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WO2024111260A1 - 発熱体 - Google Patents

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WO2024111260A1
WO2024111260A1 PCT/JP2023/036368 JP2023036368W WO2024111260A1 WO 2024111260 A1 WO2024111260 A1 WO 2024111260A1 JP 2023036368 W JP2023036368 W JP 2023036368W WO 2024111260 A1 WO2024111260 A1 WO 2024111260A1
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WO
WIPO (PCT)
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honeycomb structure
structure unit
heating element
volume resistivity
element according
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2023/036368
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸春 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
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    • B01J35/57—Honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
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    • C04B38/0019—Honeycomb structures assembled from subunits characterised by the material used for joining separate subunits
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    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/59—Aspects relating to the structure of the interlayer
    • C04B2237/595—Aspects relating to the structure of the interlayer whereby the interlayer is continuous, but heterogeneous on macro-scale, e.g. one part of the interlayer being a joining material, another part being an electrode material
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    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/68—Forming laminates or joining articles wherein at least one substrate contains at least two different parts of macro-size, e.g. one ceramic substrate layer containing an embedded conductor or electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
    • H05B2203/024—Heaters using beehive flow through structures

Definitions

  • honeycomb structure used as a catalyst carrier, etc.
  • heat For example, as disclosed in Patent Document 1, when treating harmful substances in exhaust gas emitted from a vehicle engine, if the catalyst temperature is low, the catalyst does not heat up to the specified temperature, and the exhaust gas is not sufficiently purified.
  • a honeycomb structure has been proposed that can be used as a catalyst carrier and also function as a heating element.
  • heating elements are desired for applications other than exhaust gas purification for internal combustion engines.
  • the present invention provides a heating element that has excellent heat generation characteristics and whose shape can be easily adjusted.
  • a heating element is a heating element including a plurality of honeycomb structure units that have partition walls that extend from a first end face to a second end face and define a plurality of cells that serve as fluid flow paths, and generate heat when electricity is applied thereto, the plurality of honeycomb structure units including a first honeycomb structure unit and a second honeycomb structure unit, the first honeycomb structure unit and the second honeycomb structure unit are joined at a first joint, the volume resistivity of the first joint is lower than the volume resistivity of the honeycomb structure unit, and the volume resistivity of the first joint is 1 ⁇ cm or less.
  • the honeycomb structure unit may have a volume resistivity of 2 ⁇ cm or more.
  • a ratio of the volume resistivity of the honeycomb structure unit to the volume resistivity of the first joint portion may be 2 or more. 4.
  • the heating element according to any one of the above items 1 to 3 may include a pair of first electrode parts for electrically heating the first honeycomb structure unit and the second honeycomb structure unit. 5.
  • the first bonding portion may contain a component contained in the first electrode portion. 6.
  • the plurality of honeycomb structure units may include a third honeycomb structure unit.
  • the first honeycomb structure unit and the third honeycomb structure unit may be joined at a second joint, and the volume resistivity of the second joint may be higher than the volume resistivity of the honeycomb structure unit.
  • the heating element according to the above item 6 may include a pair of second electrode parts for electrically heating the third honeycomb structure unit.
  • the honeycomb structure unit may have an outer peripheral wall surrounding the partition walls. A cross-sectional shape of the outer peripheral wall perpendicular to the extension direction of the cells of the honeycomb structure unit may be rectangular or square.
  • the honeycomb structure unit may contain a catalyst.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a heating element according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a first honeycomb structure unit constituting the heating element shown in FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a heating element according to a second embodiment of the present invention.
  • the heating element according to an embodiment of the present invention comprises a plurality of honeycomb structure units that can generate heat when electricity is passed through them.
  • Figure 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a heating element according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a first honeycomb structure unit that constitutes the heating element shown in Figure 1.
  • the heating element 100 comprises a first honeycomb structure unit 1 and a second honeycomb structure unit 2.
  • the first honeycomb structure unit 1 has partition walls 14 that extend (in the length direction) from the first end face 10a to the second end face 10b and define a plurality of cells 12 that can serve as fluid flow paths, and an outer peripheral wall 16 that is located on the outer periphery and surrounds the partition walls 14.
  • FIG. 2 shows the first honeycomb structure unit 1 shown in FIG. 1 as a representative example, but the second honeycomb structure unit 2 has a similar configuration.
  • the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2 are arranged with their outer peripheral walls 16 adjacent to each other so that the direction in which the cells 12 extend (length direction) is aligned.
  • adjacent includes not only directly adjacent, but also adjacent via a joint.
  • the heating element has two honeycomb structure units, but may have three or more honeycomb structure units.
  • adjacent honeycomb structure units may be arranged adjacent to each other.
  • the arrangement of the honeycomb structure units is not particularly limited.
  • the heating element 100 has a first joint 21 provided between the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2.
  • the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2 are joined at the first joint 21.
  • the heating element 100 has a pair of first electrode parts 31, 31 that electrically heat the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2.
  • the pair of first electrode parts 31, 31 are provided opposite each other via a plurality of honeycomb structure units.
  • One first electrode part 31 is provided on the outer peripheral wall 16 of the first honeycomb structure unit 1, and the other first electrode part 31 is provided on the outer peripheral wall 16 of the second honeycomb structure unit 2.
  • the outer peripheral wall 16 of the honeycomb structure unit extends in the length direction.
  • Each of the multiple cells 12 is a space extending in the length direction.
  • the cross-sectional shape of each cell 12 perpendicular to the length direction is a rectangle in the illustrated example, but may be another polygon, or may be another shape such as a circle.
  • the thickness of the partition wall 14 is, for example, 70 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the number of cells 12 per unit area in a plane perpendicular to the extension direction of the cells 12 is, for example, 15 cells/cm 2 to 150 cells/cm 2.
  • the thickness of the partition wall 14 and the number of the cells 12 can be measured, for example, by a digital microscope.
  • the cross-sectional shape of the outer peripheral wall 16 perpendicular to the length direction is preferably rectangular or square. Such a shape makes it easy to arrange multiple honeycomb structure units adjacent to each other, and allows for extremely excellent assembly of the heating element.
