(57)【要約】５０から９５質量％量のチタン酸アルミニウムの結晶相、および５から５０質量％の量のガラス相を含むセラミック体が開示されている。本発明のセラミック体は、第２の結晶相、例えば、４０質量％までの量のムライトを含んでもよい。前記ガラスは、酸化物基準の質量パーセントで、５０〜９０％のＳｉＯ2、１〜２５％のＡｌ2Ｏ3、０．５〜１０％のＴｉＯ2、Ｒが、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｕ，ＣｓおよびＦｒからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ2Ｏ、およびＲ’が、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，ＢａおよびＲａからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ’Ｏを含むアルミノケイ酸塩であり、前記セラミック体は２質量％以下のＦｅ2Ｏ3を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０から９５質量％量のチタン酸アルミニウムの結晶相、および
５から５０質量％の量のガラス相であって、そのガラスが、酸化物基準の質量パーセントで、５０〜９０％のＳｉＯ2、１〜２５％のＡｌ2Ｏ3、０．５〜１０％のＴｉＯ2、Ｒが、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｕ，ＣｓおよびＦｒからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ2Ｏ、およびＲ’が、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，ＢａおよびＲａからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ’Ｏを含むアルミノケイ酸塩であるガラス相、
を含み、２質量％以下のＦｅ2Ｏ3を含むセラミック体。
【請求項２】
４０質量％までの量のムライトの第２の結晶相を含むことを特徴とする請求項１記載のセラミック体。
【請求項３】
前記アルミノケイ酸塩のガラスが、７０〜８０％のＳｉＯ2、１５〜２２％のＡｌ2Ｏ3、１〜３％のＴｉＯ2、０．５〜５％のＮａ2Ｏ、０．５〜５％のＣａＯ、および０．５〜５％のＫ2Ｏから実質的になる組成を有することを特徴とする請求項１記載のセラミック体。
【請求項４】
前記アルミノケイ酸塩のガラスが、５０〜７０％のＳｉＯ2、１０〜２０％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０％のＮａ2Ｏ、および５〜２０％のＫ2Ｏから実質的になる組成を有することを特徴とする請求項１記載のセラミック体。
【請求項５】
前記セラミック体が、１０分間での２００℃から１１００℃への加熱と、同じ時間での１１００℃から２００℃への冷却の少なくとも２００サイクルを経験した後に、０．５％未満の、線形寸法成長により特徴付けられる低い熱サイクル成長を有することを特徴とする請求項１記載のセラミック体。
【請求項６】
２０×１０-7／℃未満の熱膨張係数（室温〜１０００℃）を有することを特徴とする請求項１記載のセラミック体。
【請求項７】
前記セラミック体が、１５×１０-7／℃未満の熱膨張係数（室温〜１０００℃）、４０体積％から５５体積％の気孔率、および５から２０マイクロメートルのメジアン細孔サイズを有するディーゼル微粒子フィルタを構成することを特徴とする請求項１記載のセラミック体。
【請求項８】
チタン酸アルミニウムベースのセラミック体を製造する方法において、
シリカ、アルミナ、チタニア、アルカリ金属、アルカリ土類金属の供給源、および必要に応じての細孔形成体を含む原料のバッチを配合する工程、
前記バッチを、滑剤、結合剤、可塑剤を含む加工助剤、および溶媒としての水を混合して、均質な可塑化混合物を調製する工程、
前記均質な可塑化混合物を未焼成体に成形する工程、および
