CN109642696A - 隔热部件 - Google Patents

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Abstract

隔热部件(16)具备第1主面(161)和第2主面(162)，在被对象物夹持的情况下，所述第1主面(161)与一个对象物对置，所述第2主面(162)位于与第1主面(161)相反的一侧，并与另一对象物对置。隔热部件(16)具有含气孔的陶瓷的多孔质结构，ZrO2粒子以及存在于ZrO2粒子的表面的异种材料形成多孔质结构的骨架。异种材料包含选自SiO2、TiO2、La2O3以及Y2O3中的至少一种。异种材料存在于ZrO2粒子的表面、尤其是粒子间的连接部，从而较高地维持了隔热部件(16)的机械强度，并且得到优异的隔热性能。

Description

隔热部件
技术领域
本发明涉及被夹在对象物之间的隔热部件。
背景技术
一直以来，提出了利用多孔质材料作为隔热膜的技术。例如，在国际公开第2015/080065号(文献1)中公开了一种隔热膜，其在基质中分散了多孔质材料作为填料。文献1中公开的多孔质材料具有网眼结构。在网眼结构中，ZrO2粒子构成骨架，在ZrO2粒子的表面存在异种材料。
然而，为了降低热传导，进行隔热的部件具有例如纤维结构或发泡结构等柔软的结构。但是，这种结构的情况下，根据不同的环境，有可能无法在对象物和对象物之间稳定地保持隔热部件。另外，在使对象物彼此之间接近的方向上施加力的情况下，隔热部件大幅变形，隔热性能下降。
发明内容
本发明涉及隔热部件。
本发明的隔热部件通过直接或间接夹在第1对象物和第2对象物之间而对所述第1对象物和所述第2对象物之间的传热进行抑制或遮断。所述隔热部件具备第1主面和第2主面，所述第1主面与所述第1对象物对置，所述第2主面位于与所述第1主面相反的一侧，并与所述第2对象物对置。所述隔热部件具有含气孔的陶瓷的多孔质结构，ZrO2粒子以及存在于所述ZrO2粒子的表面的异种材料形成所述多孔质结构的骨架。所述异种材料包含选自SiO2、TiO2、La2O3以及Y2O3中的至少一种。
根据本发明，可以提供一种隔热部件，其具有被夹在对象物间而使用的高机械强度，并且，对象物间的隔热性能优异。
优选的是，在所述隔热部件中，所述异种材料相对于所述ZrO2粒子的量为0.1体积％～30体积％。
优选的是，在所述骨架中，ZrO2粒子彼此的连接部处的最小宽度的平均值为所述ZrO2粒子的平均粒径的40％～100％。
在所述隔热部件的优选的使用例中，在被所述第1对象物以及所述第2对象物夹持的情况下，从所述第1对象物以及所述第2对象物向所述隔热部件作用压缩力。
所述隔热部件的压缩强度优选为10MPa～1000MPa。所述隔热部件的杨氏模量优选为2GPa～200GPa。所述隔热部件的热传导率优选为0.1W/mK～1.5W/mK。所述隔热部件的热容量优选为500kJ/m3K～2000kJ/m3K。
上述目的以及其它目的、特征、方式以及优点可参照附图并通过以下所进行的本发明的详细说明而更加清楚。
附图说明
图1是表示隔热部件集合体的立体图。
图2是表示多孔质结构的骨架的概况的图。
图3是将骨架的一部分放大表示的图。
图4是表示隔热部件集合体配置于第1对象物和第2对象物之间的情形的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一个实施方式的隔热部件集合体14的立体图。隔热部件集合体14固定在能够剥离的片材12上。以下，将在片材12上固定有隔热部件集合体14的构成称为“集合体片材10”。隔热部件集合体14以集合体片材10的状态进行保管、输送等，并且在配置于所期望的位置之后或即将配置于所期望的位置之前，将片材12从隔热部件集合体14剥离。
隔热部件集合体14例如通过片材12的粘合力而固定于片材12上。片材12例如是具有粘合力的树脂制片或树脂制膜。片材12的粘合力(JIS Z0237)优选为1.0N/10mm以上。由此，可以将隔热部件集合体14牢固地固定于片材12。隔热部件集合体14可以通过贴合界面而暂时性牢固地固定于片材12。隔热部件集合体14也可以通过粘结剂等固定于片材12。