  • the thickness of the outer peripheral wall 16 is, for example, 0.5 mm to 5 mm.
  • the two honeycomb structure units that make up the heating element have the same shape and size, but the heating element may also be made up of multiple honeycomb structure units with different shapes and sizes.
  • the thickness of the outer peripheral wall 16 can be measured, for example, by a digital microscope.
  • the volume resistivity of the honeycomb structure unit is 2 ⁇ cm or more, preferably 10 ⁇ cm or more, and more preferably 15 ⁇ cm or more. Such a volume resistivity can suppress problems such as excessive current flow depending on the applied voltage.
  • the volume resistivity of the honeycomb structure unit is, for example, 2000 ⁇ cm or less, preferably 500 ⁇ cm or less, and more preferably 100 ⁇ cm or less. With such a volume resistivity, sufficient heat can be generated when electricity is passed through it.
  • Volume resistivity is measured using the four-terminal method, and can be the value at a temperature of 400°C.
  • a test piece measuring 10 mm length x 50 mm width x 10 mm length is made from the same material as the material constituting the measurement target, silver paste is applied to both end faces of the test piece (both end faces in the length direction) to wire conductive wires, and a thermocouple is placed in the center of the test piece.
  • a voltage is applied to the test piece using a voltage application current measurement device. The change in temperature of the test piece over time when voltage is applied is checked with a recorder, and the current and voltage values are measured when the temperature of the test piece reaches 400°C, allowing the volume resistivity to be calculated from the test piece size.
  • the honeycomb structure unit is preferably made of ceramics.
  • ceramics By using ceramics, the volume resistivity can be satisfactorily satisfied. Ceramics also have a low thermal expansion coefficient and excellent shape stability.
  • the honeycomb structure unit is, for example, made of a material containing silicon carbide.
  • the honeycomb structure unit is preferably made of a material containing a silicon-silicon carbide composite material as a main component.
  • "containing a silicon-silicon carbide composite material” means, for example, that it contains 80% by mass or more, and preferably that it contains 90% by mass or more.
  • the silicon-silicon carbide composite material can be a material in which a plurality of silicon carbide particles are bonded together by metallic silicon. In the silicon-silicon carbide composite material, the silicon carbide particles can function as aggregate, and the silicon can function as a binder. By using such a material, the above volume resistivity can be satisfactorily achieved.
  • the ratio of the mass of silicon to the total mass of the silicon carbide particles and the mass of silicon is preferably 10% by mass to 40% by mass, and more preferably 15% by mass to 35% by mass.
  • the volume resistivity of the honeycomb structure unit can also be controlled by adjusting its porosity.
  • the honeycomb structure unit can be obtained by drying and firing a molded body obtained by molding a molding material containing ceramic raw materials.
  • the molding material can contain silicon carbide (e.g., silicon carbide powder) and metallic silicon (e.g., metallic silicon powder).
  • Other raw materials that can be contained in the molding material include, for example, a binder, a dispersion medium, and additives.
  • the honeycomb structural unit can be used as a catalyst carrier, and a catalyst can be supported on the partition walls 14.
  • a catalyst can be supported on the partition walls 14.
  • the catalyst may preferably contain a precious metal (e.g., platinum, rhodium, palladium, ruthenium, indium, silver, gold), aluminum, nickel, zirconium, titanium, cerium, cobalt, manganese, zinc, copper, tin, iron, niobium, magnesium, lanthanum, samarium, bismuth, barium, and combinations thereof.
  • a pair of first electrode portions 31, 31 are arranged opposite each other via a plurality of honeycomb structure units.
  • the formation area of the first electrode portion 31 is not particularly limited, but is formed, for example, in a band shape extending in the extension direction of the cells 12 of the honeycomb structure unit.
  • each of the pair of first electrode portions 31, 31 is provided with a terminal, one terminal of which can be connected to the positive pole of a power source and the other terminal of which can be connected to the negative pole of the power source.
  • the thickness of the first electrode portion 31 is, for example, 100 ⁇ m to 5 mm.
  • the volume resistivity of the first electrode portion 31 is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ cm to 1 ⁇ cm, and more preferably 0.01 ⁇ cm to 0.2 ⁇ cm.
  • the first electrode portion 31 may be made of any suitable material that satisfies the volume resistivity.
  • the first electrode portion 31 may be made of, for example, a metal, a conductive ceramic, or a composite material (cermet) of a metal and a conductive ceramic.
  • metals include Cr, Fe, Co, Ni, Si, and Ti. These may be used alone or in combination of two or more. When used in combination of two or more, an alloy of two or more metals may be used.
  • conductive ceramics include metal compounds such as silicon carbide (SiC); metal silicides such as tantalum silicide (TaSi 2 ) and chromium silicide (CrSi 2 ).
  • composite materials (cermets) of metals and conductive ceramics include composite materials of metal silicon and silicon carbide, and composite materials of the above-mentioned metal silicides, metal silicon, and silicon carbide.
  • composite materials (cermets) of metals and conductive ceramics include composite materials in which one or more of the above-mentioned metals are added with one or more of insulating ceramics such as alumina, mullite, zirconia, cordierite, silicon nitride, and aluminum nitride from the viewpoint of reducing thermal expansion.
  • the first electrode portion 31 is preferably made of the same material as the honeycomb structure unit.
  • the first electrode portion 31 is preferably made of a material containing silicon carbide (for example, a material mainly composed of a silicon-silicon carbide composite material). This configuration reduces the difference in thermal expansion coefficient between the honeycomb structure unit and the first electrode portion 31, and increases the bonding strength between them. It can also contribute to improving productivity.
  • the ratio of the mass of silicon to the total of the mass of the silicon carbide particles and the mass of silicon is preferably 20% by mass to 50% by mass, and more preferably 20% by mass to 40% by mass.
  • the volume resistivity of the first electrode portion 31 can also be controlled by adjusting its porosity.
  • the volume resistivity of the first bonding portion 21 is lower than that of the honeycomb structure unit.