前記未焼成体を必要に応じて乾燥させ、次いで、必要に応じて、第２の結晶相として４０質量％までのムライトを含む、５０から９５質量％の量のチタン酸アルミニウムの結晶相、および５から５０質量％の量のガラス相を有するセラミック体であって、前記ガラスが、酸化物基準の質量パーセントで、５０〜９０％のＳｉＯ2、１〜２５％のＡｌ2Ｏ3、０．５〜１０％のＴｉＯ2、Ｒが、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｕ，ＣｓおよびＦｒからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ2Ｏ、およびＲ’が、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，ＢａおよびＲａからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ’Ｏを含むアルミノケイ酸塩であり、２質量％以下のＦｅ2Ｏ3を含むセラミック体を生成する工程、
を有してなる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温用途に使用するために性質が改善されたチタン酸アルミニウムに基づくセラミック体およびその製造方法に関する。本発明は、特に、チタン酸アルミニウムまたはチタン酸アルミニウム−ムライトの結晶相およびアルミノケイ酸アルカリまたはアルカリ土類のガラス相を有し、熱分解に対する耐性が高く、熱サイクル成長が小さいまたは寸法の健全性の変化が小さいセラミック体に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン酸アルミニウムが、ディーゼル微粒子フィルタおよび触媒コンバータ用の基体として、高温用途への使用に提案されてきた。その基体の一例が当該技術分野においてハニカム基体として一般に知られている。さらに、チタン酸アルミニウムは、耐熱衝撃性および最終的な使用温度の高い用途に望ましい。熱勾配の大きい状況下で用いられるセルラ基体が、この用途の実例である。一般に、これらの構造体は、高い耐熱衝撃性、低い熱膨張および良好な機械的性質を要求する過酷な環境に曝される。さらに、セラミック材料は、所望の温度範囲における繰り返しのサイクルで寸法の健全性が著しく変化せずに、高温での長期の曝露後にもこれらの所望の性質を維持しなければならない。
【０００３】
当該技術分野において、チタン酸アルミニウムは、高温に長期間曝露されると、アルミナとチタニアに分解され、希土類酸化物および鉄酸化物を含ませると、高温での連続使用下での安定性が提供されることが知られている（特許文献１および２）。しかしながら、チタン酸アルミニウムを含むハニカム基体に関する最大の課題は、高温での繰り返しのサイクルによる熱サイクル成長または寸法変化である。特許文献３には、ムライト−チタン酸アルミニウムのセラミックにおいて、ガラス相を５％未満に維持することによって、熱サイクルに対する耐久性が改善されることが教示されている。
【特許文献１】米国特許第４４８３９４４号明細書
【特許文献２】米国特許第４８５５２６５号明細書
【特許文献３】米国特許第４７６７７３１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
チタン酸アルミニウムにおける安定剤としてＦｅ2ＴｉＯ5相を形成するためにＦｅ2Ｏ3を添加すると、最小量でなければ、熱サイクル成長の状況を悪化させるが、チタン酸アルミニウムベースのセラミックに驚くべき多量のガラスを加えると、熱サイクル成長に有益な効果があることが、本発明により分かった。次いで、その後、チタン酸アルミニウムと、アルミノケイ酸アルカリまたはアルカリ土類ガラスとの組合せを押し出し、焼結して、ハニカム構造体を形成してもよい。それにより得られた構造体により、熱サイクル成長が減少し、熱耐久性が良好な製品が生成される。
【０００５】
本発明は、５０から９５質量％量のチタン酸アルミニウムの結晶相、および５から５０質量％の量のガラス相を含むセラミック体に関する。本発明のセラミック体は、チタン酸アルミニウム相に加えて、必要に応じて、第２の結晶相、例えば、４０質量％までの量のムライトを含んでもよい。
【０００６】
