CN107459273A - 多孔质陶瓷结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多孔质陶瓷结构体，其能够实现低热传导率化，并且，能够使用粘结剂等而直接设置于基材等，且能够使块体的设置变得容易。该多孔质陶瓷结构体包括1个片材(12)和粘着在片材(12)上的多个多孔质陶瓷粒子(16)，邻接的多孔质陶瓷粒子(16)彼此之间的间隙(d)为10～80μm。

Description

多孔质陶瓷结构体
技术领域
本发明涉及多孔质陶瓷结构体，并涉及适合于实现含有该多孔质陶瓷结构体的构成部件的低热传导率化的多孔质陶瓷结构体。
背景技术
作为填充到隔热件、膜等中的填料，有专利文献1～3中记载的组合物、中空粒子等。
专利文献1中记载有能够形成热传导率低的多孔质有机聚硅氧烷固化物的固化性有机聚硅氧烷组合物。
专利文献2中记载有使用采用了低热传导率的中空粒子的涂料来形成低热传导率的膜的内容。
专利文献3中记载有如下内容：通过静电相互作用使添加物粒子吸附于基料粒子表面，由此制造纳米涂覆而得到的复合粒子，进而使用该复合粒子经由通常的粉末冶金工艺来制造复合材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-155946号公报
专利文献2：日本特开2004-10903号公报
专利文献3：日本特开2010-64945号公报
发明内容
对于专利文献1及2中记载的技术，低热传导率化不充分。对于专利文献3中记载的技术，由于打算通过粉末冶金来制作复合材料，所以需要在基料粒子上涂覆粒径为纳米级的微粒。因此，基料粒子间的距离变短，这种情况下，低热传导率化仍旧不充分。
如果添加到粘结剂中的粒子较小，则难以使粒子均匀地分散在粘结剂中。另外，由于需要在对预先添加有粒子的粘结剂进行烧成而制成块体后设置在例如对象物上，所以很难设置在对象物的一部分区域或者沿着复杂的形状进行设置。
本发明是考虑以上课题而进行实施的，目的是提供一种多孔质陶瓷结构体，该多孔质陶瓷结构体能够实现低热传导率化，并且，能够使用粘结剂等而直接设置于对象物等，且能够使块体的设置变得容易。
[1]本发明所涉及的多孔质陶瓷结构体的特征在于，包括：1个片材和粘着在所述片材上的多个多孔质陶瓷粒子，邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此之间的间隙为10～80μm。
[2]本发明中，优选：当邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此之间的最大间隙为dmax、所述多孔质陶瓷粒子的最大厚度为tmax时，纵横尺寸比(dmax/tmax)为0.02以上。
[3]本发明中，优选：当邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此之间的间隙中、在与所述片材接触的表面的间隙为da、在与所述片材接触的表面的相反侧表面的间隙为db时，满足da≤db。
[4]这种情况下，所述间隙da和所述间隙db可以满足da<db，且邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面间的宽度逐渐缩窄。
[5]或者，所述间隙da和所述间隙db可以满足da<db，且邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面为台阶状。
[6]或者，所述间隙da和所述间隙db可以满足da＝db，且邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面平行。
[7]本发明中，优选所述多孔质陶瓷粒子的气孔率为20～99％。
[8]本发明中，优选所述多孔质陶瓷粒子的平均气孔径为500nm以下。
[9]本发明中，优选所述多孔质陶瓷粒子的热传导率低于1.5W/mK。
[10]本发明中，优选所述多孔质陶瓷粒子的热容量为1000kJ/m3K以下。
根据本发明所涉及的多孔质陶瓷结构体，能够实现低热传导率化，并且，能够使用粘结剂等而直接设置于对象物等，且能够使块体的设置变得容易。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的多孔质陶瓷结构体的立体图。
图2A是表示以1种平面形状构成多孔质陶瓷集合体的例子的俯视图，图2B是表示以2种平面形状构成多孔质陶瓷集合体的例子的俯视图，图2C是表示以3种平面形状构成多孔质陶瓷集合体的例子的俯视图。
图3A是表示2个多孔质陶瓷粒子的平面形状中分别包含曲线的例子的俯视图，图3B是表示6个多孔质陶瓷粒子的平面形状中分别包含曲线的例子的俯视图。