  • the volume resistivity of the first bonding portion 21 is 1 ⁇ cm or less, and preferably 0.2 ⁇ cm or less.
  • the volume resistivity of the first bonding portion 21 is, for example, 1 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ cm or more.
  • the ratio of the volume resistivity of the honeycomb structure unit to the volume resistivity of the first bonding portion 21 is preferably 2 or more, more preferably 10 or more, and even more preferably 20 or more.
  • the ratio of the volume resistivity of the honeycomb structure unit to the volume resistivity of the first bonding portion 21 is, for example, 1 ⁇ 10 7 or less.
  • the first joint 21 capable of satisfying the above volume resistivity may be provided in at least a portion of the area where the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2 face each other.
  • the first joint 21 is provided over the entire area where the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2 face each other.
  • the thickness of the first joint 21 is, for example, 500 ⁇ m to 5 mm.
  • the thickness of the first joint 21 may correspond to the distance between the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2.
  • the first bonding portion 21 may be made of any suitable material as long as it satisfies the volume resistivity.
  • metal, conductive ceramics, or a composite material (cermet) of metal and conductive ceramics may be used as the constituent material of the first bonding portion 21.
  • metals include Cr, Fe, Co, Ni, Si, and Ti. These may be used alone or in combination of two or more. When used in combination of two or more, an alloy of two or more metals may be used.
  • conductive ceramics include metal compounds such as silicon carbide (SiC); metal silicides such as tantalum silicide (TaSi 2 ) and chromium silicide (CrSi 2 ).
  • composite materials (cermets) of metal and conductive ceramics include composite materials of metal silicon and silicon carbide, and composite materials of the above-mentioned metal silicides, metal silicon, and silicon carbide.
  • composite materials (cermets) of metals and conductive ceramics include composite materials in which one or more of the above-mentioned metals are added with one or more of insulating ceramics such as alumina, mullite, zirconia, cordierite, silicon nitride, and aluminum nitride from the viewpoint of reducing thermal expansion.
  • the first bonding portion 21 is preferably made of the same material as the first electrode portion 31. Specifically, the first bonding portion 21 preferably contains a component contained in the first electrode portion 31. Such a configuration can contribute to improved productivity.
  • the first bonding portion 21 may be made of the same material as the honeycomb structure unit.
  • the first bonding portion 21 is preferably made of a material containing silicon carbide (for example, a material mainly composed of a silicon-silicon carbide composite material). This configuration reduces the difference in thermal expansion coefficient between the honeycomb structure unit and the first bonding portion 21, and increases the bonding strength between them. This can also contribute to improving productivity.
  • the ratio of the mass of silicon to the total mass of the silicon carbide particles and the mass of silicon is preferably 20% by mass to 50% by mass, and more preferably 20% by mass to 40% by mass.
  • the volume resistivity of the first bonding portion 21 can also be controlled by adjusting its porosity.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a heating element according to a second embodiment of the present invention.
  • the heating element 200 includes a first heating portion 101 and a second heating portion 102.
  • the first heating section 101 comprises a first honeycomb structure unit 1, a second honeycomb structure unit 2, and a fourth honeycomb structure unit 4 disposed between the first honeycomb structure unit 1 and the second honeycomb structure unit 2.
  • the first honeycomb structure unit 1, the fourth honeycomb structure unit 4, and the second honeycomb structure unit 2 are disposed with adjacent outer peripheral walls 16 adjacent to each other so that the extension directions (length directions) of the respective cells 12 are aligned.
  • the first heating section 101 includes a first joint 21 provided between the first honeycomb structure unit 1 and the fourth honeycomb structure unit 4, and a first joint 21 provided between the second honeycomb structure unit 2 and the fourth honeycomb structure unit 4.
  • the first honeycomb structure unit 1 and the fourth honeycomb structure unit 4 are joined at the first joint 21, and the second honeycomb structure unit 2 and the fourth honeycomb structure unit 4 are joined at the first joint 21.
  • the first heating section 101 includes a pair of first electrode sections 31, 31 that electrically heat the first honeycomb structure unit 1, the fourth honeycomb structure unit 4, and the second honeycomb structure unit 2.
  • One first electrode section 31 is provided on the outer peripheral wall 16 of the first honeycomb structure unit 1, and the other first electrode section 31 is provided on the outer peripheral wall 16 of the second honeycomb structure unit 2.
  • the second heating section 102 comprises a third honeycomb structure unit 3, a fifth honeycomb structure unit 5, and a sixth honeycomb structure unit 6.
  • the third honeycomb structure unit 3, the fifth honeycomb structure unit 5, and the sixth honeycomb structure unit 6 are arranged with the adjacent outer peripheral walls 16 adjacent to each other so that the extension directions (length directions) of the respective cells 12 are aligned.
  • the second heating section 102 includes a first joint 21 provided between the third honeycomb structure unit 3 and the fifth honeycomb structure unit 5, and a first joint 21 provided between the fifth honeycomb structure unit 5 and the sixth honeycomb structure unit 6.
  • the third honeycomb structure unit 3 and the fifth honeycomb structure unit 5 are joined at the first joint 21, and the fifth honeycomb structure unit 5 and the sixth honeycomb structure unit 6 are joined at the first joint 21.
  • the second heating section 102 includes a pair of second electrode sections 32, 32 which electrically heat the third honeycomb structure unit 3, the fifth honeycomb structure unit 5 and the sixth honeycomb structure unit 6.
  • the pair of second electrode sections 32, 32 are arranged opposite each other via a plurality of honeycomb structure units.
  • One second electrode part 32 is provided on the outer peripheral wall 16 of the third honeycomb structure unit 3, and the other second electrode part 32 is provided on the outer peripheral wall 16 of the sixth honeycomb structure unit 6.
  • the pair of second electrode portions 32, 32 are arranged opposite each other via a plurality of honeycomb structure units.
  • the formation area of the second electrode portion 32 is not particularly limited, but may be formed, for example, in a band shape extending in the extension direction of the cells 12 of the honeycomb structure unit.
  • each of the pair of second electrode portions 32, 32 is provided with a terminal, one terminal of which may be connected to the positive pole of a power source, and the other terminal of which may be connected to the negative pole of the power source.
