CN105764872B - 多孔材料及绝热膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够作为绝热性能优异的绝热膜的材料使用的多孔材料及绝热膜。一种多孔材料，具有ZrO2粒子和存在于该ZrO2粒子的表面的异种材料作为多孔结构的骨架，该异种材料包含选自第1组的至少一种、选自第2组的至少一种、或、同时包含选自第1组的至少一种和选自第2组的至少一种，第1组是由SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物形成的组，第2组是由选自SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物中的至少一种和ZrO2的复合氧化物形成的组。
Description
技术领域
本发明涉及多孔材料及绝热膜。更详言之，涉及能够作为绝热性能优异的绝热膜的材料使用的多孔材料及绝热膜。
背景技术
人们希望获得通过形成在表面而提高绝热效率、难燃性的绝热膜。专利文献1中公开了表面硬度高、能够防止损伤的涂覆膜。涂覆膜是将由二氧化硅壳(silica shell)形成的中空粒子分散在粘合剂中而形成的。利用由二氧化硅壳形成的中空粒子的耐磨性及高硬度，能够提高形成了涂覆膜的基材的耐磨性。另外，利用由二氧化硅壳形成的中空粒子的绝热性，能够提高难燃性。
专利文献2中，公开了具备提高了绝热性能的结构部件的内燃机。专利文献2的内燃机被构成为：与排气通路的内壁邻接配置绝热材料，高温的工作气体(废气)沿着绝热材料所形成的流路流动。绝热材料是平均粒径为0.1～3μm的球状介孔二氧化硅(MSS)粒子的各粒子通过接合材料以粒子彼此密集的状态被层叠而成的。MSS粒子中形成有大量平均孔径1～10nm的介孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－200922号公报
专利文献2：日本特开2011－52630号公报
发明内容
专利文献1中，使外径30～300nm左右的由二氧化硅壳形成的中空粒子分散在有机树脂粘合剂、无机高分子粘合剂、或有机无机复合粘合剂中，由此，所形成的涂覆膜发挥绝热性。另外，专利文献2中，平均粒径为0.1～3μm、具有平均孔径1～10nm的介孔的MSS(球状介孔二氧化硅)粒子以密集的状态层叠。因此，专利文献2中，能够获得绝热性能。
但是，即使是专利文献1、2中记载的材料，使用该材料得到的绝热膜的绝热性能也并不充分，迫切希望开发出绝热性能更优异的绝热膜材料。即，即使是专利文献1、2中记载的材料，使用该材料得到的绝热膜的热传导率也并不是足够低。
本发明是鉴于这样的现有技术具有的问题而提出的。其课题在于提供能够用作绝热性能优异的绝热膜的材料的多孔材料及绝热膜。
根据本发明，提供以下所示的多孔材料及绝热膜。
[1]一种多孔材料，具有形成了多个细孔的多孔结构，并具有ZrO2粒子和存在于所述ZrO2粒子的表面的异种材料作为所述多孔结构的骨架，所述异种材料包含选自第1组的至少一种或选自第2组的至少一种、或同时包含选自所述第1组的至少一种和选自所述第2组的至少一种，所述第1组是由SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物形成的组，所述第2组是由选自SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物中的至少一种和ZrO2的复合氧化物形成的组。
[2]上述[1]所述的多孔材料，其中，上述异种材料包含选自SiO2、TiO2、La2O3、及La2Zr2O7中的至少2种以上。
[3]上述[1]或[2]所述的多孔材料，其中，上述异种材料的含有比例为0.1～30体积％。