图4A是表示多孔质陶瓷粒子间的间隙较宽且邻接的多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面平行的情形的截面图，图4B是表示多孔质陶瓷粒子间的间隙较宽且邻接的多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面间的宽度逐渐缩窄的情形的截面图，图4C是表示多孔质陶瓷粒子间的间隙较宽且邻接的多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面为台阶状的情形的截面图。
图5是表示本实施方式所涉及的多孔质陶瓷结构体的第一制造方法的工序图。
图6是表示刮刀装置之一例的示意图。
图7是表示本实施方式所涉及的多孔质陶瓷结构体的第二制造方法的工序图。
图8中，(A)是表示在对象物上配置多孔质陶瓷结构体的状态的工序图，(B)是表示将片材从多孔质陶瓷结构体上剥离下来的状态的工序图，(C)是表示在对象物上的多孔质陶瓷集合体上涂覆有树脂材料的状态的工序图。
图9是将块体与对象物一同省略一部分而示出的截面图。
图10A是将现有例中使多个粒子分散在浆料中的状态省略一部分而示出的说明图，图10B是将对浆料进行干燥、烧成、固化而制成块体的状态省略一部分而示出的说明图。
符号说明
10…多孔质陶瓷结构体、12…片材、14…多孔质陶瓷集合体、16…多孔质陶瓷粒子、18…树脂材料、20…块体、22…对象物、24…直线、26…曲线、27…部分、28…法线、30…成型体、40…烧结体。
具体实施方式
以下，参照图1～图10B，对本发明所涉及的多孔质陶瓷结构体的实施方式例进行说明。应予说明，本说明书中，表示数值范围的“～”以包含其前后记载的数值作为下限值及上限值的含义进行使用。
例如图1所示，本实施方式所涉及的多孔质陶瓷结构体10包括1个片材12和粘着在该片材12上的多孔质陶瓷集合体14。多孔质陶瓷集合体14具有被分别分割的多个多孔质陶瓷粒子16。此处，所谓粘着，是指以能够剥离的状态被固定，亦即通过经时变化、外部因素的施加使得固定状态被解除，粘着对象物分离的状态。因此，包含通过粘合力固定的状态，另外，还包含在粘着界面暂时牢固地固定的状态。还可以在片材12与多孔质陶瓷集合体14之间使用粘合剂等特别的材料进行粘着。
所谓多孔质，是指既非致密也非中空的状态，且指由多个气孔或粒子构成的状态。应予说明，所谓致密，是指多个微粒无间隙地结合的状态，没有气孔。所谓中空，是指内部中空且外壳部分致密的状态。
多孔质陶瓷粒子16的纵横尺寸比优选为3以上。更优选为5以上，进一步优选为7以上。这种情况下，纵横尺寸比是指最大长度La/最小长度Lb。此处，所谓最大长度La，是指构成多孔质陶瓷粒子16的多个面中、最宽广的面(此处为一个主面16a)上的最大长度。如果宽广的面为正方形、长方形、梯形、平行四边形、多边形(五边形、六边形等)，则最长的对角线的长度相当于最大长度，如果宽广的面为圆形，则直径相当于最大长度，如果宽广的面为椭圆，则长轴的长度相当于最大长度。另一方面，所谓最小长度Lb，如图1所示，是指多孔质陶瓷粒子16的厚度ta。
最小长度Lb优选为50～500μm，更优选为55～400μm，进一步优选为60～300μm，特别优选为70～200μm。
片材12可以使用例如具有粘合力的树脂制片材或者薄膜等，优选为能够因热、电、外力等外部因素、经时变化而剥离的材料。
如后所述(参照图8(C)及图9)，多孔质陶瓷集合体14由粘结剂等树脂材料18(基体)被覆而作为块体20设置在对象物22上。
这种情况下，与将各多孔质陶瓷粒子16分别设置在对象物22上的情形相比，容易将多个多孔质陶瓷粒子16一同转印到对象物22上，还容易控制多孔质陶瓷粒子16间的间隙。
从上表面观察多孔质陶瓷集合体14得到的平面形状优选与从上表面观察对象物22中待设置多孔质陶瓷集合体14的区域(以下记载为对象物22的设置区域)得到的平面形状相同。此处，对象物22的设置区域为包含对象物22中的一部分的概念。所谓“相同”，包含完全相同的情形，还包含与对象物22的设置区域的平面形状处于相似的关系的形状。此处，所谓相似的关系，是指将对象物22的设置区域的平面形状扩大到1.1倍～2.0倍得到的形状或者将对象物22的设置区域的平面形状缩小到1.1倍～2.0倍得到的形状。由此，能够在各种形状的对象物22上转印多个多孔质陶瓷粒子16，而不会导致材料的损失(多孔质陶瓷粒子16的损失)。
另外，多孔质陶瓷集合体14中包含的多个多孔质陶瓷粒子16中，可以存在至少1个从上表面观察得到的平面形状为由多条直线24(参照图2A～图3B)包围而成的多边形的多孔质陶瓷粒子16。当然，也可以是全部多孔质陶瓷粒子16的平面形状都为由多条直线24包围而成的多边形。
例如，可以如图2A所示，由1种平面形状构成，也可以如图2B所示，由2种平面形状构成。另外，还可以如图2C所示，由3种平面形状构成。