  • the same explanation as for the first electrode portion 31 above can be applied to the details of the thickness, volume resistivity, and constituent materials of the second electrode portion 32.
  • the honeycomb structure unit included in the first heating section 101 and the honeycomb structure unit included in the second heating section 102 are arranged adjacent to each other so that the extension directions (length directions) of the respective cells 12 are aligned.
  • the heating element 200 has a second joint section 22 provided between the first heating section 101 and the second heating section 102.
  • the first heating section 101 and the second heating section 102 are joined at the second joint section 22.
  • the first honeycomb structure unit 1 and the third honeycomb structure unit 3 are joined at the second joint section 22.
  • the volume resistivity of the second joint portion 22 can be set higher than the volume resistivity of the honeycomb structure unit.
  • the volume resistivity of the second joint portion 22 is preferably 50 ⁇ cm or more, more preferably 200 ⁇ cm or more, and even more preferably 1000 ⁇ cm or more.
  • the honeycomb structure unit included in each heating portion can be effectively heated.
  • the degree of freedom in designing the shape of the obtained heating element can be further increased.
  • the volume resistivity of the second joint portion 22 is, for example, 1 ⁇ 10 14 ⁇ cm or less.
  • the ratio of the volume resistivity of the honeycomb structure unit to the volume resistivity of the second joint portion 22 is preferably 0.1 or less, more preferably 0.01 or less, and even more preferably 0.005 or less.
  • the ratio of the volume resistivity of the honeycomb structure unit to the volume resistivity of the second joint portion 22 is, for example, 1 ⁇ 10 ⁇ 13 or more.
  • the second joint 22 capable of satisfying the above volume resistivity may be provided in at least a portion of the area where the first honeycomb structure unit 1 and the third honeycomb structure unit 3 face each other.
  • the second joint 22 is provided over the entire area where the first honeycomb structure unit 1 and the third honeycomb structure unit 3 face each other.
  • the thickness of the second joint 22 is, for example, 500 ⁇ m to 5 mm.
  • the thickness of the second joint 22 may correspond to the distance between the first honeycomb structure unit 1 and the third honeycomb structure unit 3.
  • the second joint 22 is provided over the entire area where the first heating section 101 and the second heating section 102 face each other.
  • the first electrode section 31 of the first heating section 101 and the second electrode section 32 of the second heating section 102 are separated by the second joint 22.
  • the end 22a of the second joint 22 is located between the first electrode section 31 and the second electrode section 32.
  • the end 22a of the second joint 22 may be located in the area where the honeycomb structure unit included in the first heating section 101 and the honeycomb structure unit included in the second heating section 102 face each other, and the first electrode section 31 and the second electrode section 32 may be electrically connected.
  • the second bonding portion 22 may be made of any suitable material that satisfies the above volume resistivity.