片材12的粘合力会因向片材12赋予例如热、水、溶剂、电、光(包括紫外光)、微波或外力等而降低，或者会因经时变化等而降低。由此，容易解除隔热部件集合体14相对于片材12的固定状态，可以将隔热部件集合体14从片材12剥离。在隔热部件集合体14剥离时，片材12的粘合力优选为0.1N/10mm以下。由此，可以容易地将隔热部件集合体14从片材12剥离。
隔热部件集合体14包含多个隔热部件16。各隔热部件16为板状。在“板状的隔热部件”中，不仅包括平板状(平坦且没有弯曲的板)的部件，还包括弯曲的板状部件或厚度(最小长度)不恒定的板状部件。隔热部件集合体14中所包含的隔热部件16的数量并不限于图1所示的示例。隔热部件集合体14整体的轮廓也并不限于图1所示的示例。在图1所示的示例中，各隔热部件16具有相同的形状，但多个隔热部件16在俯视时的形状、亦即平面形状可以彼此不同。通过将大量的隔热部件16以固定于片材12上的状态进行处理，可以容易地将隔热部件16配置于所期望的位置。
在图1的状态下，各隔热部件16的上侧的较宽大的面161(相对于侧面而言较宽大的面，以下称为“第1主面”。)如后所述在使用时与对象物对置。各隔热部件16的下侧的较宽大的面162(相对于侧面而言较宽大的面，以下称为“第2主面”。)在使用时与另一对象物对置。在图1中，仅对1个隔热部件16，利用虚线标出背后的面。隔热部件16被对象物夹持而使用，从而抑制或遮断对象物间的传热。
隔热部件16具有含气孔的陶瓷的多孔质结构。多孔质结构具有微粒以三维方式连结而成的网眼结构的骨架，骨架以外的空隙成为气孔。以下也将该微粒称为“骨架粒子”。图2是表示由作为骨架粒子的ZrO2粒子21形成的骨架20的概况的图。ZrO2粒子21的粒径优选为10nm～5μm，进一步优选为30nm～1μm。由此，适当地阻碍作为热传导的主要原因的晶格振动(声子)的产生，隔热部件16的热传导率变低。ZrO2粒子21可以为由1个晶粒构成的粒子(即单晶粒子)，也可以为由大量的晶粒构成的粒子(即多晶粒子)。
ZrO2粒子21的粒径例如由电子显微镜观察的图像等对构成骨架的骨架粒子组中包含的1个微粒的大小(例如微粒为球状则为直径，若不是球状则为最大径)进行测定而得到。ZrO2粒子21的粒径例如如下取得。如图3所示，在使用透射型电子显微镜(TEM)进行观察而得到的微结构的图像中，着眼于某一ZrO2粒子21。ZrO2粒子21的图像几乎为圆形，利用一组平行线夹着粒子图像，取得此时最大的平行线间的距离22作为最大直径。
在将ZrO2粒子的直径视为平均粒径的情况下，平均粒径优选为10nm～1μm，进一步优选为10nm～500nm，特别优选为10nm～100nm。关于ZrO2粒子21的平均粒径，例如，首先利用上述的方法从TEM的图像中取得10个以上的ZrO2粒子的最大直径作为粒径。接着，取得所得到的最大直径的平均值作为ZrO2粒子的平均粒径。在ZrO2粒子中可以固溶有其它元素(例如Mg、Ca、Y、Ce、Yb、Sc等)，也可以为部分稳定化氧化锆或完全稳定化氧化锆。
多孔质结构的骨架由ZrO2粒子以及存在于该ZrO2粒子的表面的异种材料形成。异种材料包含选自SiO2、TiO2、La2O3以及Y2O3中的至少一种。优选的是，异种材料为选自SiO2、TiO2、La2O3以及Y2O3中的至少一种。这种多孔质结构的隔热性能优异。在隔热部件16中，异种材料存在于ZrO2粒子的表面，从而ZrO2粒子和异种材料的晶界处的声子散射增加，因此可以降低热传导率。在图3中，对于存在异种材料的区域23标注了平行斜线而概念性地进行表示。
需要说明的是，“异种材料存在于ZrO2粒子的表面”是包括异种材料夹在ZrO2粒子间的状态的概念。另外，也是包括下述状态的概念，即，ZrO2粒子彼此以较小的接点连接，并且异种材料存在于该连接部的周围、亦即连接的ZrO2粒子彼此形成的颈部(缩窄部分)的周围。另外，异种材料能够以与其它材料进行了反应的状态存在。例如，若异种材料为SiO2，则不仅为SiO2的形态，还能够以与ZrO2反应得到的ZrSiO4、与其它异种材料反应而得到的复合氧化物或者非晶质相存在。
异种材料优选存在于ZrO2粒子间。即，异种材料优选夹在ZrO2粒子间(换而言之，异种材料存在于ZrO2粒子的晶界)。异种材料存在于ZrO2粒子间，从而ZrO2粒子的晶界处的声子散射进一步增加，因此可以进一步降低热传导率。
