭石/氧化钇的摩尔比为1.0的实施例品7的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图26是高岭石/氧化钇的摩尔比为0.4的实施例品8的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图27是高岭石/氧化钇的摩尔比为0.1的比较例品9的氧化铝多孔质体10的SEM图像，图28是比较例品6的氧化铝多孔质体10的SEM图像。由此可知，在实施例品4～8的氧化铝多孔质体10中将氧化铝粒子16之间结合的颈部生长出来了。 [0087] 由以上可以认为，在图15的实施例品4～8、比较例品6～9的氧化铝多孔质体10中，通过由以规定量添加到氧化铝粒子16中的高岭石和氧化钇合成的化合物22即Y2Si2O7将氧化铝粒子16之间结合起来，能够得到良好的结合强度，因此实施例品4～8的氧化铝多孔质体10，与在氧化铝多孔质体10内没有通过由高岭石和氧化钇合成的Y2Si2O7将氧化铝粒子16之间结合的比较例品6～9的氧化铝多孔质体10相比，平均径向抗压强度KA(MPa)增高。另外，认为在图15的实施例品4～8、比较例品7～9的氧化铝多孔质体10中，通过使向氧化铝粒子16添加的作为烧结助剂的高岭石和氧化钇的摩尔比为0.2～ 6.2的范围内，能够很好地使氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA成为较高的值。 [0088] 如上所述，根据实施例品1～8的氧化铝多孔质体10，作为骨料的氧化铝粒子16之间，通过由Si系化合物18即莫来石或高岭石与稀土类氧化物20即氧化钇(Y2O3)合成的化合物22即Y2Si2O7(硅酸钇)而被结合起来。因此，即使在例如烧成温度为1450℃这样的较低的温度将较大的粒径例如为15μm～50μm的范围的粒径的氧化铝粒子16进行烧结的情况下，氧化铝粒子16之间也能够通过Y2Si2O7而结合，也能够得到良好的结合强度，因此能够得到即使在较低的温度进行烧成也具有较大的平均径向抗压强度KA(MPa)、孔隙率(％)较高且平均孔径(μm)较大的氧化铝多孔质体10。 [0089] 另外，根据实施例品1～3的氧化铝多孔质体10，使用莫来石作为Si系化合物18，使用Y2O3作为稀土类氧化物20，使它们的摩尔比在0.5～7.5的范围内而进行混合。因此，即使在烧成温度为1450℃这样的较低的温度将较大的粒径例如15μm～50μm的范围的粒径的氧化铝粒子16进行烧结的情况下，也能够使氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA提高到25MPa以上。 [0090] 另外，根据实施例品4～8的氧化铝多孔质体10，使用高岭石作为Si系化合物18，使用Y2O3作为稀土类氧化物20，使它们的摩尔比成为0.2～6.2的范围内而进行混合。因此，即使在烧成温度为1450℃这样的较低的温度将较大的粒径例如15μm～50μm的范围的粒径的氧化铝粒子16进行烧结的情况下，也可以使氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA提高到25MPa以上。 [0091] 采用实施例品1～8的氧化铝多孔质体10的制造方法，在第1混合工序P1中在作为骨料的氧化铝粒子16中混合Si系化合物18即莫来石或高岭石、和稀土类氧化物20即氧化钇，在成形工序P3中将通过第1混合工序P1混合了的材料成形为规定形状，在烧成工序P5中将通过成形工序P3成形出的管状坯体，在化合物22能够被合成且通过其熔融而将氧化铝粒子16之间结合的烧成温度例如1450℃进行烧成，由此能够制造即使在1450℃这样的较低的温度进行烧成也具有较大的平均径向抗压强度KA(MPa)、孔隙率(％)较高且平均孔径(μm)较大的氧化铝多孔质体10。 [0092] 另外，采用实施例品1～3的氧化铝多孔质体10的制造方法，第1混合工序P1，使用莫来石作为Si系化合物18，使用Y2O3作为稀土类氧化物20，使它们的摩尔比在0.5～7.5的范围内而进行混合。