图2A的例子中，给出了全部多孔质陶瓷粒子16的平面形状都为四边形的情形。图2B的例子中，给出了以四边形和三角形的组合构成多孔质陶瓷集合体14的情形，且给出了使6个三角形排列在内侧、使6个四边形排列在外侧的例子。图2C中，给出了以三角形、四边形及五边形的组合构成多孔质陶瓷集合体14的情形，且给出了使1个五边形、2个三角形、5个四边形排列而得到的例子。
另外，如图3A及图3B所示，多孔质陶瓷集合体14中包含的多个多孔质陶瓷粒子16中，从上表面观察得到的平面形状中包含曲线26的多孔质陶瓷粒子16的比例可以大于0％且为50％以下。
如果平面形状仅为直线状，则在对象物22上转印多个多孔质陶瓷粒子16时，多孔质陶瓷粒子16容易偏离，不过，通过在多孔质陶瓷集合体14上局部地存在曲线26，变得不易偏离，还能够在对象物22上均匀地转印多个多孔质陶瓷粒子16。
在求出从上表面观察得到的平面形状中包含曲线26的多孔质陶瓷粒子16的比例时，只要数出片材12上的多孔质陶瓷粒子16的总个数Nz和平面形状中包含曲线26的多孔质陶瓷粒子16的个数Nw，计算出(个数Nw/个数Nz)×100(％)即可。
图3A中，9个多孔质陶瓷粒子16中的、7个多孔质陶瓷粒子16(图3A中(1)～(7)所示的多孔质陶瓷粒子16)的平面形状为四边形，剩下的2个多孔质陶瓷粒子16(图3A中(8)、(9)所示的多孔质陶瓷粒子16)的平面形状中分别包含曲线26。图3B中，24个多孔质陶瓷粒子16中的、18个多孔质陶瓷粒子16(图3B中(3)～(14)、(16)～(18)、(20)～(22)所示的多孔质陶瓷粒子16)的平面形状为四边形，剩下的6个多孔质陶瓷粒子16(图3B中(1)、(2)、(15)、(19)、(23)及(24)所示的多孔质陶瓷粒子16)的平面形状中分别包含曲线26。
另外，如图2B所示，多孔质陶瓷集合体14还可以具有5个以上的多孔质陶瓷粒子16配置成各有1个顶点对峙而得到的部分27。由此，即便在对象物22的表面局部具有曲面或凹凸，也容易沿着对象物22的表面形状配置多个多孔质陶瓷粒子16。
并且，邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间的间隙d(参照图4A～图4C)优选为10～80μm。间隙d是通过在粘着在片材12上的多孔质陶瓷集合体14中使用光学显微镜对邻接的多孔质陶瓷粒子16之间进行测定而得到的。
这种情况下，如图4A所示，当邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间的间隙d中、在与片材12接触的表面(下表面)的间隙为da、在与片材12接触的表面的相反侧表面(上表面)的间隙为db时，间隙da和间隙db可以满足da＝db，且邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此对置的侧面平行。由此，容易在对象物22上转印多个多孔质陶瓷粒子16，并且，能够将多个多孔质陶瓷粒子16均匀地转印到对象物22上。如果间隙d过宽，则进入多孔质陶瓷粒子16间的树脂材料18(粘结剂)的量增多，因此，热传导率升高。
反之，邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间的间隙d低于10μm的情况下，如果对象物22的表面为曲面状等，则在为了将多个多孔质陶瓷粒子16转印到对象物22上而弯曲片材12时，邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间接触，容易产生裂纹、缺口。由此，在将多个多孔质陶瓷粒子16设置于对象物22时，会导致多孔质陶瓷粒子16间的间隙d增大，热传导率升高。
因此，如上所述，邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间的间隙d(参照图4A～图4C)优选为10～80μm。
并且，当邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间的间隙d中的最大间隙为dmax、多孔质陶瓷粒子16的厚度ta中的最大厚度为tmax时，纵横尺寸比(dmax/tmax)优选为0.02以上。这是因为：如果纵横尺寸比过小，则即便邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间的间隙d较宽，在弯曲片材12时，邻接的多孔质陶瓷粒子16也会彼此接触而产生裂纹或缺口。应予说明，可以使用恒压厚度测定器等来测定厚度tmax。