  • the second bonding portion 22 is preferably made of ceramics. By using ceramics, the above volume resistivity can be satisfactorily satisfied. Ceramics also have a low thermal expansion coefficient and can have excellent shape stability. Examples of ceramics include cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum titanate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
  • the configurations shown in the above-described embodiments can be replaced with configurations that are substantially the same as those shown in the above-described embodiments, that have the same effects, or that can achieve the same purpose.
  • the heating element of the embodiment of the present invention can be used, for example, as a catalyst carrier that supports a catalyst.
  • honeycomb structure unit 12: cell, 14: partition wall, 16: outer wall, 21: first joint, 22: second joint, 31: first electrode portion, 32: second electrode portion, 100: heating element, 101: first heating portion, 102: second heating portion, 200: heating element.

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Abstract

発熱特性に優れ、形状を容易に調整可能である発熱体を提供する。本発明の実施形態による発熱体は、第一端面から第二端面まで延びて流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、通電により発熱するハニカム構造ユニットを複数備える発熱体であって、前記複数のハニカム構造ユニットは、第１のハニカム構造ユニットおよび第２のハニカム構造ユニットを含み、前記第１のハニカム構造ユニットと前記第２のハニカム構造ユニットとは第一接合部で接合されており、前記第一接合部の体積抵抗率は、前記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率よりも低く、前記第一接合部の体積抵抗率は１Ω・ｃｍ以下である。

Description

発熱体
　本発明は、発熱体に関する。
　触媒担体等として用いられるハニカム構造体を通電して発熱させることが提案されている。例えば、特許文献１に開示されているとおり、車両エンジンから排出された排ガス中の有害物質の処理の際、触媒温度が低いと、触媒が所定の温度まで昇温されず、排ガスが十分に浄化されないという問題がある。このような問題を解決するために、触媒担体として使用できるとともに発熱体としても機能し得るハニカム構造体が提案されている。
特許第６４３８９３９号公報
　ところで、内燃機関の排ガス浄化以外の用途においても、発熱体の利用が望まれる場合がある。例えば、用途に応じて、発熱体の形状を容易に調整可能であることが望まれている。
　上記に鑑み、本発明は、発熱特性に優れ、形状を容易に調整可能である発熱体を提供する。
　１．本発明の実施形態による発熱体は、第一端面から第二端面まで延びて流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、通電により発熱するハニカム構造ユニットを複数備える発熱体であって、前記複数のハニカム構造ユニットは、第１のハニカム構造ユニットおよび第２のハニカム構造ユニットを含み、前記第１のハニカム構造ユニットと前記第２のハニカム構造ユニットとは第一接合部で接合されており、前記第一接合部の体積抵抗率は、前記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率よりも低く、前記第一接合部の体積抵抗率は１Ω・ｃｍ以下である。
　２．上記１に記載の発熱体において、上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率は２Ω・ｃｍ以上であってもよい。
　３．上記１または２に記載の発熱体において、上記第一接合部の体積抵抗率に対する上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率の比は２以上であってもよい。
　４．上記１から３のいずれかに記載の発熱体は、上記第１のハニカム構造ユニットおよび上記第２のハニカム構造ユニットを通電加熱する一対の第一電極部を備えていてもよい。
　５．上記１から４のいずれかに記載の発熱体において、上記第一接合部は、上記第一電極部に含まれる成分を含んでいてもよい。
　６．上記１から５のいずれかに記載の発熱体において、上記複数のハニカム構造ユニットは、第３のハニカム構造ユニットを含んでいてもよい。上記第１のハニカム構造ユニットと上記第３のハニカム構造ユニットとは第二接合部で接合されていてもよく、前記第二接合部の体積抵抗率は、上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率よりも高くてもよい。
　７．上記６に記載の発熱体は、上記第３のハニカム構造ユニットを通電加熱する一対の第二電極部を備えていてもよい。
　８．上記１から７のいずれかに記載の発熱体において、上記ハニカム構造ユニットは上記隔壁を囲む外周壁を有していてもよい。上記ハニカム構造ユニットの上記セルが延びる方向に垂直な上記外周壁の断面形状は矩形または正方形であってもよい。
　９．上記１から８のいずれかに記載の発熱体において、上記ハニカム構造ユニットは触媒を含んでいてもよい。
　本発明の実施形態によれば、発熱特性に優れ、形状を容易に調整可能である発熱体を提供し得る。
本発明の第一実施形態に係る発熱体の概略の構成を模式的に示す断面図である。 図１に示す発熱体を構成する第１のハニカム構造ユニットの概略の構成を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る発熱体の概略の構成を模式的に示す断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、図面については、同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
　本発明の実施形態による発熱体は、通電により発熱し得るハニカム構造ユニットを複数備える。図１は本発明の第一実施形態に係る発熱体の概略の構成を模式的に示す断面図であり、図２は図１に示す発熱体を構成する第１のハニカム構造ユニットの概略の構成を示す斜視図である。
　発熱体１００は、第１のハニカム構造ユニット１および第２のハニカム構造ユニット２を備えている。図２に示すとおり、第１のハニカム構造ユニット１は、第一端面１０ａから第二端面１０ｂまで（長さ方向に）延びて流体の流路となり得る複数のセル１２を区画形成する隔壁１４と、外周に位置して隔壁１４を囲む外周壁１６とを有している。なお、図２では、代表して、図１に示す第１のハニカム構造ユニット１を示しているが、第２のハニカム構造ユニット２も同様の構成を有している。