异种材料也优选固溶于ZrO2粒子内。当异种材料固溶于ZrO2粒子内时，可以进一步降低热传导率。“异种材料固溶于ZrO2粒子内”意味着，在ZrO2粒子内构成异种材料的元素的一部分存在于ZrO2粒子的结晶结构内的状态。例如，意味着在ZrO2粒子的结晶结构中的Zr位点，作为异种材料的金属原子进行了取代。这种状态可以通过使用TEM进行元素分析、并且通过X射线衍射进行结晶结构分析来确认。
在骨架中，ZrO2粒子彼此的连接部处的最小宽度、即颈部的宽度的平均值优选为ZrO2粒子的平均粒径的40％～100％。由此，可以确保隔热部件16的强度。另外，如后所述，这种强度确保特别适合于压缩力作用于隔热部件16的情况。颈部可以仅由ZrO2粒子形成，也可以包含异种材料。
参照图3，对颈部的宽度的取得例进行说明。首先，在使用TEM进行观察而得到的微结构的图像中，着眼于某一ZrO2粒子21(在图3中标注为符号21A。)和与该粒子相接的ZrO2粒子21(标注为符号21B。)。作为这些粒子，选择在与视线方向几乎垂直的方向上排列的粒子。ZrO2粒子21A、21B的图像几乎为圆形，因此能够取得这些粒子的中心作为外接圆的中心。取得与将2个中心连结的直线平行且与ZrO2粒子21A、21B之间的颈部24相接的一组平行线，从而取得平行线间的距离25作为颈部24的宽度。在10处以上的ZrO2粒子21间的颈部24进行同样的处理，取得平均值作为颈部24的宽度的平均值。
异种材料相对于ZrO2粒子的量优选为0.1体积％～30体积％，进一步优选为0.5体积％～20体积％，特别优选为1体积％～18体积％。通过为上述范围内，可以维持骨架结构并且使颈部为适当的宽度，可以维持隔热部件16的机械强度并且将热传导率抑制为较低水平。
关于构成多孔质结构的ZrO2粒子的确认以及ZrO2粒子上的异种材料的种类的确认，能够通过使用透射型电子显微镜(TEM)、扫描型电子显微镜(SEM)或场致发射型扫描型电子显微镜(FE-SEM)的元素分析来进行。另外，使用这些装置也可以求出异种材料相对于ZrO2粒子的量。
异种材料为2种的情况下，这些异种材料的体积比的值优选为1/9～9。当上述体积比的值为上述范围外时，共同添加两者的效果有时会变低。
异种材料在原料阶段的粒子的平均粒径优选比原料阶段的ZrO2粒子的平均粒径小。由此，容易维持ZrO2的特性。为了在制造成本、耐热性或强度等材料特性方面变得有利，异种材料在原料阶段的平均粒径优选为2nm～300nm，进一步优选为2nm～100nm，特别优选为2nm～50nm。“异种材料的平均粒径”是与上述的ZrO2粒子的平均粒径同样进行测定而得到的值。
除ZrO2粒子以及异种材料粒子以外，隔热部件16的原料还可以含有其它粒子。在含有其它粒子的情况下，为了在耐热性或强度等材料特性方面变得有利，ZrO2粒子以及异种材料粒子的合计含有比例优选为90体积％以上。
在多孔质结构中，为了在制造成本或热传导率方面变得有利，平均气孔径优选为0.5nm～500nm，进一步优选为1nm～300nm，特别优选为10nm～100nm。在本说明书中，“平均气孔径”是使用水银孔度计(水银压入法)而测定得到的值。平均气孔径为10nm以下的情况下，利用气体吸附法进行测定。
气孔径的分布无需在整个隔热部件16中都相同，可以根据位置而有所不同。即，在不同部位的一定范围内的平均气孔径可以不同。
为了在热传导率或强度方面变得有利，多孔质结构的气孔率优选为20％～80％，进一步优选为20％～70％。气孔率更优选为40％～70％，特别优选为50％～70％。此处，在本说明书中，“气孔率”是使用水银孔度计(水银压入法)测定得到的值。气孔可以包括闭口气孔。气孔的形状没有特别限定，为各种各样的形状。
隔热部件16的热传导率优选为1.5W/mK以下，下限没有特别限制，但通常为0.1W/mK以上。进一步优选为0.1W/mK～1W/mK。由此，可以良好地得到隔热效果。“热传导率”是如下算出的值。首先，使用水银孔度计对隔热部件的密度进行测定。接着，使用差示扫描量热仪(DSC)对隔热部件的比热进行测定。接着，利用光交流法对隔热部件的热扩散率进行测定。之后，由热扩散率×比热×密度＝热传导率的关系式算出隔热部件的热传导率。