另外，优选邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间在下表面的间隙da和在上表面的间隙db满足da≤db。这种情况下，如图4B所示，间隙da和间隙db可以满足da<db，且邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此对置的侧面间的宽度逐渐缩窄，如图4C所示，邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此对置的侧面可以为台阶状。由此，即便间隙d、纵横尺寸比较小，在弯曲片材12时，邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间也几乎不会接触，也不会产生裂纹或缺口。由此，使多孔质陶瓷结构体10的成品率得到提高。
应予说明，使多孔质陶瓷粒子16的侧面间的宽度逐渐缩窄的情况下，侧面相对于片材12的法线28的倾斜角θ优选为45度以下、即0度以上且45度以下。倾斜角θ是通过在粘着在片材12上的多孔质陶瓷集合体14中用光学显微镜对邻接的多孔质陶瓷粒子16间的倾斜角θ进行测定而得到的。
另外，优选多孔质陶瓷集合体14内的多孔质陶瓷粒子16的个数密度局部不同。另外，优选多个多孔质陶瓷粒子16各自的平面形状的大小不同。
例如，在对象物22的表面平坦的部分减小个数密度(多孔质陶瓷粒子16的尺寸较大)，在对象物22的表面为曲面的部分及其周边增大个数密度(多孔质陶瓷粒子16的尺寸较小)，由此，在将多个多孔质陶瓷粒子16转印到对象物22上时，能够追随对象物22的表面而配置多个多孔质陶瓷粒子16。
优选个数密度的最大值与最小值的比值(最大个数密度/最小个数密度)大于1.2。
可以如下计算出个数密度。即，在粘着在片材12上的多孔质陶瓷集合体14中，用光学显微镜观察任意10处视野，计测各视野中包含的多孔质陶瓷粒子16的个数。各视野可以采用例如3mm×3mm的正方形区域等。
然后，将计测的各视野中包含的多孔质陶瓷粒子16的个数分别除以视野的面积(＝9mm2)，由此计算出每单位面积的个数密度(个/mm2)。对与这10处视野相对应的个数密度进行比较，选取出最大个数密度和最小个数密度，计算出其比值(最大个数密度/最小个数密度)。
另外，优选平面形状的大小的最大值与最小值的比值(最大值/最小值)大于1.2。
可以如下计算出平面形状的大小。即，在粘着在片材12上的多孔质陶瓷集合体14中，用光学显微镜分别观察任意10处视野。然后，对于各视野，分别画出任意5条直线，计测与直线相交的多孔质陶瓷粒子16内的线段的长度，以其平均值作为该视野中的多孔质陶瓷粒子16的大小。对这10处视野中的多孔质陶瓷粒子16的大小进行比较，选取出多孔质陶瓷粒子16的大小的最大值和最小值，计算出其比值(最大值/最小值)。
多孔质陶瓷粒子16的气孔率优选为20～99％。气孔为闭口气孔和开口气孔中的至少1个，也可以包含两者。另外，作为气孔的形状、即开口的面形状，可以为正方形、四边形、三角形、六边形、圆形等以及不规则形状中的任意一种形状。
平均气孔径优选为500nm以下，更优选为10～500nm。该尺寸对于阻碍构成热传导的主要原因的晶格振动(phonon)的发生是有效的。
多孔质陶瓷粒子16具有微粒以三维连结而成的结构。微粒的粒径优选为1nm～5μm。更优选为50nm～1μm。由粒径在该范围内的微粒构成的多孔质陶瓷粒子16由于阻碍构成热传导的主要原因的晶格振动(phonon)的发生，所以对于实现低热传导率是有效的。微粒可以为由一个晶粒构成的粒子(单晶粒子)，也可以为由多个晶粒构成的粒子(多晶粒子)。亦即，多孔质陶瓷粒子16优选为粒径在该范围内的微粒的集合。应予说明，微粒的粒径如下得到：用电子显微镜进行观察，得到图像，由该图像计测构成多孔质陶瓷粒子16的骨架的粒子组中的1个微粒的大小(如果是球状，则为直径；如果是非球状，则为最大径)。
多孔质陶瓷粒子16的热传导率优选低于1.5W/mK，更优选为0.7W/mK以下，进一步优选为0.5W/mK以下，特别优选为0.3W/mK以下。
多孔质陶瓷粒子16的热容量优选为1000kJ/m3K以下，更优选为900kJ/m3K以下，进一步优选为800kJ/m3K以下，特别优选为500kJ/m3K以下。
作为多孔质陶瓷粒子16的构成材料，优选包含金属氧化物，更优选仅由金属氧化物构成。这是因为：如果包含金属氧化物，则与金属的非氧化物(例如碳化物、氮化物)相比，金属与氧之间的离子结合性较强，因此，热传导率容易降低。
金属氧化物优选为从由Zr、Y、Al、Si、Ti、Nb、Sr、La、Hf、Ce、Gd、Sm、Mn、Yb、Er及Ta构成的组中选择的1种元素的氧化物或者2种以上元素的复合氧化物。这是因为：如果金属氧化物为这些元素的氧化物、复合氧化物，则不易因晶格振动(phonon)而发生热传导。
作为具体的材料，可以举出在ZrO2-Y2O3中添加Gd2O3、Yb2O3、Er2O3等而得到的材料。更具体而言，可以举出：ZrO2-HfO2-Y2O3、ZrO2-Y2O3-La2O3、ZrO2-HfO2-Y2O3-La2O3、HfO2-Y2O3、CeO2-Y2O3、Gd2Zr2O7、Sm2Zr2O7、LaMnAl11O19、YTa3O9、Y0.7La0.3Ta3O9、Y1.08Ta2.76Zr0.24O9、Y2Ti2O7、LaTa3O9、Yb2Si2O7、Y2Si2O7、Ti3O5等。
