本發(fā)明涉及蓄熱部件。更詳細而言，涉及能夠通過蓄熱材料與反應介質的化學反應或物理性吸附、脫離而實現(xiàn)響應性優(yōu)異的放熱及吸熱的蓄熱部件。

背景技術：

目前，已提出如下技術：利用蓄熱材料來回收、儲藏汽車等的排熱，將回收、儲藏的熱量用于引擎下一次起動時的催化劑(廢氣處理催化劑)活化(參照專利文獻1～3)。根據(jù)這種技術，通過將蓄熱材料所回收、儲藏的熱量放熱，可以將廢氣處理催化劑盡快加熱，謀求縮短催化活性化的時間。例如，專利文獻1中記載的蓄熱裝置中，使用通過與反應介質的可逆性化學反應來蓄熱、放熱的化學蓄熱材料作為蓄熱材料。

這里，化學蓄熱材料是指能夠利用化學反應來進行熱量的吸收、釋放的物質。以下，在本說明書中，“化學蓄熱”是指利用了化學反應的熱量的吸收、釋放。使用化學蓄熱材料的化學蓄熱，具有能夠將熱量以較高密度長期地儲藏、再利用的優(yōu)點。

另一方面，通常示出了利用水與沸石的物理性吸附、脫離的熱泵的可能性，正在進行面向實用化的研究開發(fā)，但在實用化中，由于沸石的低導熱性，存在效率降低的問題。此外，示出了利用nh3與氯化鎂(mgcl2)的物理性吸附、脫離的熱泵的可能性，但由于氯化鎂的低導熱性，效率降低。

專利文獻1中記載的蓄熱裝置中，使用氧化鈣(cao)等作為蓄熱材料。如果在氧化鈣中加水，則生成氫氧化鈣(ca(oh)2)，此時釋放反應熱。即，該反應為放熱反應。另一方面，如果對氫氧化鈣加熱，則氫氧化鈣發(fā)生脫水反應，生成氧化鈣(cao)和水(h2o)。該反應為吸熱反應。上述氧化鈣(換言之氫氧化鈣)的化學反應是可逆的，將上述吸熱反應用于回收排熱，將上述放熱反應用于從化學蓄熱材料放熱。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-27311號公報

專利文獻2：日本特開2013-112706號公報

專利文獻3：日本特開2015-40646號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

如上所述，化學蓄熱具有能夠將熱量以較高密度長期儲藏、再利用的優(yōu)點。但是，利用化學蓄熱材料的化學蓄熱裝置存在放熱及吸熱的響應性低這樣的問題。特別是，為了將化學蓄熱裝置用于引擎起動時加熱催化劑，期望迅速放熱至催化活性溫度，現(xiàn)有的化學蓄熱裝置難以實現(xiàn)這種迅速放熱。

作為難以實現(xiàn)上述迅速放熱的理由，可以列舉化學蓄熱材料的熱導率低。即，化學蓄熱材料的放熱反應通過該化學蓄熱材料與反應介質接觸來進行。但是，由于化學蓄熱材料的熱導率低，因此放熱的熱量至釋放時需要時間，放熱的熱量傳導到化學蓄熱材料的未反應部分，導致未反應部分的化學蓄熱材料的反應性(放熱反應的反應性)降低。例如，如果化學蓄熱材料呈顆粒狀的形狀，則在顆粒狀的化學蓄熱材料的表面附近放熱反應達到飽和，難以充分且迅速地放熱。

此外，作為難以實現(xiàn)上述迅速放熱的理由，還可列舉化學蓄熱材料的放熱、吸熱的響應性低。例如，使用氧化鈣作為化學蓄熱材料時，氧化鈣的放熱反應如下進行。在氧化鈣與水進行反應的放熱反應中，在固體狀的氧化鈣的表面，氧化鈣和水立即接觸并比較迅速地進行放熱反應。另一方面，在固體狀的氧化鈣的內部，附著于氧化鈣表面的水擴散至氧化鈣的內部，該擴散后的水與氧化鈣進行反應。因此，在固體狀的氧化鈣的內部，至開始放熱反應有時需要所希望的時間，這可推測是化學蓄熱材料的放熱、吸熱的響應性降低的主要原因。

本發(fā)明是鑒于這種問題而做出的。根據(jù)本發(fā)明，提供一種能夠通過蓄熱材料與反應介質的化學反應而實現(xiàn)響應性優(yōu)異的放熱及吸熱的蓄熱部件。

用于解決問題的方法

根據(jù)本發(fā)明，提供以下所示的蓄熱部件。

[1]一種蓄熱部件，其具備：以sic燒結體為主要成分的基材，以及

通過與反應介質的可逆性化學反應來蓄熱、放熱的蓄熱材料或者通過物理性吸附、脫離來蓄熱、放熱的蓄熱材料，

前述基材具有由氣孔率為1％以下的骨架構成的三維網(wǎng)眼狀結構，

前述基材的前述三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率為30～95％，

前述蓄熱材料配設在前述基材的前述三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙的至少表面的一部分。

[2]根據(jù)前述[1]所述的蓄熱部件，其中，前述基材中，除去原料所不可避免地含有的雜質，前述骨架中的sic的含有比率為40～99.7質量％。

[3]根據(jù)前述[1]或[2]所述的蓄熱部件，其中，前述骨架中的金屬si的含有比率為5～60質量％。

[4]根據(jù)前述[1]～[3]中任一項所述的蓄熱部件，其中，前述基材為三維網(wǎng)眼狀結構物。

[5]根據(jù)前述[4]所述的蓄熱部件，其中，前述三維網(wǎng)眼狀結構物具有對置的第一端面和第二端面，

構成前述三維網(wǎng)眼狀結構的前述骨架的密度在從前述第一端面朝向第二端面的方向上的第一截面中和在與前述第一截面正交的方向上的第二截面中不同，

前述第一截面及第二截面中，前述骨架的密度高的截面中的前述骨架的密度為前述骨架的密度低的截面中的前述骨架的密度的1～10倍。

[6]根據(jù)前述[1]～[5]中任一項所述的蓄熱部件，其中，構成前述三維網(wǎng)眼狀結構的前述骨架在該骨架的表面具有突起。

[7]根據(jù)前述[1]～[6]中任一項所述的蓄熱部件，其中，前述蓄熱材料含有選自由下述物質構成的組中的至少一種：mg、ca、sr、ba的氧化物；mg、ca、sr、ba的氫氧化物；mg、ca、sr、ba的碳酸鹽；mg、ca、sr、ba的氯化物；mg、ca、sr、ba的硫酸鹽；以及沸石。

[8]根據(jù)前述[1]～[7]中任一項所述的蓄熱部件，其中，前述蓄熱材料是平均粒徑為5nm～100μm的顆粒狀。

[9]根據(jù)前述[1]～[8]中任一項所述的蓄熱部件，其中，前述骨架由芯部和面向前述空隙的表層部構成，前述芯部和前述表層部的構成元素比率不同。

發(fā)明效果

本發(fā)明的蓄熱部件具備：以sic燒結體為主要成分的基材，以及蓄熱材料，所述蓄熱材料通過與反應介質的可逆性化學反應或者通過物理性吸附、脫離來蓄熱、放熱。并且，本發(fā)明的蓄熱部件中，上述基材具有由氣孔率為1％以下的骨架構成的三維網(wǎng)眼狀結構，基材的三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率為30～95％。本發(fā)明的蓄熱部件中，蓄熱材料配設在上述基材的三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙的內表面。根據(jù)本發(fā)明的蓄熱部件，通過蓄熱材料與反應介質的化學反應，能夠實現(xiàn)響應性優(yōu)異的放熱及吸熱。