隔热部件16的热容量优选为500kJ/m3K～2000kJ/m3K，进一步优选为500kJ/m3K～1500kJ/m3K。
各隔热部件16的纵横尺寸比优选为3以上，进一步优选为5以上，更优选为7以上。隔热部件16的纵横尺寸比是指，一个主面中的最大长度相对于厚度的比例。该一个主面是构成隔热部件16的表面的多个面中的最宽大的面。主面的最大长度是夹着主面外周的平行的1组直线之间的距离中的最大距离。隔热部件16的厚度优选为0.1mm以上，上限没有特别限制，例如为10mm以下。进一步优选为0.5mm～5mm。
俯视隔热部件16时的形状为矩形的情况下，1边的长度为0.1mm以上，上限没有特别限制，例如为10mm以下，进一步优选为0.5mm～5mm。通常，隔热部件16为板状或瓷砖状，但也可以为大的块状。通过使隔热部件16为瓷砖状，能够将多个隔热部件16配置于曲面上。
接着，作为隔热部件集合体14的制造方法的示例，对利用流延成型的方法进行说明。首先，在隔热部件16的构成材料的粉末中加入造孔材料、粘合剂、增塑剂、溶剂等，进行混合，从而制备成型用浆料。
造孔材料只要是在之后的烧成中消失而形成多个气孔的材料即可，没有特别限制。作为造孔材料，可以举出例如炭黑、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。在这些之中，优选粒子尺寸小且容易在多孔质材料中形成小的气孔的炭黑。
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、聚丙烯酸系树脂等。作为增塑剂，可以举出邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等。作为溶剂，可以举出二甲苯、1-丁醇等。
浆料中的ZrO2粒子的含有比例优选为5体积％～20体积％。浆料中的异种材料的含有比例优选为0.1体积％～5体积％。浆料中的造孔材料的含有比例优选为0体积％～20体积％。浆料中的其它成分的含有比例优选为70体积％～90体积％。
接着，通过对成型用浆料实施真空脱泡处理，进行粘度调整。浆料的粘度优选为0.1Pa·s～10Pa·s。
在流延成型中，例如将成型用浆料载置于聚酯膜上，按照烧成后的厚度成为所期望的厚度的方式使用刮刀法等制作了成型体。将成型体从聚酯膜剥离而回收。
对回收后的成型体进行烧成，从而形成板状的烧结体。烧成优选在800℃～2000℃进行0.5小时～20小时，进一步优选在800℃～1800℃进行0.5小时～15小时，特别优选在800℃～1300℃进行0.5小时～10小时。
接着，对板状的烧成体的一个主面进行镜面加工，使表面粗糙度Ra为1μm，在使镜面与片材12的表面对置的状态下将烧成体贴合于片材12上。在片材12上涂布粘合剂的情况下，可以将与镜面相反一侧的面贴合于片材12上。也可以不进行镜面加工。之后，在片材12上对烧结体进行分割，从而以多个隔热部件16(即隔热部件集合体14)贴合在片材12上的状态获得。烧结体牢固地贴合于片材12，因此可防止在分割烧结体时隔热部件16从片材12剥离。
烧结体的分割、即破碎可以利用各种各样的方法进行。例如，可以将刀具按压在烧结体上而进行切割(或分割)，从而形成多个隔热部件16。或者，可以在烧结体上，用手反复按压刀具而形成沟、或利用压制机或轧制机按压格子状的刀而形成沟、或利用激光加工机形成沟，并沿着沟将烧结体分割。烧结体的破碎可以用手来进行，也可以利用机械来进行。沟可以在烧成前的任意阶段利用与上述方法同样的方法来形成。也可以在不设置沟的情况下将烧结体破碎。
作为隔热部件集合体14的制造方法的其它优选的示例，可以举出利用挤出成型的方法。成型体的厚度大的情况下，特别优选挤出成型。首先，在隔热部件16的构成材料的粉末中加入造孔材料、粘合剂、增塑剂、溶剂等，进行混合，从而制备成型用糊(坯土)。作为造孔材料、粘合剂、增塑剂、溶剂等，可以采用适合于挤出成型的材料。
接着，从形成有细长开口的口模将糊挤出，使口模沿着支撑板相对地移动，从而在支撑板上连续地进行成型体的成型。在干燥后从支撑板取下成型体而回收。通过对成型体进行烧成，形成板状的烧结体。烧成条件原则上与流延成型的情况同样，但可以根据需要进行适宜调整。之后，将烧结体贴合于片材12上，利用已叙述的方法进行烧结体的分割。需要说明的是，在成型体的成型中，也可以利用陶瓷制造中的各种各样的其它方法。例如也能够利用压制成型、注塑成型、浇铸成型等。