前記ガラスは、酸化物基準の質量パーセントで、５０〜９０％のＳｉＯ2、１〜２５％のＡｌ2Ｏ3、０．５〜１０％のＴｉＯ2、Ｒが、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｕ，ＣｓおよびＦｒからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ2Ｏ、およびＲ’が、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，ＢａおよびＲａからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ’Ｏから実質的になるアルミノケイ酸塩であり、前記セラミック体は２質量％以下のＦｅ2Ｏ3を含む。
【０００７】
ガラスの添加によって、チタン酸アルミニウム相の高温での熱分解に対する耐性が向上し、熱サイクル中の寸法成長が減少する。具体的には、本発明のセラミック体は、１００時間に亘り１１００℃まで加熱した後の、１００％未満の、チタニア（ＴｉＯ2）（３．２５の格子面間隔）対チタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2）（４．７０、３．３５、２．６５および１．９０の格子面間隔の平均）のピーク比により特徴付けられる熱分解に対する高い耐性を有する。低い熱サイクル成長は、セラミック体が、１０分間での２００℃から１１００℃への加熱と、１０分間での１１００℃から２００℃への冷却の少なくとも２００回のサイクルを経験した後の０．５％未満の線形の寸法成長により特徴付けられる。
【０００８】
他の利点としては、チタン酸アルミニウム相の粒成長の制御によるセラミック体の強度の改善、熱膨張係数（ＣＴＥ）の減少、微小割れ発生の程度の制御、および焼結温度の低下が挙げられるであろう。
【０００９】
本発明のセラミック体を形成する方法において、最初に、シリカ、アルミナ、チタニア、アルカリ金属、アルカリ土類金属の供給源、および必要に応じての細孔形成体を含む原料のバッチを配合する。次いで、これらの無機原料のバッチを、滑剤、結合剤、可塑剤などを含む有機加工助剤、および溶媒としての水と混合して、均質な可塑化混合物を調製する。この可塑化混合物を、通常は、バッチを適切なダイ、一般にはハニカムダイに押し通すことなどの、押出しによって、未焼成体に成形する。この未焼成体を、必要に応じて乾燥させ、次いで、セラミック体を生成するための期間に亘り所定の温度に加熱する。一般に、焼成温度は１３５０〜１６５０℃を含み、保持時間は６〜１０時間である。
【００１０】
本発明のセラミック体は、高い耐熱衝撃性、低い熱サイクル成長および組成の健全性が要求される高温用途に適している。そのような用途の例としては、触媒コンバータ用の基体、ディーゼル微粒子フィルタが挙げられる。
【００１１】
本発明は、以下の詳細な説明と共に考えたときに、添付の図面を参照することにより完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、チタン酸アルミニウム−ムライトのセラミック体の熱サイクル成長へのＦｅ2Ｏ3およびガラスの添加の効果を示している。その成長は、１０分間での２００℃から１１００℃への加熱と、同じ時間での１１００℃から２００℃への冷却のサイクルの関数としてプロットされている。全ての具体例が、７０質量％のチタン酸アルミニウム（ＡＴ）および３０質量％のムライト（Ｍ）を含んでいる。具体例Ｂ，ＣおよびＤについては、それぞれ、チタン酸アルミニウム相の１質量％、３質量％および９質量％がＦｅ2ＴｉＯ5により置換されている。具体例Ｅはさらに１０質量％のガラス相を含んでいる。具体例Ｆも１０質量％のガラス相を含んでいる。このガラス相は、酸化物基準で、７４．８７質量％のＳｉＯ2、１８．９７質量％のＡｌ2Ｏ3、２．００質量％のＴｉＯ2、１．１６質量％のＮａ2Ｏ、１．９９質量％のＣａＯ、および１．００質量％のＫ2Ｏから実質的になる。
【００１３】