即，本發(fā)明的蓄熱部件中，蓄熱材料配設在導熱性優(yōu)異的“以sic燒結體為主要成分的基材”上。因此，通過蓄熱材料的放熱反應而產(chǎn)生的熱量能夠立即傳導到基材(換言之，通過放熱反應產(chǎn)生的熱量逃逸到基材)，蓄熱材料難以維持高溫狀態(tài)，能夠使蓄熱材料的放熱反應良好地進行。在吸熱反應時，蓄熱材料與基材的熱傳導也良好地進行，從而能夠使蓄熱材料的吸熱反應良好地進行。

此外，本發(fā)明的蓄熱部件采用空隙率為30～95％的三維網(wǎng)眼狀結構的基材，從而能夠增大用于配設蓄熱材料的“空隙的內表面”的面積，能夠充分確保蓄熱材料與反應介質的接觸面積。由此，對于本發(fā)明的蓄熱部件，蓄熱材料的放熱反應及吸熱反應的反應性高，能夠實現(xiàn)響應性優(yōu)異的放熱及吸熱。

附圖說明

圖1是示意性示出本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式的立體圖。

圖2是示意性示出圖1所示的蓄熱部件的、與從第一端面朝向第二端面的方向正交的截面的截面圖。

圖3是將圖2所示的蓄熱部件的a表示的范圍放大的放大示意圖。

圖4是示意性示出將圖3所示的骨架的一部分切除的狀態(tài)的放大示意圖。

圖5是用掃描電子顯微鏡拍攝本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式中所使用的構成基材的骨架的截面而得的照片。

圖6是說明本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式中使用的基材的制造工序的流程圖。

圖7是說明本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式中使用的基材的制造工序的示意圖。

符號說明

1：芯部(骨架的芯部)、3：表層部(骨架的表層部)、4：骨架部(聚氨酯發(fā)泡體的骨架部)、5：空隙部(聚氨酯發(fā)泡體的空隙部)、7：金屬si、9：sic漿料成形體、10：基材、10a：sic燒結體、11：第一端面、12：第二端面、13：骨架、14：三維網(wǎng)眼狀結構、15：空隙(三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙)、20：蓄熱材料、100：蓄熱部件。

具體實施方式

以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明，但本發(fā)明不受以下實施方式限定。因此，應予理解的是，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內，基于本領域技術人員的常規(guī)知識對以下實施方式加以適當變更、改良等也落入本發(fā)明的范圍內。

(1)蓄熱部件：

本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式為如圖1～圖3所示的蓄熱部件100。本實施方式的蓄熱部件100具備：以sic燒結體10a為主要成分的基材10，以及通過與反應介質的可逆性化學反應來蓄熱、放熱的蓄熱材料20。本實施方式的蓄熱部件100中，滿足以下特征(a)～(c)。(a)基材10具有由氣孔率1％以下的骨架13構成的三維網(wǎng)眼狀結構14。(b)基材10的三維網(wǎng)眼狀結構14的空隙率為30～95％。(c)蓄熱材料20配設在基材10的三維網(wǎng)眼狀結構14中的空隙15的內表面。圖1及圖2中，示出基材10為具有第一端面11及第二端面12的圓柱的情況的例子。

根據(jù)本實施方式的蓄熱部件100，通過蓄熱材料20與反應介質的化學反應能夠實現(xiàn)響應性優(yōu)異的放熱及吸熱。即，本實施方式的蓄熱部件100中，在導熱性優(yōu)異的“以sic燒結體為主要成分的基材10”上配設有蓄熱材料20。因此，能夠將通過蓄熱材料20的放熱反應產(chǎn)生的熱量立即傳導到基材10，蓄熱材料20難以維持高溫狀態(tài)，能夠使蓄熱材料20的放熱反應良好地進行。在吸熱反應時，蓄熱材料20和基材10的熱傳導也良好地進行，從而能夠使蓄熱材料20的吸熱反應良好地進行。

此外，本實施方式的蓄熱部件100采用空隙率為30～95％的三維網(wǎng)眼狀結構14的基材10，從而能夠增大用于配設蓄熱材料20的“空隙15的內表面”的面積，能夠充分確保蓄熱材料20與反應介質的接觸面積。由此，蓄熱材料20的放熱反應及吸熱反應的反應性高，能夠實現(xiàn)響應性優(yōu)異的放熱及吸熱。

在此，圖1為示意性示出本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式的立體圖。圖2為示意性示出圖1所示的蓄熱部件的、與從第一端面朝向第二端面的方向正交的截面的截面圖。圖3為將圖2所示的蓄熱部件的a表示的范圍放大的放大示意圖。

以下，對本實施方式的蓄熱部件的各構成要素進行更詳細地說明。

(1-1)基材：

本實施方式的蓄熱部件100中使用的基材10為用于分散擔載蓄熱材料20的載體?；?0含有sic燒結體作為主要成分，優(yōu)選由si-sic燒結體構成。如圖3所示，基材10形成使骨架13呈三維網(wǎng)眼狀的結構。本說明書中，將使骨架13呈三維網(wǎng)眼狀的結構稱為“三維網(wǎng)眼狀結構14”。骨架13的氣孔率為1％以下。需要說明的是，本發(fā)明中，“以sic燒結體為主要成分的基材”是指基材中所含的“sic燒結體”的質量比率為40質量％以上。

本實施方式的蓄熱部件用于如下用途，將汽車等的排熱回收、儲藏，將回收、儲藏的熱量根據(jù)需要放熱，從而對回收、儲藏的熱量進行再利用。本實施方式的蓄熱部件中使用的基材由si-sic構成，所述si-sic是金屬si和sic復合而成的，從而耐熱性高，且具有高機械強度。此外，如上所述，由于導熱性優(yōu)異，因此蓄熱材料和基材的熱傳導良好地進行，從而能夠使蓄熱材料的放熱反應及吸熱反應良好地進行。

此外，通過使導熱性優(yōu)異的含有si-sic燒結體的基材為由氣孔率為1％以下的骨架構成的三維網(wǎng)眼狀結構，從而能夠提高由汽車等排出的廢氣流過時的“排熱回收效率”。此外，在例如引擎起動時等廢氣溫度低的情況下，通過在使蓄熱材料放熱的狀態(tài)下使該廢氣在基材中流過，從而能夠使廢氣的溫度立即上升。此外，如上所述，能夠增大蓄熱材料與反應介質的接觸面積。

構成三維網(wǎng)眼狀結構的骨架的氣孔率可以依據(jù)jisr1655(精細陶瓷的基于壓汞法的成形體氣孔徑分布試驗方法)進行測定。骨架的氣孔率為1％以下即可，對其下限值沒有特別限定。例如，構成三維網(wǎng)眼狀結構的骨架也可以是實質上不具有氣孔的密實骨架。通過將骨架的氣孔率設為1％以下，從而可以進一步提高骨架的強度及熱導率。

此外，本實施方式的蓄熱部件中，基材的三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率為30～95％。這里，基材的三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率可以如下測定。首先，分析基材的化學成分，測定基材的理論密度(表觀比重)。例如，若為碳及碳化硅質的基材，則可以依據(jù)jisr2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化學分析方法)測定基材的化學成分。然后，測定基材的尺寸及質量，算出基材的體積密度。使用這些值，通過下式：[空隙率＝{(理論密度-體積密度)/理論密度}×100％]可以算出基材的空隙率。以下有時將“基材的三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率”僅稱為“基材的空隙率”。如果基材的空隙率小于30％，則透氣性降低，蓄熱材料與反應介質的接觸面積減少，從而蓄熱材料的放熱、吸熱的響應性降低，從這點出發(fā)是不優(yōu)選的。另一方面，如果基材的空隙率超過95％，則基材的強度顯著降低，從這點出發(fā)是不優(yōu)選的。