　発熱体１００において、第１のハニカム構造ユニット１と第２のハニカム構造ユニット２とは、セル１２が延びる方向（長さ方向）が揃うように、互いの外周壁１６が隣接して配置されている。ここで、隣接とは、直接隣り合っているだけでなく、接合部を介して隣り合っていることも包含する。図示例では、発熱体は二つのハニカム構造ユニットを備えているが、三つ以上のハニカム構造ユニットを備えていてもよい。発熱体が三つ以上のハニカム構造ユニットを備える場合、隣り合うハニカム構造ユニットは隣接して配置され得る。ハニカム構造ユニットの配置は特に限定されない。
　発熱体１００は、第１のハニカム構造ユニット１と第２のハニカム構造ユニット２との間に設けられた第一接合部２１を備えている。第１のハニカム構造ユニット１と第２のハニカム構造ユニット２とは第一接合部２１で接合されている。発熱体１００は、第１のハニカム構造ユニット１および第２のハニカム構造ユニット２を通電加熱する一対の第一電極部３１、３１を備えている。一対の第一電極部３１、３１は、複数のハニカム構造ユニットを介して互いに対向して設けられている。一つの第一電極部３１は、第１のハニカム構造ユニット１の外周壁１６に設けられ、もう一つの第一電極部３１は第２のハニカム構造ユニット２の外周壁１６に設けられている。このような配置によれば、例えば、複数のハニカム構造ユニットを均一に発熱させ得る。
　ハニカム構造ユニットの外周壁１６は、長さ方向に延びる。複数のセル１２はそれぞれ、長さ方向に延びる空間とされる。長さ方向に垂直な各セル１２の断面形状は、図示例では四角形であるが、他の多角形であってもよく、円形等の他の形状であってもよい。隔壁１４の厚みは、例えば７０μｍ～５００μｍである。セル１２の延びる方向に直交する面における単位面積当たりのセル１２の数は、例えば１５セル／ｃｍ２～１５０セル／ｃｍ２である。隔壁１４の厚みおよびセル１２の数は、例えば、デジタルマイクロスコープによって測定することができる。
　長さ方向に垂直な外周壁１６の断面形状は、好ましくは矩形または正方形である。このような形状によれば、複数のハニカム構造ユニットを隣接して配置させやすく、発熱体の組付け性に極めて優れ得る。外周壁１６の厚みは、例えば０．５ｍｍ～５ｍｍである。図１に示す例では、発熱体を構成する二つのハニカム構造ユニットは同じ形状、サイズを有しているが、異なる形状、サイズを有する複数のハニカム構造ユニットで発熱体を構成してもよい。外周壁１６の厚みは、例えば、デジタルマイクロスコープによって測定することができる。
　ハニカム構造ユニットの体積抵抗率は、２Ω・ｃｍ以上であり、好ましくは１０Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは１５Ω・ｃｍ以上である。このような体積抵抗率によれば、印加する電圧によっては電流が過剰に流れる等の不具合を抑制し得る。一方、ハニカム構造ユニットの体積抵抗率は、例えば２０００Ω・ｃｍ以下であり、好ましくは５００Ω・ｃｍ以下であり、より好ましくは１００Ω・ｃｍ以下である。このような体積抵抗率によれば、通電により十分に発熱し得る。
　体積抵抗率は、四端子法を用いて測定され、温度４００℃における値であり得る。具体的には、測定対象を構成する材料と同じ材料で、縦１０ｍｍ×横５０ｍｍ×長さ１０ｍｍのサイズの試験片を作製し、試験片の両端面（長さ方向における両端面）の全面に銀ペーストを塗布して導電線を配線し、試験片中央部に熱電対を配置した状態で、電圧印加電流測定装置を用いて試験片に電圧を印加する。電圧印加時の試験片の温度の経時変化をレコーダーにて確認し、試験片の温度が４００℃の時点における電流値および電圧値を測定し、試験片サイズから体積抵抗率を算出することができる。
　ハニカム構造ユニットは、好ましくは、セラミックスで構成される。セラミックスを採用することにより、上記体積抵抗率を良好に満足させ得る。また、セラミックスは、熱膨張係数が低く、形状安定性にも優れ得る。
　ハニカム構造ユニットは、例えば、炭化珪素を含む材料により構成される。ハニカム構造ユニットは、好ましくは、珪素－炭化珪素複合材料を主成分とする材料により構成される。ここで、「主成分とする」とは、例えば８０質量％以上含むことをいい、好ましくは９０質量％以上含むことをいう。珪素－炭化珪素複合材料は、複数の炭化珪素粒子が、金属珪素によって結合された材料であり得る。珪素－炭化珪素複合材料において、炭化珪素粒子は骨材として機能し得、珪素は結合材として機能し得る。このような材料を用いることにより、上記体積抵抗率を良好に達成し得る。
　ハニカム構造ユニットを構成し得る珪素－炭化珪素複合材料における、炭化珪素粒子の質量と珪素の質量との合計に対する珪素の質量の比率は、好ましくは１０質量％～４０質量％であり、より好ましくは１５質量％～３５質量％である。なお、ハニカム構造ユニットの体積抵抗率は、その気孔率を調整することによっても制御され得る。
　ハニカム構造ユニットは、代表的には、セラミック原料を含む成形材料を成形して得られる成形体を乾燥および焼成して得ることができる。ハニカム構造ユニットが上記珪素－炭化珪素複合材料により構成される場合、上記成形材料は、炭化珪素（例えば、炭化珪素粉末）および金属珪素（例えば、金属珪素粉末）を含み得る。成形材料に含まれ得る他の原料としては、例えば、バインダー、分散媒、添加剤が挙げられる。
　代表的には、ハニカム構造ユニットは触媒担体として用いられ得、その隔壁１４には触媒が担持され得る。例えば、セル１２を通過する流体（例えば、ガス）中のＣＯ、ＮＯｘ、炭化水素などを触媒反応によって無害な物質にすることが可能となる。触媒は、好ましくは、貴金属（例えば、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、インジウム、銀、金）、アルミニウム、ニッケル、ジルコニウム、チタン、セリウム、コバルト、マンガン、亜鉛、銅、スズ、鉄、ニオブ、マグネシウム、ランタン、サマリウム、ビスマス、バリウム、およびこれらの組み合わせを含有し得る。
　一対の第一電極部３１、３１は、複数のハニカム構造ユニットを介して互いに対向して設けられている。第一電極部３１の形成領域は、特に限定されないが、例えば、ハニカム構造ユニットのセル１２の延びる方向に延びる帯状に形成される。図示しないが、一対の第一電極部３１、３１にはそれぞれ端子が設けられ、一方の端子は電源のプラス極に接続され、他方の端子は電源のマイナス極に接続され得る。第一電極部３１の厚みは、例えば１００μｍ～５ｍｍである。
　第一電極部３１の体積抵抗率は、好ましくは１×１０－６Ω・ｃｍ～１Ω・ｃｍであり、より好ましくは０．０１Ω・ｃｍ～０．２Ω・ｃｍである。
　第一電極部３１は、上記体積抵抗率を満足し得る、任意の適切な材料で構成され得る。第一電極部３１の構成材料としては、例えば、金属、導電性セラミックス、または、金属と導電性セラミックスとの複合材（サーメット）を用いることができる。金属としては、例えば、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｔｉが挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いられ得る。二種以上組み合わせて用いる場合、二種以上の金属の合金を用いてもよい。導電性セラミックスとしては、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）；珪化タンタル（ＴａＳｉ２）、珪化クロム（ＣｒＳｉ２）等の金属珪化物等の金属化合物が挙げられる。金属と導電性セラミックスとの複合材（サーメット）の具体例としては、金属珪素と炭化珪素との複合材、上記金属珪化物と金属珪素と炭化珪素との複合材が挙げられる。また、金属と導電性セラミックスとの複合材（サーメット）の具体例としては、熱膨張低減の観点から、上記の一種または二種以上の金属に、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト、窒化珪素、窒化アルミ等の絶縁性セラミックスを一種または二種以上添加した複合材が挙げられる。