[4]上述[1]～[3]中的任一项所述的多孔材料，其中，上述异种材料的直径比上述ZrO2粒子的直径小。
[5]上述[1]～[4]中的任一项所述的多孔材料，其中，上述异种材料的直径为0.1～300nm。
[6]上述[1]～[5]中的任一项所述的多孔材料，其中，热传导率为1W/mK以下。
[7]上述[1]～[6]中的任一项所述的多孔材料，其中，所述多孔材料是大小在1mm以下的粒子状。
[8]上述[1]～[7]中的任一项所述的多孔材料，其中，所述多孔材料是纵横尺寸比在3以上的板状，最小长度为0.1～50μm。
[9]一种绝热膜，具有：上述[1]～[8]中的任一项所述的多孔材料和分散有上述多孔材料的基质。
本发明的多孔材料具有ZrO2粒子和存在于该ZrO2粒子的表面的异种材料作为多孔结构的骨架，异种材料是选自SiO2、TiO2、La2O3、及Al2O3等中的至少一种。因此，本发明的多孔材料能够用作绝热性能优异的绝热膜的材料。
本发明的绝热膜包含本发明的多孔材料作为材料。因此，本发明的绝热膜的绝热性能优异。
附图说明
图1是示意地表示本发明的多孔材料的一个实施方式的立体图。
图2是放大本发明的多孔材料所包含的ZrO2粒子和异种材料的一个实施方式并示意地表示的放大图。
图3是示意地表示本发明的绝热膜的一个实施方式的剖视图。
图4是表示通过透射型电子显微镜(TEM)拍摄到的实施例1的多孔材料的截面的照片。
图5是表示通过透射型电子显微镜(TEM)拍摄到的实施例2的多孔材料的截面的照片。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明不限定于以下的实施方式，应当理解为在不脱离本发明的宗旨的范围内，基于本领域技术人员的常识，对以下实施方式进行的适当变更、改进等也落入本发明的范围内。
[1]多孔材料：
本发明的多孔材料的一个实施方式包含形成了多个细孔的多孔材料。该多孔材料具有构成骨架的ZrO2粒子和存在于该ZrO2粒子的表面的异种材料。异种材料包含选自第1组的至少一种或选自第2组的至少一种，或同时包含选自第1组的至少一种和选自第2组的至少一种。第1组是由SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物形成的组。第2组是由选自SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物中的至少一种和ZrO2的复合氧化物形成的组。
这样的多孔材料能够用作绝热性能优异的绝热膜的材料。更具体而言，本发明的多孔材料中，异种材料存在于ZrO2粒子的表面，使得ZrO2粒子和异种材料的晶界的声子散射增加，因此能够降低热传导率(低热传导化)。
多孔材料具有形成了多个细孔的多孔结构。即，多孔材料具有立体的网格结构的骨架，该骨架以外的空隙成为多孔材料的气孔。该多孔材料具有ZrO2粒子和存在于该ZrO2粒子的表面的异种材料作为多孔结构的骨架。
应予说明，“异种材料存在于ZrO2粒子的表面”是包括异种材料存在于ZrO2粒子间的状态的概念。另外，该概念包括ZrO2粒子彼此以小接点接触，并且异种材料存在于该接点周围(即、接触的ZrO2粒子彼此形成的颈部(缩窄部分)的周围)的状态的概念。
多孔材料的平均气孔径优选为0.5～500nm，更优选为1～300nm，特别优选为10～100nm。上述平均气孔径越小，热传导率越低，所以优选，但有可能制造成本提高。另一方面，如果超过500nm，则热传导率有可能变得过高。此处，本说明书中“多孔材料的平均气孔径”是使用压汞仪(压汞法)进行测定得到的值。平均气孔径为10nm以下的情况下，通过气体吸附法进行测定。