此外，基材的空隙率優(yōu)選為35～95％，進一步優(yōu)選為40～90％，特別優(yōu)選為50～85％。

對基材的形狀沒有特別限定。例如，基材的形狀可以是具有第一端面及第二端面的柱狀?；牡呐c從第一端面朝向第二端面的方向正交的截面形狀也可以是例如四邊形等多邊形、圓形、橢圓形、卵形或其他不定形。此外，基材的形狀也可以是板狀、球狀。

本實施方式的蓄熱部件中，構成基材的骨架中的sic的含有比率及si的含有比率優(yōu)選如下調整。以下，只要沒有特別說明，則“sic的含有比率”及“si的含有比率”是指“骨架中的sic的含有比率”及“骨架中的si的含有比率”。對于sic的含有比率，除去原料所不可避免地含有的雜質，優(yōu)選為40～99.7質量％。例如，本發(fā)明中構成基材的骨架中的sic可以不可避免地含有0.3％以下的雜質。sic的含有比率少于40質量％時，基材的熱導率降低，從而由蓄熱材料產(chǎn)生的熱量向基材的傳導及吸熱反應中熱量從基材向蓄熱材料的傳導不能充分進行，蓄熱材料的放熱反應及吸熱反應的反應性有時會降低。

更優(yōu)選按照構成基材的骨架中的sic的含有比率為50～99.7質量％的方式來調整各成分量。通過這樣構成，基材的熱導率提高，蓄熱部件的蓄熱、放熱效率提高，并且基材的耐熱沖擊性及耐熱性提高，能夠實現(xiàn)基材的長壽命化。骨架中的sic含有比率少于50質量％時，基材的熱導率降低，從而由蓄熱材料產(chǎn)生的熱量向基材的傳導及吸熱反應中熱量從基材向蓄熱材料的傳導不能充分進行，蓄熱材料的放熱反應及吸熱反應的反應性有時會降低。

構成基材的骨架中的sic的含有比率及si的含有比率可以依據(jù)jisr2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化學分析方法)測定。

在此，在已擔載有蓄熱材料的“蓄熱部件”中的sic的含有比率及si的含有比率的測定中，可以事先拆掉蓄熱材料，然后進行測定。

含有si-sic燒結體的基材優(yōu)選構成為：骨架中的sic的含有比率及金屬si的含有比率為以下的數(shù)值范圍。優(yōu)選骨架中的sic的含有比率為45～99.7質量％；或者，金屬si的含有比率為5～60質量％，進一步優(yōu)選為5～55質量％。這里，sic的彈性模量較高(例如，彈性模量為400gpa左右)，金屬si的彈性模量較低(例如，彈性模量為100gpa左右)。因此，通過將骨架中的sic的含有比率及金屬si的含有比率設為上述數(shù)值范圍，能夠實現(xiàn)si-sic燒結體的彈性模量的降低。進一步優(yōu)選骨架中的sic的含有比率為50～99.7質量％；或者，金屬si的含有比率為5～50質量％。si-sic燒結體的彈性模量的降低關系到耐熱沖擊性的提高。這里，耐熱沖擊性可以通過下述式(1)所示的抗熱沖擊破壞系數(shù)r′進行評價。

式(1)：抗熱沖擊破壞系數(shù)r′＝σ(1-ν)λ/(αe)

(上述式(1)中，σ表示強度(彎曲強度)，ν表示泊松比，λ表示熱導率，α表示熱膨脹系數(shù)，e表示彈性模量。)

上述式(1)中的彎曲強度可以依據(jù)jisr1601(精細陶瓷的室溫彎曲強度試驗方法)或jisr1664(精細陶瓷多孔體的彎曲強度試驗方法)測定。

構成基材的骨架在常溫下的熱導率優(yōu)選為30～250(w/m·k)，進一步優(yōu)選為40～250(w/m·k)，特別優(yōu)選為50～250(w/m·k)。通過這樣構成，能夠使基材和蓄熱材料的熱交換更良好地進行，能夠使蓄熱材料的放熱、吸熱反應良好地進行。如果基材的熱導率小于上述數(shù)值范圍，則由蓄熱材料產(chǎn)生的熱量向基材的傳導及吸熱反應中熱量從基材向蓄熱材料的傳導不能充分進行，蓄熱材料的放熱反應及吸熱反應的反應性有時會降低。

如圖4、圖5所示，構成基材的si-sic骨架優(yōu)選由芯部1和面向空隙15的表層部3構成。這里，圖4為示意性示出將圖3所示的骨架的一部分切除的狀態(tài)的放大示意圖。圖5為使用掃描電子顯微鏡拍攝本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式中所使用的構成基材的骨架的截面的照片。圖5的(a)為將骨架沿著長度方向(骨架的延伸方向)切斷的截面的照片，圖5的(b)為將骨架按照與長度方向(骨架的延伸方向)正交的方式切斷的截面的照片。

構成基材的si-sic骨架的芯部1和表層部3中，構成元素比率可以不同。芯部1可以是以金屬si作為主要成分、剩余部分含有c元素(碳)的構成，表層部3可以是以sic作為主要成分、剩余部分含有金屬si的構成。構成基材的骨架的構成元素比率可以通過能量色散型x射線分析裝置(eds)測定。

此外，本實施方式的蓄熱部件中，構成三維網(wǎng)眼狀結構的骨架的密度在第一截面和第二截面中可以不同，所述第一截面包含從第一端面朝向第二端面的方向，所述第二截面包含與從第一端面朝向第二端面的方向正交的方向。并且，在第一截面和第二截面中骨架的密度不同的情況下，進一步優(yōu)選第二截面中的骨架的密度為第一截面中的骨架的密度的1～10倍。通過這樣構成，能夠實現(xiàn)基材的高強度化。第二截面中的骨架的密度大于第一截面中的骨架的密度的11倍的情況下，在第一截面中有時無法得到充分的透氣性。

在此，各骨架的密度(以下也稱為“骨架密度”)可以通過下述方法測定。首先，將基材埋設在環(huán)氧樹脂中，在第一截面及第二截面處切斷該基材，對切斷后的基材的截面進行研磨，制作密度測定用試樣。然后，使用掃描電子顯微鏡，在密度測定用試樣的第一截面及第二截面中得到視野范圍0.1cm²的組成圖像。作為掃描電子顯微鏡，可以使用日本電子公司(jeol)制的掃描電子顯微鏡(型號：jsm-5600)。根據(jù)利用各元素的亮度差而得的組成圖像，可以明確顯示基材的骨架和空隙部。然后，將得到的組成圖像用圖像處理軟件根據(jù)一定的亮度條件進行2值化而形成黑白圖像，計測組成圖像中的骨架及空隙部各自的總像素數(shù)。圖像處理軟件可以使用例如免費軟件imagenos(ver1.04)。這樣，可以將骨架的總像素數(shù)相對于每0.1cm²視野范圍的總像素數(shù)的比例作為骨架密度。即，骨架密度可以通過下述式(2)求出。然后，根據(jù)第一截面的骨架密度和第二截面的骨架密度，通過下述式(3)可以算出第一截面及第二截面中的骨架密度比。其中，在三維網(wǎng)眼狀結構中，骨架是無規(guī)配置的，因此根據(jù)1個視野的截面組成圖像難以算出骨架密度。因此，可以將在第一截面及第二截面中分別在5個視野測定的平均值作為骨架密度。

式(2)：骨架密度＝骨架的總像素數(shù)/骨架及空隙部的總像素數(shù)

