JP2965219B2

JP2965219B2 - 遠赤外線放射体

Info

Publication number: JP2965219B2
Application number: JP3155229A
Authority: JP
Inventors: 守松尾; 繁雄土田; 雅美古屋; 正受前島; 光一猿渡
Original assignee: SUKAI ARUMINIUMU KK; Fujikura Ltd
Current assignee: SUKAI ARUMINIUMU KK; Fujikura Ltd
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JPH06116667A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、暖房、調理、その他
各種の加熱のために遠赤外線を放射する部材に関するも
のであり、特に基材としてアルミニウム合金を用いて陽
極酸化皮膜を形成した遠赤外線放射体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に遠赤外線を利用したヒーター類に
おいては、放射体の遠赤外線放射率が高く、しかも１０
０℃以上の比較的低い表面温度で可視領域の放射が少な
い反面、遠赤外線領域の放射の多いものが要求される。
このような要求を満たす放射体としては、従来はアルミ
ナ、グラファイト、ジルコニア等の各種セラミック材料
で構成したものが実用化されている。そしてこれらの材
料のうちでも、遠赤外線放射特性の面ではアルミナが他
のセラミック材料と比較して優れた性能を有することが
知られている。

【０００３】しかしながら従来のセラミック材料からな
る遠赤外線放射体は、その重量が大きく、また割れ易
く、さらには薄いものを作成することが困難であり、ま
た熱伝導性が劣るため放射体の加熱効率が悪い等の問題
があった。

【０００４】そこで金属基材の表面にセラミックを溶射
した放射体も実用化されているが、この場合は製造に高
コストを要し、また薄板や複雑形状の放射体を得ること
は困難である等の問題がある。

【０００５】ところでセラミック材料のうちでもアルミ
ナについては、アルミニウムの表面を陽極酸化処理して
アルマイト皮膜（陽極酸化皮膜）を生成することによ
り、アルミニウム基材表面にアルミナからなる層を容易
に生成することができる。この場合は、基材がアルミニ
ウムであるため熱伝導性が良好となり、しかも表面の陽
極酸化皮膜はアルミナであるため遠赤外線放射特性も良
好であり、したがって熱伝導性と遠赤外線放射特性との
両者を満たすことができる。そこで最近では上述のよう
にアルミニウム基材の表面を陽極酸化処理した遠赤外線
放射体が試みられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルミニウム基材の表面に陽極酸化処理を施した放射体
は、次の（１）〜（３）に示すような欠点を有するため
に、限られた用途にしか適用できないという問題があっ
た。（１）２００℃以上ではアルマイト皮膜にクラックが生
じやすく、そのため放射率が不安定になるとともに耐食
性も悪くなる。（２）３〜７μｍの波長域における放射率が低い。（３）鋳造や各種塑性加工などによって複雑な形状の部
材を得ることが困難である。

【０００７】以上のような問題のうち（１）について
は、２００℃以上の高温でもクラックが生じにくい陽極
酸化皮膜を生成し得るアルミニウム合金を用いれば、問
題は解決することができるが、このようなアルミニウム
合金は遠赤外線放射体としては現在のところ知られてい
ない。

【０００８】また前記（２）に記載の問題については、
赤外線放射体におけるアルミニウム基材表面の陽極酸化
皮膜を染料で着色することにより、前記波長域における
放射率を改善できることが知られている。ところがこれ
らの方法では、着色工程が増えて高コスト化を招き、さ
らには２００℃以上の高温では染料等が分解したり皮膜
にクラックが生じたりして、その波長帯における放射率
が不安定となり、放射特性が低下してしまう問題があ
る。

【０００９】さらに前記（３）の問題については鋳造や
各種塑性加工が可能なアルミニウム合金を用いれば問題
を解決できるが、鋳造や押出し、鍛造等の塑性加工が可
能でしかも陽極酸化処理によって安定して黒色となって
良好な遠赤外線放射特性を得ることができるアルミニウ
ム合金は、現在までのところ知られていなかったのが実
情である。

【００１０】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、２００℃以上の高温においても熱歪によるク
ラックが陽極酸化皮膜に生じにくいとともに、遠赤外線
放射特性に優れ、しかも鋳造や鍛造、押出し等の種々の
加工法での製造を可能にして複雑な形状の部材が得られ
るようにした、アルミニウム合金を基材とする遠赤外線
放射体を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前述の課題
を解決するべく鋭意実験・検討を重ねた結果、基材のア
ルミニウム合金を、相当量のＳｉを含有する成分系と
し、さらには基材表面における金属Ｓｉ粒子の分散状態
を適切に調整することによって、前述の課題を解決し得
ることを見出し、この発明をなすに至った。

【００１２】具体的には、請求項１に記載の発明の遠
赤外線放射体は、Ｓｉ３〜２５ｗｔ％を含有し、残部が
Ａｌおよび不可避的不純物よりなる合金が基材とされ、
かつその基材の表面における初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉもしく
は析出Ｓｉからなる金属Ｓｉ粒子のうち粒径０．０５μ
ｍ以上の金属Ｓｉ粒子が存在しない領域に描ける円の最
大直径が５０μｍ以下であり、かつ粒径０．０５μｍ以
上の金属Ｓｉ粒子が存在しない領域のうち、直径１５μ
ｍの円を描ける領域の合計面積が、全体の面積に対し面
積率３０％以下であり、さらに基材の表面に膜厚１０μ
ｍ以上の黒色の陽極酸化皮膜が形成されていることを特
徴とするものである。

【００１３】また請求項２に記載の発明の遠赤外線放射
体は、Ｓｉ３〜２５ｗｔ％を含有し、かつＦｅ０．０５
〜２．０ｗｔ％、Ｍｇ０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｃｕ
０．０５〜６．０ｗｔ％、Ｍｎ０．０５〜２．０ｗｔ
％、Ｎｉ０．０５〜３．０ｗｔ％、Ｃｒ０．０５〜０．
５ｗｔ％、Ｖ０．０５〜０．５ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜
０．５ｗｔ％、Ｚｎ１．０％を越え７．０ｗｔ％以下の
うちの１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび
不可避的不純物よりなる合金が基材とされ、その基材の
表面における初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉもしくは析出Ｓｉから
なる金属Ｓｉ粒子のうち粒径０．０５μｍ以上の金属Ｓ
ｉ粒子が存在しない領域に描ける円の最大直径が５０μ
ｍ以下であり、かつ粒径０．０５μｍ以上の金属Ｓｉ粒
子が存在しない領域のうち、直径１５μｍの円を描ける
領域の合計面積が、全体の面積に対し面積率３０％以下
であり、さらに基材の表面に膜厚１０μｍ以上の黒色の
陽極酸化皮膜が形成されていることを特徴とするもので
ある。

