DE112017004614T5

DE112017004614T5 - Zwischenelement

Info

Publication number: DE112017004614T5
Application number: DE112017004614.9T
Authority: DE
Inventors: Akinobu Oribe; Takahiro Tomita
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2019-08-29
Also published as: JP7145076B2; WO2018070374A1; US20190232526A1; US10933560B2; CN109843831A; JPWO2018070374A1

Abstract

Ein Zwischenelement (3) ist ein Element, das direkt oder indirekt zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt angeordnet ist. Das Zwischenelement (3) schließt ein plattenartiges Trägerelement (31) mit einer unteren Fläche, die eine Hauptfläche gegenüber dem ersten Objekt (91) ist, und mehrere Keramikblöcke (16), die auf einer oberen Fläche befestigt sind, die die andere Hauptfläche des Trägerelements (31) in einem voneinander getrennten Zustand ist, ein. Somit in einem Zustand ist, in dem die mehreren Keramikblöcke (16) gemeinsam durch das Trägerelement (31) mit relativ hoher Formhaltung gehalten werden, indem das Zwischenelement (3) zwischen den Objekten angeordnet wird, ist es möglich, die mehreren Keramikblöcke (16) einfach zwischen den Objekten mit hoher Positionierungsgenauigkeit anzuordnen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwischenelement, das zwischen Objekten angeordnet ist.
STAND DER TECHNIK
Methoden zur Verwendung eines porösen Materials als Wärmedämmmaterial wurden herkömmlich vorgeschlagen. Patentanmeldung Nr. 4860005 (Dokument 1) schlägt zum Beispiel ein Wärmedämmmaterial vor, das feine Metalloxidpartikel und eine Verstärkungsfaser enthält und eine vernetzte Struktur aufweist, die aus einigen der feinen Metalloxidpartikeln gebildet wurde, die zwischen den feinen Metalloxidpartikeln eluiert werden. Im Beispiel aus Dokument 1, wird ein plattenartiger, trockengepresster Grünkörper mit einer Größe von 150 mm × 100 mm × Schichtdicke von 25 mm offenbart.
In einem Fall, in dem ein derartiges Wärmedämmmaterial, wie es in Dokument 1 offenbart ist, zwischen Objekten angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, dass das Wärmedämmmaterial brechen kann, wenn große Kräfte von den Objekten ausgeübt werden. Weiterhin ist es in einem anderen Fall, in dem mehrere Wärmedämmmaterialien zwischen Objekten mit komplizierten Formen oder dergleichen angeordnet sind, nicht einfach, die mehreren Wärmedämmmaterialien mit hoher Positionierungsgenauigkeit anzuordnen.
Weiterhin kann, zum Beispiel, ein Material mit einer weichen Struktur wie eine Faserstruktur, eine Schaumstruktur oder dergleichen als Wärmedämmung verwendet werden. Bei einer solchen weichen Struktur besteht jedoch die Möglichkeit, dass das Wärmedämmungselement in Abhängigkeit von der Umgebung zwischen den Objekten nicht stabil gehalten werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist für ein Zwischenelement vorgesehen, das zwischen Objekten angeordnet ist, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einfach mehrere Keramikblöcke zwischen den Objekten mit hoher Positionierungsgenauigkeit anzuordnen.
Das Zwischenelement gemäß der vorliegenden Erfindung wird direkt oder indirekt zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt angeordnet. Das Zwischenelement schließt ein plattenartiges Trägerelement mit einer Hauptfläche gegenüber dem ersten Objekt und mehrere Keramikblöcke, die auf der anderen Hauptfläche des Trägerelements in einem Zustand befestigt sind, in dem sie voneinander getrennt sind, ein. Mit diesem Zwischenelement ist es auf einfache Art und Weise möglich, mehrere Keramikblöcke zwischen den Objekten mit hoher Positionierungsgenauigkeit anzuordnen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließen mehrere Keramikblöcke einen porösen Keramikblock ein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Trägerelement Flexibilität.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägerelement aus einem Metall geformt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mehrere Keramikblöcke auf das Trägerelement mit einem Haftmittel geklebt und die Haftfestigkeit der mehreren Keramikblöcke an dem Trägerelement ist nicht kleiner als 0,1 MPa und nicht größer als 10 MPa.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schichtdicke der mehreren Keramikblöcke nicht weniger als doppelt und nicht mehr als das 100-fache des Trägerelements.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schichtdicke des Trägerelements nicht kleiner als 0,02 mm und nicht größer als 3 mm.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schichtdicke der mehreren Keramikblöcke nicht kleiner als 0,04 mm und nicht größer als 300 mm.
In einer anderen weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Wärmeleitfähigkeit der mehreren Keramikblöcke nicht niedriger als 0,01 W/mK und nicht höher als 3,0 W/mK.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der mehreren Keramikblöcke nicht niedriger als 1,0 × 10^-7/K und nicht höher als 1,2 × 10^-6/K
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt das Zwischenelement weiterhin ein weiteres plattenartiges Trägerelement ein. In einem anderen plattenartigen Trägerelement ist eine Hauptfläche dem zweiten Objekt entgegengesetzt und die mehreren Keramikblöcke sind auf der anderen Hauptfläche befestigt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Zwischenelements gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine Draufsicht, die ein erstes Trägerelement und mehrere Keramikblöcke zeigt;
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Gerüst mit einer porösen Struktur zeigt;
4 ist eine vergrößerte Ansicht und zeigt einen Teil des Gerüsts;
5 ist eine Seitenansicht, die einen Teil des Zwischenelements während der Herstellung zeigt;
6 ist eine weitere Seitenansicht, die einen Teil des Zwischenelements während der Herstellung zeigt;
7 ist eine Seitenansicht, die einen Teil des Zwischenelements zeigt;
8 ist eine Seitenansicht, die eine Messung der Haftfestigkeit zeigt; und
9 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Zwischenelement zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt angeordnet ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Zwischenelements 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Zwischenelement 3 ist ein im Wesentlichen plattenartiges Element, das zwischen Objekten angeordnet ist. Das Zwischenelement 3 wird verwendet, während es zwischen Objekten angeordnet ist, und unterdrückt oder unterbricht zum Beispiel den Wärmeübergang zwischen den Objekten. Das Zwischenelement 3 weist in der Draufsicht, zum Beispiel, eine im Wesentlichen Ringform auf. In dem beispielhaften Fall, der in 1 gezeigt ist, hat das Zwischenelement 3 eine im Wesentlichen ringförmige Form in der Draufsicht. In der folgenden Beschreibung die obere Seite und die untere Seite in 1 werden im Folgenden jeweils einfach als „Oberseite“ und „Unterseite“ bezeichnet. In 1 ist die Auf- und Abwärtsrichtung irrelevant für eine tatsächliche Auf- und Abwärtsrichtung im Fall, in dem das Zwischenelement 3 verwendet wird.
Das Zwischenelement 3 enthält zwei plattenartige Trägerelemente 31 und 32 und mehrere Keramikblöcke 16. Das Trägerelement 32 ist über dem Trägerelement 31 angeordnet und liegt dem Trägerelement 31 in der Auf- und Abwärtsrichtung gegenüber. Die Trägerelemente 31 und 32 haben die gleiche Form, und das gesamte Trägerelement 31 und das gesamte Trägerelement 32 überlappen einander in der Auf- und Abwärtsrichtung in der Draufsicht. In dem beispielhaften Fall in 1 weisen die Trägerelemente 31 und 32 jeweils eine im Wesentlichen ringförmige, scheibenartige Form auf. Der Außendurchmesser des Zwischenelements 3 ist, zum Beispiel, etwa das 200-fache der Schichtdicke des Zwischenelements 3. In 1 ist die Schichtdicke des Zwischenelements 3 größer als die tatsächlich gezeigte.
Die mehreren Keramikblöcke 16 sind zwischen dem Trägerelement 31 und dem Trägerelement 32 platziert und haften an den Trägerelementen 31 und 32 mit, zum Beispiel, einem Haftmittel. In der vorliegenden Beschreibung beschreibt „Haftmittel“ ein Konzept, das nicht nur ein sogenanntes Haftmittel, sondern auch einen Haftkleber, ein (druckempfindliches) Klebeband oder dergleichen einschließt. Insbesondere bezeichnet Haftmittel ein Mittel, das zwischen zwei Objekten angeordnet ist oder sich um einen Kontaktabschnitt zwischen zwei Objekten befindet, so dass auf diese Weise die beiden Objekte miteinander verbunden werden.
Die Trägerelemente 31 und 32 sind dünne plattenartige Elemente mit Flexibilität. Die Trägerelemente 31 und 32 sind jeweils aus einem relativ harten Material gebildet und weisen eine relativ hohe Steifigkeit auf. In anderen Worten, die Trägerelemente 31 und 32 weisen jeweils eine hohe Formstabilität auf. Die Trägerelemente 31 und 32 sind, zum Beispiel, jeweils aus Metall gebildet. Die Trägerelemente 31 und 32 sind, zum Beispiel, jeweils aus korrosionsbeständigem Eisen, Stahl, Kupfer, Aluminium, Titan oder einer Legierung davon. Es ist bevorzugt, dass die Schichtdicke jedes der Trägerelemente 31 und 32 nicht kleiner als 0,02 mm und nicht größer als 3 mm sein sollte. Die Schichtdicke jedes der Trägerelemente 31 und 32 ist, zum Beispiel, ein Mittelwert der Schichtdicken an Abschnitten, mit denen die mehreren Keramikblöcke 16 in Kontakt stehen. In der folgenden Beschreibung werden, wenn es beabsichtigt ist, zwischen dem Trägerelement 31 und dem Trägerelement 32 zu unterscheiden, das Trägerelement 31 und das Trägerelement 32 jeweils als „erstes Trägerelement 31“ und „zweites Trägerelement 32“ bezeichnet.