式(3)：骨架密度比＝第一截面中的骨架密度/第二截面中的骨架密度

構成三維網(wǎng)眼狀結構的骨架可以在該骨架的表面具有突起。這里，骨架表面的突起是指在骨架的表面具有平均高度0.5～100μm的凹凸。作為在骨架的表面形成突起的方法，例如，可以通過使平均粒徑0.5～100μm的微粒附著在骨架的表面并進行燒結而形成。作為微粒，可以使用例如sic粉末、si粉末、si-sic粉末及c粉末等。優(yōu)選在骨架的表面以1～1000000個/10000μm²的密度形成由上述微粒構成的突起。突起的密度進一步優(yōu)選為10～100000個/10000μm²，特別優(yōu)選為100～10000個/10000μm²。骨架表面的突起的高度及密度可以通過以下方法測定。對于骨架表面的突起的高度及密度而言，可以使用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察基材，將在5個視野測定的平均值作為突起的高度及密度。通過在骨架的表面形成突起，從而基材的表面積增大，則基材和蓄熱材料的物理性接觸面積增大，能夠使基材和蓄熱材料的熱交換更良好地進行，能夠使蓄熱材料的放熱、吸熱反應良好地進行。

本實施方式的蓄熱部件中使用的基材可以在其骨架的表層具有由與基材的成分不同的成分構成的表層。通過具有這樣的表層，從而使表層和蓄熱材料化學熔接，能夠介由表層提高基材和蓄熱材料的密合性。

由與基材的成分不同的成分構成的表層可以是：通過將由含有sic燒結體和/或金屬si的骨架形成的基材在大氣氣氛中加熱處理而在骨架的表層形成的sio2層。

(1-2)蓄熱材料：

本實施方式的蓄熱部件中使用的蓄熱材料可以是通過與反應介質的可逆性化學反應來蓄熱、放熱的所謂的化學蓄熱材料。此外，也可以是通過與反應介質的物理性吸附和從反應介質的物理脫離來蓄熱和放熱的沸石。作為蓄熱材料，只要是通過可逆性化學反應或物理性吸附、脫離來蓄熱、放熱的材質則對其材質沒有特別限定，例如，蓄熱材料可以列舉含有選自由下述物質構成的組中的至少一種：mg、ca、sr、ba的氧化物；mg、ca、sr、ba的氫氧化物；mg、ca、sr、ba的碳酸鹽；mg、ca、sr、ba的氯化物；mg、ca、sr、ba的硫酸鹽；以及沸石。

本實施方式的蓄熱部件中，優(yōu)選粉末狀(顆粒狀)的蓄熱材料附著在基材的三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙的至少表面的一部分而進行配設。粉末狀的蓄熱材料中，蓄熱材料的平均粒徑優(yōu)選為5nm～100μm，進一步優(yōu)選為5nm～50μm，特別優(yōu)選為5nm～10μm。如果蓄熱材料的平均粒徑小于5nm，則由于蓄熱材料的凝集導致蓄熱性降低，從這點出發(fā)是不優(yōu)選的。如果蓄熱材料的平均粒徑超過100μm，則蓄熱材料粒子的中心部的反應性降低，從這點出發(fā)是不優(yōu)選的。蓄熱材料的平均粒徑可以如下測定。對于蓄熱材料的平均粒徑而言，可以使用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察基材，從而將在5個視野測定的平均值作為平均粒徑。

對蓄熱部件中的蓄熱材料的配設量(擔載量)沒有特別限定，可以根據(jù)蓄熱部件的使用用途適當設定。

蓄熱材料優(yōu)選為粉末。蓄熱材料的平均粒徑優(yōu)選為5nm～100μm，直接接觸基材的一次粒子及二次粒子越多越優(yōu)選。如果是這樣的形態(tài)，則來自蓄熱材料的放熱容易傳導到基材，從這點出發(fā)是優(yōu)選的。另一方面，如果是蓄熱材料粒子進一步層疊于與基材接觸的蓄熱材料粒子的表層而沒有與基材直接接觸的形態(tài)，則來自蓄熱材料的放熱難以傳導到基材，從這點出發(fā)是不優(yōu)選的。蓄熱材料的形態(tài)可以如下測定?？梢允褂霉鈱W顯微鏡或電子顯微鏡觀察蓄熱部件，從而由觀察圖像確認蓄熱材料的形態(tài)。

(2)蓄熱部件的制造方法：

以下，對本發(fā)明的蓄熱部件的制造方法的一個實施方式進行說明。

(2-1)基材的制作：

首先，對于蓄熱部件中所使用的以sic燒結體為主要成分的基材，例如可以通過粉漿澆鑄法(slipcastmethod)、凝膠注模成型法、擠出制法或壓制法等通常的粉末成形法制作。具有空隙的多孔質的基材或具有三維網(wǎng)眼狀結構的基材例如可以通過復制法(replicamethod)或直接成形(directformingmethod)法等公知制法制作。si-sic基材例如可以通過以下所示的凝膠注模成型法和復制法的組合來制作。

根據(jù)凝膠注模成型法，可以通過圖6所示的各步驟(st1)～(st7)來制作。凝膠注模成型法是粉體成形方法的一種。例如，在凝膠注模成型法中，首先，將選自由陶瓷、玻璃及金屬組成的組中的一種以上的粉體用分散劑分散于分散介質中，制作含有上述粉體的漿料。然后，在得到的漿料中添加具有凝膠化功能的物質(凝膠化劑)，使上述漿料固化，得到任意形狀的成形體。圖6是說明本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式中使用的基材的制造工序的流程圖。以下，進一步詳細說明圖6所示的各步驟(st1)～(st7)。

(2-1a)st1：

蓄熱部件中使用的基材可以通過凝膠注模成型法制作，因此，首先制作成形用漿料(sic漿料)?？梢酝ㄟ^使sic粉末分散于有機溶劑中制成漿料后添加凝膠化劑來制作成形用漿料。此外，還可以通過在有機溶劑中同時添加sic粉末及凝膠化劑并進行分散來制作成形用漿料。

除了sic粉末以外，還可以適當混合碳、碳化硼等的粉體而使用。需要說明的是，對于各種粉體的粒徑，只要能夠制作成形用漿料就沒有特別限定，可以適當選擇。

作為分散介質使用的有機溶劑可以列舉多元醇、多元酸、酯類。作為多元醇，可以列舉：乙二醇等二醇類；甘油等三醇類等。作為多元酸，可以列舉：二羧酸等。作為酯類，可以列舉多元酸酯、多元醇的酯等。需要說明的是，作為多元酸酯，可以列舉：戊二酸二甲酯、丙二酸二甲酯等。作為多元醇的酯，可以列舉甘油三醋酸酯等。

凝膠化劑只要是使成形用漿料固化且具有反應性官能團的有機化合物即可。作為這樣的有機化合物，可以列舉：通過交聯(lián)劑的存在而三維交聯(lián)的預聚物等，例如聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。對于凝膠化劑，優(yōu)選考慮與分散介質中的有機化合物的反應性而選擇具有合適的反應性官能團的凝膠化劑。例如，使用反應性較低的酯類作為有機溶劑時，作為構成凝膠化劑的具有反應性官能團的有機化合物，優(yōu)選選擇具有反應性高的異氰酸酯基(-n＝c＝o)和/或異硫氰酸酯基(-n＝c＝s)的有機化合物。

如果考慮作業(yè)性，則成形用漿料優(yōu)選20℃時的漿料粘性為50dpa·s以下，進而更優(yōu)選20℃時的漿料粘性為20dpa·s以下。漿料粘性是通過市售的b型粘度計(rion株式會社制、viscotestervt-04f(商品名))測定的值。