【００１４】さらに請求項３に記載の発明の遠赤外線放
射体は、基材の合金成分として、請求項１もしくは請求
項２に記載の合金元素のほか、さらにＴｉ０．００５〜
０．２wt％を含有するとともに、Ｐ０．００５〜０．１
wt％、Ｎａ０．００５〜０．１wt％、Ｓｂ０．００５〜
０．３wt％、Ｓｒ０．００５〜０．１wt％のうちの１種
または２種以上を含有することを特徴とするものであ
る。

【００１５】

【００１６】

【作用】この発明の遠赤外線放射体は、基本的には相当
量（３〜２５ｗｔ％）のＳｉを含有するＡｌ−Ｓｉ系の
アルミニウム合金を基材とし、かつその表面の金属Ｓｉ
粒子の分散状態を適切に制御して、表面に黒色の陽極酸
化皮膜を生成したものである。

【００１７】このように相当量のＳｉを含有するアルミ
ニウム合金では、後に改めて説明するように金属Ｓｉ粒
子がその組織中に分散しており、その基材表面を陽極酸
化処理させれば、陽極酸化皮膜中にも金属Ｓｉ粒子とし
て取込まれる。そして陽極酸化皮膜中に金属Ｓｉ粒子が
分散しているため、入射光が散乱吸収されて、遠赤外線
の放射特性が向上する。また可視光線も吸収されるた
め、目視の色調も黒くなる。さらに、陽極酸化処理時に
おいて陽極酸化皮膜（多孔質層）が成長する過程では、
ポアは金属Ｓｉ粒子を避けるようにして成長することか
ら、皮膜中のポアは枝分かれした構造となり、このよう
な枝分かれポア構造によって入射光に対する陽極酸化皮
膜内での散乱吸収が良好となり、遠赤外線の放射特性が
一層向上する。

【００１８】さらに、陽極酸化皮膜中に分散して存在す
る金属Ｓｉ粒子は応力の緩和点としても機能し、また前
述のようなポアの枝分かれ構造は歪の吸収能力が高く、
そのためクラックが生じにくいとともに、仮にクラック
が発生してもその伝播が阻止される。

【００１９】ここで、この発明の遠赤外線放射体の基材
アルミニウム合金における成分組成の限定理由について
述べる。

【００２０】Ｓｉ：Ｓｉはこの発明において基本的に重
要な合金成分である。Ｓｉは鋳造時にその添加量に応じ
て初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉとして晶出し、またこれらの晶出
Ｓｉは必要に応じて行なわれる熱処理や塑性加工によっ
てその形状が変化する。また必要に応じて熱処理された
場合、Ａｌマトリックス中からも金属Ｓｉが析出する。
これらの初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉ、析出Ｓｉは、前述のよう
に陽極酸化処理時に金属Ｓｉ粒子として陽極酸化皮膜中
に取込まれ、入射光に対する散乱、吸収を通じて遠赤外
線放射特性の向上に寄与するとともに、クラックの発生
防止に寄与する。さらに金属Ｓｉ粒子は、前述のように
皮膜内のポアを枝分かれ構造とすることに寄与し、これ
によっても遠赤外線放射特性の向上とクラック発生防止
に寄与する。基材アルミニウム合金のＳｉ量が３wt％未
満では、金属Ｓｉ粒子の数が少なく、遠赤外線の放射が
不充分となる。一方Ｓｉ量が２５wt％を越えれれば、陽
極酸化皮膜中の金属Ｓｉ粒子の体積率が大き過ぎて陽極
酸化皮膜の強度、耐食性が低下してしまう。したがって
Ｓｉ量は３〜２５wt％の範囲内とした。なお基材の製造
にダイカスト鋳造を適用する場合は、Ｓｉ量が１５wt％
を越える場合には鋳造性が低下するから、１５wt％以下
とすることが好ましい。またＤＣ鋳造法（半連続鋳造
法）を適用しかつ圧延に供する場合も、Ｓｉ量が１５wt
％を越えれば圧延割れが生じやすくなって製造が困難と
なるから、１５wt％以下とすることが好ましい。一般的
には、Ｓｉ量が１５wt％を越える場合は粉末冶金法を適
用することが好ましい。

【００２１】基材のアルミニウム合金の成分元素として
は、上記のＳｉのほかは、基本的にはＡｌおよび不可避
的不純物とすれば良い。すなわち、Ａｌ，Ｓｉ以外の元
素は不可避的不純物扱いとして、請求項２、請求項３で
規定する下限値未満としても、この発明の所期の目的は
達成することができる。

【００２２】但し、請求項２で規定しているように、強
度向上のためにＦｅ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｖ，Ｚｒ，Ｚｎのうちの１種または２種以上を含有して
いても良い。これらの添加理由は次の通りである。

【００２３】Ｆｅ：Ｆｅは強度向上および結晶粒微細化
のために有効である。Ｆｅ量が０．０５wt％未満ではそ
の効果が得られず、２．０wt％を越えれば陽極酸化皮膜
の強度と耐食性が低下する。またＦｅ量が２．０wt％を
越えれば、ＳｉがＦｅと化合してＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の
金属間化合物の量が増加し、遠赤外線放射特性が低下す
る。したがってＦｅを添加する場合のＦｅ量は０．０５
〜２．０wt％の範囲とする。なおダイカスト鋳造を適用
する場合は、Ｆｅ量が０．２wt％以上であることが好ま
しい。すなわちＦｅ量が０．２wt％未満では焼付きが生
じやすくなってダイカスト鋳造が困難となることがある
からである。

【００２４】Ｍｇ：Ｍｇも強度向上に寄与する。Ｍｇ量
が０．０５wt％未満ではその効果が得られず、一方２．
０wt％を越えればＭｇとＳｉとが結合してＭｇ₂Ｓｉの
生成量が増加し、遠赤外線放射特性が低下する。またＭ
ｇ量が２．０wt％を越えれば鋳造性、塑性加工性も低下
する。したがってＭｇを添加する場合のＭｇ量は０．０
５〜２．０wt％の範囲内とする。

【００２５】Ｃｕ：Ｃｕの添加も強度向上に寄与する。
Ｃｕ量が０．０５wt％未満ではその効果が得られず、一
方６．０wt％を越えれば鋳造性、塑性加工性、耐食性が
低下する。したがってＣｕを添加する場合のＣｕ量は
０．０５〜６．０wt％の範囲内とした。

【００２６】Ｍｎ：Ｍｎは強度向上に寄与するととも
に、結晶粒微細化、耐熱性向上に寄与する。Ｍｎ量が
０．０５wt％未満ではこれらの効果が得られず、一方
２．０wt％を越えればＭｎがＳｉと結合してＡｌ−Ｍｎ
−Ｓｉ系の金属間化合物の生成量が増加し、遠赤外線放
射特性が低下する。またＭｎ量が２．０wt％を越えれば
鋳造も困難となる。したがってＭｎを添加する場合のＭ
ｎ量は０．０５〜２．０wt％の範囲内とした。