图4是表示隔热部件集合体14配置于第1对象物91和第2对象物92之间的情形的图。第1对象物91以及第2对象物92中的一者为高温部，另一者相对地为低温部。隔热部件集合体14、即多个隔热部件16直接被夹在第1对象物91和第2对象物92之间。由此，隔热部件16对第1对象物91和第2对象物92之间的传热进行抑制或遮断。隔热部件16可以间接地被夹在第1对象物91和第2对象物92之间。例如，可以将片材等其它部件夹在隔热部件16和第1对象物91或第2对象物92之间。
在图4所示的状态下，各隔热部件16的下侧的主面为图1的第1主面161，上侧的主面为图1的第2主面162。第1主面161与第1对象物91对置。第2主面162与第2对象物92对置。第1主面161和第2主面162只要在隔热部件16中彼此位于相反侧即可，无需为上下位置关系。
第1对象物91以及第2对象物92是具有在夹着隔热部件16的状态下可以支撑隔热部件16的刚性的物体。第1对象物91以及第2对象物92例如为金属、树脂、塑料、木材、陶瓷、水泥、混凝土、陶瓷器、玻璃等。第1对象物91以及第2对象物92可以为相同的材质，也可以为不同的材质。
图4的示例的情况下，对于第1对象物91和第2对象物92，通过作为紧固部件的螺栓93而在使彼此接近的方向上施加力。图4中，螺栓93仅示出了中心线。作为其它结构，例如第1对象物91和隔热部件16可以通过粘接剂而固定，第2对象物92和隔热部件16可以通过粘接剂而固定。隔热部件16也可以不使用粘接剂等而单纯地被第1对象物91以及第2对象物92所夹持。第1对象物91的与隔热部件集合体14对置的面并不限于平面，可以为曲面。第2对象物92的与隔热部件集合体14对置的面也并不限于平面，可以为曲面。
隔热部件16的压缩强度高，因此优选在被第1对象物91以及第2对象物92所夹持并且从第1对象物91以及第2对象物92作用压缩力的情况下使用隔热部件16。隔热部件16的压缩强度优选为10MPa以上，进一步优选为50MPa以上。需要说明的是，隔热部件16的压缩强度没有上限，但通常为1000MPa以下。
另外，隔热部件16从第1对象物91以及第2对象物92受到压缩力的情况下，期望的是，第1对象物91和第2对象物92的相对位置的变化小。因此，隔热部件16的杨氏模量优选为2GPa以上，进一步优选为5GPa以上。隔热部件16的杨氏模量没有上限，通常为300GPa以下。
配置隔热部件集合体14时，例如在第1对象物91上使片材12朝上来配置集合体片材10。从隔热部件集合体14剥离片材12，进一步将第2对象物92配置于隔热部件集合体14上。粘结剂或粘接剂可以介于隔热部件集合体14和第1对象物91之间，粘合剂或粘接剂也可以介于隔热部件集合体14和第2对象物92之间。也可以在不从隔热部件集合体14剥离片材12的情况下将隔热部件集合体14以及片材12夹在第1对象物91和第2对象物92之间。
需要说明的是，并不一定必须对隔热部件16作用压缩力，可以在不作用压缩力的情况下使隔热部件16被第1对象物91以及第2对象物92所夹持。此时，隔热部件16不仅具有隔热功能，还可以具有作为相对于第1对象物91而言、相对地支撑第2对象物92的结构部件的功能。以下，也将在二者之间配置有隔热部件16的第1对象物91或第2对象物92仅表述为“对象物”。
在隔热部件16中，异种材料大量存在于ZrO2粒子的表面、特别是粒子彼此的连接部，从而具有夹在对象物间而使用的高机械强度，并且在对象物间可以发挥优异的隔热性能。
表1表示隔热部件的实施例。表1中的隔热性评价的栏的“A”表示“最好”，“B”表示“非常好”、“C”表示“好”、“D”表示“稍差”，“E”表示“差”。
【表1】
在实施例1中，作为异种材料，使用了TiO2和SiO2。它们的比例相同，即，为异种材料整体的50％和50％。异种材料相对于ZrO2粒子的量为10体积％。颈部的宽度相对于ZrO2的平均粒径为80％。即使将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力也没有发生变化。隔热性的评价最好。