像這樣，在成形用漿料的制作工序(st1)中，首先，進行陶瓷粉體、分散介質及分散劑的調合，并進行混合。然后，添加凝膠化劑及催化劑等，進行漿料的最終調合。優(yōu)選在具有三維網(wǎng)眼狀結構的聚氨酯發(fā)泡體中進行含浸成形之前，將得到的成形用漿料進行脫泡。圖7中，使用二維示意圖對具有三維網(wǎng)眼狀結構的si-sic基材的制法進行說明。圖7(a)是示意性地以二維示出具有三維網(wǎng)眼狀結構的聚氨酯發(fā)泡體的截面的圖。

成形用漿料的混合用罐式球磨機、球磨機等進行，優(yōu)選使用尼龍制的球石在溫度15℃～35℃進行12小時以上，進一步優(yōu)選進行72小時以上。此外，對于漿料的脫泡，優(yōu)選將漿料在真空度為-0.090mpa以下的真空氣氛攪拌而進行。脫泡時的真空度優(yōu)選為-0.095mpa以下。攪拌速度優(yōu)選為100rpm～500rpm。攪拌時間優(yōu)選為5分鐘～30分鐘。

(2-1b)(st2)～(st4)：

使(st1)中制作的成形用漿料含浸于具有三維網(wǎng)眼狀結構的聚氨酯發(fā)泡體后，擠擰至成形用漿料不堵塞聚氨酯發(fā)泡體的氣孔的程度并除去多余的漿料。然后，載置于固定用夾具上，在常溫～200℃放置數(shù)小時～數(shù)十小時。由此，成形用漿料通過凝膠化而固化，從而形成成形體。

如圖7的(a)所示，具有三維網(wǎng)眼狀結構的聚氨酯發(fā)泡體由骨架部4和空隙部5構成，(st2)中，如圖7的(b)所示，面向空隙部5而形成sic漿料成形體9。這里，sic漿料成形體9是指由通過(st1)得到的成形用漿料形成的成形體。圖7中，符號7表示金屬si。此外，符號1表示含浸有金屬si的骨架的芯部，符號3表示骨架的表層部，符號15表示三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙。

(2-1c)(st5)：

然后，對sic漿料成形體9在40℃～100℃進行3～12小時的干燥，進而在100℃～200℃進行3～12小時的干燥。

(2-1d)(st6)～(st7)：

如圖7(c)所示，在干燥后的sic漿料成形體9的上表面載置金屬si7，在非活性氣體氣氛中、在1400℃～1500℃進行1～3小時的加熱。聚氨酯發(fā)泡體的骨架部4在500℃左右燒除，如圖7(d)所示，金屬si7含浸于燒除骨架部4而形成的空間中，從而得到由三維網(wǎng)眼狀結構形成的具有致密的si-sic骨架的基材。根據(jù)該方法，能夠使金屬si7沿著由sic漿料成形體9構成的骨架而進行含浸，因此金屬si7不會堵塞空隙部5，而能夠進行均勻的含浸。例如，用這樣的方法制作的基材的空隙率達到30～95％。這里，圖7為說明本發(fā)明的蓄熱部件的一個實施方式中使用的基材的制造工序的示意圖。

需要說明的是，根據(jù)需要，還可以在上述(st7)之后接著設置表層處理工序(st8)，在構成基材的骨架的表層形成由與基材的成分不同的成分構成的表層。對由與基材的成分不同的成分構成的表層的形成方法沒有特別限定，例如，可以將由含有sic燒結體和/或金屬si的骨架形成的基材在大氣氣氛進行加熱處理，從而能夠在骨架的表層形成sio2層。

此外，還可以根據(jù)需要在基材的周邊的至少一部分形成空隙率為0.1～2％的含有sic或si-sic的致密層。例如，在柱狀基材的情況下，可以在柱狀基材的側面形成致密層。此外，在板狀基材的情況下，可以在基材的邊緣部形成致密層。致密層例如可以通過以下方法制造。首先，將在st1中制作的成形用漿料涂布或含浸于所制作的基材的周邊部分，堵住基材的空隙部，然后，使堵住了基材的空隙部的成形用漿料固化，進而進行st5～st7中的干燥、si含浸工序。

(2-2)蓄熱材料的制作：

然后，制作蓄熱部件中使用的蓄熱材料。對蓄熱材料的制作方法沒有特別限定，可以通過以往公知的方法得到蓄熱材料。例如，如果為ca系的材料，則可以使用市售的碳酸鈣粉末、氫氧化鈣粉末等。此外，如果為mg系的材料，則可以使用市售的氯化鎂粉末、碳酸鎂粉末等。此外，可以使用市售的沸石粉末。對于該粉末可以使用罐式球磨機及篩進行適當粉碎、分級以使其成為預定的平均粒徑而使用。該粉末的平均粒徑可以使用光學顯微鏡或電子顯微鏡進行測定。

(2-3)蓄熱材料向基材的配設(擔載)方法：

然后，使得到的蓄熱材料的粉末分散于水或有機溶劑中，制作蓄熱材料漿料。將具有三維網(wǎng)眼狀結構的基材浸漬(dipping)于所制作的蓄熱材料漿料中。通過這樣操作，在基材的三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙的內表面配設蓄熱材料。對蓄熱材料的配設方法沒有特別限定，可以采用例如噴涂法等適當?shù)淖罴逊椒?。然后，將配設有蓄熱材料的基材干燥后，在預定的溫度(400～1000℃)燒成，由此使蓄熱材料與基材燒結，從而能夠牢固地配設。

通過如上操作可以制造本實施方式的蓄熱部件。但是，關于蓄熱部件的制造方法不受至此說明的制造方法的限定。以下，示出蓄熱部件的制造方法的變形例。

(2-4)蓄熱部件的制造方法(變形例1)：

圖6中，在st3的“固定為預定厚度、形狀”的工序中，還可以壓縮聚氨酯發(fā)泡體而進行固定。

像這樣，通過在成形用漿料固化(st4)之前壓縮聚氨酯發(fā)泡體，能夠提高“具有三維網(wǎng)眼狀結構的基材”的骨架密度，得到高強度。此外，根據(jù)這樣的變形例1，還可以實現(xiàn)基材的薄壁化。

需要說明的是，圖6中，在st3的“固定為預定厚度、形狀”的工序中，還可以使用預定形狀的模具將聚氨酯發(fā)泡體成形并固定。這樣，通過在成形用漿料固化(st4)之前將聚氨酯發(fā)泡體固定為預定形狀，能夠提高“具有三維網(wǎng)眼狀結構的基材”的形狀自由度，制作復雜形狀的基材。

(2-5)蓄熱部件的制造方法(變形例2)：

還可以在成形用漿料固化(st4)之前疊加聚氨酯發(fā)泡體的空隙率和/或壓縮率不同的層并一體化。

蓄熱部件中使用的基材還可以具有層疊有骨架密度不同的層的層疊結構。例如，具有層疊結構的基材為2層結構時，可以根據(jù)使用方式設為最適合的層疊結構，如將第1層設為高強度的致密層、將第2層設為透氣性高的層等。這種情況下，雖然第1層為致密層，但由于第2層具有三維網(wǎng)眼狀結構，因此在第2層的上表面及側面可以得到高透氣性。

(3)蓄熱部件的使用方法：

本實施方式的蓄熱部件在環(huán)境溫度達到蓄熱操作溫度以上的階段發(fā)生蓄熱材料的吸熱反應(例如脫水反應)，蓄熱材料的組成發(fā)生變化。并且，通過該吸熱反應，蓄熱材料變成回收、儲藏了熱量的蓄熱狀態(tài)。然后，當蓄熱狀態(tài)的蓄熱材料接觸反應介質(例如水蒸氣)時，發(fā)生蓄熱狀態(tài)的蓄熱材料的放熱反應(水合反應)，釋放熱量。蓄熱狀態(tài)的蓄熱材料只要不與反應介質接觸，則即使環(huán)境溫度降得比蓄熱操作溫度低也維持原狀(即蓄熱狀態(tài))，因此無需設置潛熱蓄熱體中所必須的絕熱結構。