多孔材料的气孔率优选为20～90％，更优选为20～80％。上述气孔率如果低于20％，则热传导率可能变高。另一方面，如果超过90％，则ZrO2粒子彼此的结合弱，强度有可能下降。此处，本说明书中“气孔率”是使用压汞仪(压汞法)进行测定得到的值。
多孔材料的形状没有特别限定，例如可以举出球状、板状、纤维状、针状、块状等。这些形状之中，将原料中包含多孔材料的组合物涂布在基材上而形成绝热膜的情况下，从该多孔材料被配置成层状的观点考虑，优选为板状。板状的情况下，表面的形状可以为正方形、四边形、三角形、六边形、圆形、无定形等中的任一形状。图1示出板状的多孔材料1。应予说明，图1是示意地表示本发明的多孔材料的一个实施方式的立体图。
多孔材料优选纵横尺寸比为3以上的板状，最小长度为0.1～50μm。进而，多孔材料优选纵横尺寸比为3～10的板状，最小长度为0.5～30μm。多孔材料满足上述条件，由此，在使其分散于后述基质中而形成绝热膜的情况下，多孔材料的最小长度方向对齐厚度方向。因此，容易变得难以向绝热膜的厚度方向传热，进而热传导率良好地降低。
纵横尺寸比是用多孔材料的最大长度/最小长度定义的。最大长度是指在通过图像解析而得到的图像中，假设用一组平行面夹住多孔材料时，这一组平行面之间的距离中最大的长度(图1中，用符号“M”表示)。最小长度是指同样地通过图像解析而得到的图像中，假设用一组平行面夹住多孔材料时，这一组平行面之间的距离中最小的长度(图1中，用符号“m”表示)，板状的情况下，相当于所谓的厚度。应予说明，纵横尺寸比是20个多孔材料的平均值。
“板状的多孔材料”中，不仅包括平板状(平坦且不弯曲的板)，还包括弯曲的板状材料、厚度(最小长度)不固定的板状材料。
多孔材料可以是内部有空洞的中空粒子，也可以是没有这样的空洞的粒子。应予说明，“空洞”的含义不同于多孔结构的气孔，比该气孔大。
应予说明，可以使用透射型电子显微镜(TEM)确认构成多孔材料的骨架的ZrO2粒子、以及确认该ZrO2粒子上的异种材料的种类。
多孔材料优选为大小在1mm以下的粒子状。多孔材料的大小是使用通过图像解析而得到的图像，对10个以上粒子进行计测，算出其平均值而得到的值。
[1－1－1]ZrO2粒子：
ZrO2粒子的平均粒径优选为10nm～1μm，更优选为10nm～500nm，特别优选为10nm～100nm。上述平均粒径越小，热传导率越低，所以优选，但是如果低于10nm，则制造成本可能提高。另一方面，如果超过1μm，则热传导率有可能提高。应予说明，“ZrO2粒子的平均粒径”是如下所述地测定得到的值。使用TEM进行观察得到微结构的图像，使用该微结构的图像计测10个以上的ZrO2粒子的粒径，算出其平均值。另外，ZrO2粒子也可以固溶其他元素(例如Mg，Ca，Y等)，还可以是部分稳定化氧化锆或完全稳定化氧化锆。
[1－1－2]异种材料：
异种材料的含有比例优选为0.1～30体积％，更优选为0.1～20体积％，特别优选为0.1～15体积％。通过为上述范围内，具有在维持ZrO2的特性的同时，能够进一步降低热传导率的优点。异种材料的含有比例低于上述下限值时，热传导率的降低效果有可能不充分。如果超过上述上限值，则ZrO2具有的耐热性、强度等材料特性可能出现不良情况。
应予说明，异种材料的含有比例是使用透射型电子显微镜(TEM)进行元素分析而得到的值。
异种材料优选存在于ZrO2粒子间。即，优选异种材料存在于ZrO2粒子间(换言之，异种材料存在于ZrO2粒子的晶界)。像这样地，异种材料存在于ZrO2粒子间，由此使得在ZrO2粒子的晶界的声子散射进一步增加，所以能够进一步降低热传导率。图2表示异种材料30存在于ZrO2粒子20、20间的状态。图2是放大本发明的多孔材料的一个实施方式并示意地表示的放大图。
异种材料也优选固溶在ZrO2粒子内。如果像这样地异种材料固溶在ZrO2粒子内，则能够进一步降低热传导率。