【００２７】Ｎｉ：Ｎｉも強度向上に寄与するととも
に、耐熱性向上に寄与する。Ｎｉ量が０．０５wt％未満
ではこれらの効果が得られず、一方３．０wt％を越えれ
ば鋳造が困難となる。したがってＮｉを添加する場合の
Ｎｉ量は０．０５〜３．０wt％の範囲内とした。

【００２８】Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ：これらの元素は、強度向
上に寄与するとともに、結晶粒微細化に寄与する。いず
れも０．０５wt％未満ではその効果が得られず、一方
０．５wt％を越えれば粗大な金属間化合物が生成されて
かえって強度を低下させる。したがってＣｒ，Ｚｒ，Ｖ
の１種または２種以上を添加する場合の添加量は、いず
れも単独量で０．０５〜０．５wt％の範囲内とする。な
おスラブ、ビレットなどの圧延や押出、あるいは鍛造を
適用する場合は、これらの元素の単独添加量が０．３wt
％を越えれば塑性加工性が低下して製造が困難となるか
ら、単独添加量で０．３wt％以下とすることが好まし
い。

【００２９】Ｚｎ：Ｚｎは溶解原材料にスクラップを使
用した場合に必然的に混入する元素であるが、１wt％を
越えて積極的に含有させた場合、強度向上に寄与する。
Ｚｎが１．０wt％以下ではその効果が得られず、一方
７．０wt％を越えれば鋳造性が低下する。したがってＺ
ｎを積極的に含有させる場合のＺｎ量は１．０wt％を越
え７．０wt％以下とした。

【００３０】さらに、この発明の放射体の基材アルミニ
ウム合金としては、組織微細化のために、請求項３で規
定しているように、Ｔｉと、Ｐ，Ｎａ，Ｓｂ，Ｓｒのう
ちの１種または２種以上を含有していても良い。これら
の成分限定理由は次の通りである。

【００３１】Ｔｉ：Ｔｉは鋳塊結晶粒の微細化を通じて
組織の微細化に寄与する。Ｔｉ量が０．００５wt％未満
ではその効果が得られず、一方０．２wt％を越えれば粗
大な金属間化合物が生成されて好ましくない。したがっ
てＴｉを添加する場合のＴｉ量は０．００５〜０．２wt
％の範囲内とした。なお鋳塊結晶粒微細化のためには、
ＴｉとともにＢを共存させることが効果的である。この
場合Ｂ量が１ppm 未満ではその効果が得られず、一方１
００ppm を越えればその効果が飽和するから、Ｔｉと併
せてＢを添加する場合のＢ量は１〜１００ppm の範囲内
とすることが好ましい。

【００３２】Ｐ：Ｐは初晶Ｓｉの微細化に寄与する。し
たがってＰの添加は初晶Ｓｉが晶出するような約１０wt
％以上のＳｉを含有する合金の場合に効果的である。Ｐ
量が０．００５wt％未満では初晶Ｓｉの微細化の効果が
得られず、一方Ｐ量が０．１wt％を越えればその効果が
飽和する。したがってＰを添加する場合のＰ量は０．０
０５〜０．１wt％の範囲内とした。

【００３３】Ｎａ，Ｓｂ，Ｓｒ：これらの元素は共晶Ｓ
ｉの微細化に寄与する。いずれも０．００５wt％未満で
はその効果が得られず、一方Ｎａ，Ｓｒは０．１wt％を
越えればその効果が飽和し、またＳｂは０．３wt％を越
えればその効果が飽和する。したがってＮａを添加する
場合のＮａ量は０．００５〜０．１wt％、Ｓｂを添加す
る場合のＳｂ量は０．００５〜０．３wt％、Ｓｒを添加
する場合のＳｒ量は０．００５〜０．１wt％の範囲内と
した。なおＮｂ，Ｓｂ，ＳｒがＰと共存した場合には、
Ｐによる初晶Ｓｉの微細化効果が失われてしまうから、
Ｐとは共存させないことが望ましい。

【００３４】以上の各元素のほか、溶解時の酸化防止の
ためにＢｅを１〜１００ppm 程度添加することは特に支
障はない。またその他の元素も、合計で１wt％以下程度
の微量であれば特に遠赤外線放射特性に悪影響を及ぼす
ことはない。

【００３５】次にこの発明の遠赤外線放射体の基材アル
ミニウム合金の組織状態、特に金属Ｓｉ粒子の分散状態
について説明する。

【００３６】既に述べたように、相当量のＳｉを含有す
る系のアルミニウム合金では、鋳造時にその添加量に応
じて初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉとして晶出する。そして鋳造後
に熱処理された場合には、Ａｌマトリックス中からも金
属Ｓｉが析出する。これらの晶出Ｓｉ（初晶Ｓｉ、共晶
Ｓｉ）や析出Ｓｉは、陽極酸化処理後においてもそのま
ま金属Ｓｉ粒子として皮膜中に残存する。そしてこの陽
極酸化皮膜中の金属Ｓｉ粒子は、赤外線放射特性や陽極
酸化皮膜の耐クラック性に大きな影響を与える。

【００３７】すなわち、陽極酸化皮膜中に金属Ｓｉ粒子
が分散するため、入射光が散乱、吸収されて、遠赤外線
の放射特性が向上し、また可視光線も吸収されるため、
目視の色調も黒くなる。さらに陽極酸化処理時における
ポアの成長過程で、ポアが金属Ｓｉ粒子を避けるように
して成長するため、ポアが枝分かれ構造となり、そのた
め入射光に対する陽極酸化皮膜中での散乱、吸収が助長
され、遠赤外線放射特性が一層向上する。

【００３８】一方、陽極酸化皮膜中の金属Ｓｉ粒子は応
力の緩和点として機能し、またポアの枝分かれ構造は歪
の吸収能が高く、したがってクラックが生じにくくなる
とともに、仮にクラックが発生してもその伝播が阻止さ
れる。

【００３９】ここで、良好な遠赤外線の放射特性を得る
ためには、金属Ｓｉ粒子のサイズ（粒径）と分布が重要
である。すなわち、先ず金属Ｓｉ粒子の径が０．０５μ
ｍ未満の場合には、可視光線、遠赤外線の散乱吸収が不
充分であって、良好な放射特性が得られず、また目視的
にも黄味が強くなって黒色とは言えなくなる。したがっ
てこの発明の所期の目的を達成するためには、粒径が
０．０５μｍ以上の金属Ｓｉ粒子が存在することが必須
であり、その０．０５μｍ以上の金属Ｓｉ粒子の分布状
態を適切に制御する必要がある。