熱サイクル成長は、Ｆｅ2ＴｉＯ5を形成するために加えられるＦｅ2Ｏ3のレベルが高くなるにつれて、増加する。また、Ｆｅ2Ｏ3の存在下でのガラスは、成長をさらに増加させる。したがって、Ｆｅ2Ｏ3の量は、チタン酸アルミニウムベースのセラミックにおいては、特に、熱サイクル成長を最小にするためにガラス相が存在する場合、制限されるかさらには排除される必要がある。９０質量％の結晶相および１０質量％のガラス相を有する、７０質量％のチタン酸アルミニウムおよび３０質量％のムライトからなるセラミック体である具体例Ｄに、最低の熱サイクル成長が観察される。この具体例は、低い焼成または焼結温度しか必要としないことも観察される。
【００１４】
さらに、熱サイクル後の具体例Ｄの熱膨張係数（ＣＴＥ）は、熱サイクルを経験する前のＣＴＥと同等のままであり、これは、熱分解がほとんどないことを示す。したがって、低レベルのＦｅ2Ｏ3を含むチタン酸アルミニウム体にガラス相を加えると、熱サイクル成長が制限され、熱分解に対する耐性が与えられる。
【００１５】
したがって、本発明は、５０から９５質量％の量のチタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2）の主結晶相を含み、５から５０質量％の量の添加のガラス相をさらに含有するセラミック体を提供する。このセラミック体はＦｅ2Ｏ3を２質量％まで含んでもよい。しかしながら、その量が多くなると、熱サイクル成長および熱分解に悪影響が及ぼされる。このセラミック体は、４０質量％までのムライト（３Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2）などの他の第２の結晶相も含んでもよい。
【００１６】
加えられるガラスは、酸化物基準の質量パーセントで、５０〜９０％のＳｉＯ2、１〜２５％のＡｌ2Ｏ3、０．５〜１０％のＴｉＯ2、Ｒが、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｕ，ＣｓおよびＦｒからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ2Ｏ、およびＲ’が、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，ＢａおよびＲａからなる群より選択される０．５〜２０％のＲ’Ｏから実質的になる組成を有するアルミノケイ酸塩である。有用なガラスは、酸化物基準の質量パーセントで、７０〜８０％のＳｉＯ2、１５〜２２％のＡｌ2Ｏ3、１〜３％のＴｉＯ2、０．５〜５％のＮａ2Ｏ、０．５〜５％のＣａＯ、および０．５〜５％のＫ2Ｏから実質的になる。別の適切なガラスは、酸化物基準の質量パーセントで、５０〜７０％のＳｉＯ2、１０〜２０％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０％のＮａ2Ｏ、および５〜２０％のＫ2Ｏから実質的になる。
【００１７】
高温での低い熱サイクル成長および優れた熱分解に加え、本発明のセラミック体は、２０×１０-7／℃（ディラトメトリーにより測定して）未満の低い熱膨張係数（ＣＴＥ）（室温から１０００℃まで）を持ち、非常に耐火性である。したがって、本発明の材料は、自動車の排ガス制御装置などの高温用途にとって特に適している。
【００１８】
さらに、チタン酸アルミニウムを９５質量％、酸化物基準で、６２．０１質量％のＳｉＯ2、１７．５４質量％のＡｌ2Ｏ3、１０．９４質量％のＮａ2Ｏ、および９．５１質量％のＫ2Ｏから実質的になるガラス（ガラスＹ）を５質量％含有する、本発明のセラミック体（すなわち、さらに以下に記載されている試料８）を表すＳＥＭ顕微鏡写真である図２をよく見ると、細孔分布が均一な、良好に連結した細孔が現されている。気孔率と細孔サイズ分布のこの組合せは、低い背圧を要求する用途に非常に役立つ。そのような用途の例としては、ディーゼル微粒子フィルタおよび触媒ディーゼル微粒子フィルタが挙げられる。そのような用途にとって、特性は、４０から５５％（水銀ポロシメトリーにより測定された）の範囲にある気孔率、５から２０マイクロメートルのメジアン細孔サイズ、および１５×１０-7／℃未満のＣＴＥ（室温〜１０００℃）を含むように調整される。
【００１９】