应予说明，“异种材料固溶在ZrO2粒子内”是指在ZrO2粒子内构成异种材料的元素中的一部分存在于ZrO2粒子的结晶结构内的状态。例如是指在ZrO2粒子的结晶结构中的Zr位点，作为异种材料的TiO2的Ti发生取代。这样的状态可通过使用透射型电子显微镜(TEM)进行元素分析，并且通过X射线衍射进行结晶结构解析加以确认。
异种材料包含选自第1组的至少一种或选自第2组的至少一种，或同时包含选自第1组的至少一种和选自第2组的至少一种。即，异种材料可以单独为例如SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3等，也可以为从它们之中适当选择的多个。例如异种材料为TiO2的情况下，因为Ti固溶在ZrO2粒子内，所以能够进一步降低热传导率。
异种材料选自SiO2、TiO2、La2O3、及La2Zr2O7中的至少2种以上也是优选实施方式。如果像这样地选自SiO2、TiO2、La2O3、及La2Zr2O7中的至少2种以上存在于ZrO2粒子的表面，则有热传导率进一步降低的优点。
异种材料为2种的情况下，它们的体积比的数值优选为1/9～9。上述体积比的数值如果在上述范围以外，则有时确认不到将二者共同添加的效果。
异种材料的直径优选小于ZrO2粒子的直径。由此具有容易维持ZrO2的特性的优点。应予说明，“异种材料的直径”也可以是指异种材料的平均粒径。另外，“ZrO2粒子的直径”也可以是指ZrO2粒子的平均粒径。
异种材料的平均粒径优选为0.1～300nm，更优选为0.1～100nm，特别优选为0.1～50nm。上述平均粒径越小，越优选，但是如果低于0.1nm，则制造成本可能提高。另一方面，如果超过300nm，则ZrO2具有的耐热性、强度等材料特性可能出现不良情况。即，有可能发生耐热性降低、强度降低。应予说明，“异种材料的平均粒径”是与上述ZrO2粒子的平均粒径同样地进行测定得到的值。
本发明的多孔材料除了ZrO2粒子及异种材料以外，还可以含有其它粒子。含有其它粒子的情况下，ZrO2粒子及异种材料的总计的含有比例优选为90％以上。如果上述ZrO2粒子及异种材料的总计的含有比例低于90％，则ZrO2具有的耐热性、强度等材料特性可能出现不良情况。即，有可能发生耐热性降低、强度降低。
本发明的多孔材料的热传导率优选为1W/mK以下，更优选为0.5W/mK以下，特别优选为0.3W/mK以下。如果绝热膜中含有这样的热传导率的多孔材料，则能够进一步提高绝热效果。“多孔材料的热传导率”是如下所述地算出的值。首先，通过压汞仪测定多孔材料的密度。接下来，通过DSC法对多孔材料的比热进行测定。接下来，通过光交流法对多孔材料的热扩散率进行测定。然后，由热扩散率×比热×密度＝热传导率的关系式算出多孔材料的热传导率。
本发明的多孔材料可以优选用作填充剂。
[2]多孔材料的制造方法：
本发明的多孔材料的制造方法的一个实施方式包括：制备生片形成用浆料的浆料制备工序，形成生片的生片形成工序，制作烧成体的烧成体制作工序，和将烧成体破碎而得到多孔材料的破碎工序。上述浆料制备工序是制备包含ZrO2粒子、异种材料及造孔材料的生片形成用浆料的工序。上述生片形成工序是将生片形成用浆料形成为膜状而形成生片的工序。上述烧成体制作工序是将形成的生片进行烧成而制作膜状烧成体的工序。上述破碎工序是将烧成体破碎而得到多孔材料的工序。
这样的多孔材料的制造方法因为具有上述各工序，所以能够制造可用作绝热性能优异的绝热膜的材料的多孔材料。
[2－1]浆料制备工序：
生片形成用浆料所包含的ZrO2粒子及异种材料与上述本发明的多孔材料的ZrO2粒子及异种材料相同。