【００４０】金属Ｓｉ粒子が全く存在しないか、または
存在しても粒径が０．０５μｍ未満の金属Ｓｉ粒子しか
存在しない領域は、可視光線、遠赤外線の吸収が劣る領
域である。したがってそのような領域がある程度以上存
在すれば、全体に黒色とならず、かつ遠赤外線放射特性
が悪くなる。またこのような領域は、応力を緩和するポ
イントが皆無であるかまたは少ないため、その領域の陽
極酸化皮膜はクラックが生じやすくなる。そこでこの発
明では、金属Ｓｉ粒子が存在しないかまたは存在しても
０．０５μｍ未満の粒子のみであるような領域（以下こ
れを便宜上、「無粒子領域」と記す）を、次の２条件に
よって規制する。（Ａ）無粒子領域に描ける円の最大直径が５０μｍ以下
であること。（Ｂ）無粒子領域のうち、直径１５μｍの円を描ける領
域の合計面積が、全体に対し面積率で３０％以下である
こと。

【００４１】ここで（Ａ）の条件は、個々の無粒子領域
の広さが小さいことを意味し、また（Ｂ）の条件はある
程度以上の広さの無粒子領域の合計面積が少ないことを
意味するが、さらに（Ａ），（Ｂ）の条件を図面を参照
して具体的に説明する。

【００４２】アルミニウム合金の鋳塊組織は、一般に図
１に示すようにデンドライト構造となっており、デンド
ライト部分（樹枝状部分）はα固溶体（１）となってい
る。そしてα固溶体（１）からなるデンドライト部分の
周囲は、共晶領域（２）、すなわちα相と金属Ｓｉとが
交互に共存する領域となっている。したがってこの場合
は、デンドライトのα固溶体（１）の領域が、無粒子領
域であると言える。

【００４３】また一般に過共晶のＡｌ−Ｓｉ合金では、
初晶Ｓｉが晶出し、鋳塊組織では、図２に示すように初
晶Ｓｉ（３）の周辺がα固溶体（１）となることが多
い。この場合は初晶Ｓｉ（３）の周辺のα固溶体（１）
の部分が無粒子領域と言うことができる。

【００４４】さらに、鋳造時の冷却速度が遅い徐冷組織
の場合には、図３に示すように共晶組織中のＳｉ（４）
が粗大で不規則針状となり、デンドライトの境界が不鮮
明となることがある。この場合には共晶組織中のＳｉ
（４）の相互間の部分すべてを無粒子領域と見なければ
ならないこともある。

【００４５】一方、鋳造後に熱処理を行なう場合には、
例えば図４に示すようにデンドライトのα固溶体中に金
属Ｓｉ粒子が析出し、したがってもとのデンドライトの
部分（１′）も無粒子領域ではなくなることが多い。

【００４６】また、鋳塊に対して押出しや鍛造、圧延等
の塑性加工を行なった場合には、例えば図５に示すよう
に、鋳塊段階でデンドライトの無粒子領域であった部分
（１）の形状、寸法が変化する。

【００４７】この発明では、以上のようなすべての場合
に共通して無粒子領域の広さや面積率を規定できるよう
に前記（Ａ），（Ｂ）の条件を適用している。

【００４８】ここで、前記（Ａ）の条件に関して、図
１、図３、図５（但し図５の右側）の各組織に対し、そ
の無粒子領域に最も大径の円（５）を描いてみた様子
を、図６，図７、図８に示す。（Ａ）の条件は、要はこ
れらの最大円（５）が５０μｍ以下であれば良いことを
意味する。

【００４９】また前記（Ｂ）の条件に関して、同じく図
１、図３、図５（但し図５の右側）の各組織に対し、そ
の無粒子領域に直径１５μｍの円（６）を描ける限りに
描いた様子を、図９、図１０、図１１に示す。これらの
図において、太い実線（７）は直径１５μｍの円が描け
る領域の外周線を示す。前記（Ｂ）の条件は、この外周
線（７）に囲まれる領域の面積が、全体の面積の３０％
以下であれば良いことを意味する。

【００５０】前記（Ａ）の条件を満たさない場合、すな
わち直径５０μｍより大きい無粒子領域がある場合に
は、陽極酸化皮膜にクラックが生じやすくなり、遠赤外
線放射特性も悪くなる。一方、前記（Ｂ）の条件を満た
さない場合、すなわち直径１５μｍ以上の無粒子領域の
総和が全面積に対し３０％を越える場合には、皮膜中の
遠赤外線吸収領域が減少し、遠赤外線放射特性が悪くな
り、また目視でも黒色とならない。なお直径１５μｍ未
満の小さな円しか描けないような領域であれば、その面
積の総和が全体の３０％を越えても陽極酸化皮膜の耐ク
ラック性は特に阻害されず、また目視の色調が黒色で、
良好な遠赤外線放射特性が得られる。

【００５１】なお前記（Ａ）の条件では、無粒子領域に
描ける円の最大径を５０μｍ以下と規定しているが、よ
り一層優れた遠赤外線放射特性を確実に得るためには、
無粒子領域に描ける円の最大径を３０μｍ以下とするこ
とが好ましい。

【００５２】以上のような前記（Ａ），（Ｂ）の条件に
ついて、合金の製造工程と関連してさらに詳細に述べ
る。

【００５３】この発明で規定する成分範囲の合金を鋳造
すれば、鋳造のままでは一般に共晶のＳｉ（および初晶
のＳｉ）が、初晶のＡｌ−αデンドライトとともに晶出
する。このデンドライトの枝は、鋳造のままでは固溶体
になっており、この部分には金属Ｓｉは存在しない。そ
の例を図１２の写真に示す。なお図１２の写真の組織
は、Ａｌ−１０wt％Ｓｉ合金について、鋳造のままでの
断面をバーカー氏液によりエッチングしたもの（倍率３
４０倍）である。

【００５４】 αデンドライトの太さは、鋳造時の冷却
速度に影響され、冷却速度が遅ければ、枝と枝の間隔が
拡大し、枝の太さも太くなる。冷却速度が速ければデン
ドライトの間隔は狭くなり、枝の太さも小さくなる。し
たがって砂型鋳造のように比較的鋳造速度が遅い場合に
は、デンドライトの幹の太さが５０μｍ以上になりやす
く、また直径１５μｍ以上の円の描ける領域の面積も増
加するため、鋳造のままでは、金属Ｓｉの分布が前記
（Ａ），（Ｂ）の条件を満たさない場合が多い。逆にダ
イカスト鋳造やロールキャスターの如く冷却速度の速い
鋳造の場合には、デンドライト間隔も密となり、デンド
ライトの幹の太さも小さくなる。このため、前述の
（Ａ），（Ｂ）の条件を鋳造のままで満たすことが多
く、この場合には、鋳造のままで良好な遠赤外線放射特
性を得ることができる。