ディーゼル微粒子フィルタは、一般に、端部が塞がれたハニカム体を備えたウォールフロー型フィルタである。ハニカム基体は、自動車の触媒コンバータ用途にも有用である。ハニカム構造体は、反対にある入口端と出口端、および入口端から出口端まで延在する、多孔質壁を有する多数のセルを含むのが特徴的である。ウォールフロー型フィルタについて、入口端でセルの総数の一部が、その長さの一部分に沿って塞がれており、入口端で開いている残りのセルが、出口端でその長さの一部分に沿って塞がれている。
【００２０】
この閉塞構成によって、エンジンの排気流が、開いたセルに流入し、セル壁を通り、出口端で開いたセルを通って構造体から流出するように、ハニカムのセルを入口端から出口端まで通過することができる。ディーゼル微粒子フィルタにとって適切なセル密度は、７０セル／平方インチ（１０．９セル／ｃｍ2）から８００セル／平方インチ（１２４セル／ｃｍ2）に及ぶ。
【００２１】
ハニカム構造体は、セラミック材料の可塑化バッチをハニカムダイに通して押し出すことによって形成される。本発明の方法において、バッチは、結晶相を形成するためにバッチ配合される特定の無機原料から調製される。存在する相に応じて、その原料は、シリカ、アルミナ、チタニアなどの供給源を含むであろう。
【００２２】
先に論じたように、本発明のセラミック体はガラス相を含む。この相の形成は、所望のガラスを、よく知られた形成方法により形成し、破砕して粉末を得、次いで、バッチの調製において無機原料とドライブレンドすることにより行ってもよい。あるいは、ガラス形成原料は、結晶相形成原料と一緒にバッチ配合して、その後の焼結工程中にガラスを形成する。
【００２３】
それらの無機原料をさらに、可塑剤、滑剤、結合剤を含んでよい有機加工助剤および溶媒としての水と一緒にブレンドする。均質な可塑化混合物を形成し、次いで、一般に、押出しなどのよく知られた方法によって、上述したハニカム構造体などの未焼成体に成形する。
【００２４】
ディーゼル微粒子フィルタ用途のために気孔率およびメジアン細孔サイズを調節するために、原料に細孔形成体を含ませる必要があるかもしれない。この目的には、グラファイトまたはポリエチレンビーズが適している。細孔形成体は、通常は、高い気孔率および／または粗いメジアン細孔直径を得るために、未焼成体の乾燥または加熱中に、燃焼によって蒸発するまたは気化する一過性材料である。
【００２５】
本発明における適切な無機原料は、必要な結晶相を形成するものである。チタン酸アルミニウム相については、アルミナとチタニアが必要とされる。適切なアルミナとしては、純粋な酸化アルミニウム、アルファアルミナ、ガンマアルミナまたはローアルミナなどの遷移アルミナ、水和アルミナ、ギブサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、およびそれらの混合物が挙げられる。一般に、アルミナ材料の粒径は、２５マイクロメートルまでであってよい。チタニア供給源はルチルであるが、他の供給源も同様に適切であるかもしれない。チタニア原料のメジアン粒径は、構造体中で急速に成長する核による未反応酸化物の取込みを避けるために、２０マイクロメートル以下である。
【００２６】
本発明のセラミック体は、他の結晶相を含んでもよい。ある実施の形態において、チタン酸アルミニウムの主相に加え、４０質量％までのムライトの第２相が含まれる。ムライトは、化学式３Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2により現される化学量論を持つアルミノケイ酸塩である。したがって、シリカを原料のバッチに使用しなければならない。適切なシリカ供給源としては、石英、クリストバライト、カオリン、溶融シリカまたはゾルゲルシリカなどの非晶質シリカ、シリコーン樹脂、ゼオライトおよび珪藻土シリカが挙げられる。シリカは、一般に、３０マイクロメートルまでの粒径を有する。最終製品の構造に所望な結晶相に応じて、他の無機原料を使用してもよい。
【００２７】
これらの無機原料を、メチルセルロース結合剤、およびオレイン酸／トリエタノールアミン界面活性剤などの有機加工助剤と混合して、均質な可塑化混合物を調製する。そのように調製された混合物を、通常は任意の従来の手段により未焼成体に形成されるが、典型的には、押出ダイに押し通されて、ハニカム構造体が形成される。