在实施例2中，作为异种材料，使用了TiO2和SiO2。它们的比例相同。异种材料相对于ZrO2粒子的量为20体积％。颈部的宽度相对于ZrO2的平均粒径为90％。即使将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力也没有发生变化。隔热性的评价非常好。
在实施例3中，作为异种材料，使用了TiO2和SiO2。它们的比例相同。异种材料相对于ZrO2粒子的量为5体积％。颈部的宽度相对于ZrO2的平均粒径为70％。即使将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力也没有发生变化。隔热性的评价非常好。
在实施例4中，作为异种材料，使用了SiO2。异种材料相对于ZrO2粒子的量为10体积％。颈部的宽度相对于ZrO2的平均粒径为70％。即使将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力也没有发生变化。隔热性的评价非常好。
在实施例5中，作为异种材料，使用了TiO2。异种材料相对于ZrO2粒子的量为10体积％。颈部的宽度相对于ZrO2的平均粒径为70％。即使将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力也没有发生变化。隔热性的评价非常好。
在实施例6中，作为异种材料，使用了La2O3。异种材料相对于ZrO2粒子的量为5体积％。颈部的宽度相对于ZrO2的平均粒径为50％。即使将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力也没有发生变化。隔热性的评价非常好。
在实施例7中，作为异种材料，使用了TiO2。异种材料相对于ZrO2粒子的量为0.1体积％。颈部宽度相对于ZrO2粒子的粒径为40％。将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力后，稍微变形，一部分发生崩解。隔热性的评价好。
在比较例1中，使用了石棉系隔热材料。石棉系隔热材料缺乏刚性，因此施加规定的压缩力后，大幅地变形。因变形导致隔热性的评价差。
在比较例2中，使用与实施例1至7同样的ZrO2粒子，不加入异种材料并以较低的温度进行了烧成。颈部的宽度相对于ZrO2的平均粒径为20％。将隔热部件夹在对象物间并施加规定的压缩力后，发生崩解。隔热性的评价稍差。
由上述实施例判明，颈部的宽度的平均值优选为ZrO2粒子的平均粒径的40％以上。更优选的是，颈部的宽度的平均值为ZrO2粒子的平均粒径的50％以上。颈部的宽度的平均值通常为ZrO2粒子的平均粒径的100％以下。在上述实施例中，使异种材料的量在相对于ZrO2粒子而言为0.1体积％～20体积％的范围内进行变化，但参照其它实验结果可判明，如已叙述的那样，异种材料的量优选为0.1体积％～30体积％。
反复进行实验，其结果，判明了以下的倾向。
·异种材料的原料粒径越小，异种材料越均匀地分散，越容易大量形成宽度大的颈部。
·异种材料的量越多，颈部的宽度越容易变大。
·当添加多种异种材料时，颈部的宽度容易变大。
.因异种材料的种类而使颈部的宽度产生差异，在SiO2、TiO2、La2O3、Y2O3中，添加SiO2时颈部的宽度最大，其次，按照TiO2、La2O3的顺序颈部的宽度变小，在La2O3和Y2O3的情况下，颈部的宽度几乎是同样的。
.烧成温度越高，ZrO2的平均粒径越大，颈部的宽度越大。
.烧成时间越长，ZrO2的平均粒径越大，颈部的宽度越大。
.颈部的宽度越大，在被对象物所夹持时不会发生变形，但隔热性变差。即，热容易在颈部传递。
.ZrO2的原料粒子的平均粒径越小，烧成后的ZrO2粒子的平均粒径越小。
在图1所示的示例中，从上方观察各隔热部件16而得的平面形状为正方形。如已叙述的那样，隔热部件16的平面形状并不限于正方形，优选为多边形状。各隔热部件16的形状可以与其它隔热部件16的形状不同。在隔热部件集合体14中，例如可以具有5个以上隔热部件16分别将1个顶点对峙而配置的部分。进一步，任一隔热部件16的平面形状的外周可以包含曲线。隔热部件16的平面形状包含与邻接的隔热部件16嵌合的曲线或折线，从而可抑制这些隔热部件16之间的错位。由此，可以容易地进行隔热部件16在第1对象物91或第2对象物92上的配置。