【００５５】前述のように鋳造段階ではデンドライトが
粗く、（Ａ），（Ｂ）の条件を満たす組織が得られない
場合には、鋳塊を加熱して、デンドライト中に金属Ｓｉ
を析出させればよい。析出Ｓｉ粒子は、鋳造の際の晶出
Ｓｉ粒子のサイズと比べれば小さいのが一般的である
が、温度条件を適切に選択すれば、０．０５μｍ以上の
Ｓｉ粒子がデンドライトのα相中に析出する。その一例
として、図１３の写真に、共晶Ｓｉとデンドライト組織
からなり、かつ金属Ｓｉがα相のデンドライト中に析出
した組織を示す。なお図１３の写真の組織は、Ａｌ−１
０wt％Ｓｉ合金について、鋳造後に４５０℃×２hrの熱
処理を施したものの断面をバーカー氏液によりエッチン
グしたもの（倍率３４０倍）である。このように、鋳造
段階ではデンドライト組織が粗く、無粒子領域が広い場
合であっても、析出処理を施すことにより前記（Ａ），
（Ｂ）の条件を満たす組織とし、それによって遠赤外線
放射特性を向上させることが可能である。なおこの場合
の析出処理の温度は、合金の成分によっても異なるが、
３００℃から５５０℃程度が通常であり、時間も０．５
時間から２４時間程度が通常である。３００℃未満で
は、析出Ｓｉ粒子のサイズが小さく、０．０５μｍ未満
になりやすい。また５５０℃を越えれば、局部溶融が生
じたり、Ｓｉの析出量が少なくなって、鋳塊の組織によ
っては直径１５μｍ以上の円の描ける領域の面積の比率
が３０％を越えてしまうことがある。析出処理の時間は
０．５時間未満では効果がなく、２４時間を越えること
は経済的に無駄である。

【００５６】図１４、図１５、図１６に、陽極酸化処理
を施した後、陽極酸化皮膜の表面を研磨して観察した組
織の写真を示す。図１４はＡｌ−１０wt％Ｓｉ合金につ
いて、鋳造のままの材料に陽極酸化皮膜を生成させた組
織の写真（倍率３４０倍）であり、図１５は図１４の組
織の一部を拡大して示す写真（倍率８６０倍）であり、
さらに図１６はＡｌ−１０wt％Ｓｉ合金について鋳造後
３５０℃×２hrの加熱（析出処理）を施し、その材料に
陽極酸化皮膜を生成させた組織を示す写真（倍率３４０
倍）である。図１４、図１５の写真から判るように、鋳
造のままではαデンドライト相は皮膜が透明であって、
しかもその透明皮膜部分にクラックが生じている。これ
に対し鋳造後析出処理を施した図１６に示す材料では、
デンドライトの部分の皮膜中にも微細な析出物が存在
し、黒色化に寄与していることが判る。またこのように
デンドライト内に金属Ｓｉ粒子が析出していれば、鋳造
のままの材料の場合に認められたデンドライト部分のク
ラックが生じていないことが判る。

【００５７】熱間鍛造、熱間押出、熱間圧延等の熱間加
工を行なう場合には、デンドライトの組織の如何にかか
わらず、熱間加工前に鋳塊の加熱を行なう必要があり、
そこでこの熱間加工前の加熱処理を前述の析出処理と兼
ねさせることができる。もちろん熱間加工前の加熱処理
の前、あるいは熱間加工後、さらにはその後の冷間加工
の中途あるいは熱間加工後などのいずれの時点において
も、前述のようなサイズのＳｉが析出されるような加熱
処理を、単独で、あるいは焼鈍と兼ねて施すことができ
る。なお熱間圧延を行なう場合は、熱間圧延中に割れが
発生しないように注意する必要がある。Ｓｉ量が１５wt
％を越える場合には熱間圧延時に割れが生じやすくな
る。これに対し、熱間押出、熱間鍛造、あるいは粉末冶
金の場合には、よりＳｉ量が多いＡｌ−Ｓｉ合金の加工
も可能となるが、この場合も割れが生じないようになる
べく初晶Ｓｉを微細にすることが望ましい。

【００５８】鋳造材に対しては冷間鍛造や冷間圧延など
を直接行なうこともある。一般に連続鋳造圧延板は、冷
却ロール間で連続的に５〜２０mmの薄板が鋳造されて引
続きそのまま冷間圧延もしくは熱間圧延に供されるが、
通常は直接冷間圧延に供することが多い。このような連
続鋳造圧延の場合は、冷却速度が著しく高いため、組織
が微細となるから、そのままで前記（Ａ），（Ｂ）の条
件を満たすことが多い。すなわち連続鋳造圧延のまま、
もしくは冷間圧延のままで優れた遠赤外線放射特性を示
す。図１７にＡｌ−１４％Ｓｉ合金を板厚７mmに連続鋳
造圧延し、その後板厚１mmまで冷間圧延した材料のバー
カー氏エッチング後の組織（倍率８６０倍）を示す。図
１７から判るように、デンドライトが微細でしかも圧延
されているために組織の微細均一化が進み、無粒子領域
が前記（Ａ），（Ｂ）の条件を充分に満たしている。但
し、このように冷間圧延を行なう場合は、冷間圧延性の
観点から、Ｓｉ量を１５wt％以下とすることが好まし
い。Ｓｉ量が１５wt％を越えれば鋳造性が悪くなるに加
え、冷間圧延性も悪くなり、冷間加工も困難となる。

【００５９】一方半径１００mm以下のビレットに鋳造さ
れた鋳造材は、直接冷間鍛造に供されることもある。冷
間鍛造でも割れが発生しやすいから、鋳造組織を微細化
しておくこと、特に初晶Ｓｉ及びＤＡＳ（デンドライト
アーム間隔）を微細にしておく必要がある。そのために
は鋳造時の冷却速度が高いことが必要であり、通常はＤ
ＡＳにして３０μｍ以下が必要である。このようにＤＡ
Ｓが３０μｍ以下の場合には、デンドライトの幹の太さ
は最大５０μｍの円を描くことは困難であり、したがっ
て鋳造のままで前記（Ａ），（Ｂ）の条件を満たすのが
通常である。

【００６０】但し、前述のような冷間圧延あるいは冷間
鍛造などの冷間加工を行なう場合であっても、鋳造段階
では組織条件として前記（Ａ），（Ｂ）の条件を満たし
ていなければ、必要に応じて加熱析出処理を施し、０．
０５μｍ以上の金属Ｓｉ粒子を無粒子領域に析出させて
前記（Ａ），（Ｂ）の条件を満足させるようにすれば良
い。

【００６１】さらに、熱間加工や冷間加工などの鍛練
工程が施された場合は、デンドライトなどの無粒子領域
はその加工により均一化される。総加工率が７０％を越
えれば、もとのデンドライトの痕跡はほとんど消滅し、
金属Ｓｉ粒子の分布が均一化される。図１８は、鋳造の
ままの段階ではデンドライトが粗くて前記（Ａ），
（Ｂ）の条件を満たしていなかったＡｌ−１４ｗｔ％Ｓ
ｉ合金のＤＣ鋳造材について、５００℃に加熱して熱間
圧延を行ない、引続いて冷間圧延を行なって、総圧延率
９９．５％で加工した材料の組織を示す写真（倍率３４
０倍）であるが、この場合にはデンドライトが全く識別
できない程度に均一化が進み、しかも熱間圧延時の加熱
により微細な金属Ｓｉ粒子が析出しているため、直径１
５μｍ以上の円を描けるような無粒子領域が完全に消滅
していることが判る。このように、鍛練加工を施す場合
には、鋳造段階では前記（Ａ），（Ｂ）の条件を満たし
ていなくてもその後の加工により容易にその条件を満た
すようにすることができる。