【００２８】
得られた未焼成体を、必要に応じて乾燥させ、次いで、１３５０〜１６５０℃の間の温度の様々な温度間隔で、焼結のために、最高温度での６〜１０時間の保持時間に亘り加熱した。焼成後、ディーゼル微粒子除去用途に用いられるハニカム構造体を、その構造体の各セルが両端ではなく入口端または出口端いずれかで塞がれるように、端部で塞ぐ。一般に、所定の端部で１つおきのセルが市松模様に塞がれる。
【００２９】
本発明をより完全に説明するために、以下の非限定的実施例を提示する。
【実施例】
【００３０】
表Ｉには、試料１〜７の部と比率が与えられている。試料１〜６はガラス相（ガラスＸ）を有し、そのガラスの組成が表IIに与えられている。このガラスは、公知の技法にしたがって１６００℃で溶融し、次いで、粉末（約３２５メッシュ）に粉砕した。
【００３１】
無機原料、粉末ガラスおよびメチルセルロース結合剤を含む乾燥成分を粉砕機内で乾式混合した。次いで、連続混合中に、オレイン酸および約２０質量％の水をゆっくりと加えて、均質化および可塑化を行った。
【００３２】
可塑化混合物をハニカムダイに通して押し出して、約３１セル／ｃｍ2（約２００セル／平方インチ）のセル密度および約０．４０６ｍｍ（約０．０１６インチ）の壁厚を有するハニカム体を形成した。このように形成されたハニカム体を所望の長さに切断し、乾燥するまで８５℃でオーブン内において加熱した。次いで、それらの試料を、１３５０〜１６５０℃に及ぶ様々な温度間隔で６〜１０時間の保持時間に亘り電気炉内で焼成し、電気炉への電力を切ることにより冷却した。
【００３３】
次いで、これらの試料を、熱サイクル成長および熱分解に関して試験した。熱サイクル実験は、１０分間の総サイクル時間で、２００〜１１００℃の間の赤外線加熱および強制空冷によって、空気中で行った。分解実験は、特定の温度と時間での、電気抵抗加熱炉内における加熱により、空気中で行った。
【００３４】
図３には、８時間に亘り１５５０℃に加熱した後の、試料１〜６に関する、チタニア（ＴｉＯ2）（３．２５の格子面間隔）対チタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2）（４．７０、３．３５、２．６５および１．９０の格子面間隔の平均）のＸ線回折ピーク比が示されている。ガラスの量が増加するにつれて、同じ焼成温度に関する未反応チタニアの量が減少する。したがって、ガラス含有量が多いほど、反応がより完全に完了し、これにより、焼成時間を短くでき、および／または焼成温度を低くできる。
【００３５】
図４には、１００時間に亘り１１００℃に加熱した後の、試料１〜３に関する、チタニア（ＴｉＯ2）（３．２５の格子面間隔）対チタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2）（４．７０、３．３５、２．６５および１．９０の格子面間隔の平均）のＸ線回折ピーク比が示されている。試料１におけるほぼ全量のチタン酸アルミニウムが、アルミナとチタニアに分解している。これに対して、それぞれ、５質量％および１０質量％のガラスを含む試料２および３は、同じ処理後に、それほどチタン酸アルミニウムは分解されておらず、最高量のガラスを含有する試料３において、最も少ない分解が生じている。最適な熱分解抵抗性には、少なくとも５質量％のガラスが必要とされる。チタン酸アルミニウムの有益な性質を維持するために、５０％より大きいガラスの量は推奨されない。
【００３６】
図５には、試料４〜６および試料７に関する、１０分間での２００℃から１１００℃への加熱と、同じ時間での１１００℃から２００℃への冷却のサイクルの関数としての、熱サイクル成長が示されている。試料４〜６は、７０質量％のチタン酸アルミニウムの主結晶相および３０質量％のムライトの第２の結晶相と、並びにそれぞれ、１質量％、５質量％および１０質量％の量のガラス相とを含有している。試料７は、６７質量％のチタン酸アルミニウム、３０質量％のムライトおよび３質量％のＦｅ2ＴｉＯ5を含有しているが、ガラス相は含んでいない。試料７は最も大きな寸法成長を経験するのに対して、試料４〜６のガラス相により熱サイクル成長が抑圧されるのが示されている。