2 ist eine Draufsicht, die das Zwischenelement 3 der 1 zeigt, wobei das zweite Trägerelement 32 ausgelassen wurde. Mit anderen Worten ist 2 eine Draufsicht, die das erste Trägerelement 31 und die mehreren Keramikblöcke 16 zeigt. Die mehreren Keramikblöcke 16 sind auf einer oberen Hauptfläche (nachstehend als „obere Fläche 311“ bezeichnet) des ersten Trägerelements 31 in einem Zustand befestigt, in dem sie voneinander getrennt sind. Eine äußere Umfangskante und eine innere Umfangskante eines Bereichs, in dem die mehreren Keramikblöcke 16 angeordnet sind, fallen im Wesentlichen mit denen des ersten Trägerelements 31 zusammen. Weiterhin stimmen die äußere Umfangskante und die innere Umfangskante des Bereichs, in dem die mehreren Keramikblöcke 16 angeordnet sind, auch im Wesentlichen mit denen des zweiten Trägerelements 32 (siehe 1) überein.
Jeder der mehreren Keramikblöcke 16 hat beispielsweise eine im Wesentlichen plattenartige Form oder eine im Wesentlichen kachelartige Form. Alternativ kann jeder Keramikblock 16 eine relativ dicke, blockartige Form aufweisen. Die Anzahl von Keramikblöcken 16, die in dem Zwischenelement 3 enthalten sind, ist nicht auf die beispielhafte Anzahl beschränkt, die in 2 gezeigt wird. In dem in 2 gezeigten exemplarischen Fall haben die Keramikblöcke 16, die sowohl weg von der inneren Umfangskante als auch der äußeren Umfangskante des ersten Trägerelements 31 angeordnet sind, in der Draufsicht jeweils eine rechteckige Form mit im Wesentlichen der gleichen Größe. In der Draufsicht können die entsprechenden Formen d. h. die ebene Form, der mehreren Keramikblöcke 16 voneinander verschieden sein. Zum Beispiel hat der Keramikblock 16, der in Kontakt mit der inneren Umfangskante oder der äußeren Umfangskante des ersten Trägerelements 31 steht, eine Form, die durch Subtraktion eines Abschnitts innerhalb der inneren Umfangskante des ersten Trägerelements 31 in einer radialen Richtung oder außerhalb der äußeren Umfangskante des ersten Trägerelements 31 in radialer Richtung aus der rechteckigen Form erhalten wird.
In dem beispielhaften Fall in 2 ist in der Draufsicht die Länge einer Seite jedes Keramikblocks 16, die sowohl von der inneren Umfangskante und der äußeren Umfangskante des ersten Trägerelements 31 entfernt angeordnet ist, nicht kürzer als 0,1 mm und die obere Grenze ist nicht beschränkt, ist jedoch, zum Beispiel, nicht mehr als 10 mm. Die Länge einer Seite ist weiterhin vorzugsweise nicht kürzer als 0,5 mm und nicht länger als 5 mm. Wie in 2 gezeigt ist, sind die mehreren Keramikblöcke 16 in einer Matrix (in einer so genannten kachelartigen Anordnung) auf dem ersten Trägerelement 31 angeordnet. Der Abstand zwischen benachbarten Keramikblöcken 16 ist beispielsweise nicht kleiner als 0,5 µm und nicht größer als 5 mm und vorzugsweise nicht kleiner als 0,5 µm und nicht größer als 50 µm.
Im Hinblick auf die Verdünnung des Zwischenelements 3 ist beispielsweise das Seitenverhältnis jedes Keramikblockes 16 vorzugsweise nicht kleiner als 1, weiter vorzugsweise nicht kleiner als 5 und noch mehr bevorzugt nicht kleiner als 7. Weiterhin ist es bevorzugt, wie später beschrieben wird, wenn den folgenden Eigenschaften der Keramikblöcke 16 in Bezug auf Verformung oder desgleichen des ersten Trägerelements 31 und des zweiten Trägerelements 32 besondere Aufmerksamkeit gegeben wird, dass das Seitenverhältnis jedes Keramikblocks 16 nicht größer als 1 sein sollte. Das Seitenverhältnis jedes Keramikblocks 16 bezieht sich auf ein Verhältnis der maximalen Länge einer Hauptfläche zu deren Schichtdicke. Die eine Hauptfläche ist die breiteste Ebene einer Vielzahl von Ebenen, die die Fläche des Keramikblocks 16 bilden. Die eine Hauptfläche ist eine obere Fläche oder eine untere Fläche jedes Keramikblocks 16 in 1 und 2. Die maximale Länge der Hauptfläche ist der längste Abstand jeweils zwischen Abständen zwischen einem Paar paralleler gerader Linien, die einen äußeren Umfang der Hauptfläche einschließen.
Die Schichtdicke jedes Keramikblocks 16 ist vorzugsweise nicht kleiner als 0,04 mm und die obere Grenze ist nicht beschränkt, sondern beispielsweise nicht größer als 300 mm. Die Schichtdicke jedes Keramikblocks 16 ist weiterhin vorzugsweise nicht kleiner als 0,5 mm und nicht größer als 5 mm. Die Schichtdicke jedes Keramikblocks 16 bezieht sich beispielsweise auf eine Schichtdicke in einem mittleren Abschnitt des Keramikblocks 16 in einer Draufsicht. Die Schichtdicke jedes Keramikblocks 16 ist vorzugsweise nicht weniger als doppelt und nicht mehr als das 100-fache von jedem der Trägerelemente 31 und 32.
Die oben beschriebenen mehreren Keramikblöcke 16 schließen einen porösen Keramikblock ein. Vorzugsweise ist jeder der Keramikblöcke 16 ein poröser Keramikblock. Mit anderen Worten hat jeder Keramikblock 16 eine poröse Struktur mit Poren. Die poröse Struktur hat ein Gerüst mit einer Gitterstruktur, in dem feine Partikel dreidimensional miteinander verbunden sind, und die Hohlräume verschieden von dem Gerüst sind Poren. Die feinen Partikel werden hierin nachstehend auch als „Gerüstpartikel“ bezeichnet. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Gerüst 20 des Keramikblocks 16 zeigt. In dem beispielhaften Fall in 3 sind die Gerüstpartikel, die das Gerüst 20 bilden, ZrO₂-Partikel 21. Der Partikeldurchmesser der ZrO₂-Partikel 21 ist vorzugsweise nicht kleiner als 10 nm und nicht größer als 5 µm und weiter bevorzugt nicht kleiner als 30 nm und nicht größer als 1 µm. Es ist dadurch möglich, das Auftreten einer Gittervibration (Phonon), die eine Hauptursache für Wärmeleitung ist, zu hemmen und die Wärmeleitfähigkeit des Keramikblocks 16 zu reduzieren. Der ZrO₂-Partikel 21 kann ein Partikel sein, der aus einem Kristallkorn gebildet ist (d. h. ein einkristalliner Partikel) oder kann ein Partikel sein, der aus mehreren Kristallkörnern (d. h. ein polykristalliner Partikel) gebildet ist.
Der Partikeldurchmesser des ZrO₂-Partikels 21 wird beispielsweise durch Messen der Größe eines feinen Partikels, der in einer Gruppe von Gerüstpartikeln die das Gerüst bilden (beispielsweise der Durchmesser, wenn der feine Partikel kugelförmig ist oder der maximale Durchmesser, wenn es nicht kugelförmig ist) enthalten ist, aus einem Bild oder dergleichen erhalten, das durch Beobachtung unter Verwendung eines Elektronenmikroskops erhalten wird. Die Partikeldurchmesser des ZrO₂-Partikels 21 wird beispielsweise durch das folgende Verfahren erfasst. Wie in 4 gezeigt wird in einem Bild einer Mikrostruktur, das durch Beobachtung unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) erhalten wurde, ein ZrO₂-Partikel 21 spezifiziert. Ein Bild des ZrO₂-Partikels 21 ist nahezu ein Kreis und ein maximaler Abstand 22 zwischen einem Paar paralleler Linien, die das Partikelbild einschließen, wird als maximaler Durchmesser erfasst.
Wenn man annimmt, dass der Durchmesser des ZrO₂-Partikels als mittlerer Partikeldurchmesser gedacht ist, ist der mittlere Partikeldurchmesser vorzugsweise nicht kleiner als 10 nm und nicht größer als 1 µm, weiter bevorzugt nicht kleiner als 10 nm und nicht größer als 500 nm und besonders bevorzugt nicht kleiner als 10 nm und nicht größer als 100 nm. Um den mittleren Partikeldurchmesser des ZrO₂-Partikel 21 zu erhalten, werden beispielsweise zuerst die jeweiligen maximalen Durchmesser von zehn oder mehr ZrO₂-Partikeln als Partikeldurchmesser aus dem TEM-Bild mit dem oben beschriebenen Verfahren erfasst. Als Nächstes wird ein Mittelwert der erfassten Maximaldurchmesser als mittlerer Partikeldurchmesser der ZrO₂-Partikel erfasst. In dem ZrO₂-Partikel kann ein weiteres Element (z. B. Mg, Ca, Y, Ce, Yb, Sc oder dergleichen) in Form eines Mischkristalls enthalten sein und der ZrO₂-Partikel kann teilweise stabilisiertes Zirkoniumoxid oder vollständig stabilisiertes Zirkoniumoxid sein.