因此，即使在烧成温度为1450℃的较低的温度将较大的粒径例如15μm～50μm的范围的粒径的氧化铝粒子16进行烧结的情况下，也能够使氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA提高到25MPa以上。 [0093] 另外，采用实施例品4～8的氧化铝多孔质体10的制造方法，第1混合工序P1，使用高岭石作为Si系化合物18，使用Y2O3作为稀土类氧化物20，使它们的摩尔比在0.2～6.2的范围内而进行混合。因此，即使在烧成温度为1450℃的较低的温度将较大的粒径例如15μm～50μm的范围的粒径的氧化铝粒子16进行烧结的情况下，也能够使氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度KA提高到25MPa以上。 [0094] 接下来，基于附图对本发明的另一优选实施例进行详细说明。在以下的说明中，对于实施例相互共通的部分使用同一标记并省略其说明。 [0095] 实施例2 [0096] 图29是表示在上述的实施例1的氧化铝多孔质体10上形成了无机多孔质膜12的二层结构的陶瓷多孔质体14的示意图。 [0097] 陶瓷多孔质体14，在氧化铝多孔质体10的表面10a形成了具有比氧化铝多孔质体10的细孔小的多个细孔的无机多孔质膜12。再者，无机多孔质膜12，由例如氧化铝、二氧化硅、沸石等的无机粉末12a构成，该无机粉末12a的粒径充分小于氧化铝粒子16。另外，无机多孔质膜12的厚度为10～300μm，例如80μm左右。 [0098] 另外，如图29所示，陶瓷多孔质体14被构建成陶瓷过滤器的形式，其能够例如通过使从箭头A2方向供给来的气体或液体等的被处理流体透过无机多孔质膜12和氧化铝多孔质体10，将所述被处理流体即过滤流体过滤。 [0099] 陶瓷多孔质体14，即使在使用包含粒径比氧氧化铝多孔质体10的细孔小的无机粉末12a的浆液的情况下，也在氧化铝多孔质体10上形成厚度大致均匀的无机多孔质膜12。 [0100] 以下，利用图30对在氧化铝多孔质体10上形成了无机多孔质膜12的二层结构的陶瓷多孔质体14的制造方法进行说明。并且，在以下的实验III中示出：分别制造采用图30的制造方法在氧化铝多孔质体10上形成了无机多孔质膜12的二层结构的陶瓷多孔质体 14、和采用在进行了一次烧成的氧化铝多孔质体10上涂布包含无机粉末12a的浆液并再次进行烧成的以往的制造方法制造出的二层结构的陶瓷多孔质体14，将这些二层结构的陶瓷多孔质体进行比较，由此即使在使用包含粒径比氧化铝多孔质体10的细孔小的无机粉末 12a的浆液的情况下，采用图30的制造方法制造出的二层结构的陶瓷多孔质体14的无机多孔质膜12也能够形成为大致均匀的厚度。 [0101] 以下，利用图30示出二层结构的陶瓷多孔质体14的制造方法。再者，图2中的第1混合工序P1～第1干燥工序P4与图30中的第1混合工序P1～第1干燥工序P4相同，因此以下将图30的第1混合工序P1～第1干燥工序P4省略而从第2混合工序P6开始进行说明。 [0102] 在第2混合工序P6中，在构成无机多孔质膜12的无机粉末12a例如平均粒径为1.5μm的氧化铝粒子12a中混合有机粘合剂28和水26，并进行搅拌来调制浆液。再者，氧化铝粒子12a的平均粒径(μm)，如上所述，使用マルバーン公司的Master Sizer进行测定。另外，氧化铝粒子12a充分小于通过图2的方法制造出的氧化铝多孔质体10的细孔。 [0103] 接着，在浸渍工序(浆液涂布工序)P7中，通过成形工序P3成形出的管状坯体被浸渍在通过第2混合工序P6调制出的浆液中，在该管状坯体的表面层状地附着浆液。 [0104] 接着，在第2干燥工序P8中，将通过浸渍工序P7而在表面附着有浆液的管状坯体在规定的干燥机内例如80℃左右的温度进行干燥，水分被降低。 [0105] 接着，在烧成工序P9中，将通过第2干燥工序P8干燥了的管状坯体在1450℃的烧成温度、2小时的烧成条件下在规定的烧成炉内进行烧成。由此，在氧化铝多孔质体10上形成有无机多孔质膜12的二层结构的陶瓷多孔质体14就被烧结并制造出来。 [0106] [实验III] [0107] 在此对实验III进行说明。在图30的制造工序P1～P9中将第1混合工序P1的向氧化铝添加的莫来石的添加量设为1.99mol％，将第1混合工序P1的向氧化铝添加的氧化钇的添加量设为0.85mol％，制造了实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体14。另外，将使管状坯体在1450℃烧成2小时而得到的实施例品2的氧化铝多孔质体10浸渍在通过第2混合工序P6调制出的浆液中，并进行干燥，然后再次在1450℃进行2小时烧成，制造了比较例的二层结构的陶瓷多孔质体14。并且，利用图31和图32将这些二层结构的陶瓷多孔质体14的无机多孔质膜12的状态进行了比较。再者，图31是通过扫描型电子显微镜拍摄实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体14的断裂面的一部分而得的SEM图像，图32是通过扫描型电子显微镜拍摄比较例的二层结构的陶瓷多孔质体14的无机多孔质膜12的表面的一部分而得的SEM图像。 [0108] 如图31所示，即使在使用具有比氧化铝多孔质体10的细孔小的氧化铝粒子12a的浆液的情况下，通过将浆液浸渍由成形工序P3成形出的坯体也能够制膜，在实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体14上形成了大致均匀的厚度的无机多孔质膜12。再者，上述氧化铝多孔质体10的平均孔径为9.3μm、孔隙率为41％，无机多孔质膜14的平均孔径为0.4μm、孔隙率为40％，构成无机多孔质膜14的氧化铝粒子12a的平均粒径为1.5μm，充分小于氧化铝多孔质10的平均孔径9.3μm。另外，实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体 14在烧成温度为1450℃的较低的温度进行了烧成，因此具有平均粒径为1.5μm左右的细粒的氧化铝粒子12a的无机多孔质膜14的烧结导致的致密化没有进行。 [0109] 如图32所示，由于使用了具有比氧化铝多孔质体10的细孔小的氧化铝粒子12a的浆液，因此浸渍了氧化铝多孔质体10的浆液被吸收到该氧化铝多孔质体10内，在比较例的二层结构的陶瓷多孔质体14上几乎没有形成无机多孔质膜12，有些地方有孔。 [0110] 另外，在实验III中，实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体14，将第1混合工序P1的向氧化铝添加的莫来石的添加量设为1.99mol％，将第1混合工序P1的向氧化铝添加的氧化钇的添加量设为0.85mol％，因此实质上在实施例品2的氧化铝多孔质体10上形成有无机多孔质膜12，但例如，使第1混合工序P1的向氧化铝添加的莫来石或高岭石的添加量变化，使第1混合工序P1的向氧化铝添加的氧化钇的添加量变化，由此能够制造在实施例品1、3～8的氧化铝多孔质体10上形成无机多孔质膜12的实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体14。并且，这些实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体14的无机多孔质膜12，如图31那样为大致均匀的厚度，并且，由于在烧成温度为1450℃的较低的温度进行烧成，因此无机多孔质膜14的烧结导致的致密化没有进行。 [0111] 如上所述，实施例品1～8的氧化铝多孔质体10，被用于在该氧化铝多孔质体10上形成无机多孔质膜12的二层结构的陶瓷多孔质体14。为此，在烧成温度为1450℃这样的较低的温度氧化铝多孔质体10就被烧结，因此在将向例如氧化铝粒子16添加成形助剂并捏合而成的物质通过挤出成形而成形为规定形状的氧化铝多孔质体10的坯体上，涂布用于形成无机多孔质膜12的浆液，并将这些坯体和浆液同时进行烧成，无机多孔质膜12的烧结导致的致密化的进行也能够得到抑制。 [0112] 采用在氧化铝多孔质体10上形成无机多孔质膜12的实施例2的二层结构的陶瓷多孔质体14的制造方法，在第1混合工序P1中在作为骨料的氧化铝粒子16中混合Si系化合物18即莫来石或高岭石、和稀土类氧化物20即氧化钇，在成形工序P3中将通过第1混合工序P1混合了的材料成形为管状，在第2混合工序P6中在构成无机多孔质膜12的无机粉末12a中混合有机粘合剂28和水26而调制浆液，在浸渍工序P7中将通过第2混合工序P6调制出的浆液，层状地附着在通过成形工序P3成形出的管状坯体的表面，在烧成工序P9中将通过浸渍工序P7而层状附着有浆液的管状坯体，在化合物22能够被合成且通过其熔融而将氧化铝粒子16之间结合的烧成温度1450℃进行烧成，由此制造出很好地抑制了致密化的进行的无机多孔质膜12形成在氧化铝多孔质体10上的二层结构的陶瓷多孔质体14。 [0113] 以上，基于附图对本发明的实施例进行了详细说明，但本发明即使在其它方式中也适用。 [0114] 在上述的实施例1中，在第1混合工序P1中向粗粒氧化铝16添加了Y2O3作为稀土类氧化物20，但也可以添加Gd2O3或La2O3代替Y2O3。另外，稀土类氧化物20只要是选自Gd2O3、La2O3、Y2O3中的至少1种即可。 [0115] 即，在第1混合工序P1中向粗粒氧化铝添加规定量的作为Si系化合物18的莫来石或高岭石、和作为稀土类氧化物20的Y2O3，然后进行烧成，由此在氧化铝粒子16之间结合了由莫来石或高岭石与Y2O3合成的Y2Si2O7，氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度提高。但是，例如通过添加规定量的Gd2O3代替Y2O3而在氧化铝粒子16之间结合GdXSiYOZ(Gadolinium Silicate硅酸钆)，氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度提高。另外，通过添加规定量的La2O3代替Y2O3而在氧化铝粒子16之间结合LaXSiYOZ(Lanthanum Silicate硅酸镧)，氧化铝多孔质体10的平均径向抗压强度提高。这样，也能够得到与上述的实施例品1～8的氧化铝多孔质体10同样的效果。 [0116] 另外，在上述的实施例1中，氧化铝多孔质体10在烧成温度1450℃进行了烧成，但即使在例如1450℃以下的烧成温度进行烧成，只要Y2Si2O7在氧化铝粒子16之间被结合，也能够制造平均径向抗压强度较高的氧化铝多孔质体10。总而言之，只要是能够由Si系化合物18和稀土类氧化物20合成出化合物RXSiYOZ，并通过该化合物RXSiYOZ的溶融而将粗粒氧化铝粒子16之间结合的烧成温度即可。 [0117] 另外，在上述的第1干燥工序P4和第2干燥工序P8中，使用干燥机进行了积极的干燥，但自然干燥也可以。 [0118] 另外，在上述的成形工序P3中，将通过捏合工序P2添加成形助剂并捏合而得到的混合物，通过挤出成形而成形为管状坯体，但也可以通过挤压成形、辊压成形、冲压成形等成形为板状的坯体。另外，在成形工序P3中采用浇铸(铸造)成形的情况下，也可以在第1混合工序P1中，向氧化铝粒子16、稀土类氧化物20、Si系化合物18的混合物添加水并根据需要添加合成糊料等的成形助剂而作成浆液，使用该浆液在成形工序P3中进行浇铸成形。 [0119] 再者，上述的情况终究是一实施方式，本发明能够基于本领域技术人员的知识，以添加了各种变更、改良的方式实施。 [0120] 标记符号说明 [0121] 10：氧化铝多孔质体 [0122] 12：无机多孔质膜 [0123] 12a：无机粉末 [0124] 14：二层结构的陶瓷多孔质体 [0125] 16：氧化铝粒子 [0126] 18：Si系化合物 [0127] 20：稀土类氧化物 [0128] 22：化合物 [0129] P1：第1混合工序 [0130] P3：成形工序 [0131] P6：第2混合工序 [0132] P7：浸渍工序(浆液涂布工序) [0133] P5、P9：烧成工序 |
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