此处，参照图5～图7，对多孔质陶瓷结构体10的第一制造方法及第二制造方法进行说明。
先对第一制造方法进行说明。首先，图5的步骤S1中，在上述的多孔质陶瓷粒子16的构成材料的粉末中加入造孔剂、粘合剂、增塑剂、溶剂，进行混合，调制成成型用浆料36(参照图6)。
然后，步骤S2中，对成型用浆料36实施真空脱泡处理，由此调整了粘度后，进行流延成型而制作成型体30(生片)(成型体制作工序)。在例如图6所示的刮刀装置32的陶瓷脱模用的聚酯薄膜34上投入成型用浆料36，通过刮刀38，按烧成后的厚度为规定的厚度来制作成型体30(生片)。
然后，图5的步骤S3中，将成型体30(生片)从聚酯薄膜34上剥离下来，进行回收。陶瓷脱模用的聚酯薄膜34的表面为镜面，因此，成型体30的表面中的、聚酯薄膜34被剥离的表面(以下记载为剥离面30a)也为镜面。
然后，步骤S4中，对回收的成型体30进行烧成，得到片状的烧结体40(烧成工序)。接下来，步骤S5中，在片材12上粘着烧结体40(粘着工序)。如上所述，由于成型体30的剥离面30a为镜面，所以烧成处理后的烧结体40的端面40a(曾作为剥离面30a的一面)也为镜面。因此，通过在片材12上粘着烧结体40的端面40a，烧结体40牢固地粘着于片材12。
然后，步骤S6中，将烧结体40分割为多个多孔质陶瓷粒子16(分割工序)。由此，得到多孔质陶瓷结构体10，该多孔质陶瓷结构体10包括1个片材12和粘着在片材12上且由多个多孔质陶瓷粒子16构成的多孔质陶瓷集合体14。应予说明，还可以对烧成工序后的烧结体40或者分割工序后的多孔质陶瓷粒子16进行表面改性处理。表面改性处理为控制粘结剂等树脂材料18(基体：参照图8(C)及图9)向多孔质陶瓷粒子16中的渗透程度的处理(主要为使其难以渗透的处理)。
上述的步骤S6中的分割工序将烧结体40分割为多个小片、即多个多孔质陶瓷粒子16。当然，分割工序可以利用以下各种方法进行分割：通过将刀具抵在烧结体40上切(割)来分割为多个多孔质陶瓷粒子16、或者将烧结体40用激光器切断而分割为多个多孔质陶瓷粒子16等。这种情况下，由于烧结体40牢固地粘着在片材12上，所以防止分割时烧结体40、多孔质陶瓷粒子16从片材12上剥离下来。
接下来，参照图7，对第二制造方法进行说明。该第二制造方法的步骤S101～S103中，与上述的步骤S1～S3同样地进行成型用浆料36的调制、成型体30的制作、成型体30的回收。
然后，步骤S104中，进行激光加工或压制加工，自成型体30的上表面形成多个切痕42。此时，通过一边控制激光的切入深度和激光的宽度，一边进行加工，能够使邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此对置的侧面间的宽度逐渐缩窄或者形成台阶状。
然后，步骤S105～S107中，与上述的步骤S4～S6同样地，对回收的成型体30进行烧成，得到片状的烧结体40，将烧结体40粘着在片材12上，分割为多个多孔质陶瓷粒子16。
由此，得到多孔质陶瓷结构体10，该多孔质陶瓷结构体10包括1个片材12和粘着在片材12上且由多个多孔质陶瓷粒子16构成的多孔质陶瓷集合体14。应予说明，该第二制造方法中，也可以对烧成工序后的烧结体40或者分割工序后的多孔质陶瓷粒子16进行上述的表面改性处理。
接下来，参照图8(A)～图9，对使用多孔质陶瓷结构体10构成1个块体20的方法进行说明。
首先，如图8(A)所示，在对象物22上涂布粘结剂44。在被涂布到对象物22上的粘结剂44上设置多孔质陶瓷结构体10。这种情况下，以使对象物22上的粘结剂44和多孔质陶瓷集合体14对置的方式设置多孔质陶瓷结构体10。
如图8(B)所示，例如通过对片材12进行加热而剥下片材12，将多孔质陶瓷集合体14转印到对象物22的粘结剂44上。
然后，如图8(C)及图9所示，用粘结剂等树脂材料18(基体)被覆多孔质陶瓷集合体14的整体，由此，制成块体20。即，在对象物22上设置有块体20。
以往，如图10A所示，由于添加到浆料50中的粒子52较小，所以很难使粒子52均匀地分散在浆料50中。因此，如图10B所示，在对浆料50进行固化而制成块体54时，由于多个粒子52没有均匀地分散在浆料50固化而得到的粘结剂56中，所以存在较多仅有热传导率比粒子52高的粘结剂56的区域58，使得块体54的低热传导率化不充分。
相对于此，本实施方式中，将包括粘着在片材12上的由多个多孔质陶瓷粒子16构成的多孔质陶瓷集合体14的多孔质陶瓷结构体10设置于对象物22，然后，剥下片材12，在对象物22上转印多孔质陶瓷集合体14，并用粘结剂等树脂材料18(基体)被覆该多孔质陶瓷集合体14，由此构成块体20。