In dem beispielhaften Fall, der in 4 gezeigt wird, wird das Gerüst, das die poröse Struktur aufweist, aus den ZrO₂-Partikeln 21 und verschiedenartigem Material gebildet, das auf den Oberflächen der ZrO₂-Partikel 21 vorhanden ist. In 4 sind Bereiche 23, in denen das verschiedenartige Material existiert, konzeptionell durch parallele Schraffurlinien angezeigt. Das verschiedenartige Material schließt mindestens eines, ausgewählt aus SiO₂, TiO₂, La₂O₃ und Y₂O₃, ein. Bevorzugt ist, dass das verschiedenartige Material mindestens eines ausgewählt aus SiO₂, TiO₂, La₂O₃ und Y₂O₃ ist. Solch eine poröse Struktur hat eine hervorragende Wärmedämmleistung. In dem Keramikblock 16, wenn das verschiedenartige Material auf den Oberflächen des ZrO₂-Partikels vorhanden ist, ist es möglich die Wärmeleitfähigkeit, zu verringern, da die Phonon-Streuung an den Korngrenzen zwischen den ZrO₂-Partikeln 21 und dem verschiedenartigen Material zunimmt.
Weiterhin schließt das Konzept ein, dass „das verschiedenartige Material auf den Oberflächen des ZrO₂-Partikels vorhanden ist“, einen Zustand, in dem das verschiedenartige Material in den ZrO₂-Partikel eingefügt ist. Weiterhin schließt das Konzept auch einen anderen Zustand, in dem die ZrO₂-Partikel an kleinen Kontaktstellen miteinander verbunden sind und das verschiedenartige Material um die Verbindungsteile herum vorhanden ist, d. h. um Halsabschnitte (verengte Abschnitte), die durch die verbundenen ZrO₂-Partikel gebildet werden, ein. Außerdem kann das verschiedenartige Material in einem Zustand vorliegen, in dem es mit einem anderen Material reagiert hat. Zum Beispiel, wenn das verschiedenartige Material SiO₂ ist, kann das verschiedenartige Material nicht nur in Form von SiO₂ aber auch als ZrSiO₄ durch Umsetzung mit ZrO₂, als zusammengesetztes Oxid durch Umsetzung mit einem anderen Material oder als eine amorphe Phase vorliegen.
Es ist bevorzugt, dass das das verschiedenartige Material zwischen den ZrO₂-Partikeln vorliegen sollte. Insbesondere ist es bevorzugt, dass das verschiedenartige Material zwischen die ZrO₂-Partikel eingefügt werden sollte (mit anderen Worten sollte das verschiedenartige Material an Korngrenzen zwischen den ZrO₂-Partikeln vorliegen). Wenn das verschiedenartige Material zwischen den ZrO₂-Partikeln vorliegt, ist eine weitere Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit möglich, da die Phonon-Streuung an den Korngrenzen zwischen den ZrO₂-Partikeln weiter zunimmt.
Es ist auch bevorzugt, dass das verschiedenartige Material in den ZrO₂-Partikeln als Mischkristall vorliegen sollte. Wenn das verschiedenartige Material in dem ZrO₂-Partikel als Mischkristall vorliegt, ist eine weitere Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit möglich. Das Konzept, dass „das verschiedenartige Material in den ZrO₂-Partikeln als Mischkristall vorliegt“ bedeutet einen Zustand in welchem einige der Elemente, aus denen das verschiedenartige Material besteht, in den Kristallstrukturen des ZrO₂-Partikels vorliegen. Zum Beispiel bedeutet das Konzept, dass die Zr-Stelle in der Kristallstruktur des ZrO₂-Partikels mit einem Metallatom des verschiedenartige Materials substituiert ist. Solch ein Zustand kann bestätigt werden, indem eine Elementaranalyse unter Verwendung des TEM und eine Kristallstrukturanalyse unter Verwendung von Röntgenbeugung durchgeführt werden.
In dem Gerüst ist die minimale Breite in Verbindungsteilen zwischen den ZrO₂-Partikeln, d. h. der Mittelwert der Breiten der Halsabschnitte vorzugsweise nicht kleiner als 40 % und nicht größer als 100 % des mittleren Partikeldurchmessers der ZrO₂-Partikel. Es ist dadurch möglich, die Festigkeit des Keramikblocks 16 zu gewährleisten. Weiterhin ist eine solche Gewährleistung der Festigkeit besonders für einen Fall geeignet, bei dem Druckkräfte auf den Keramikblock 16 einwirken, wie später beschrieben wird. Der Halsabschnitt kann nur aus ZrO₂-Partikeln gebildet sein oder kann das verschiedenartige Material enthalten.
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein beispielhafter Fall der Erfassung der Breite des Halsabschnitts beschrieben. Erstens werden in dem Mikrostrukturbild durch Beobachtung unter Verwendung des TEM, ein ZrO₂-Partikel 21 (dargestellt durch Referenzzeichen 21A in 4) und andere zu diesem Partikel benachbarte ZrO₂-Partikel 21 (dargestellt durch Referenzzeichen 21B) bestimmt. Als diese Partikel werden solche ausgewählt, die in einer Richtung ausgerichtet sind, die nahezu senkrecht zur Blickrichtung ist. Da die jeweiligen Bilder von dem ZrO₂-Partikel 21A und 21B jeweils nahezu kreisförmig sind, kann ein Mittelpunkt eines jeden dieser Partikel als Mittelpunkt eines umschriebenen Kreises desselben aufgenommen werden. Ein Paar paralleler Linien, die parallel zu einer die beiden Mittelpunkte verbindenden geraden Linie sind, die tangential zu einem durch die ZrO₂-Partikel 21A und 21B gebildeten Halsabschnitt ist, wird erfasst und ein Abstand 25 zwischen den parallelen Linien wird als Breite des Halsabschnitts 24 aufgenommen. Der gleiche Prozess wird an zehn oder mehr Halsbereichen 24 durchgeführt, die jeweils durch benachbarte ZrO₂-Partikel 21 gebildet werden, und ein Mittelwert wird als Mittelwert der Breiten der Halsabschnitte 24 aufgenommen.
In dem Keramikblock 16 ist das Volumen des verschiedenartigen Materials relativ zu den ZrO₂-Partikeln vorzugsweise nicht niedriger als 0,1 Volumenprozent und nicht mehr als 30 Volumenprozent, weiter bevorzugt nicht weniger als 0,5 Volumenprozent und nicht mehr als 20 Volumenprozent und besonders bevorzugt nicht weniger als 1 Volumenprozent und nicht mehr als 18 Volumenprozent. Durch Einstellen des Volumens innerhalb des oben beschriebenen Bereichs, ist es möglich, den Halsabschnitten entsprechende Breiten unter Beibehaltung einer Gerüststruktur zu geben und die Wärmeleitfähigkeit zu unterdrücken, damit sie unter Beibehaltung der mechanischen Festigkeit des Keramikblocks 16 niedrig bleibt.
Die oben beschriebenen ZrO₂-Partikel, welche die poröse Struktur und die Art des verschiedenartigen Materials auf den ZrO₂-Partikeln bilden, können durch eine Elementaranalyse unter Verwendung des Transmissionselektronenmikroskops (TEM), eines Rasterelektronenmikroskops (REM) oder eines Feldemissionsrasterelektronenmikroskops (FE REM) überprüft werden. Weiterhin kann das Volumen des verschiedenartigen Materials relativ zu den ZrO₂-Partikeln auch erhalten werden, indem eines dieser Mikroskope verwendet wird.
Wenn zwei Arten von verschiedenartigem Material vorliegen, ist es bevorzugt, dass der Wert des Volumenverhältnisses nicht kleiner als ein Neuntel und nicht größer als 9 sein sollte. Wenn der oben beschriebene Verhältniswert außerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt, wird die Wirkung des Hinzufügens von beiden Materialien manchmal verringert.
Es ist bevorzugt, dass der mittlere Partikeldurchmesser der Partikel des oben beschriebenen verschiedenartigen Materials im Rohmaterialstadium kleiner als der mittlere Partikeldurchmesser der ZrO₂-Partikel im Rohmaterialstadium sein sollte. Es ist dadurch möglich, es leicht zu machen, die Eigenschaften des ZrO₂ aufrechtzuerhalten. Um einen Vorteil hinsichtlich der Herstellungskosten und der Materialeigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Festigkeit und dergleichen zu erhalten, ist der mittlere Partikeldurchmesser des verschiedenartigen Materials im Rohmaterialstadium vorzugsweise nicht kleiner als 2 nm und nicht größer als 300 nm, weiter bevorzugt nicht kleiner als 2 nm und nicht größer als 100 nm und besonders bevorzugt nicht kleiner als 2 nm und nicht größer als 50 nm. Der „mittlere Partikeldurchmesser des verschiedenartigen Materials“ ist ein Wert, der durch dieselbe Messung erhalten wird, wie der mittlere oben beschriebene Partikeldurchmesser der ZrO₂-Partikel.
Das Rohmaterial des Keramikblocks 16 kann andere Partikel als ZrO₂-Partikel oder Partikel des verschiedenartigen Materials enthalten. Wenn das Rohmaterial irgendwelche andere Partikel enthält, um einen Vorteil im Hinblick auf die Materialeigenschaften wie beispielsweise Hitzebeständigkeit, Festigkeit und dergleichen zu erhalten, ist es bevorzugt, dass der gesamte Anteil der ZrO₂-Partikel und der verschiedenartigen Materialpartikel im Rohmaterial nicht niedriger als 90 Volumenprozent sein sollte.