例如，本實施方式的蓄熱部件能夠回收、儲藏汽車的排熱，并將回收、儲藏的熱量用于引擎起動時的催化劑(廢氣處理催化劑)的活化。此外，可以用于汽車車廂(室內)的供暖。例如，使用氫氧化鈣(ca(oh)2)作為蓄熱材料的蓄熱部件可以配置在汽車的排氣系統(tǒng)的與搭載廢氣處理催化劑的位置相比的上游側來使用。優(yōu)選在汽車的排氣系統(tǒng)的與配置蓄熱部件的位置相比更靠上游側配設水蒸氣發(fā)生裝置的反應介質發(fā)生裝置。對于配置在汽車的排氣系統(tǒng)中的蓄熱部件，如果流入由汽車排出的高溫廢氣，則作為蓄熱材料的氫氧化鈣發(fā)生吸熱反應(脫水反應)。即，通過吸熱反應(脫水反應)，水分子(h2o)從蓄熱材料脫離，蓄熱材料變成氧化鈣(cao)。組成變?yōu)榱搜趸}的蓄熱材料成為回收、儲藏廢氣的熱量的蓄熱狀態(tài)。然后，在引擎起動時，由反應介質發(fā)生裝置產(chǎn)生水蒸氣，所產(chǎn)生的水蒸氣(h2o)與作為蓄熱材料的氧化鈣(cao)反應。該反應為放熱反應(水合反應)，產(chǎn)生來自蓄熱材料的放熱。

實施例

以下，基于實施例更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實施例的限定。

(實施例1)

首先，將sic粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的sic漿料。sic的平均粒徑為0.5μm。sic的平均粒徑是使用堀場制作所制的激光衍射/散射式粒徑分布測定裝置(la-950)測定的中值粒徑。

然后，準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為90mm的聚氨酯發(fā)泡體。作為聚氨酯發(fā)泡體，使用依據(jù)jisk6400-1(軟質發(fā)泡材料－物理特性的求法－)求出的泡孔數(shù)為50(個/25mm)的聚氨酯發(fā)泡體。然后，將該聚氨酯發(fā)泡體浸漬在此前制作的sic漿料中，除去多余的sic漿料。然后，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的前述骨架的密度達到前述骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的前述骨架的密度的9倍的方式進行壓縮。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使sic漿料固化，從而得到在聚氨酯發(fā)泡體的骨架表面上形成有sic層的成形體。然后，將得到的成形體在100℃干燥，得到三維網(wǎng)眼狀結構的sic成形體。

然后，將得到的sic成形體配置成軸向的端面鉛直向上，在該sic成形體的上表面載置金屬si。對于金屬si的量，在將sic成形體的質量設為100質量份時，設為使金屬si的質量為100質量份的量。然后，將載置有金屬si的sic成形體在氬氣氣氛中、在1500℃燒成2小時，制作具有三維網(wǎng)眼狀結構的由si-sic燒結體構成的基材。

得到的基材是第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為10mm的板狀。此外，得到的基材具有由來自于聚氨酯發(fā)泡體的骨架構成的三維網(wǎng)眼狀結構。

對于得到的基材，通過以下方法測定基材的“骨架的氣孔率”、“三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率”。

(骨架的氣孔率)

骨架的氣孔率依據(jù)jisr1655(精細陶瓷的基于壓汞法的成形體氣孔徑分布試驗方法)測定。將得到的基材的一部分破碎，采取預定質量的骨架作為試樣。

(骨架中的sic的含有比率及si的含有比率)

依據(jù)jisr2011(含有碳及碳化硅的耐火材料的化學分析方法)測定所得到的基材的化學成分。

(基材的三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率)

由在上述“骨架中的sic的含有比率及si的含有比率”中測定的化學成分算出基材的理論密度(表觀比重)。然后，測定基材的尺寸及質量，算出基材的體積密度。使用這些值，通過下式[空隙率＝{(理論密度-體積密度)/理論密度}×100％]算出基材的空隙率。

然后，制作用于配設在所得到的基材上的蓄熱材料。蓄熱材料使用市售的碳酸鈣粉末(和光純藥工業(yè)公司制)。使用罐式球磨機及篩將該粉末粉碎、分級以使平均粒徑為1μm。平均粒徑為使用堀場制作所制的激光衍射/散射式粒徑分布測定裝置(la-950)測定的中值粒徑。

然后，使制作的蓄熱材料分散在水中而制作漿料。將具有三維網(wǎng)眼狀結構的基材浸漬在制作的漿料中，從而在基材的三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙的內表面配設蓄熱材料。然后，將配設有蓄熱材料的基材在100℃干燥12小時后，在大氣氣氛中、在800℃燒成1小時，從而將蓄熱材料與基材燒結。通過這樣操作，制作了實施例1的蓄熱部件，其蓄熱材料被配設于基材的三維網(wǎng)眼狀結構中的空隙的內表面。

對于所得到的蓄熱部件，通過以下方法進行基材的“強度”、“升溫速度”、“耐熱沖擊性”、及蓄熱材料的“耐剝離性”的評價。將結果示于表1。此外，表1的“骨架密度的比率”一欄中示出通過上述式(3)算出的骨架密度比的值。

表1

(強度)

基材的壓縮強度通過以下方法求出。首先，將直徑10mm的不銹鋼制的圓柱作為壓頭，將該壓頭壓入基材。測定該壓入時的載荷[n]，將測定的載荷[n]除以該壓頭的壓入面的面積[m²]，從而算出壓縮強度[pa]。

(升溫速度)

使用市售的差熱熱重分析(tg-dta)評價升溫速度。計測從對蓄熱部件開始添加反應介質(水蒸氣)的時刻起到從蓄熱部件流出的氣體達到峰值溫度為止的時間。

(基材的耐熱沖擊性評價)

基材的耐熱沖擊性評價通過以下方法進行。首先，使用煤氣噴燈以600℃/min對基材進行急速加熱。然后，將基材在大氣中靜置，自然冷卻。在反復進行上述的利用煤氣噴燈的急速加熱、自然冷卻后，確認評價對象的基材的狀態(tài)?；牡哪蜔釠_擊性評價中，測定直至基材產(chǎn)生破損為止的次數(shù)。

(蓄熱材料的耐剝離性評價)

通過對蓄熱部件添加反應介質(水蒸氣)而使蓄熱部件升溫，然后冷卻，確認反復進行升溫、冷卻時的蓄熱材料的狀態(tài)。蓄熱材料的耐剝離性評價中，測定直至蓄熱材料剝離為止的次數(shù)。將各評價的基準示于表2。表2的基準中，“a”的評價為最優(yōu)，其次，“b”的評價為優(yōu)異。然后，”c”的評價為最差。

表2

(實施例2)

在基材的制作中，如下所示制作蓄熱部件。準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為60mm的聚氨酯發(fā)泡體。此外，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的6倍的方式進行壓縮。進而，對于金屬si的量，在將sic成形體的質量設為100質量份時，設為使金屬si的質量為65質量份的量。除了上述以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。實施例2中的基材的空隙率為46％。

(實施例3)

在基材的制作中，如下所示制作蓄熱部件。準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為50mm的聚氨酯發(fā)泡體。此外，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的5倍的方式進行壓縮。進而，對于金屬si的量，在將sic成形體的質量設為100質量份時，設為使金屬si的質量為40質量份的量。除了上述以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。實施例3中的基材的空隙率為53％。

(實施例4)