因此，能够将多个多孔质陶瓷粒子16均匀地分散配置在树脂材料18中。并且，由于仅有热传导率比多孔质陶瓷粒子16高的树脂材料18的区域变窄，所以能够将块体20的热传导率抑制在较低水平。并且，还能够实现块体20间的热传导率的均匀化，无需根据配置块体20的位置变更块体20，能够实现配置工序的简化、工时的削减化。
另外，由于将粘着在片材12上的烧结体40分割为多个多孔质陶瓷粒子16，所以，与现有的情形不同，能够在对象物22上均匀地配置多个多孔质陶瓷粒子16。并且，对象物22的表面无论是不规则形状(翘曲等)还是曲面状，都能够沿着对象物22的表面形状容易地配置多个多孔质陶瓷粒子16，能够使设计的自由度得到提高。另外，由于多孔质陶瓷结构体10由片材12和粘着在该片材12上的具有多个多孔质陶瓷粒子16的多孔质陶瓷集合体14构成，所以多孔质陶瓷结构体10的操作容易，并且，在对象物22上转印多个多孔质陶瓷粒子16的作业也非常简单。这有利于实现制造工序的简化。
片材12的粘合力(JIS Z0237)优选为1.0N/10mm以上，拉伸伸长率(JIS K7127)优选为0.5％以上，厚度优选为5mm以下。由此，能够发挥以下效果。
(a)粘合力越高，越能够牢固地固定多孔质陶瓷粒子16。
(b)拉伸伸长率越高，越能够追随曲面。
(c)厚度越薄，越容易追随曲面。
片材12的粘合力更详细而言如下所述。即，保持多孔质陶瓷粒子16时的粘合力为1.0N/10mm以上，剥离多孔质陶瓷粒子16时的粘合力为0.1N/10mm以下。
片材12的粘合力的评价方法与粘合胶带的粘合力的评价方法相同，在不锈钢板上贴附片材12，成180度或90度拉伸片材12，将片材12从不锈钢板上剥离时的力作为粘合力。
另外，片材12是通过在基材(支撑体)上涂布粘结剂而构成的。这种情况下，作为基材的种类，优选如下选择。
即，在平面形状的对象物22上转印多孔质陶瓷粒子16的情况下，优选使用薄膜、金属箔、纸等作为基材。由于片材12的基材较硬，所以能够在平面形状的对象物22上无褶皱地形成片材12。
在曲面(凸面、凹面、凹凸面)形状的对象物22上转印多孔质陶瓷粒子16的情况下，优选使用布、橡胶片材、发泡体等作为基材。由于片材12的基材柔软且具有伸缩性，所以能够追随曲面形状而形成片材12。
另外，该片材12在热、水、溶剂、光(紫外光)、微波的作用下，粘合力会变弱，能够容易地剥离。此时，片材12的粘合力优选比对象物22与多孔质陶瓷结构体10之间使用的粘结剂44弱。
【实施例】
使用实施例1～5所涉及的多孔质陶瓷结构体10、参考例1及2所涉及的多孔质陶瓷结构体10以及比较例1所涉及的多孔质陶瓷结构体分别构成块体20，确认将此时的各块体20转印到对象物22上时的多孔质陶瓷粒子16的缺损难易度。
(实施例1)
作为构成多孔质陶瓷结构体10的多个多孔质陶瓷粒子16，分别使用气孔率为60％、厚度为500μm的多孔质陶瓷粒子16，按照上述的制造方法来制作实施例1所涉及的块体20。即，首先，使用包括片材12和粘着在该片材12的1个表面的多个多孔质陶瓷粒子16的多孔质陶瓷结构体10。然后，在对象物22上涂布粘结剂44(热传导率2W/mK)后，使用上述片材12，在对象物22的粘结剂44上转印多个多孔质陶瓷粒子16，通过施加热，剥下片材12。自其上方涂布树脂材料18(基体)后，对树脂材料18进行固化，从而在对象物22的表面设置块体20。
<多孔质陶瓷结构体10的制作>
实施例1中，如下制作气孔率测定用的多孔质陶瓷结构体10和块体用的多孔质陶瓷结构体10。这在后述的实施例2～5、参考例1及2以及比较例1中也是同样的。
首先，在三氧化二钇部分稳定氧化锆粉末中加入造孔剂(胶乳粒子或者三聚氰胺树脂粒子)、作为粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、作为增塑剂的DOP(邻苯二甲酸二辛酯)、作为溶剂的二甲苯及1-丁醇，用球磨机混合30小时，调制成成型用浆料36。通过对该成型用浆料36实施真空脱泡处理，将粘度调整为4000cps后，利用刮刀装置32按烧成后的厚度为500μm制作成型体30(生片)。然后，进行激光加工，自成型体30的上表面形成多个切痕42。此时，控制激光的宽度，进行调整，使得完成后的邻接的多孔质陶瓷粒子16间的间隙为0.1μm。然后，将该成型体30于1100℃进行1小时烧成，制成烧结体40。然后，在片材12的上表面粘着烧结体40。进而，对烧结体40进行分割，制作多个多孔质陶瓷粒子16。即，制作在片材12上粘着有由多个多孔质陶瓷粒子16构成的多孔质陶瓷集合体14的多孔质陶瓷结构体10。
片材12上的多孔质陶瓷集合体14的平面形状为纵100mm、横100mm的正方形，多孔质陶瓷结构体10为在片材12上排列有约40000个多孔质陶瓷粒子16的形态。