In der porösen Struktur des Keramikblocks 16 ist der mittlere Porendurchmesser vorzugsweise nicht kleiner als 0,5 nm und nicht größer als 500 nm, weiter bevorzugt nicht kleiner als 1 nm und nicht größer als 300 nm und besonders bevorzugt nicht kleiner als 10 nm und nicht größer als 100 nm, um einen Vorteil hinsichtlich der Herstellungskosten und Wärmeleitfähigkeit zu erhalten. In der vorliegenden Beschreibung ist der „mittlere Porendurchmesser“ ein Wert, der durch Messung unter Verwendung eines Quecksilberporosimeters (Quecksilberdruckporosimetrie) erhalten wird. Wenn der mittlere Porendurchmesser nicht größer als 10 nm ist, wird die Messung mit dem Gasadsorptionsverfahren durchgeführt.
Die Verteilung der Porendurchmesser in dem Keramikblock 16 muss nicht vollständig einheitlich sein, sondern kann abhängig von der Position unterschiedlich sein. In anderen Worten, der mittlere Porendurchmesser kann in einem bestimmten Bereich an verschiedenen Abschnitten variieren.
Um einen Vorteil hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit zu erhalten, ist die Porosität der porösen Struktur des Keramikblocks 16 vorzugsweise nicht niedriger als 20 % und nicht höher als 80 % und weiter bevorzugt nicht niedriger als 20 % und nicht höher als 70 %. Die Porosität der porösen Struktur ist vorzugsweise nicht niedriger als 40 % und nicht höher als 70 % und besonders bevorzugt nicht niedriger als 50 % und nicht höher als 70 %. Herbei ist in der vorliegenden Beschreibung die „Porosität“ ein Wert, der durch Messung unter Verwendung des Quecksilberporosimeters (Quecksilberdruckporosimetrie) erhalten wird. Die Poren können geschlossene Poren einschließen. Die Formen der Poren sind nicht besonders beschränkt, sondern können eine von verschiedenen Formen sein.
Die Wärmeleitfähigkeit des Keramikblocks 16 ist vorzugsweise nicht mehr als 3,0 W/mK und die untere Grenze ist nicht eingeschränkt ist aber in der Regel nicht niedriger als 0,01 W/mK. Die Wärmeleitfähigkeit des Keramikblocks 16 ist nicht niedriger als 0,01 W/mK und nicht höher als 1 W/mK. Es ist dadurch möglich, eine hervorragende Wärmedämmwirkung zu erzielen. Die „Wärmeleitfähigkeit“ ist ein Wert, der durch die folgende Berechnung erhalten wird. Zuerst wird die Dichte des Keramikblocks 16 mit dem Quecksilberporosimeter gemessen. Als Nächstes wird die spezifische Wärme des Keramikblocks 16 unter Verwendung eines dynamischen Differenzkalorimeters (DDK) gemessen. Anschließend wird die Temperaturleitfähigkeit des Keramikblocks 16 durch ein Licht-Bestrahlungs-Modulations-Kalorimetrie-Verfahren gemessen. Danach wird aus der Gleichung (Temperaturleitfähigkeit) × (spezifische Wärme) × Dichte = (Wärmeleitfähigkeit) die Wärmeleitfähigkeit des Keramikblocks 16 berechnet.
Die Wärmekapazität des Keramikblocks 16 ist vorzugsweise nicht niedriger als 500 kJ/m³K und nicht mehr als 2000 kJ/m³K und weiter bevorzugt nicht weniger als 500 kJ/m³K und nicht mehr als 1500 kJ/m³K. Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Keramikblocks 16 ist vorzugsweise nicht niedriger als 1,0 × 10^-7/K und nicht höher als 1,2 × 10^-6/K.
Als Nächstes wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des Zwischenelements 3 beschrieben. Bei dem Herstellungsverfahren werden die mehreren Keramikblöcke 16 unter Verwendung von Foliengießen gebildet. Erst wird durch Zugeben und Einmischen eines porenbildenden Materials, eines Bindemittels, eines Weichmachers, eines Lösungsmittels und desgleichen zu einem Pulver des Inhaltsstoffes des Keramikblocks 16 Schlicker hergestellt.
Das porenbildende Material ist nicht besonders beschränkt, nur wenn das Material gelöscht wird, um eine Vielzahl von Poren in dem späteren Sinterprozess zu bilden. Als porenbildendes Material können beispielsweise Ruß, Latex-Partikel, Melaminharz-Partikel, Polymethylmethacrylat-(PMMA)-Partikel, Polyethylen-Partikel, Polystyrol-Partikel ein aufschäumendes Harz, ein wasserabsorbierendes Harz oder dergleichen verwendet werden. Bevorzugt unter diesen Materialien ist Ruß, der eine kleine Partikelgröße hat und leicht kleine Poren in einem porösen Material bildet.
Als Bindemittel kann ein Polyvinylbutyral-(PVB)-Harz, ein Polyvinylalkohol-Harz, ein Polyvinylacetat-Harz, ein Polyacryl-Harz oder dergleichen verwendet werden. Als Weichmacher können Dibutylphthalat (DBP), Dioctylphthalat (DOP) oder dergleichen verwendet werden. Als Lösungsmittel können Xylol, 1-Butanol oder dergleichen verwendet werden.
Der Prozentsatz der im Schlicker enthaltenen ZrO₂-Partikel ist vorzugsweise nicht niedriger als 5 Volumenprozent und nicht höher als 20 Volumenprozent. Der Prozentsatz des im Schlicker enthaltenen verschiedenartigen Materials ist vorzugsweise nicht niedriger als 0,1 Volumenprozent und nicht höher als 5 Volumenprozent. Der Prozentsatz des im Schlicker enthaltenen porenbildenden Materials ist vorzugsweise nicht niedriger 0 Volumenprozent und nicht höher als 20 Volumenprozent. Der Prozentsatz der im Schlicker enthaltenen anderen Komponenten ist vorzugsweise nicht niedriger als 70 Volumenprozent und nicht höher als 90 Volumenprozent.
Anschließend wird durch Ausführen eines Vakuumentgasungsprozesses am Schlicker eine Viskositätseinstellung durchgeführt. Es ist bevorzugt, dass die Viskosität des Schlickers nicht niedriger als 0,1 Pa·s und nicht höher als 10 Pa·s sein sollte.
Im Foliengießen wird, zum Beispiel, der Schlicker auf eine Polyesterfolie aufgebracht und ein Grünkörper durch Verwendung eines Rakels und desgleichen vorbereitet, so dass nach dem Sintern die gewünschte Schichtdicke erhalten werden kann. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird der Grünkörper verarbeitet, so dass er eine im Wesentlichen ringförmige scheibenartige Form aufweist. Der Grünkörper wird von der Polyesterfolie entfernt und aufgefangen.
Durch das Sintern des aufgefangenen Grünkörpers wird ein plattenartiger (in der vorliegenden Ausführungsform, im Wesentlichen ringförmiger scheibenähnlicher) gesinterter Körper gebildet. Das Sintern wird vorzugsweise bei nicht weniger als 800 °C und nicht mehr als 2000 °C für nicht kürzer als 0,5 Stunden und nicht länger als 20 Stunden durchgeführt. Das Sintern wird weiter bevorzugt bei nicht weniger als 800 °C und nicht mehr als 1800 °C für nicht kürzer als 0,5 Stunden und nicht mehr als 15 Stunden und besonders bevorzugt bei nicht weniger als 800 °C und nicht mehr als 1300 °C für nicht kürzer als 0,5 Stunden und nicht mehr als 10 Stunden durchgeführt.
Als nächstes wird der plattenartige, gesinterte Körper auf einer Platte in einem entfernbaren Zustand angehaftet. Die Platte ist ein Element, das während der Herstellung des Zwischenelements 3 verwendet wird, und ist durch das Referenzzeichen 12 in 5 dargestellt. Der gesinterte Körper ist an der Platte 12, zum Beispiel, mit dem Haftvermögen der Platte 12 befestigt. Die Platte 12 ist beispielsweise eine Harzplatte oder eine Harzfolie mit Haftvermögen. Weiterhin kann, bevor der gesinterte Körper auf die Platte 12 geklebt wird, eine Hauptfläche des gesinterten Körpers hochglanzpoliert werden.
Danach werden durch Teilen des gesinterten Körpers auf der Platte 12 die mehreren Keramikblöcke 16 in einem an der Platte 12 haftenden Zustand erhalten. Da der gesinterte Körper relativ fest auf der Platte 12 haftet, ist es möglich, zu verhindern, dass die Keramikblöcke 16 während der Teilung des gesinterten Körpers von der Platte 12 entfernt werden. Die mehreren Keramikblöcke 16 sind im Wesentlichen ringförmig in der Draufsicht auf der Platte 12 angeordnet. Die mehreren Keramikblöcke 16 werden auch als „Blockaggregat 14“ bezeichnet. Weiterhin wird eine Struktur, bei der das Blockaggregat 14 entfernbar auf der Platte 12 befestigt ist, als eine „Gesamtplatte 10“ bezeichnet.
Das Haftvermögen (JIS Z0237) der Platte 12 ist vorzugsweise 1,0 N/10 mm oder höher. Das Blockaggregat 14 kann dadurch fest auf der Platte 12 befestigt werden. Das Blockaggregat 14 kann temporär fest auf der Platte 12 an einer Adhäsionsgrenzfläche fixiert werden. Das Blockaggregat 14 kann auf der Platte 12 durch ein Haftmittel oder dergleichen fixiert werden.