在基材的制作中，如下所示制作蓄熱部件。準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為40mm的聚氨酯發(fā)泡體。此外，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的4倍的方式進行壓縮。進而，對于金屬si的量，在將sic成形體的質量設為100質量份時，設為使金屬si的質量為27質量份的量。除了上述以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。實施例4中的基材的空隙率為61％。

(實施例5)

在基材的制作中，如下所示制作蓄熱部件。準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為30mm的聚氨酯發(fā)泡體。此外，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的3倍的方式進行壓縮。進而，對于金屬si的量，在將sic成形體的質量設為100質量份時，設為使金屬si的質量成為16質量份的量。除了上述以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。實施例5中的基材的空隙率為72％。

(實施例6)

在基材的制作中，如下所示制作蓄熱部件。準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為20mm的聚氨酯發(fā)泡體。此外，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的2倍的方式進行壓縮。進而，對于金屬si的量，在將sic成形體的質量設為100質量份時，設為使金屬si的質量成為6質量份的量。除了上述以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。實施例6中的基材的空隙率為84％。

(實施例7)

在基材的制作中，首先，將sic粉末分散在酯中，用攪拌機攪拌混合異氰酸酯而成的sic漿料，在sic漿料中導入氣泡。然后，準備形成第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為10mm的板狀的模具。將導入有氣泡的sic漿料流入模具中，然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使sic漿料固化，從而將sic成形為三維網(wǎng)眼狀。然后，將得到的sic成形體在100℃干燥，得到三維網(wǎng)眼狀結構的sic成形體。然后，將得到的sic成形體配置成軸向的端面鉛直向上，在氬氣氣氛中、在2100℃燒成2小時，制作具有三維網(wǎng)眼狀結構且由sic燒結體構成的基材。對于實施例7中的基材，骨架的sic的含有比率為99.6％，三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率為94％。

(實施例8)

然后，準備第一端面及第二端面的外徑為直徑100mm且軸向的厚度為900mm的聚氨酯發(fā)泡體。作為聚氨酯發(fā)泡體，使用依據(jù)jisk6400-1(軟質發(fā)泡材料-物理特性的求法)求出的泡孔數(shù)為8(個/25mm)的聚氨酯發(fā)泡體。并且，將該聚氨酯發(fā)泡體浸漬于此前制作的sic漿料中，除去多余的sic漿料。然后，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的前述骨架的密度達到前述骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的前述骨架的密度的9倍的方式進行壓縮。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使sic漿料固化，從而得到在聚氨酯發(fā)泡體的骨架表面上形成有sic層的成形體。然后，將得到的成形體在100℃干燥，得到三維網(wǎng)眼狀結構的sic成形體。

然后，將得到的sic成形體配置成軸向的端面鉛直向上，在該sic成形體的上表面載置金屬si。對于金屬si的量，在將sic成形體的質量設為100質量份時，設為使金屬si的質量為100質量份的量。然后，將載置有金屬si的sic成形體在氬氣氣氛中、在1500℃燒成2小時，制作具有三維網(wǎng)眼狀結構且由si-sic燒結體構成的基材。

得到的基材是第一端面及第二端面的外徑為100mm且軸向的長度為100mm的圓柱狀。此外，得到的基材具有由來自于聚氨酯發(fā)泡體的骨架構成的三維網(wǎng)眼狀結構。實施例8中的基材的骨架的氣孔率為32％。

(實施例9)

在基材的制作中，如下所示制作蓄熱部件。準備第一端面及第二端面的外徑為直徑100mm且軸向的厚度為400mm的聚氨酯發(fā)泡體。此外，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的4倍的方式進行壓縮。除了上述以外，通過與實施例8同樣的方法制作蓄熱部件。實施例9中的基材的空隙率為61％。

(實施例10)

在基材的制作中，準備形成第一端面及第二端面的外徑為直徑100mm且軸向的厚度為100mm的圓柱狀的模具，除此以外通過與實施例7同樣的方法制作蓄熱部件。實施例10中的基材的空隙率為94％。

(實施例11)

將平均粒徑10μm的sic粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的sic漿料。將實施例8中得到的基材浸漬于該sic漿料中，除去多余的sic漿料。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使sic漿料固化，從而使sic微粒附著在基材的骨架表面上，得到形成有突起的基材。然后，將得到的基材在100℃干燥，配置成其任一側端面鉛直向上，在氬氣氣氛中、在1500℃燒成2小時。通過這樣操作，制作具有使sic微粒附著在骨架表面并燒結而成的突起且具有三維網(wǎng)眼狀結構的由si-sic燒結體構成的基材。在基材的骨架表面以100個/10000μm²的密度形成由sic微粒構成的突起。此外，骨架表面的突起的平均高度為10μm。將結果示于表3。

(實施例12)

將實施例8中得到的基材在大氣氣氛中、在800℃燒成2小時，進行si-sic骨架的表面處理。

(實施例13)

將實施例11中得到的基材在大氣氣氛中、在800℃燒成2小時，在骨架的表層形成由與作為基材成分的si-sic不同的sio2構成的表層。

(實施例14)

將平均粒徑10μm的金屬si粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的sic漿料。將實施例9中得到的基材浸漬于該sic漿料中，除去多余的sic漿料。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使sic漿料固化，從而使sic微粒附著在基材的骨架表面上，得到形成有突起的基材。然后，將得到的基材在100℃干燥，配置成其任一側端面鉛直向上，在氬氣氣氛中、在1500℃燒成2小時。通過這樣操作，制作具有使sic微粒附著在骨架表面并燒結而成的突起且具有三維網(wǎng)眼狀結構的由si-sic燒結體構成的基材。在基材的骨架表面以100個/10000μm²的密度形成由sic微粒構成的突起。此外，骨架表面的突起的平均高度為10μm。

(實施例15)

將實施例9中得到的基材在大氣氣氛中、在800℃燒成2小時，進行si-sic骨架的表面處理。

(實施例16)

將實施例14中得到的基材在大氣氣氛中、在800℃燒成2小時，在骨架的表層形成由與作為基材成分的si-sic不同的sio2構成的表層。

(實施例17)

將平均粒徑10μm的si-sic粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的sic漿料。將實施例10中得到的基材浸漬在該sic漿料中，除去多余的sic漿料。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使sic漿料固化，從而使sic微粒附著在基材的骨架表面上，得到形成有突起的基材。然后，將得到的基材在100℃干燥，配置成其任一側端面鉛直向上，在氬氣氣氛中、在1500℃燒成2小時。通過這樣操作，制作具有使sic微粒附著在骨架表面并燒結而成的突起且具有三維網(wǎng)眼狀結構的由si-sic燒結體構成的基材。在基材的骨架表面以100個/10000μm²的密度形成由sic微粒構成的突起。此外，骨架表面的突起的平均高度為10μm。

(實施例18)

將實施例10中得到的基材在大氣氣氛中、在800℃燒成2小時，進行si-sic骨架的表面處理。

(實施例19)

將實施例17中得到的基材在大氣氣氛中、在800℃燒成2小時，在骨架的表層形成由與作為基材成分的si-sic不同的sio2構成的表層。

(實施例20)

使用市售的碳酸鈣粉末(和光純藥工業(yè)公司制)作為蓄熱材料，使用罐式球磨機及篩將該粉末粉碎、分級以使平均粒徑為7nm，除此以外，通過與實施例9同樣的方法制作蓄熱部件。將結果示于表4。

(實施例21～23)

使用市售的碳酸鈣粉末(和光純藥工業(yè)公司制)作為蓄熱材料，使用罐式球磨機及篩將該粉末粉碎、分級而適當變更平均粒徑，除此以外，通過與實施例9或20同樣的方法制作蓄熱部件。