【００３７】
表IIIには、その組成が表IVに与えられているガラスＹを５質量％含むように調製された試料８に関する部と比率が与えられている。試料８の調製にも、試料１〜７に関して上述したのと同じ形成プロセスを用いた。試料８の焼成は、１２００℃で４時間、１５００℃で６時間行った。
【００３８】
表IIIには、試料８について測定した性質も含まれている。これらの性質としては、約３１セル／ｃｍ2（約２００セル／平方インチ）のセル密度および約０．４０６ｍｍ（約０．０１６インチ）の壁厚を有するハニカム体から、チャンネル方向に平行に切断されたセルラ・バーについて測定したポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）で表された破壊係数、水銀ポロシメトリーにより測定された体積％で表された気孔率、水銀ポロシメトリーにより測定されたマイクロメートルで表されたメジアン細孔サイズ、およびディラトメトリーにより測定された１０-7／℃で表された熱膨張が挙げられる。
【００３９】
先に手短に説明された図２は、試料８のＳＥＭ顕微鏡写真である。その微小構造は、均一な細孔分布の良好に連結された細孔を含むのが示されており、その組合せにより、自動車の排ガス除去に用いたときに、著しい圧力降下の利点が与えられる。熱分解試験において、試料８の組成は、ディーゼル微粒子除去用途に要求される低いＣＴＥおよび低い熱サイクル成長を満たした。１０分間での２００℃から１０００℃への加熱と、同じ時間での１０００℃から２００℃への冷却の３００サイクルを含む熱サイクル試験において、試料８の熱サイクル成長は、０．２５％未満であった。さらに、試料８における熱サイクル後に、ＣＴＥの変化は観察されず、強度の著しい損失も観察されなかった（３．６％）。
【００４０】
本発明を、ある説明の実施の形態とその特定の実施の形態に関して詳細に説明してきたが、本発明は、それらの限定されると考えられるべきではなく、本発明の精神および添付の特許請求の範囲から逸脱せずに、他の様式で用いてもよいことが理解されよう。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】１０分間での２００℃から１１００℃への加熱と、同じ時間での１１００℃から２００℃への冷却のサイクルの関数としての、いくつかがＦｅ2Ｏ3および／またはガラス添加物を含有する、チタン酸アルミニウム−ムライトのセラミック体に関する熱サイクル成長を比較するグラフ
【図２】９５質量％のチタン酸アルミニウムおよび５質量％のガラス（ガラスＹ）を有する本発明のセラミック体（試料８）の代表的な微小構造を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の顕微鏡写真
【図３】１５５０℃まで加熱し、その温度で８時間に亘り保持した後の、試料１〜６に関するガラスＸの質量パーセントの関数としての、チタニア（ＴｉＯ2）（３．２５の格子面間隔）対チタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2）（４．７０、３．３５、２．６５および１．９０の格子面間隔の平均）のＸ線回折ピーク比を示すグラフ
【図４】１１００℃まで加熱し、その温度で１００時間に亘り保持した後の、試料１〜３に関するガラスＸの質量パーセントの関数としての、チタニア（ＴｉＯ2）（３．２５の格子面間隔）対チタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2）（４．７０、３．３５、２．６５および１．９０の格子面間隔の平均）のＸ線回折ピーク比を示すグラフ
【図５】全てがガラス相を含む試料４〜６、およびガラス相を含有しない試料７に関する、１０分間での２００℃から１１００℃への加熱と、同じ時間での１１００℃から２００℃への冷却のサイクルの関数としての、熱サイクル成長を示すグラフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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