造孔材料只要是在烧成体制作工序中消失而形成多个气孔的材料即可，没有特别限定。作为造孔材料，例如可以举出炭黑、胶乳粒子、三聚氰胺树脂粒子、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子、聚乙烯粒子、聚苯乙烯粒子、发泡树脂、吸水性树脂等。这些材料中，因为炭黑有粒子尺寸小、在多孔材料中容易形成小气孔的优点，所以优选炭黑。
生片形成用浆料中，除了ZrO2粒子、异种材料、及造孔材料以外，可以含有粘合剂、增塑剂、溶剂等其他成分。
作为粘合剂，可以举出聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、聚乙烯醇树脂、聚乙酸乙烯基酯树脂、聚丙烯酸树脂等。作为增塑剂，可以举出苯二甲酸二丁基酯(DBP)、苯二甲酸二辛基酯(DOP)等。作为溶剂，可以举出二甲苯、1－丁醇等。
生片形成用浆料中的ZrO2粒子的含有比例优选为5～20体积％。
生片形成用浆料中的异种材料的含有比例优选为0.1～5体积％。
生片形成用浆料中的造孔材料的含有比例优选为0～20体积％。
生片形成用浆料中的“其他成分”的含有比例优选为70～90体积％。
生片形成用浆料的粘度优选为0.1～10Pa·s。应予说明，为了达到这样的粘度，可以举出实施真空脱泡处理的方法。
[2－2]生片形成工序：
生片优选烧成后的厚度为10～50μm的膜状。
作为将生片形成用浆料形成为膜状的方法，可以采用现有公知的方法，例如可以采用使用刮刀装置的方法。
[2－3]烧成体制作工序：
生片的烧成条件可适当设定，例如优选为800～2300℃下0.5～20小时，更优选为800～1800℃下5～20小时，特别优选为800～1300℃下5～20小时。
[2－4]破碎工序：
作为将烧成体破碎的方法，例如可以使用干式珠磨机、滚碎机等，将烧成体在室温下破碎。特别是为了得到“纵横尺寸比为3以上的板状、最小长度为0.1～50μm的”多孔粒子，优选使用气流式分级机，进行选粒(分级)。
[3]绝热膜：
本发明的绝热膜包含本发明的多孔材料作为材料。这样的绝热膜的绝热性能优异。
使用图3，对绝热膜3进行说明。绝热膜3具有本发明的一个实施方式的多孔材料1(填充剂10)和使该多孔材料1分散的基质3m。即，多孔材料1被分散并配置在用于将该多孔材料1结合起来的基质3m中。基质是指存在于多孔材料的周围、这些粒子间的成分，是将这些粒子间结合起来的成分。图3是示意地表示本发明的绝热膜3的一个实施方式的剖视图。
本发明的绝热膜优选包含陶瓷、玻璃、及树脂中的至少一种作为基质。从耐热性良好的观点考虑，作为基质，更优选为陶瓷或玻璃。更具体而言，作为成为基质的材料，例如可以举出二氧化硅、氧化铝、模来石、氧化锆、二氧化钛、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、硅酸钙、铝酸钙、铝硅酸钙、磷酸铝、铝硅酸钾、玻璃等。从热传导率低的观点考虑，上述材料优选为非晶质。另外，基质的材料为陶瓷的情况下，基质优选为粒径在500nm以下的微粒的集合体。通过以粒径在500nm以下的微粒的集合体为基质，能够进一步降低热传导率。另外，成为基质的材料是树脂的情况下，作为基质，可以举出有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等。
绝热膜优选该绝热膜的整体的气孔率为10～90％、基质的气孔率为0～70％。
绝热膜优选厚度为0.1～5mm。通过为这样的厚度，不会对被绝热膜被覆的基材的特性产生不良影响，能够获得绝热效果。应予说明，绝热膜的厚度可根据其用途在上述范围内适当选择。
绝热膜的热容量优选为1500kJ/m3K以下，更优选为1000kJ/m3K以下，最优选为500kJ/m3K以下。本说明书中，热容量一般以称为容积比热的每单位体积来讨论，所以单位为kJ/m3K。如果像这样地为低热容量，则例如在发动机燃烧室内形成绝热膜的情况下，容易降低燃料排气后发动机燃烧室内的气体温度。由此，能够抑制发动机的异常燃烧等问题。