如图1所示，在隔热部件集合体14中，邻接的隔热部件16间的间隙165优选为0.1μm～10μm。由此，可以容易地将多个隔热部件16配置于对象物上。上述间隙165是邻接的隔热部件16间的间隙中最窄部分的间隔。关于该间隙165，例如在贴合于片材12上的隔热部件集合体14中，利用光学显微镜等对邻接的隔热部件16间进行测定而得到。
在隔热部件集合体14中，邻接的隔热部件16的侧面彼此平行地对置的情况下，侧面与片材12的法线的夹角优选为0度～45度。由此，在将隔热部件集合体14配置于对象物上时，可以防止或抑制隔热部件16缺损。侧面并不限于平面，侧面与片材12的法线的夹角并不需要恒定。
在隔热部件集合体14中，隔热部件16的形状并不一定的情况下，通常，隔热部件集合体14内的隔热部件16的个数密度也并不一定。该个数密度的最大值相对于最小值的比例(即最大个数密度/最小个数密度)优选为1～1.5。通过抑制个数密度的偏差，可以容易地将隔热部件集合体14配置于对象物上。
另外，在隔热部件集合体14中，隔热部件16的形状并不一定的情况下，隔热部件集合体14内的隔热部件16的平面形状的大小也并不一定。该平面形状的大小的最大值相对于最小值的比例(即最大面积/最小面积)优选为1～1.5。通过抑制隔热部件16的面积的偏差，可以容易地将隔热部件集合体14配置于对象物上。
需要说明的是，对象物的表面包含不平坦的部分的情况下，在平坦的区域中减小隔热部件16的个数密度并增大各隔热部件16的平面形状、在不平坦的区域中增大隔热部件16的个数密度并减小各隔热部件16的平面形状，从而可以使多个隔热部件16追随于对象物的表面来进行配置。
上述个数密度例如如下求出:在贴合于片材12上的隔热部件集合体14中，利用光学显微镜等观察多处任意的视野，将各视野中包含的隔热部件16的个数除以视野的面积，由此求出个数密度。
固定隔热部件集合体14的片材12的拉伸伸长率(JIS K7127)优选为0.5％以上。由此，即使在对象物的表面为曲面的情况下，也可以容易且精度良好地使片材12上的多个隔热部件16追随于对象物的表面来进行配置。另外，片材12的厚度优选为大于0mm且5mm以下。由此，即使在对象物的表面为曲面的情况下，也可以容易且精度良好地使片材12上的多个隔热部件16追随于对象物的表面来进行配置。
在图4所示的状态下，出于将隔热部件16彼此接合以及保护隔热部件16的目的，在隔热部件16之间或周围可以存在基质。基质优选包含陶瓷、玻璃以及树脂中的至少一种。从耐热性变良好的观点出发，作为基质，更优选为陶瓷或玻璃。更具体而言，作为可成为基质的材料，可以举出例如氧化硅、氧化铝、多铝红柱石、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。从降低热传导率的观点出发，这些材料优选为非晶质。
基质的材料为陶瓷的情况下，基质优选粒径为500nm以下的微粒的集合体。通过将粒径为500nm以下的微粒的集合体作为基质，可以将热传导率抑制在较低水平。另外，可成为基质的材料为树脂的情况下，作为基质，可以举出有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸系树脂、环氧树脂等。基质的气孔率优选为0％～70％。
作为隔热部件集合体14的优选的使用例之一，可以举出将汽车尾气的净化催化剂载体固定于排气管的结构。一直以来，净化催化剂载体亦即蜂窝状陶瓷被由纤维状的陶瓷构成的垫所包覆，并被塞入排气管上的金属管而固定。另一方面，想要在早期对负载于蜂窝状陶瓷的催化剂进行加温而从发动机刚启动后就以高效率对尾气进行净化的期望逐年升高。因此，在蜂窝状陶瓷的外周和金属管之间夹入隔热部件集合体14，由此可以抑制热从蜂窝状陶瓷经由金属管而被释放。其结果，可实现在发动机刚启动后的早期阶段就能够将催化剂加温。
为了防止因汽车的振动而导致的蜂窝状陶瓷的破损，要求以蜂窝状陶瓷在金属管内不会活动的方式进行固定。因此，为了将柔软的隔热部件配置于蜂窝状陶瓷和金属管之间，需要在隔热部件解体的状态下进行配置。该情况下，隔热性能下降。与此相对，隔热部件集合体14的隔热部件16由机械强度高的具有多孔质结构的陶瓷形成，因此即使夹持在蜂窝状陶瓷和金属管之间，隔热性能也不会下降。