对于实施例1所涉及的多孔质陶瓷结构体10，构成多孔质陶瓷结构体10的多个多孔质陶瓷粒子16的平面形状全部为由直线24包围而成的多边形。多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta为500μm，多孔质陶瓷粒子16间的间隙d为10μm，纵横尺寸比为0.02。邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此之间的间隙d中的、下表面的间隙da和上表面的间隙db大致相同，邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此对置的侧面大致平行。
(实施例2)
作为多孔质陶瓷结构体10，使用多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta为500μm、多孔质陶瓷粒子16间的间隙d为50μm、纵横尺寸比为0.10的多孔质陶瓷结构体10，除此以外，与实施例1同样地制作实施例2所涉及的块体20。
(实施例3)
作为多孔质陶瓷结构体10，使用多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta为500μm、多孔质陶瓷粒子16间的间隙d为80μm、纵横尺寸比为0.16的多孔质陶瓷结构体10，除此以外，与实施例1同样地制作实施例3所涉及的块体20。
(实施例4)
作为多孔质陶瓷结构体10，使用多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta为500μm、多孔质陶瓷粒子16间的间隙d中的、上表面的间隙db为50μm、下表面的间隙da为10μm且邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此对置的侧面间的宽度逐渐缩窄的多孔质陶瓷结构体10，除此以外，与实施例1同样地制作实施例4所涉及的块体20。
(实施例5)
作为多孔质陶瓷结构体10，使用多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta为500μm、多孔质陶瓷粒子16间的间隙d中的、上表面的间隙db为50μm、下表面的间隙da为10μm且邻接的多孔质陶瓷粒子16彼此对置的侧面为台阶状的多孔质陶瓷结构体10，除此以外，与实施例1同样地制作实施例5所涉及的块体20。
(参考例1)
作为多孔质陶瓷结构体10，使用多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta为500μm、多孔质陶瓷粒子16间的间隙d为5μm、纵横尺寸比为0.01的多孔质陶瓷结构体10，除此以外，与实施例1同样地制作参考例1所涉及的块体20。
(参考例2)
作为多孔质陶瓷结构体10，使用多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta为500μm、多孔质陶瓷粒子16间的间隙d为100μm、纵横尺寸比为0.2的多孔质陶瓷结构体10，除此以外，与实施例1同样地制作参考例2所涉及的块体20。
(比较例1)
如图10A所示，调制包含气孔率为90％、粒径为50μm的粒子52(市场上销售的多孔质陶瓷粒子)、聚苯乙烯树脂微粒及水的浆料50，然后，流入模具中，干燥后，烧成，固化，制作比较例1所涉及的块体54。
下表1中，给出实施例1～5、参考例1及2以及比较例1的构成上的详细内容。
[计测方法、测定方法及评价基准]
<气孔率的计测>
对于实施例1～5、参考例1及2，从构成气孔率测定用的多孔质陶瓷结构体10的多个多孔质陶瓷粒子16中任意选择10个多孔质陶瓷粒子16，并埋入树脂中，研磨至利用电子显微镜能够观察多孔质陶瓷粒子16的观察位置，制成埋入树脂研磨面。然后，利用电子显微镜对该埋入树脂研磨面进行观察(图像解析)。由图像解析，计算出10个多孔质陶瓷粒子16的各气孔率，将10个多孔质陶瓷粒子16的平均值作为多孔质陶瓷粒子16的气孔率。
<平均气孔径的计测>
使用株式会社岛津制作所的自动孔度计(商品名“Autopore 9200”)来计测多孔质陶瓷粒子16的平均气孔径。
<多孔质陶瓷粒子16间的间隙d的测定方法>
用光学显微镜分别测定构成多孔质陶瓷集合体14的多个多孔质陶瓷粒子16间的间隙d。
<多孔质陶瓷粒子16的厚度ta的测定方法>
用光学显微镜分别测定构成多孔质陶瓷集合体14的多个多孔质陶瓷粒子16的厚度ta。
[向对象物22转印时的多孔质陶瓷粒子16的缺损难易度的评价]
用光学显微镜确认对象物22上存在的多孔质陶瓷粒子16中的、周边部缺损的多孔质陶瓷粒子16的个数Nc，求出个数Nc相对于片材12上的多孔质陶瓷粒子16的总个数Nz的比例、即(个数Nc/总个数Nz)×100(％)。然后，基于以下的评价基准，评价实施例1～5、参考例1及2、以及比较例1。
A:低于1％
B:1％以上且低于5％
C:5％以上且低于10％
D:10％以上
<评价结果>
将实施例1～5、参考例1及2以及比较例1的评价结果示于下表1。