Die oben beschriebene Teilung des gesinterten Körpers kann durch irgendeines von verschiedenen Verfahren durchgeführt werden. Durch Schneiden (oder Bruchbildung) wird beispielsweise mit einem Schneidzeug gegen den gesinterten Körper gepresst und die mehreren Keramikblöcke 16 werden gebildet. Alternativ kann ein Verfahren in dem Rillen durch wiederholtes Drücken eines Schneidzeugs mit den Händen gegen den gesinterten Körper gebildet werden, durch Pressen einer gitterförmigen Schneidkante gegen den gesinterten Körper mit einer Presse oder eine Walzmaschine oder durch Verwendung eines Lasers und der gesinterte Körper wird entlang der Rillen gebrochen. Das Brechen des Sinterkörpers kann unter Verwendung von Händen oder einer Maschine durchgeführt werden. Die Rillen können durch dasselbe Verfahren wie oben beschrieben in jeder Stufe vor dem Sintern gebildet werden. Der gesinterte Körper kann gebrochen werden, ohne dass eine Rille vorgesehen ist.
Als weiteres bevorzugtes beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der mehreren Keramikblöcke 16 kann ein Verfahren verwendet werden, das Strangpressen verwendet. Wenn die Schichtdicke des Grünkörpers groß ist, ist Strangpressen besonders bevorzugt. Erst wird durch Zugabe und Einmischen eines porenbildenden Materials, eines Bindemittels, eines Weichmachers, eines Lösungsmittels und desgleichen zu einem Pulver des Inhaltsstoffes des Keramikblocks 16 eine Strangpressmasse (Körperpaste) hergestellt. Als porenbildendes Material, Bindemittel, Weichmacher, Lösungsmittel und dergleichen werden für das Strangpressen geeignete eingesetzt.
Als Nächstes wird der Grünkörper kontinuierlich auf der Trägerplatte ausgebildet, indem eine Masse aus einem Mundstück extrudiert wird, das mit einer länglichen Öffnung versehen ist, und das Mundstück relativ entlang einer Trägerplatte bewegt wird. Nach dem Trocknen wird der Grünkörper von der Trägerplatte entfernt und aufgefangen. Durch Sintern des Grünkörpers wird der plattenartige Körper gebildet. Im Prinzip sind die Bedingungen des Sinterns die gleichen wie die im Foliengießen, werden jedoch je nach Bedarf angepasst. Danach wird der gesinterte Körper auf die Platte 12 geklebt und das Teilen des gesinterten Körpers wird mit den oben beschriebenen Verfahren durchgeführt. Weiterhin können zur Bildung des Grünkörpers verschiedene andere Keramikherstellungsverfahren ebenfalls verwendet werden. Zum Beispiel können Pressformen, Spritzgießen, Gießen oder dergleichen verwendet werden.
Wie oben beschrieben wurde, nachdem die Gesamtplatte 10 gebildet ist, wie in einer teilweise vergrößerten Ansicht von 5 gezeigt ist, in einem Zustand, in dem das Blockaggregat 14 der oberen Fläche 311 des ersten Trägerelements 31 gegenüberliegt, ist die Gesamtplatte 10 oberhalb des ersten Trägerelements 31 angeordnet. Auf der oberen Fläche 311 des ersten Trägerelements 31 wird im Voraus eine Schicht aus Haftmittel 33 aufgebracht. Als Haftmittel 33 wird beispielsweise ein Acryl-Haftmittel, ein Silikon-Haftmittel oder ein Epoxid-Haftmittel verwendet.
Anschließend wird, wie in 6, einer unteren Fläche des Blockaggregats 14 (d. h. untere Flächen der mehreren Keramikblöcke 16) in Kontakt mit dem Haftmittel 33 auf dem erste Trägerelement 31 gebracht und das Blockaggregat 14 wird damit an der auf der oberen Fläche 311 des ersten Trägerelements 31 angehaftet. Die Keramikblöcke 16 und das erste Trägerelement 31 sind aneinander mit relativ geringer Haftfestigkeit befestigt. In anderen Worten sind die Keramikblöcke 16 an dem ersten Trägerelement 31 leicht befestigt. Die Haftfestigkeit der mehreren Keramikblöcke 16 an dem ersten Trägerelement 31 ist vorzugsweise nicht niedriger als 0,1 MPa und nicht höher als 10 MPa. Die Schichtdicke des Haftmittels 33 zwischen den Keramikblöcken 16 und dem ersten Trägerelement 31 ist, zum Beispiel, nicht kleiner als 0,001 mm und nicht mehr als 0,5 mm. Wenn die Viskosität des Haftmittels 33 niedrig ist, sind manchmal die Keramikblöcke 16 und das erste Trägerelement 31 fast in direktem Kontakt miteinander. Weiterhin ist die Schichtdicke des Haftmittels 33 auf dem ersten Trägerelement 31 zwischen benachbarten Keramikblöcken 16, zum Beispiel, nicht kleiner als 0,05 mm und nicht größer als 2 mm. Bei der Herstellung des Zwischenelements 3 ist es durch Handhaben einer großen Anzahl von Keramikblöcken 16 in dem Zustand, in dem die Keramikblöcke 16 auf der Platte 12 befestigt sind, möglich, die Keramikblöcke 16 leicht in den gewünschten Positionen anzuordnen.
Als Nächstes wird die Platte 12 von dem Blockaggregat 14 entfernt. Das Haftvermögen der Platte 12 wird durch Anwenden von Wärme, Wasser, einem Lösungsmittel, Elektrizität, Licht (einschließlich ultraviolettem Licht), Mikrowellen, einer äußeren Kraft oder dergleichen auf die Platte 12, durch Veränderung über Zeit oder dergleichen verringert. Dadurch ist es möglich, den festen Zustand der mehreren Keramikblöcke 16 auf der Platte 12 leicht freizugeben und die Platte 12 von den mehreren Keramikblöcken 16 zu entfernen. Das Haftvermögen der Platte 12 zu dem Zeitpunkt, zu dem die mehreren Keramikblöcke 16 entfernt werden, ist vorzugsweise 0,1 N/10 mm oder niedriger. Dadurch ist es möglich, die mehreren Keramikblöcke 16 leicht von der Platte 12 zu entfernen.
Danach wird in einem Zustand, in dem eine untere Fläche 322, die in 7 gezeigt ist, einer oberen Fläche des Blockaggregats 14 gegenüberliegt, das zweite Trägerelement 32 über dem Blockaggregat 14 angeordnet. Auf der unteren Fläche 322 des zweiten Trägerelements 32 wird im Voraus eine Schicht aus Haftmittel 34 aufgebracht. Als Haftmittel 34 kann dieselbe Art von Haftmittel wie das oben beschriebene Haftmittel 33 verwendet werden oder es kann jede andere Art von Haftmittel verwendet werden. Weiterhin nur wenn die Trägerelemente 31 und 32 und die Keramikblöcke 16 damit miteinander verhaftet werden können, kann als Haftmittel 33 oder 34 ein beliebiges von verschiedenen Arten von Haftmittel verwendet werden.
Dann wird, wie es in 7 gezeigt ist, die obere Fläche des Blockaggregats 14 (d. h. oberen Flächen der mehreren Keramikblöcke 16) in Kontakt mit dem Haftmittel 34 auf das zweite Trägerelement 32 und das Blockaggregat 14 wird dabei an der auf der unteren Fläche 322 des zweiten Trägerelements 32 angehaftet. Die Keramikblöcke 16 und das zweite Trägerelement 32 sind aneinander mit relativ geringem Haftvermögen befestigt. In anderen Worten sind die Keramikblöcke 16 an dem zweiten Trägerelement 32 leicht befestigt. Die Haftfestigkeit der mehreren Keramikblöcke 16 an dem zweiten Trägerelement 32 ist vorzugsweise nicht niedriger als 0,1 MPa und nicht höher als 10 MPa. Die Haftfestigkeit der mehreren Keramikblöcke 16 an dem zweiten Trägerelement 32 kann die gleiche Haftfestigkeit sein wie am ersten Trägerelement 31 oder kann davon verschieden sein. Die Schichtdicke des Haftmittels 34 zwischen den Keramikblöcken 16 und dem zweiten Trägerelement 32 ist, zum Beispiel, nicht kleiner als 0,001 mm und nicht mehr als 0,5 mm. Wenn die Viskosität des Haftmittels 34 niedrig ist, sind manchmal die Keramikblöcke 16 und das zweite Trägerelement 32 fast in direktem Kontakt miteinander. Weiterhin ist die Schichtdicke des Haftmittels 34 auf dem zweiten Trägerelement 32 zwischen benachbarten Keramikblöcken 16, zum Beispiel, nicht kleiner als 0,05 mm und nicht mehr als 2 mm. Die Schichtdicke des Haftmittels 34 kann gleich der des Haftmittels 33 sein oder kann davon verschieden sein.
Danach werden in dem Blockaggregat 14 ein Abschnitt, der sich nach außen in radialer Richtung von den Umfangskanten des ersten Trägerelements 31 und des Trägerelements 32 erstreckt, und ein anderer Abschnitt, der sich nach innen in radialer Richtung von den inneren Umfangskanten des ersten Trägerelements 31 und des zweite Trägerelements 32 erstreckt, durch Polieren oder dergleichen entfernt und die Herstellung des Zwischenelements 3 ist abgeschlossen. Weiterhin kann das Entfernen der oben beschriebenen Abschnitte, die sich von Umfangskanten erstrecken, vor der Adhäsion des zweiten Trägerelements 32 an dem Blockaggregat 14 durchgeführt werden.