(實施例24)

使用市售的氫氧化鎂粉末(和光純藥工業(yè)公司制)作為蓄熱材料，使用罐式球磨機及篩將該粉末粉碎、分級以使平均粒徑為1μm，除此以外，通過與實施例10同樣的方法制作蓄熱部件。

(實施例25～27)

適當變更使用市售的試劑作為蓄熱材料，使用罐式球磨機及篩將該粉末粉碎、分級而適當變更平均粒徑，除此以外，通過與實施例24同樣的方法制作蓄熱部件。

(實施例28)

使用市售的沸石粉末(東曹公司制)作為蓄熱材料，使用罐式球磨機及篩將該粉末粉碎、分級以使平均粒徑為3μm，除此以外，通過與實施例24同樣的方法制作蓄熱部件。

(比較例1)

在基材的制作中，首先將al2o3粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的al2o3漿料。然后，準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為90mm的聚氨酯發(fā)泡體。作為聚氨酯發(fā)泡體，使用泡孔數(shù)為50(個/25mm)的聚氨酯發(fā)泡體。然后，將該聚氨酯發(fā)泡體浸漬在此前制作的al2o3漿料中，除去多余的al2o3漿料。然后，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的9倍的方式進行壓縮。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使al2o3漿料固化，從而得到在聚氨酯發(fā)泡體的骨架表面上形成有al2o3層的成形體。然后，將得到的成形體在100℃干燥，得到三維網(wǎng)眼狀結構的al2o3成形體。

然后，將得到的al2o3成形體配置成軸向的端面鉛直向上，在大氣氣氛中、在1600℃燒成2小時，制作具有三維網(wǎng)眼狀結構且由al2o3燒結體構成的基材。

所得到的基材是第一端面及第二端面的尺寸為150mm×長度150m且軸向的厚度為10mm的板狀。此外，所得到的基材具有由來自于聚氨酯發(fā)泡體的骨架構成的三維網(wǎng)眼狀結構。除了變更該基材的制作方法以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。將結果示于表5。

(比較例2)

在基材的制作中，如下所示制作蓄熱部件。準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為150mm的聚氨酯發(fā)泡體。此外，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的15倍的方式進行壓縮。除了上述以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。比較例2中的基材的空隙率為25％。

(比較例3)

比較例3中，在將sic成形體的質量設為100質量份時，將在sic成形體的上表面載置的金屬si的量設為25質量份而制作基材，除此以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。比較例3中的基材的骨架的氣孔率為18％。

(比較例4)

在基材的制作中，首先將al2o3粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的al2o3漿料。然后，準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為40mm的聚氨酯發(fā)泡體。作為聚氨酯發(fā)泡體，使用泡孔數(shù)為50(個/25mm)的聚氨酯發(fā)泡體。然后，將該聚氨酯發(fā)泡體浸漬于此前制作的al2o3漿料中，除去多余的al2o3漿料。然后，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的4倍的方式進行壓縮。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使al2o3漿料固化，從而得到在聚氨酯發(fā)泡體的骨架表面上形成有al2o3層的成形體。然后，將得到的成形體在100℃干燥，得到三維網(wǎng)眼狀結構的al2o3成形體。

然后，將得到的al2o3成形體配置成軸向的端面鉛直向上，在大氣氣氛中、在1600℃燒成2小時，制作具有三維網(wǎng)眼狀結構且由al2o3燒結體構成的基材。

所得到的基材是第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為10mm的板狀。此外，所得到的基材具有由來自于聚氨酯發(fā)泡體的骨架構成的三維網(wǎng)眼狀結構。除了變更該基材的制作方法以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。比較例4中制作的基材的三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率為61％。

(比較例5)

準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為10mm的聚氨酯發(fā)泡體。然后，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的1倍的方式進行成形，除此以外，通過與比較例4同樣的方法制作蓄熱部件。比較例5中制作的基材的三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率為94％。

(比較例6)

在基材的制作中，在將sic成形體的質量設為100質量份時，將在sic成形體的上表面載置的金屬si的量變更為40質量份，除此以外，通過與比較例2同樣的方法制作蓄熱部件。

(比較例7)

在基材的制作中，在將sic成形體的質量設為100質量份時，將在sic成形體的上表面載置的金屬si的量變更為6質量份，除此以外，通過與比較例2同樣的方法制作蓄熱部件。

(比較例8)

在基材的制作中，首先，將莫來石(3al2o3·2sio2)粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的莫來石漿料。然后，準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為90mm的聚氨酯發(fā)泡體。作為聚氨酯發(fā)泡體，使用泡孔數(shù)為50(個/25mm)的聚氨酯發(fā)泡體。然后，將該聚氨酯發(fā)泡體浸漬于此前制作的莫來石漿料中，除去多余的莫來石漿料。然后，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的9倍的方式進行壓縮。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使莫來石漿料固化，從而得到在聚氨酯發(fā)泡體的骨架表面上形成有莫來石層的成形體。然后，將得到的成形體在100℃干燥，得到三維網(wǎng)眼狀結構的莫來石成形體。然后，將得到的莫來石成形體配置成軸向的端面鉛直向上，在大氣氣氛中、在1500℃燒成2小時，制作具有三維網(wǎng)眼狀結構且由莫來石燒結體構成的基材。除了變更該基材的制作方法以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。

(比較例9)

在基材的制作中，首先，將堇青石(2mgo·2al2o3·5sio2)粉末分散在酯中，制作混合異氰酸酯而成的堇青石漿料。然后，準備第一端面及第二端面的尺寸為寬度150mm×長度150mm且軸向的厚度為90mm的聚氨酯發(fā)泡體。作為聚氨酯發(fā)泡體，使用泡孔數(shù)為50(個/25mm)的聚氨酯發(fā)泡體。然后，將該聚氨酯發(fā)泡體浸漬于此前制作的堇青石漿料中，除去多余的堇青石漿料。然后，按照骨架的密度高的截面(與軸向平行的截面)中的骨架的密度達到骨架的密度低的截面(與軸向正交的截面)中的骨架的密度的9倍的方式進行壓縮。然后，通過異氰酸酯的凝膠化而使堇青石漿料固化，從而得到在聚氨酯發(fā)泡體的骨架表面上形成有堇青石層的成形體。然后，將得到的成形體在100℃干燥，得到三維網(wǎng)眼狀結構的堇青石成形體。然后，將得到的堇青石成形體配置成軸向的端面鉛直向上，在大氣氣氛中、在1350℃燒成2小時，制作具有三維網(wǎng)眼狀結構且由堇青石燒結體構成的基材。除了變更該基材的制作方法以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。

(比較例10)

比較例10中，在基材的制作中，使用具有三維網(wǎng)眼狀結構且前述三維網(wǎng)眼狀結構的空隙率為61％的ni合金。除了變更該基材的制作方法以外，通過與實施例1同樣的方法制作蓄熱部件。

對于實施例2～28及比較例1～10，通過上述方法進行基材的“強度”、“升溫速度”、“耐熱沖擊性”、及“耐剝離性”的評價。將結果示于表1、表3～表5。

表3

表4

表5

(評價結果)

實施例1～28中，在“強度”、“升溫速度”、“耐熱沖擊性”、及“耐剝離性”的評價中，全部能夠得到“a”或“b”的評價。另一方面，關于比較例1～10，在“強度”、“升溫速度”或“耐熱沖擊性”任一評價中，均為在3階段的評價中評價最差的“c”。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的蓄熱部件可以用于回收、儲藏熱量并對回收、儲藏的熱量進行再利用。例如，可以用于汽車等的引擎起動時對廢氣處理催化劑的輔助加熱。此外，可以用于汽車的車廂(室內)的供暖。