绝热膜的热传导率优选为1.5W/mK以下，更优选为1W/mK以下，特别优选为0.5W/mK以下。通过像这样地为低热传导率，能够抑制传热。
本发明的绝热膜例如可以用作形成在“构成发动机燃烧室的表面”上的绝热膜。另外，本发明的绝热膜可以用作形成在“汽车的排气管的内壁”的绝热膜、想要阻断来自发热部的热量时的绝热膜。
本发明的绝热膜可将涂覆组合物涂布在基材上，使其干燥而形成。另外，也可以在干燥后进行热处理而形成。此时，通过反复进行涂布和干燥或热处理来层叠绝热膜，能够形成厚的绝热膜(绝热膜的层叠体)。或者也可以在临时基材上形成绝热膜后，除去该临时基材，由此制作单独的形成为薄板状的绝热膜，将该绝热膜粘接或接合在目的基材(与“临时基材”不同的基材)上。
作为基材，可以使用金属、陶瓷、玻璃、塑料、木材、布、纸等。特别是作为基材为金属的情况下的例子，可以举出铁、铁合金、不锈钢、铝、铝合金、镍合金、钴合金、钨合金、铜合金等。
涂覆组合物可以使用包含上述多孔材料和选自无机粘合剂、无机高分子、氧化物溶胶、及水玻璃中的一种以上的组合物。进而，涂覆组合物可以包含致密质的填充剂、粘性调节剂、溶剂、分散剂等。
涂覆组合物中所包含的具体物质是水泥、膨润土、磷酸铝、二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、勃姆石溶胶、氧化锆溶胶、二氧化钛溶胶、原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯、聚硅氮烷、聚碳硅烷、聚乙烯基硅烷、聚甲基硅烷、聚硅氧烷、聚倍半硅氧烷、地质聚合物、硅酸钠等。
实施例
以下基于实施例具体说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
(实施例1)
在作为ZrO2原料(ZrO2粒子)的氧化锆粉末中，加入作为异种材料的SiO2、作为造孔材料的炭黑、作为粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、作为增塑剂的苯二甲酸二辛酯(DOP)、及、作为溶剂的二甲苯和1－丁醇。以此为原料组合物。原料组合物中的各成分的添加量为氧化锆粉末10.8体积％、SiO2 1.2体积％、粘合剂10.8体积％、增塑剂6体积％、溶剂71.2体积％。应予说明，表1中，各成分的“体积％”表示各成分相对于ZrO2粒子、异种材料及造孔材料的总和的“体积％”。
接下来，将该原料组合物用球磨机混合30小时，制备生片成型用浆料(涂覆组合物)。然后，对该浆料进行真空脱泡处理后，将粘度调整为4Pa·s。然后，通过刮刀装置将上述浆料按烧成后的厚度为10μm的方式涂布成膜状，形成生片。将该生片切断成纵50mm×横50mm的尺寸。然后，将该成型体在600℃进行5小时脱脂后，在1100℃烧成2小时，得到薄板状的烧成体。然后，使用干式珠磨机将得到的烧成体破碎，得到多孔材料。
接下来，得到的多孔材料的ZrO2粒子的直径为60nm，异种材料(SiO2)的直径为15nm。多孔材料的平均气孔径为0.13μm，气孔率为63％。另外，多孔材料的热传导率为0.15W/mK，热容量为840kJ/m3K。应予说明，“多孔材料的热传导率及热容量”是分别对烧成体(破碎前的材料)的热传导率、热容量进行测定而得到的值。另外，得到的多孔材料的纵横尺寸比为5，最小长度为10μm。结果示于表1。
图4是表示通过透射型电子显微镜(TEM)拍摄到的本实施例的多孔材料的截面的照片。
[异种材料的含有比例]