表1
由表1可知：比较例1在转印时的缺损难易度为10％以上。认为这是因为：粒子没有均匀地分散在粘结剂中，粒子局部集合，粒子彼此接触，从而产生缺口。
与此相对，实施例1～5在转印时的缺损难易度低于5％，特别是实施例2～5在转印时的缺损难易度低于1％，良好。
另一方面，参考例1的间隙d比实施例1窄，因此，在转印时产生缺口，转印时的缺损难易度为5％以上。参考例2的间隙d较宽，为100μm，因此，转印时的缺损难易度低于1％，良好。但是，利用下述所示的测定方法对实施例3和参考例2测定热传导率，结果，实施例3按下述评价基准而评价为B，参考例2评价为C。对于参考例2，认为：由于间隙较宽，为100μm，存在较多仅有树脂材料18的区域，所以热传导率升高。
<块体20的热传导率测定方法及评价基准>
首先，利用水银孔度计测定块体20的密度。接下来，利用DSC(DifferentialScanning Calorimeter)法测定块体20的比热。接下来，利用激光闪光法测定块体20的热扩散率。然后，由热扩散率×比热×密度＝热传导率的关系式计算出块体20的热传导率，基于以下的评价基准，评价实施例1～5、参考例1及2、以及比较例1。
A:0.9W/mK以下
B:1.0W/mK以上且1.4W/mK以下
C:1.5W/mK以上且1.9W/mK以下
D:2.0W/mK以上
应予说明，本发明所涉及的多孔质陶瓷结构体不限于上述的实施方式，当然只要不脱离本发明的主旨就可以采用各种构成。
上述的例子中，在制作块体20时，用树脂材料18被覆多孔质陶瓷集合体14，不过，除此以外，也可以用树脂材料18被覆多孔质陶瓷集合体14的一部分来制作块体20，还可以不使用树脂材料18、仅在对象物22上设置多孔质陶瓷集合体14来制作块体20。

Claims (10)

1.一种多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
包括：1个片材和粘着在所述片材上的多个多孔质陶瓷粒子，
邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此之间的间隙为10μm～80μm。
2.根据权利要求1所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
当邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此之间的最大间隙为dmax、所述多孔质陶瓷粒子的最大厚度为tmax时，纵横尺寸比dmax/tmax为0.02以上。
3.根据权利要求1或2所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
当邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此之间的间隙中、在与所述片材接触的表面的间隙为da、在与所述片材接触的表面的相反侧表面的间隙为db时，满足da≤db。
4.根据权利要求3所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
所述间隙da和所述间隙db满足da<db，且邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面间的宽度逐渐缩窄。
5.根据权利要求3所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
所述间隙da和所述间隙db满足da<db，且邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面为台阶状。
6.根据权利要求3所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
所述间隙da和所述间隙db满足da＝db，且邻接的所述多孔质陶瓷粒子彼此对置的侧面平行。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
所述多孔质陶瓷粒子的气孔率为20％～99％。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
所述多孔质陶瓷粒子的平均气孔径为500nm以下。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
所述多孔质陶瓷粒子的热传导率低于1.5W/mK。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的多孔质陶瓷结构体，其特征在于，
所述多孔质陶瓷粒子的热容量为1000kJ/m3K以下。
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