　第一電極部３１は、ハニカム構造ユニットと同質の材料で構成されることが好ましい。例えば、第一電極部３１は、炭化珪素を含む材料（例えば、珪素－炭化珪素複合材料を主成分とする材料）で構成されることが好ましい。このような構成によれば、ハニカム構造ユニットと第一電極部３１との熱膨張係数の差を小さくし、両者の接合強度を高くすることができる。また、生産性の向上にも寄与し得る。第一電極部３１を構成し得る珪素－炭化珪素複合材料における、炭化珪素粒子の質量と珪素の質量との合計に対する珪素の質量の比率は、好ましくは２０質量％～５０質量％であり、より好ましくは２０質量％～４０質量％である。なお、第一電極部３１の体積抵抗率は、その気孔率を調整することによっても制御され得る。
　第一接合部２１の体積抵抗率は、上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率よりも低い。第一接合部２１の体積抵抗率は、１Ω・ｃｍ以下であり、好ましくは０．２Ω・ｃｍ以下である。このような第一接合部を設けることにより、発熱体は発熱特性に極めて優れ得る。具体的には、流体の流路とならない第一接合部が通電により高温になり過ぎることを抑制することにより、加えるエネルギーを流体の流路となるハニカム構造ユニットの昇温に効率良く利用することができる。そして、第一接合部とハニカム構造ユニットとの境界部やハニカム構造ユニットにクラックが発生する等の不具合を防止することができる。また、第一接合部により複数のハニカム構造ユニットを接合させることにより、用途に応じて、得られる発熱体の形状を調整することができる。第一接合部２１の体積抵抗率は、例えば１×１０－６Ω・ｃｍ以上である。第一接合部２１の体積抵抗率に対する上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率の比は、好ましくは２以上であり、より好ましくは１０以上であり、さらに好ましくは２０以上である。一方、第一接合部２１の体積抵抗率に対する上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率の比は、例えば１×１０７以下である。
　上記体積抵抗率を満足し得る第一接合部２１は、第１のハニカム構造ユニット１と第２のハニカム構造ユニット２とが対向する領域の少なくとも一部に設けられていればよい。好ましくは、図示するように、第一接合部２１は、第１のハニカム構造ユニット１と第２のハニカム構造ユニット２とが対向する領域の全体に亘って設けられる。第一接合部２１の厚みは、例えば５００μｍ～５ｍｍである。なお、第一接合部２１の厚みは、第１ハニカム構造ユニット１と第２のハニカム構造ユニット２との間の距離に対応し得る。
　第一結合部２１は、上記体積抵抗率を満足し得る限り、任意の適切な材料で構成され得る。第一接合部２１の構成材料としては、例えば、金属、導電性セラミックス、または、金属と導電性セラミックスとの複合材（サーメット）を用いることができる。金属としては、例えば、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｔｉが挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いられ得る。二種以上組み合わせて用いる場合、二種以上の金属の合金を用いてもよい。導電性セラミックスとしては、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）；珪化タンタル（ＴａＳｉ２）、珪化クロム（ＣｒＳｉ２）等の金属珪化物等の金属化合物が挙げられる。金属と導電性セラミックスとの複合材（サーメット）の具体例としては、金属珪素と炭化珪素との複合材、上記金属珪化物と金属珪素と炭化珪素との複合材が挙げられる。また、金属と導電性セラミックスとの複合材（サーメット）の具体例としては、熱膨張低減の観点から、上記の一種または二種以上の金属に、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト、窒化珪素、窒化アルミ等の絶縁性セラミックスを一種または二種以上添加した複合材が挙げられる。
　第一結合部２１は、第一電極部３１と同質の材料で構成されることが好ましい。具体的には、第一結合部２１は、第一電極部３１に含まれる成分を含むことが好ましい。このような構成によれば、生産性の向上に寄与し得る。
　また、第一結合部２１は、ハニカム構造ユニットと同質の材料で構成されてもよい。例えば、第一結合部２１は、炭化珪素を含む材料（例えば、珪素－炭化珪素複合材料を主成分とする材料）で構成されることが好ましい。このような構成によれば、ハニカム構造ユニットと第一結合部２１との熱膨張係数の差を小さくし、両者の接合強度を高くすることができる。また、生産性の向上にも寄与し得る。第一結合部２１を構成し得る珪素－炭化珪素複合材料における、炭化珪素粒子の質量と珪素の質量との合計に対する珪素の質量の比率は、好ましくは２０質量％～５０質量％であり、より好ましくは２０質量％～４０質量％である。なお、第一結合部２１の体積抵抗率は、その気孔率を調整することによっても制御され得る。
　図３は、本発明の第二実施形態に係る発熱体の概略の構成を模式的に示す断面図である。発熱体２００は、第一発熱部１０１と、第二発熱部１０２とを備えている。
　第一発熱部１０１は、第１のハニカム構造ユニット１と、第２のハニカム構造ユニット２と、第１のハニカム構造ユニット１および第２のハニカム構造ユニット２との間に配置される第４のハニカム構造ユニット４と、を備えている。第一発熱部１０１において、第１のハニカム構造ユニット１と第４のハニカム構造ユニット４と第２のハニカム構造ユニット２とは、それぞれのセル１２が延びる方向（長さ方向）が揃うように、隣り合う外周壁１６が隣接して配置されている。
　第一発熱部１０１は、第１のハニカム構造ユニット１と第４のハニカム構造ユニット４との間に設けられた第一接合部２１、および、第２のハニカム構造ユニット２と第４のハニカム構造ユニット４との間に設けられた第一接合部２１を備えている。第１のハニカム構造ユニット１と第４のハニカム構造ユニット４とは第一接合部２１で接合され、第２のハニカム構造ユニット２と第４のハニカム構造ユニット４とは第一接合部２１で接合されている。第一発熱部１０１は、第１のハニカム構造ユニット１、第４のハニカム構造ユニット４および第２のハニカム構造ユニット２を通電加熱する一対の第一電極部３１、３１を備えている。一つの第一電極部３１は、第１のハニカム構造ユニット１の外周壁１６に設けられ、もう一つの第一電極部３１は第２のハニカム構造ユニット２の外周壁１６に設けられている。
　第二発熱部１０２は、第３のハニカム構造ユニット３と、第５のハニカム構造ユニット５と、第６のハニカム構造ユニット６と、を備えている。第二発熱部１０２において、第３のハニカム構造ユニット３と第５のハニカム構造ユニット５と第６のハニカム構造ユニット６とは、それぞれのセル１２が延びる方向（長さ方向）が揃うように、隣り合う外周壁１６が隣接して配置されている。