【００６２】以上をまとめれば、（イ）鋳物材やダイカスト材を鋳造のままで遠赤外線放
射体として使用する場合において、表面酸化や組織劣化
などの理由により熱処理を施すことができない場合に
は、化学成分や鋳造条件を適切に設定することによって
鋳造のままで必要な組織条件（Ａ），（Ｂ）を達成させ
る。（ロ）鋳物材やダイカスト材を鋳造のままで遠赤外線放
射体として使用する場合において、鋳造状態のままでは
必要な組織条件（Ａ），（Ｂ）が達成できない場合に
は、その後の熱処理により金属Ｓｉ粒子を析出させて条
件を満たさせてやれば良い。（ハ）鋳造後に押出、鍛造、圧延等の鍛練加工を施すと
きは、良好な加工性を確保する観点から鋳造組織を微細
化しておく必要があるのが通常であり、そのため鋳造の
ままでも前記条件（Ａ），（Ｂ）を満たすことが多い
が、鍛練加工による組織の均一化と加工のために必要に
応じて施される加熱によって金属Ｓｉ粒子が析出し、そ
の結果より前記条件を満たしやすくなる。但し、それで
も前記組織条件が満たされない場合には析出のための加
熱処理をいずれかの段階で施せば良い。

【００６３】なお鋳造組織を微細化して前記（Ａ），
（Ｂ）の条件を満たさせれば、鋳造のままで良好な遠赤
外線放射特性を得られるということは、とりもなおさず
部材の溶接部分においても良好な遠赤外線放射特性が容
易に得られることを意味する。すなわち溶接部は一般に
溶接時の凝固冷却速度が著しく高いのが通常であり、し
たがって溶接部は溶接のままで容易に前記（Ａ），
（Ｂ）の条件を満たさせることができる。もちろん必要
に応じて溶接後に加熱処理を施して金属Ｓｉ粒子を析出
させ、これにより確実に前記（Ａ），（Ｂ）の条件を満
たさせても良いことはもちろんである。

【００６４】いずれにしてもこの発明で規定している成
分組成範囲内のアルミニウム合金においては、鋳造のま
ま遠赤外線放射体として使用する場合には鋳造条件を、
また鋳造後に熱処理を施しても良い場合には鋳造条件と
熱処理条件を、さらに圧延等の鍛練工程を行なって用い
る場合には鋳造条件と鍛練度および熱処理条件を適切に
組合せ、これらによって前記（Ａ），（Ｂ）で規定する
条件を満足させれば、目視でも黒色の陽極酸化皮膜が得
られ、かつ優れた遠赤外線放射特性が得られる。

【００６５】次にアルミニウム合金基材に施す陽極酸化
処理について説明する。

【００６６】前述のような化学成分と金属組織を有する
アルミニウム合金基材に陽極酸化処理を施せば、黒色の
陽極酸化皮膜が生成され、優れた遠赤外線放射特性を示
す。すなわち陽極酸化処理時には、金属Ｓｉ粒子が皮膜
中にそのまま残存した状態で陽極酸化皮膜が成長する。
そのため皮膜中のポアの成長が金属Ｓｉ粒子により妨げ
られ、枝分れした微細なポアを有する多孔質の皮膜が生
成される。さらに陽極酸化皮膜中にそのまま存在する金
属Ｓｉ粒子と前述の枝分れした微細なポアが入射光を散
乱吸収し、その結果目視での色調が黒色となり、かつ遠
赤外線の放射特性も良好となる。そしてまた前述の枝分
れした微細なポア構造と皮膜中の金属Ｓｉ粒子が熱応力
の緩和点として機能し、そのため皮膜にクラックが生じ
にくくなり、５００℃程度の高温に至るまでクラックが
生じることがなく使用可能である。

【００６７】ここで陽極酸化皮膜の膜厚は１０μｍ以上
が必要である。すなわちマンセル値で明度４．５以下の
黒色度を示すためには膜厚を１０μｍ以上とする必要が
ある。またこのように膜厚が１０μｍ以上であれば、安
定した高い黒色度が得られるから、広い波長域で安定し
た遠赤外線放射特性が得られる。

【００６８】なお陽極酸化処理の条件は特に限定される
ものではなく、硫酸、シュウ酸などの無機酸、あるいは
有機酸、さらにはこれらの混合酸などの電解浴を用い、
直流、交流、あるいは交直併用、交直重畳波形など、任
意の波形を用いて陽極酸化処理を行なえば良い。但し、
経済性や作業効率の観点からは、硫酸浴で直流電流を用
いることが好ましい。また陽極酸化処理の前には脱脂、
苛性エッチング等の前処理を行なうのが一般的であり、
苛性エッチングを行なった場合には引続いて硝酸等の酸
でデスマット処理を施すのが一般的である。そのほか必
要に応じて、切削加工、酸洗浄、化学研磨処理、ヘアラ
イン加工、シヨットブラスト等の機械的前処理などを実
施しても良いことはもちろんである。

【００６９】

【実施例】

実施例１表１の合金番号１，２に示す成分組成の合金について２
０mm×２００mm×２００mmの形状に砂型鋳造した。なお
鋳造に先立って、脱ガス処理を施した後、金属Ｎａで改
良処理を施し、共晶Ｓｉを微細化させた。得られた鋳物
のうち、一部は鋳造のままの材料とし、残りのものにつ
いては４００℃もしくは２５０℃で５時間の加熱処理を
施した後１０℃／hrの冷却速度で徐冷した。

【００７０】各材料について表面を機械的に切削した
後、１０％苛性ソーダで６０℃×５分間エッチングし、
水洗後３０％硝酸を用いてデスマット処理した。その
後、１５％濃度の硫酸浴を用い、電流密度１．５Ａ／dm
²、電解温度２０℃で陽極酸化処理を施した。

【００７１】陽極酸化処理後の各材料についてマンセル
明度を測定するとともに、３００℃での分光放射率を測
定した。ここで、従来の一般的な陽極酸化皮膜の遠赤外
線放射特性としては、通常３〜７μｍの波長での分光放
射率が劣っているところから、その範囲内の代表的な波
長６μｍでの分光放射率を測定した。また各材料の金属
組織を５０〜１０００倍の顕微鏡で観察し、０．０５μ
ｍ以上の析出物が存在しない領域を調べた。但し光学顕
微鏡では判定し難い０．０５μｍに近い析出物が析出し
ていると思われる場合には、透過電子顕微鏡を用いて判
別した。これらの結果を表２に示す。なお表２において
径Ａは０．０５μｍ以上の金属Ｓｉ粒子が存在しない領
域における円の最大径を表わす。したがって径Ａの値が
５０μｍ以下である場合に前記（Ａ）の条件を満たして
いることになる。また面積率Ｂは、０．０５μｍ以上の
金属Ｓｉ粒子が存在しない領域のうち直径１５μｍの円
を描ける領域の合計面積の、全面積に対する面積率を表
わす。したがって面積率Ｂが３０％以下である場合に前
記（Ｂ）の条件が満たされることになる。さらにマンセ
ル明度としてはその値が４．５以下である場合に充分な
黒色を有していると判定できる。また波長６μｍでの分
光放射率が０．７以上の値となっている場合に良好な遠
赤外線放射特性を有していると判定できる。