Die vorstehend beschriebene Haftfestigkeit zwischen den mehreren Keramikblöcken 16 und dem ersten Trägerelement 31 ist ein Wert, der durch das folgende Verfahren mit Bezug auf „JIS K 5600-5-7“ gemessen wird. Gleiches gilt für die Haftfestigkeit zwischen den mehreren Keramikblöcken 16 und dem zweiten Trägerelement 32. Weiterhin nicht im Folgenden beschriebene Messbedingungen oder dergleichen sind die gleichen wie in „JIS K 5600-5-7“.
Bei der Messung der Haftfestigkeit wird zuerst, wie in 8 gezeigt, ein Element (d. h. eine Struktur, die durch die durchgezogene Linie in 6 angezeigt ist), in dem das Blockaggregat 14 (d. h. die mehreren Keramikblöcke 16) auf der oberen Fläche des ersten Trägerelements 31 befestigt ist, als Testelement 80 vorbereitet. Das Testelement 80 ist zwischen zwei Prüfzylindern 81 angeordnet, während sie einander in Auf- und Abwärtsrichtung der Figur gegenüberliegen. Entsprechende Mittelachsen der beiden Prüfzylinder 81 sind parallel zueinander in Auf- und Abwärtsrichtung und kollinear angeordnet. Der Durchmesser jedes der Prüfzylinder 81 ist 20 mm. Eine untere Fläche 312 des ersten Trägerelements 31 des Testelements 80 ist an einer oberen Endfläche des unteren Prüfzylinders 81 mit einem Testhaftmittel (nicht gezeigt) befestigt. Weiterhin werden an einer unteren Endfläche des oberen Prüfzylinders 81 die mehreren Keramikblöcke 16, die die untere Endfläche des Prüfzylinders 81 in Auf- und Abwärtsrichtung in dem Blockaggregat 14 des Probekörpers 80 überlappen, mit dem Haftmittel (nicht gezeigt) befestigt.
Anschließend, nachdem das Testhaftmittel gehärtet ist, werden die beiden Testzylinder 81 von beiden Seiten in eine Richtung gezogen, um in Aufwärts- und Abwärtsrichtung unter Verwendung einer Zugfestigkeitsprüfmaschine voneinander getrennt zu werden. Mit anderen Worten werden das erste Trägerelement 31 und das Blockaggregat 14 von beiden Seiten in einer Richtung durch die Testzylinder 81 gezogen, um in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung voneinander getrennt zu werden. Dann wird die Zugkraft (im Folgenden, als „Bruchkraft“ bezeichnet), um ein Haftmittel zwischen den mehreren Keramikblöcken 16 und dem ersten Trägerelement 31 zu brechen, gemessen. Weiterhin wird eine Bruchoberfläche zwischen den mehreren Keramikblöcken 16 und dem ersten Trägerelement 31 beobachtet und in der Bruchoberfläche wird eine Klebefläche (im Folgenden, als eine „Bruchfläche“ bezeichnet) zwischen den mehreren Keramikblöcken 16 und dem ersten Trägerelement 31 vor dem Bruch durch Bildanalyse erhalten. Durch Teilen der Bruchkraft (N) durch die Bruchfläche (mm²) wird die oben beschriebene Haftfestigkeit (d. h. Schälhaftfestigkeit) (MPa) erhalten. Weiterhin kann, selbst wenn das Testelement 80 kleiner ist als die Endfläche des Prüfzylinders 81, die Haftfestigkeit durch das gleiche Verfahren wie oben beschrieben erhalten werden.
9 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Zwischenelement 3 zwischen einem ersten Objekt 91 und einem zweiten Objekt 92 angeordnet ist. Einer von dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 ist ein Hochtemperaturabschnitt und der andere ist ein Abschnitt mit relativ niedriger Temperatur. Das Zwischenelement 3 ist direkt zwischen dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 angeordnet. Alternativ kann das Zwischenelement 3 indirekt zwischen dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 angeordnet sein. Zum Beispiel, kann zwischen dem Zwischenelement 3 und dem ersten Objekt 91 oder dem zweiten Objekt 92 ein anderes Element wie eine Platte oder dergleichen angeordnet sein. In jedem Fall unterdrückt oder unterbricht das Zwischenelement 3 die Wärmeübertragung, die zwischen dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 auftritt. Mit anderen Worten ist das Zwischenelement 3 ein Wärmedämmungselement zur Erzielung einer Wärmedämmung zwischen dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92.
In dem beispielhaften Fall in 9 ist die untere Fläche 312 des ersten Trägerelements 31 des Zwischenelements 3 entgegengesetzt zu dem ersten Objekt 91 und kommt direkt oder indirekt in Kontakt mit einer oberen Fläche des ersten Objekts 91. Eine obere Fläche 321 des zweiten Trägerelements 32 ist dem zweiten Objekt 92 entgegengesetzt und kommt direkt oder indirekt mit einer unteren Fläche des zweiten Objekts 92 in Kontakt.
Das erste Objekt 91 und das zweite Objekt 92 bestehen jeweils aus einer Substanz, die eine ausreichende Steifigkeit aufweist, um das Zwischenelement 3 zu stützen, während sie das Zwischenelement 3 umgeben. Das erste Objekt 91 und das zweite Objekt 92 sind beispielsweise jeweils ein Metall, Harz, Kunststoff, Plastik, Holz, Keramik, Zement, Beton, Keramik- oder Porzellanmaterial, Glas oder dergleichen. Das erste Objekt 91 und das zweite Objekt 92 können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein.
In dem beispielhaften Fall, der in 9 gezeigt ist, werden dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 Kräfte durch Bolzen 93 verabreicht, die Befestigungselemente in einer Richtung sind, um sich einander anzunähern. In 9 sind für die Bolzen 93 nur ihre Mittellinien gezeigt. Es kann beispielsweise eine andere Struktur geben, bei der das erste Objekt 91 und das Zwischenelement 3 miteinander mit einem Haftmittel fixiert sind und das zweite Objekt 92 und das Zwischenelement 3 miteinander mit dem Haftmittel fixiert sind. Das Zwischenelement 3 kann ohne Verwendung des Haftmittels oder dergleichen einfach gehalten werden, während es zwischen dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 angeordnet ist. Die Fläche des ersten Objekts 91, die dem Zwischenelement 3 gegenüberliegt, ist nicht auf eine ebene Fläche beschränkt, sondern kann eine gekrümmte Oberfläche sein. Die Fläche des zweiten Objekts 92, die dem Zwischenelement 3 gegenüberliegt, ist nicht auch auf eine ebene Fläche beschränkt, sondern kann eine gekrümmte Oberfläche sein.
Da die Druckfestigkeit des Zwischenelements 3 hoch ist, eignet sich das Zwischenelement 3 insbesondere für einen Fall, in dem das Zwischenelement 3 in einem Zustand verwendet wird, in dem das Zwischenelement 3 zwischen dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 ist und Druckkräfte auf das Zwischenelement 3 von dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 aus wirken. Die Druckfestigkeit des Zwischenelements 3 ist vorzugsweise nicht niedriger als 10 MPa und weiter vorzugsweise nicht niedriger als 50 MPa. Weiterhin hat die Druckfestigkeit des Zwischenelements 3 keine obere Grenze ist jedoch in der Regel nicht mehr als 1000 MPa.
Des Weiteren in dem Fall, in dem die Druckkräfte auf das Zwischenelement 3 von dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 wirken, ist es bevorzugt, dass die Änderung der Position des Zwischenelements 3 in Bezug auf das erste Objekt 91 und das zweite Objekt 92 klein sein sollte. Aus diesem Grund, ist ein Elastizitätsmodul des Zwischenelements 3 vorzugsweise nicht niedriger als 2 GPa und noch bevorzugter nicht niedriger als 5 GPa. Das Elastizitätsmodul des Zwischenelements 3 hat keine obere Grenze ist jedoch in der Regel nicht mehr als 300 GPa.
Weiterhin müssen die Druckkräfte nicht immer auf das Zwischenelement 3 wirken und das Zwischenelement 3 kann zwischen dem ersten Objekt 91 und dem zweiten Objekt 92 angeordnet sein, ohne dass eine Druckkraft auf das Zwischenelement 3 wirkt. Dann kann das Zwischenelement 3 nicht nur eine Wärmedämmung, sondern auch eine Funktion als Bauteil zum Tragen des zweiten Objekts 92 in Bezug auf das erste Objekt 91 haben. Hiernach werden das erste Objekt 91 und das zweite Objekt 92, zwischen denen das Zwischenelement 3 angeordnet ist, jeweils einfach als „Objekt“ bezeichnet.
In dem Zwischenelement 3 kann eines des ersten Trägerelements 31 und des zweiten Trägerelements 32 weggelassen werden. Wenn das zweite Trägerelement 32 weggelassen wird, ist, zum Beispiel, die obere Fläche des Blockaggregats 14 (d. h. die oberen Flächen der mehreren Keramikblöcke 16) dem zweiten Objekt 92 entgegengesetzt und direkt oder indirekt in Kontakt mit der unteren Fläche des zweiten Objekts 92. Weiterhin ist eine untere Fläche 312 des ersten Trägerelements 31 dem ersten Objekt 91 entgegengesetzt und kommt wie oben beschrieben direkt oder indirekt mit einer oberen Fläche des ersten Objekts 91 in Kontakt. In dem Zwischenelement 3 kann das Blockaggregat 14 an der oberen Fläche 311 und der unteren Fläche 312 des ersten Trägerelements 31 befestigt sein. In diesem Fall kommt die obere Fläche des Blockaggregates 14, die auf der oberen Fläche 311 befestigt ist, direkt oder indirekt mit der unteren Fläche des zweiten Objekts 92 in Kontakt und die untere Fläche des Blockaggregates 14, die auf der unteren Fläche 312 befestigt ist, kommt direkt oder indirekt mit der oberen Fläche des ersten Objekts 91 in Kontakt.