异种材料的含有比例通过对多孔材料进行化学分析而得到。基于得到的分析结果，换算成作为异种材料而添加的化合物(实施例1的情况下为SiO2)，作为体积％而算出含量。
[多孔材料的热传导率]
多孔材料的热传导率如下所述地测定。首先，将与多孔材料相同的材料另外成型为0.5mm×5mm×30mm，对成型体进行烧成，通过光交流法测定热扩散率，通过DSC法对该材料进行比热测定，以热扩散率、比热、密度(表观粒子密度)的乘积作为多孔材料的热传导率。表观粒子密度是通过使用汞的液浸法而测定得到的。
[多孔材料的热容量]
多孔材料的热容量如下所述地测定。首先，将与多孔材料相同的材料另外成型为0.5mm×5mm×30mm，对成型体进行烧成，通过DSC法对比热进行测定，以比热、密度(表观粒子密度)的乘积作为多孔材料的热容量。表观粒子密度是通过使用汞的液浸法而测定得到的。
接下来，将基质材料(成为基质的材料)和多孔材料按体积比20：80混合。然后，将该组合物涂布在作为基材的铝合金上，干燥后，在200℃进行2小时热处理，在基材上形成绝热膜(厚度100μm)。
得到的绝热膜的热传导率为0.3W/mK。另外，绝热膜的热容量为800kJ/m3K。
[绝热膜的热传导率、热容量]
绝热膜的热传导率是使用激光闪光2层模型，对与绝热膜的厚度方向平行的截面的热传导率进行测定而得到的。绝热膜的热容量是在将绝热膜粉碎后，通过DSC法对比热进行测定，由比热×密度(表观粒子密度)的乘积而算出的。
(实施例2～16、比较例1)
首先，与实施例1同样地，于表1所示条件下得到多孔材料。接下来，与实施例1同样地进行上述各测定。结果示于表1。
图5是表示通过透射型电子显微镜(TEM)拍摄到的实施例2的多孔材料的截面的照片。
【表1】
确认了实施例1～16的多孔材料与比较例1的多孔材料相比，能够用作绝热性能优异的绝热膜的材料。
产业上的可利用性
本发明的多孔材料能够用作绝热性能优异的绝热膜的材料。本发明的绝热膜例如可以用作形成在“构成发动机燃烧室的表面”上的绝热膜。
符号说明
1：多孔材料、3：绝热膜、3m：基质、10：填充剂、20：ZrO2粒子、30：异种材料、M：最大长度、m：最小长度。
Claims (6)
1.一种多孔材料，具有形成了多个细孔的多孔结构，并具有ZrO2粒子和存在于所述ZrO2粒子间的异种材料作为所述多孔结构的骨架，
所述异种材料包含选自第1组的至少一种或选自第2组的至少一种、或同时包含选自所述第1组的至少一种和选自所述第2组的至少一种，
所述第1组是由SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物形成的组，
所述第2组是由选自SiO2、TiO2、La2O3、Al2O3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Y2O3、及、包含它们中的2种以上的复合氧化物中的至少一种和ZrO2的复合氧化物形成的组，
所述异种材料的含有比例为0.1～30体积％，
所述异种材料的直径比所述ZrO2粒子的直径小，
所述异种材料的直径为0.1～300nm。
2.根据权利要求1所述的多孔材料，其中，所述异种材料包含选自SiO2、TiO2、La2O3、及La2Zr2O7中的至少2种以上。
3.根据权利要求1或2所述的多孔材料，其中，热传导率为1W/mK以下。
4.根据权利要求1或2所述的多孔材料，其中，所述多孔材料是大小在1mm以下的粒子状。
5.根据权利要求1或2所述的多孔材料，其中，所述多孔材料是纵横尺寸比在3以上的板状，最小长度为0.1～50μm。
6.一种绝热膜，具有：根据权利要求1～5中的任一项所述的多孔材料和分散有所述多孔材料的基质。
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