在上述的隔热部件集合体14以及隔热部件16中，可以进行各种各样的变更。
固定隔热部件集合体14的片材12并不限于具有粘合力的树脂制片或树脂制膜，可以具有各种各样的结构。例如，片材12可以通过在基材(即支撑部件)上涂布粘接剂等而形成。在对象物的表面为曲面的情况下，片材12的基材优选为布、橡胶片材或发泡体等。通过像这样地利用较柔软且具有伸缩性的基材，可以容易且精度良好地使片材12上的多个隔热部件16追随于对象物的表面来进行配置。另外，在对象物的表面平坦的情况下，片材12的基材优选为膜、金属箔或纸等。通过像这样地利用较硬的基材，可以在将多个隔热部件16转印于对象物的表面时防止或抑制在片材12上产生褶皱而导致隔热部件16错位。
可以代替隔热部件集合体14，将1个隔热部件16夹在第1对象物91和第2对象物92之间。换而言之，隔热部件集合体14由至少一个隔热部件16构成。
如已叙述的那样，隔热部件16的气孔的分布可以不是一定的。例如，在与第1对象物91以及第2对象物92对置的面附近的区域中，气孔率可以小于内部，进一步，在这些区域可以仅存在闭口气孔。可以对与第1对象物91以及第2对象物92对置的面实施改性处理。
在第1对象物91以及第2对象物92之间，可以夹持2层以上的隔热部件集合体14。例如，在第1对象物91上固定隔热部件集合体14，在第2对象物92上也固定隔热部件集合体14，将第1对象物91和第2对象物92合并，从而在第1对象物91和第2对象物92之间配置2层隔热部件集合体14。
隔热部件集合体14以及隔热部件16的制造方法并不限于上述的制造方法，可以进行各种各样的变更。
上述实施方式以及各变形例中的构成只要不相互矛盾，就可以进行适当组合。
详细描述并说明了发明，但所述说明为示例，并不具有限定性。因此，可以认为，只要不脱离本发明的范围，就能够实现大量的变形或实施方式。
符号说明
16 隔热部件
20 骨架
21 ZrO2粒子
24 颈部(粒子彼此的连接部)
91 第1对象物
92 第2对象物
161 第1主面
162 第2主面

Claims (8)

1.一种隔热部件，所述隔热部件通过直接或间接地夹在第1对象物和第2对象物之间而对所述第1对象物和所述第2对象物之间的传热进行抑制或隔断，其中，
所述隔热部件具备:
第1主面，所述第1主面与所述第1对象物对置；和
第2主面，所述第2主面位于与所述第1主面相反的一侧，并与所述第2对象物对置，
所述隔热部件具有含气孔的陶瓷的多孔质结构，
ZrO2粒子以及存在于所述ZrO2粒子的表面的异种材料形成所述多孔质结构的骨架，
所述异种材料包含选自SiO2、TiO2、La2O3以及Y2O3中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的隔热部件，其中，
所述异种材料相对于所述ZrO2粒子的量为0.1体积％～30体积％。
3.根据权利要求1或2所述的隔热部件，其中，
在所述骨架中，ZrO2粒子彼此的连接部处的最小宽度的平均值为所述ZrO2粒子的平均粒径的40％～100％。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的隔热部件，其中，
在被所述第1对象物以及所述第2对象物夹持的情况下，从所述第1对象物以及所述第2对象物作用压缩力。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的隔热部件，其中，
压缩强度为10MPa～1000MPa。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的隔热部件，其中，
杨氏模量为2GPa～200GPa。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的隔热部件，其中，
热传导率为0.1W/mK～1.5W/mK。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的隔热部件，其中，
热容量为500kJ/m3K～2000kJ/m3K。
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