In diesem Fall schließt das Zwischenelement 3 ein plattenartiges Trägerelement 31 mit einer unteren Fläche 312, die eine Hauptfläche gegenüber dem ersten Objekt 91 ist, und mehrere Keramikblöcke 16, die auf einer oberen Fläche 311 befestigt sind, die die andere Hauptfläche des Trägerelements 31 in einem voneinander getrennten Zustand ist, ein. Somit ist es in einem Zustand, in dem die mehreren Keramikblöcke 16 gemeinsam durch das Trägerelement 31 mit relativ hoher Formhaltung gehalten werden, indem das Zwischenelement 3 zwischen den Objekten angeordnet wird, möglich, die mehreren Keramikblöcke 16 einfach zwischen den Objekten mit hoher Positionierungsgenauigkeit anzuordnen.
Da weiterhin die mehreren Keramikblöcke 16 voneinander auf dem Trägerelement 31 getrennt sind, können selbst dann, wenn das Trägerelement 31 verformt wird, wenn das Zwischenelement 3 an einem Objekt transportiert oder befestigt wird, die Keramikblöcke 16 einfach in der Nähe des deformierten Abschnitts des Trägerelements 31 verschoben werden. Da die Keramikblöcke 16 auf einfache Weise der Verformung des Halteelements 31 folgen können, ist es somit möglich, Entfernen und Abfallen der Keramikblöcke 16 von dem Trägerelement 31 aufgrund der Verformung des ersten Trägerelements 31 zu verhindern oder zu unterdrücken. Weiterhin ist es möglich, ein Brechen der Keramikblöcke 16 aufgrund der Verformung des Trägerelements 31 zu verhindern oder zu unterdrücken.
In dem beispielhaften Fall in 1 schließt das Zwischenelement 3 weiterhin ein zweites Trägerelement 32, das ein anderes plattenartiges Trägerelement darstellt, zusätzlich zu dem Trägerelement 31 (d. h. dem ersten Trägerelement 31) und den mehreren Keramikblöcken 16, ein. Eine obere Fläche 321 (siehe 9), die eine Hauptfläche des zweiten Trägerelements 32 ist, ist dem zweiten Objekt 92 entgegengesetzt. Auf einer unteren Fläche 322 (siehe 7), die die andere Hauptfläche des zweiten Trägerelements 32 ist, sind die mehreren Keramikblöcke 16 befestigt. Somit ist es möglich in geeigneter Weise, durch Anordnen der mehreren Keramikblöcke 16 zwischen dem ersten Trägerelement 31 und dem zweiten Trägerelement 32, um dadurch die Keramikblöcke 16 zu fixieren, Entfernen und Abfallen der Keramikblöcke 16 von dem ersten Trägerelement 31 und dem zweiten Trägerelement 32 zu verhindern oder zu unterdrücken.
Wie zuvor beschrieben, schließen die mehreren Keramikblöcke 16 einen porösen Keramikblock ein. Es ist dadurch möglich, die Wärmeleitfähigkeit des Zwischenelements 3 niedrig zu halten. Als Ergebnis kann das Zwischenelement 3 eine hervorragende Wärmedämmungsleistung zwischen den Objekten aufweisen. Weiterhin kann, wenn alle der mehreren Keramikblöcke 16 poröse Keramikblöcke sind, das Zwischenelement 3 eine weitere hervorragende Wärmedämmungsleistung zwischen den Objekten aufweisen.
In dem porösen Keramikblock, bilden die ZrO₂-Partikel und das verschiedenartige Material, das auf den Oberflächen der ZrO₂-Partikel vorliegt, das Gerüst, das poröse Struktur aufweist, und das verschiedenartige Material schließt mindestens eines von den Folgenden ein: SiO₂, TiO₂, La₂O₃ und Y₂O₃. Das Zwischenelement 3 kann dadurch eine mechanische Festigkeit erzielen, die hoch genug ist, um verwendet zu werden, während es zwischen den Objekten platziert ist. Weiterhin kann das Zwischenelement 3 eine weitere hervorragende Wärmedämmungsleistung zwischen den Objekten aufweisen. In dem porösen Keramikblock, wie oben beschrieben, liegen mehrere verschiedenartige Materialien auf den Oberflächen des ZrO₂-Partikels vor insbesondere an den Verbindungsteilen zwischen den Partikeln. Das Zwischenelement 3 kann dadurch eine hohe mechanische Festigkeit und eine hervorragende Wärmedämmungsleistung aufweisen.
In dem Zwischenelement 3, wie oben beschrieben, können die Keramikblöcke 16 leicht der Verformung des ersten Trägerelements 31 und des zweiten Trägerelements 32 folgen. Daher ist die Struktur des Zwischenelements 3 besonders für einen Fall geeignet, in dem das erste Trägerelement 31 Flexibilität aufweist. Weiterhin ist die Struktur des Zwischenelements 3 auch besonders geeignet für einen anderen Fall, bei dem das zweite Trägerelement 32 Flexibilität aufweist.
In dem Zwischenelement 3 weist das erste Trägerelement 31 Flexibilität auf. Aus diesem Grund ist es selbst in einem Fall, in dem die Position der äußeren Umfangskante oder der inneren Umfangskante des Zwischenelements 3 durch das Objekt oder dergleichen reguliert wird, indem das Zwischenelement 3 leicht gebogen wird, ist es möglich, die Befestigung des Zwischenelements 3 an den Objekten zu erleichtern. Weiterhin ist es möglich, da das zweite Trägerelement 32 auch Flexibilität aufweist, die Befestigung des Zwischenelements 3 an den Objekten weiter zu erleichtern. Des Weiteren ist es bei der Befestigung des Zwischenelements 3 an den Objekten möglich, da die Keramikblöcke 16 leicht der obigen Auslenkung des ersten Trägerelements 31 und des zweiten Trägerelements 32 folgen, ein Abfallen oder einen Bruch der Keramikblöcke 16 zu verhindern oder zu unterdrücken.
Wie zuvor beschrieben, ist das erste Trägerelement 31 aus einem Metall gebildet. Selbst wenn eine relativ große Kraft oder hohe Wärme auf das Zwischenelement 3 angewendet wird, nachdem es an den Objekten befestigt wurde, ist es möglich, die Form des Zwischenelements 3 geeignet aufrechtzuerhalten. Weiterhin ist das zweite Trägerelement 32 auch aus einem Metall gebildet. Es ist dadurch möglich, die Form des Zwischenelements 3 weiter geeignet aufrechtzuerhalten.
In dem Zwischenelement 3 sind die mehreren Keramikblöcke 16 mit dem Haftmittel 33 auf das erste Trägerelement 31 angehaftet. Die Haftfestigkeit der mehreren Keramikblöcke 16 an dem ersten Trägerelement 31 ist nicht niedriger als 0,1 MPa und nicht höher als 10 MPa. Da die Haftfestigkeit nicht niedriger als 0,1 MPa ist, ist es möglich, ein Abfallen der Keramikblöcke 16 von dem ersten Trägerelement 31 geeignet zu verhindern oder zu unterdrücken. Da die Haftfestigkeit nicht höher als 10 MPa ist, können, wenn das erste Trägerelement 31 verformt wird, die Keramikblöcke 16 teilweise entfernt oder von dem ersten Trägerelement 31 getrennt werden und der Deformation des ersten Trägerelements 31 leicht folgen. Teilweises Entfernen des Keramikblocks 16 bedeutet, dass ein Teil der unteren Fläche des Keramikblocks 16 sich von dem Haftmittel 33 auf dem ersten Trägerelement 31 nach oben weg bewegt. Ein teilweises Trennen des Keramikblockes 16 bedeutet, dass das Haftmittel 33 in einem Zustand verformt wird oder dergleichen, in dem ein Teil der unteren Fläche des Keramikblocks 16 in Kontakt mit dem Haftmittel 33 bleibt und der Abstand zwischen dem Teil der unteren Fläche des Keramikblocks 16 und der oberen Fläche 311 des ersten Trägerelements 31 wird dadurch größer in Auf- und Abwärtsrichtung.
Weiterhin sind in dem Zwischenelement 3 die mehreren Keramikblöcke 16 mit dem Haftmittel 34 auf das zweite Trägerelement 32 geklebt. Die Haftfestigkeit der mehreren Keramikblöcke 16 an dem zweiten Trägerelement 32 ist nicht niedriger als 0,1 MPa und nicht höher als 10 MPa. Es ist dadurch möglich, ein Abfallen der Keramikblöcke 16 von dem zweiten Trägerelement 32 geeignet zu verhindern oder zu unterdrücken, und wenn das zweite Trägerelement 32 verformt wird, können die Keramikblöcke 16 teilweise entfernt oder von dem zweiten Trägerelement 32 getrennt werden und der Verformung des zweiten Trägerelements 32 leicht folgen.
Wie zuvor beschrieben, ist die Schichtdicke der Vielzahl der Keramikblöcke 16 vorzugsweise nicht kleiner als 0,04 mm und nicht größer als 300 mm. Es ist dadurch möglich, zu verhindern, dass das Zwischenelement 3 übermäßig dicker wird, während die mechanische Festigkeit der mehreren Keramikblöcke 16 beibehalten wird. Weiterhin sind die Schichtdicken der Keramikblöcke 16 in dem Blockaggregat 14 im Wesentlichen gleich zueinander, und wenn einige der Keramikblöcke 16 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen, bezieht sich die Schichtdicke der mehreren Keramikblöcke 16 auf einen Mittelwert der Schichtdicken der mehreren Keramikblöcke 16.