　第二発熱部１０２は、第３のハニカム構造ユニット３と第５のハニカム構造ユニット５との間に設けられた第一接合部２１、および、第５のハニカム構造ユニット５と第６のハニカム構造ユニット６との間に設けられた第一接合部２１を備えている。第３のハニカム構造ユニット３と第５のハニカム構造ユニット５とは第一接合部２１で接合され、第５のハニカム構造ユニット５と第６のハニカム構造ユニット６とは第一接合部２１で接合されている。第二発熱部１０２は、第３のハニカム構造ユニット３、第５のハニカム構造ユニット５および第６のハニカム構造ユニット６を通電加熱する一対の第二電極部３２、３２を備えている。一対の第二電極部３２、３２は、複数のハニカム構造ユニットを介して互いに対向して設けられている。一つの第二電極部３２は、第３のハニカム構造ユニット３の外周壁１６に設けられ、もう一つの第二電極部３２は第６のハニカム構造ユニット６の外周壁１６に設けられている。
　一対の第二電極部３２、３２は、複数のハニカム構造ユニットを介して互いに対向して設けられている。第二電極部３２の形成領域は、特に限定されないが、例えば、ハニカム構造ユニットのセル１２の延びる方向に延びる帯状に形成される。図示しないが、一対の第二電極部３２、３２にはそれぞれ端子が設けられ、一方の端子は電源のプラス極に接続され、他方の端子は電源のマイナス極に接続され得る。第二電極部３２の厚み、体積抵抗率および構成材料の詳細については、上記第一電極部３１と同様の説明を適用することができる。
　発熱体２００において、第一発熱部１０１に含まれるハニカム構造ユニットと第二発熱部１０２に含まれるハニカム構造ユニットとは、それぞれのセル１２が延びる方向（長さ方向）が揃うように隣接して配置されている。発熱体２００は、第一発熱部１０１と第二発熱部１０２との間に設けられた第二接合部２２を備えている。第１の発熱部１０１と第二発熱部１０２とは第二接合部２２で接合されている。例えば、第１のハニカム構造ユニット１と第３のハニカム構造ユニット３とは第二接合部２２で接合されている。
　第二接合部２２の体積抵抗率は、上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率よりも高く設定され得る。この場合、第二接合部２２の体積抵抗率は、好ましくは５０Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは２００Ω・ｃｍ以上であり、さらに好ましくは１０００Ω・ｃｍ以上である。このような第二接合部を設けることにより、それぞれの発熱部に含まれるハニカム構造ユニットを効果的に発熱させることができる。また、得られる発熱体の形状設計の自由度をさらに高めることができる。一方、第二接合部２２の体積抵抗率は、例えば１×１０１４Ω・ｃｍ以下である。第二接合部２２の体積抵抗率に対する上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率の比は、好ましくは０．１以下であり、より好ましくは０．０１以下であり、さらに好ましくは０．００５以下である。一方、第二接合部２２の体積抵抗率に対する上記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率の比は、例えば１×１０－１３以上である。
　上記体積抵抗率を満足し得る第二接合部２２は、第１のハニカム構造ユニット１と第３のハニカム構造ユニット３とが対向する領域の少なくとも一部に設けられていればよい。好ましくは、図示するように、第二接合部２２は、第１のハニカム構造ユニット１と第３のハニカム構造ユニット３とが対向する領域の全体に亘って設けられる。第二接合部２２の厚みは、例えば５００μｍ～５ｍｍである。なお、第二接合部２２の厚みは、第１ハニカム構造ユニット１と第３のハニカム構造ユニット３との間の距離に対応し得る。
　図３に示す例では、第二接合部２２は第一発熱部１０１と第二発熱部１０２とが対向する領域の全体に亘って設けられている。そして、第一発熱部１０１の第一電極部３１と第二発熱部１０２の第二電極部３２とは、第二接合部２２により分断されている。第二接合部２２の端部２２ａは第一電極部３１と第二電極部３２との間に位置している。このような配置によれば、第一発熱部１０１および第二発熱部１０２の発熱を、それぞれにおいて制御することができる。例えば、それぞれにおいて、加える電力を制御することができる。なお、図示例とは異なり、第一電極部３１と第二電極部３２とは電気的に接続されていてもよい。例えば、第二接合部２２の端部２２ａを、第一発熱部１０１に含まれるハニカム構造ユニットと第二発熱部１０２に含まれるハニカム構造ユニットとが対向する領域内に位置させて、第一電極部３１と第二電極部３２とは電気的に接続されていてもよい。
　第二結合部２２は、上記体積抵抗率を満足し得る、任意の適切な材料で構成され得る。第二結合部２２は、好ましくは、セラミックスで構成される。セラミックスを採用することにより、上記体積抵抗率を良好に満足させ得る。また、セラミックスは、熱膨張係数が低く、形状安定性にも優れ得る。セラミックスとしては、例えば、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミニウムが挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いられ得る。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
　本発明の実施形態の発熱体は、例えば、触媒を担持させた触媒担体として用いられ得る。
　１～６　ハニカム構造ユニット、１２　セル、１４　隔壁、１６　外周壁、２１　第一接合部、２２　第二接合部、３１　第一電極部、３２　第二電極部、１００　発熱体、１０１　第一発熱部、１０２　第二発熱部、２００　発熱体。

Claims (9)

  1. 　第一端面から第二端面まで延びて流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、通電により発熱するハニカム構造ユニットを複数備える発熱体であって、
    　前記複数のハニカム構造ユニットは、第１のハニカム構造ユニットおよび第２のハニカム構造ユニットを含み、
    　前記第１のハニカム構造ユニットと前記第２のハニカム構造ユニットとは第一接合部で接合されており、
    　前記第一接合部の体積抵抗率は、前記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率よりも低く、
    　前記第一接合部の体積抵抗率は１Ω・ｃｍ以下である、
    　発熱体。
  2. 　前記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率は２Ω・ｃｍ以上である、請求項１に記載の発熱体。
  3. 　前記第一接合部の体積抵抗率に対する前記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率の比は２以上である、請求項１または２に記載の発熱体。
  4. 　前記第１のハニカム構造ユニットおよび前記第２のハニカム構造ユニットを通電加熱する一対の第一電極部を備える、請求項１または２に記載の発熱体。
  5. 　前記第一接合部は、前記第一電極部に含まれる成分を含む、請求項４に記載の発熱体。
  6. 　前記複数のハニカム構造ユニットは、第３のハニカム構造ユニットを含み、
    　前記第１のハニカム構造ユニットと前記第３のハニカム構造ユニットとは第二接合部で接合されており、
    　前記第二接合部の体積抵抗率は、前記ハニカム構造ユニットの体積抵抗率よりも高い、
    　請求項１または２に記載の発熱体。
  7. 　前記第３のハニカム構造ユニットを通電加熱する一対の第二電極部を備える、請求項６に記載の発熱体。
  8. 　前記ハニカム構造ユニットは前記隔壁を囲む外周壁を有し、前記ハニカム構造ユニットの前記セルが延びる方向に垂直な前記外周壁の断面形状は矩形または正方形である、請求項１または２に記載の発熱体。
  9. 　前記ハニカム構造ユニットは触媒を含む、請求項１または２に記載の発熱体。

     
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