【００７２】表２の実施例１について示される結果か
ら、実施例１において組織条件（Ａ），（Ｂ）を満たす
材料は、マンセル明度、分光放射率が所定の値を満たす
こと、すなわち目視の色調が充分に黒色でかつ遠赤外線
放射特性が優れていることが判る。また、合金番号１，
２の４００℃加熱材は、陽極酸化処理後５００℃に加熱
した後表面を目視で観察しても、クラックは観察されな
かった。しかしながら、合金番号１，２の鋳造のままの
材料は、陽極酸化処理後に５００℃に加熱した後表面を
観察すれば、目視でも多数のクラックが認められた。な
お合金番号２の２５０℃加熱材は、陽極酸化処理後の目
視では、鋳造のままの材料に比べて、色調がやや濃色化
しているが、光学顕微鏡で観察する限りでは、デンドラ
イトの部分に金属Ｓｉの微細な析出は認められなかっ
た。そこで、電子顕微鏡によりこの部分の観察を行なっ
たところ、０．０１〜０．０４μｍの微細な析出Ｓｉの
存在が認められた。これらの微細な析出Ｓｉは、たとえ
析出していても、遠赤外線の吸収点として働かないた
め、遠赤外線放射特性は向上していない。よって、これ
らの領域は無粒子領域とした。

【００７３】実施例２表１の合金番号３，４に示される成分組成の合金を、１
０mm×５０mm×５０mmのサンプルにダイカストで鋳造し
た。この鋳造のままの材料について、表面切削後、１５
％硫酸浴での陽極酸化処理を施した。その他の陽極酸化
処理条件は実施例１の場合と同じとした。

【００７４】陽極酸化処理後の各材料について、実施例
１と同様にマンセル明度、分光放射率を測定するととも
に、金属組織を観察した。その結果を表２中に示す。

【００７５】表２に示すように、実施例２のダイカスト
鋳造の場合、冷却速度が非常に速いため、鋳造だけで所
定の金属組織条件（Ａ），（Ｂ）が満たされ、合金番号
３，４のいずれの場合も、陽極酸化処理後に５００℃に
加熱した後、表面を目視で観察しても、クラックは観察
されなかった。

【００７６】実施例３表１の合金番号５，６に示される成分組成の合金につい
て、４００mm×１０００mm×３５００mmの圧延用鋳塊
（スラブ）をＤＣ鋳造した。各スラブを面削した後、５
００℃に２時間加熱してから熱間圧延した。熱間圧延を
４mm厚まで行なった後、冷間圧延にて１mm厚まで圧延
し、これを３５０℃×２時間焼鈍した。各材料につい
て、実施例１と同様にして陽極酸化処理を施した。

【００７７】陽極酸化処理後の各材料について、実施例
１と同様な測定、組織観察を行なった。その結果を表２
中に示す。

【００７８】表２に示すように、実施例３の場合は熱間
圧延を経た圧延板であるため、組織が比較的微細化され
ており、しかも熱間圧延、焼鈍等の加熱工程を経ている
ため金属Ｓｉの析出が不可避的に生じており、そのため
合金番号５のように化学成分が所定の範囲内であれば、
組織条件（Ａ），（Ｂ）を満たす金属Ｓｉ粒子の分布を
容易に得ることができた。一方合金番号６の合金はＪＩ
ＳＡ１０５０組成の合金であるが、この場合は成分組
成がこの発明で規定する範囲外であるため、所定の性能
は得られなかった。

【００７９】なお合金番号５の場合、陽極酸化処理後に
５００℃に加熱した後、表面を目視で観察してもクラッ
クは観察されなかった。これに対し合金番号６の場合
は、５００℃加熱後に多数のクラックが認められた。

【００８０】実施例４表１の合金番号７，８に示される成分組成の合金を水冷
ロール間に給湯し、厚さ７mm×幅９００mmの薄板連続鋳
造圧延コイルを鋳造した。このコイルを引続き２mm厚ま
で冷間圧延した。各材料について実施例１と同様にして
陽極酸化処理を施した。陽極酸化処理後の各材料につい
て、実施例１と同様にして測定、組織観察を行なった。
その結果を表２中に示す。

【００８１】この実施例４のように薄板連続鋳造の場合
には、凝固時の冷却速度が著しく速いため、ＤＡＳは小
さく、無晶出帯も極めて微細であるため、鋳造のままの
状態で充分に所定の性能を得る組織状態となっている。
そして特にこの実施例４の場合、鋳造段階で良好な組織
が得られているに加え、冷間加工による組織鍛練の効果
があるため、表２中に示すように極めて微細で均一な組
織と、良好な遠赤外線放射特性が得られた。また、合金
番号７，８のいずれの場合も、陽極酸化処理後に５００
℃に加熱した後、表面を目視で観察しても、クラックは
観察されなかった。なお合金番号７の材料については、
図１９に３〜２５μｍまでの波長の分光放射率曲線も示
す。図１９から明らかなように、全波長域にわた良好な
分光放射率が得られており、通常の陽極酸化皮膜に特有
の３〜７μｍの波長域での放射率の低下が認められなか
った。

【００８２】実施例５表１の合金番号９に示す成分組成の合金について、１２
０mmφのビレットに連続鋳造した。ビレットを４５０℃
×５時間加熱処理した後、５００℃で１０mm厚×５０mm
幅の平板に押出した。その押出材について、実施例１と
同様にして陽極酸化処理を施した。さらに陽極酸化処理
後の材料について、実施例１と同様な測定、組織観察を
行なった。その結果を表２中に示す。

【００８３】ビレットの連続鋳造の場合、比較的冷却速
度が速いが、特にこの実施例５のようにビレット径が比
較的小さく、しかもＰ添加による初晶Ｓｉの微細化処理
が行なわれている場合には、組織が比較的微細で無粒子
領域が狭くなり、さらにこの実施例５では熱間押出のた
めの加熱工程が加わっているために金属Ｓｉの析出が付
加されており、したがって表２中に示すような優れた組
織が得られた。またこの実施例５による材料は、陽極酸
化処理後に５００℃に加熱した後、表面を目視で観察し
てもクラックは観察されなかった。