In dem Zwischenelement 3 ist die Schichtdicke des ersten Trägerelements 31 vorzugsweise nicht kleiner als 0,02 mm und nicht größer als 3 mm. Es ist dadurch möglich, zu verhindern, dass das Zwischenelement 3 übermäßig dicker wird, während die Formhaltung des ersten Trägerelements 31 beibehalten wird. Weiterhin ist die Schichtdicke des zweiten Trägerelement 32 vorzugsweise auch nicht kleiner als 0,02 mm und nicht größer als 3 mm. Es ist dadurch möglich, zu verhindern, dass das Zwischenelement 3 übermäßig dicker wird, während die Formhaltung des zweiten Trägerelements 32 beibehalten wird.
Wie zuvor beschrieben, beträgt die Schichtdicke der mehreren Keramikblöcke 16 vorzugsweise nicht weniger als doppelt und nicht mehr als das 100-fache der Schichtdicke des ersten Trägerelements 31. Es ist dadurch möglich, die Eigenschaften des gesamten Zwischenelements 3 ähnlicher zu denen des Blockaggregats 14 (d. h. den mehreren Keramikblöcken 16) zu machen. Insbesondere ist es möglich, eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine niedrige Wärmeausdehnung des Zwischenelements 3 zu erreichen. Weiterhin beträgt die Schichtdicke der mehreren Keramikblöcke 16 vorzugsweise nicht weniger als doppelt und nicht mehr als das 100-fache der Schichtdicke des zweiten Trägerelements 32. Es ist dadurch möglich, die Eigenschaften des gesamten Zwischenelements 3 viel ähnlicher zu denen des Blockaggregats 14 zu machen.
Weiterhin werden die geringe Wärmeleitfähigkeit und die geringe Wärmeausdehnung des Zwischenelements 3 in Auf- und Abwärtsrichtung erreicht (d. h. in der Richtung der Schichtdicke, in der das Zwischenelement 3, das erste Trägerelement 31, die Keramikblöcke 16 und das zweite Trägerelement 32 in dieser Reihenfolge angeordnet sind). Andererseits können weder die oben beschriebene niedrige Wärmeleitfähigkeit noch die geringe Wärmeausdehnung in einer horizontalen Richtung (d. h. in einer Richtung senkrecht zur Schichtdickenrichtung) des ersten Trägerelements 31 und des zweiten Trägerelements 32 erreicht werden. Mit anderen Worten weist das Zwischenelement 3 eine Anisotropie in der niedrigen Wärmeleitfähigkeit und in der niedrigen Wärmeausdehnung auf.
Die Wärmeleitfähigkeit der mehreren Keramikblöcke 16 ist nicht niedriger als 0,01 W/mK und nicht höher als 3,0 W/mK. Es ist dadurch möglich, eine niedrige Wärmeleitfähigkeit des Zwischenelements 3 auf geeignete Weise zu erreichen. Weiterhin ist der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der mehreren Keramikblöcke 16 nicht niedriger als 1,0 × 10^-7/K und nicht höher als 1,2 × 10^-6/K. Dadurch ist es möglich, eine niedrige Wärmeausdehnung des Zwischenelements 3 in geeigneter Weise zu erreichen.
Das oben beschriebene Zwischenelement 3 ermöglicht verschiedene Variationen.
Zum Beispiel, die mehreren Keramikblöcke 16 können an dem ersten Trägerelement 31 und dem zweiten Trägerelement 32 durch andere Verfahren als Haftung mit einem Haftmittel 33 und 34 befestigt werden.
Die Form des Zwischenelements 3 ist nicht auf die ringförmige Form beschränkt, sondern kann in irgendeine von verschiedenen Formen geändert werden. Das erste Trägerelement 31 und das zweite Trägerelement 32 kann Elemente mit verschiedenen Formen, Abmessungen oder dergleichen aufweisen. Wenn die Form des ersten Trägerelements 31 sich von der des zweiten Trägerelements 32 unterscheidet, sind die mehreren Keramikblöcke 16, zum Beispiel, in einem Bereich, in dem das erste Trägerelement 31 und das zweite Trägerelement 32 einander in der Draufsicht überlappen, angeordnet. Da weiterhin die Keramikblöcke 16 nur mindestens an dem ersten Trägerelement 31 und/oder dem zweiten Trägerelement 32 befestigt werden müssen, kann entweder das erste Trägerelement 31 oder das zweite Trägerelement 32 in einem Bereich angeordnet sein, der sich in der Draufsicht von dem anderen weg erstreckt. Darüber hinaus, ist es bevorzugt, dass der belegte Bereich des Blockaggregats 14 (d. h. die Größe eines Bereichs, in dem das Blockaggregat 14 angeordnet ist, in der Draufsicht mit Raum zwischen den Keramikblöcken 16) nicht weniger als 50 % und nicht mehr als 99 % der Fläche eines jeden des ersten Trägerelements 31 und des zweiten Trägerelements 32 in der Draufsicht betragen sollte.
Das Rohmaterial der Keramikblöcke 16 muss nicht immer die ZrO₂-Partikel und das verschiedenartige Material enthalten, sondern kann auf verschiedene Arten verändert werden. Zum Beispiel sind die Keramikblöcke 16 ein Oxid eines Elements oder ein Mischoxid von zwei oder mehr Elementen, die aus einer Gruppe bestehend aus Zr, Y, AI, Si, Ti, Nb, Sr, La, Hf, Ce, Gd, Sm, Mn, Yb, Er und Ta ausgewählt werden. Ein Metalloxid hat lonenbindungseigenschaften zwischen dem Metall und Sauerstoff, die stärker sind als die eines Nichtmetalloxids (beispielsweise ein Carbid oder ein Nitrid). Aus diesem Grund, da die Keramikblöcke 16 Metalloxid enthalten, wird die Wärmeleitfähigkeit der Keramikblöcke 16 niedriger.
Die mehreren Keramikblöcke 16 können sowohl ein poröser Keramikblock und einen dichten Keramikblock einschließen (genauer gesagt, welches nahezu keine Poren enthält). In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der gesamte Bereich der porösen Keramikblöcke in der Draufsicht größer sein sollte als der der dichten Keramikblöcke in der Draufsicht. Weiterhin können die mehreren Keramikblöcke 16 nur aus dichten Keramikblöcken bestehen.
Das erste Trägerelement 31 und das zweite Trägerelement 32 können jeweils aus irgendeinem von verschiedenen Materialien (zum Beispiel, Keramik, Glas, Holz, Harz, Kunststoff, Verbundmaterial aus einem Harz und einem Fasermaterial oder dergleichen) von Metall verschiedenen Materialien bestehen.
Das Verfahren zur Herstellung der Keramikblöcke 16 und das Verfahren zur Herstellung des Zwischenelements 3 sind nicht auf die oben beschriebenen Verfahren beschränkt, sondern können in verschiedener Weise geändert werden.
Das Zwischenelement 3 kann zum Zwecke der Wärmedämmung zwischen den Objekten verwendet werden oder es kann, statt für den Zweck einer Wärmedämmung für andere Zwecke zwischen den Objekten verwendet werden, während es zwischen den Objekten platziert ist.
Die Konfigurationen in den oben diskutierten bevorzugten Ausführungsform und Variationen können nur geeignet kombiniert werden, wenn diese nicht miteinander in Konflikt stehen.
Während die Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen erdacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

3: Zwischenelement
16: Keramikblock
31: Erstes Trägerelement
32: Zweites Trägerelement
33, 34: Haftmittel
91: Erstes Objekt
92: Zweites Objekt
311: Obere Fläche (des ersten Trägerelementes)
312: Untere Fläche (des ersten Trägerelementes)
321: Obere Fläche (des zweiten Trägerelementes)
322: Untere Fläche (des zweiten Trägerelementes)

Claims

Zwischenelement, das direkt oder indirekt zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt angeordnet ist, aufweisend: ein plattenartiges Trägerelement mit einer Hauptfläche, die dem ersten Objekt gegenüberliegt und mehrere Keramikblöcke, die an der anderen Hauptfläche des Trägerelements in einem Zustand befestigt sind, in dem sie voneinander getrennt sind.
Zwischenelement gemäß Anspruch 1, wobei die mehreren Keramikblöcke einen porösen Keramikblock einschließen.
Zwischenelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trägerelement Flexibilität aufweist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Trägerelement aus einem Metall gebildet ist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mehreren Keramikblöcke auf dem Trägerelement mit einem Haftmittel befestigt sind und die Haftfestigkeit der mehreren Keramikblöcke an dem Trägerelement nicht niedriger als 0,1 MPa und nicht höher als 10 MPa ist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schichtdicke der mehreren Keramikblöcke nicht weniger als doppelt und nicht mehr als das 100-fache des Trägerelements ist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schichtdicke des Trägerelements nicht kleiner als 0,02 mm und nicht größer als 3 mm ist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schichtdicke der mehreren Keramikblöcke nicht kleiner als 0,04 mm und nicht größer als 300 mm ist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Wärmeleitfähigkeit der mehreren Keramikblöcke nicht niedriger als 0,01 W/mK und nicht höher als 3,0 W/mK ist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der mehreren Keramikblöcke nicht niedriger als 1,0 × 10^-7/K und nicht höher als 1,2 × 10^-6/K ist.
Zwischenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiterhin aufweisend: ein weiteres plattenartiges Trägerelement, in dem eine Hauptfläche dem zweiten Objekt gegenüberliegt und die mehreren Keramikblöcke auf der anderen Hauptfläche befestigt sind.