【００８４】

【表１】

【００８５】

【表２】

【００８６】以上のような各実施例から、この発明で規
定している成分組成範囲内の合金について、前記
（Ａ），（Ｂ）の金属組織条件を満たしていれば、優れ
た遠赤外線放射特性を示すばかりでなく、５００℃に加
熱しても陽極酸化皮膜にクラックが生じず、したがって
５００℃程度までの高温での遠赤外線放射体として有効
であることが明らかである。そしてまた、鋳造、鍛造、
圧延、押出し等の任意の製造手段で、優れた遠赤外線放
射特性を有する材料の製造が可能であることも明らかで
ある。

【００８７】

【発明の効果】この発明の遠赤外線放射体によれば、優
れた遠赤外線放射特性が得られ、特に従来のアルミニウ
ムの陽極酸化皮膜では劣るとされていた３〜７μｍの波
長域における放射特性も優れており、しかも５００℃程
度の高温まで熱歪によるクラックが陽極酸化皮膜に生じ
ることがなく、そのため耐熱性が良好であって５００℃
程度までの高温での遠赤外線放射体として有効であり、
さらには陽極酸化皮膜中の金属Ｓｉ粒子の分散状態によ
って優れた遠赤外線放射特性を与えているため、経時的
に遠赤外線放射特性が低下するおそれもない。そしてま
たこの発明の遠赤外線放射体は、鋳造、鍛造、圧延、押
出し等の任意の製造手段で製造することができ、したが
って用途や使用箇所に応じて任意の形状の遠赤外線放射
体を得ることができるとともに、複雑な形状の放射体も
容易に得ることができる。以上のようにこの発明の遠赤
外線放射体は、各種の優れた長所を有しており、したが
って基材アルミニウム合金が軽量であることによる軽量
性の利点と合せて、極めて広範囲で遠赤外線放射体を実
用に供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミニウム合金の鋳塊組織の第１の例を示す
模式図である。

【図２】アルミニウム合金の鋳塊組織の第２の例を示す
模式図である。

【図３】アルミニウム合金の鋳塊組織の第３の例を示す
模式図である。

【図４】アルミニウム合金の鋳塊に熱処理を施した場合
の組織変化の一例を示す模式図である。

【図５】アルミニウム合金の鋳塊に圧延加工を施した場
合の組織変化の一例を示す模式図である。

【図６】この発明の請求項４で規定する組織条件のう
ち、粒径０．０５μｍ以上の金属Ｓｉ粒子が存在しない
領域に描ける円の最大径について説明するための図で、
図１に示される組織に対応して示す模式図である。

【図７】同じく最大径について説明するための図で、図
３に示される組織に対応して示す模式図である。

【図８】同じく最大径について説明するための図で、図
５の右側に示される組織に対応して示す模式図である。

【図９】この発明の請求項４で規定する組織条件のう
ち、粒径０．０５μｍ以上の金属Ｓｉ粒子が存在しない
領域における直径１５μｍの円を描くことができる領域
をについて説明するための図で、図１に示される組織に
対応して示す模式図である。

【図１０】同じく直径１５μｍの円を描くことができる
領域を説明するための図で、図３に示される組織に対応
して示す模式図である。

【図１１】同じく直径１５μｍの円を描くことができる
領域を説明するための図で、図５の右側に示される組織
に対応して示す模式図である。

【図１２】この発明の遠赤外線放射体の基材として用い
られるアルミニウム合金の鋳造組織の一例を示す金属組
織写真である。

【図１３】同じくアルミニウム合金の鋳造後に熱処理を
加えた組織の一例を示す金属組織写真である。

【図１４】同じくアルミニウム合金鋳塊に陽極酸化処理
を施した状態の一例を示す金属組織写真である。

【図１５】図１４の組織の一部を拡大して示す金属組織
写真である。

【図１６】アルミニウム合金鋳塊に熱処理を施した後に
陽極酸化処理を施した状態の一例を示す金属組織写真で
ある。

【図１７】アルミニウム合金の連続鋳造板について冷間
圧延を施した状態の組織の一例を示すための金属組織写
真である。

【図１８】アルミニウム合金のＤＣ鋳造材について熱間
圧延、冷間圧延を施した状態の一例を示すための金属組
織写真である。

【図１９】実施例４の合金番号７の材料についての分光
放射率曲線を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土田繁雄東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者古屋雅美東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者前島正受東京都江東区木場１丁目５番１号藤倉電線株式会社内 (72)発明者猿渡光一東京都江東区木場１丁目５番１号藤倉電線株式会社内 (56)参考文献特開昭59−56559（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−24330（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 21/00 - 21/02 H05B 3/00 - 3/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉ３〜２５ｗｔ％を含有し、残部がＡ
ｌおよび不可避的不純物よりなる合金が基材とされ、か
つその基材の表面における初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉもしくは
析出Ｓｉからなる金属Ｓｉ粒子のうち粒径０．０５μｍ
以上の金属Ｓｉ粒子が存在しない領域に描ける円の最大
直径が５０μｍ以下であり、かつ粒径０．０５μｍ以上
の金属Ｓｉ粒子が存在しない領域のうち、直径１５μｍ
の円を描ける領域の合計面積が、全体の面積に対し面積
率３０％以下であり、さらに基材の表面に膜厚１０μｍ
以上の黒色の陽極酸化皮膜が形成されていることを特徴
とする遠赤外線放射体。
【請求項２】Ｓｉ３〜２５ｗｔ％を含有し、かつＦｅ
０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｍｇ０．０５〜２．０ｗｔ
％、Ｃｕ０．０５〜６．０ｗｔ％、Ｍｎ０．０５〜２．
０ｗｔ％、Ｎｉ０．０５〜３．０ｗｔ％、Ｃｒ０．０５
〜０．５ｗｔ％、Ｖ０．０５〜０．５ｗｔ％、Ｚｒ０．
０５〜０．５ｗｔ％、Ｚｎ１．０％を越え７．０ｗｔ％
以下のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＡｌ
および不可避的不純物よりなる合金が基材とされ、その
基材の表面における初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉもしくは析出Ｓ
ｉからなる金属Ｓｉ粒子のうち粒径０．０５μｍ以上の
金属Ｓｉ粒子が存在しない領域に描ける円の最大直径が
５０μｍ以下であり、かつ粒径０．０５μｍ以上の金属
Ｓｉ粒子が存在しない領域のうち、直径１５μｍの円を
描ける領域の合計面積が、全体の面積に対し面積率３０
％以下であり、さらに基材の表面に膜厚１０μｍ以上の
黒色の陽極酸化皮膜が形成されていることを特徴とする
遠赤外線放射体。
【請求項３】前記基材の合金成分として、さらにＴｉ
０．００５〜０．２ｗｔ％を含有するとともに、Ｐ０．
００５〜０．１ｗｔ％、Ｎａ０．００５〜０．１ｗｔ
％、Ｓｂ０．００５〜０．３ｗｔ％、Ｓｒ０．００５〜
０．１ｗｔ％のうちの１種または２種以上を含有する、
請求項１もしくは請求項２記載の遠赤外線放射体。