JP3300871B2 - 多孔質焼結体とその製造方法 - Google Patents
多孔質焼結体とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，高融点金属，例えば，
Ｗ，Ｍｏからなる多孔質焼結体とその製造方法に関し，
詳しくは，ナトリウム，亜鉛等の溶融金属中の異物を除
去する多孔質フィルター，或いは電子部品の一分野で，
電子放出物質を含浸させるための多孔質体，または，高
温度中での傾斜機能を得る為に金属を溶融して含浸させ
る多孔質体，等に用いるＷ或いはＭｏの多孔質体とその
製造方法に関する。
Ｗ，Ｍｏからなる多孔質焼結体とその製造方法に関し，
詳しくは，ナトリウム，亜鉛等の溶融金属中の異物を除
去する多孔質フィルター，或いは電子部品の一分野で，
電子放出物質を含浸させるための多孔質体，または，高
温度中での傾斜機能を得る為に金属を溶融して含浸させ
る多孔質体，等に用いるＷ或いはＭｏの多孔質体とその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，金属粉末，或いは予め球状に加工
して得た金属粒を加圧成形し，加熱焼結して多孔質体を
得たり，又，電子部品用ではＷ或いはＭｏの粉末にＣｕ
の粉末を混合した後焼結し，真空中でＣｕのみを蒸発さ
せてＷ或いはＭｏの多孔質体を得ている。図３は，この
従来の多孔質焼結体の一例を示しており，粉末粒子５１
間に空隙又は空孔５２が形成されている。
して得た金属粒を加圧成形し，加熱焼結して多孔質体を
得たり，又，電子部品用ではＷ或いはＭｏの粉末にＣｕ
の粉末を混合した後焼結し，真空中でＣｕのみを蒸発さ
せてＷ或いはＭｏの多孔質体を得ている。図３は，この
従来の多孔質焼結体の一例を示しており，粉末粒子５１
間に空隙又は空孔５２が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述したように，従来
の技術で得た多孔質体の空隙は，図４に示すように粉末
或いは粒子の間隙により形成される空隙の為，球状でな
く，全体積中に占める空隙率が非常に小さい点又，使用
する粉末或いは粒子の直径以上の大きさの空隙は得られ
ない点，更に，ＷあるいはＭｏにＣｕを混合した後にＣ
ｕのみを蒸発させる方法ではＣｕを蒸発させる際に高真
空度を必要とする点と，その処理に多大な時間を要する
点又，Ｃｕ等の被蒸発物が残留し悪影響を与える場合が
ある点等の欠点を有した。
の技術で得た多孔質体の空隙は，図４に示すように粉末
或いは粒子の間隙により形成される空隙の為，球状でな
く，全体積中に占める空隙率が非常に小さい点又，使用
する粉末或いは粒子の直径以上の大きさの空隙は得られ
ない点，更に，ＷあるいはＭｏにＣｕを混合した後にＣ
ｕのみを蒸発させる方法ではＣｕを蒸発させる際に高真
空度を必要とする点と，その処理に多大な時間を要する
点又，Ｃｕ等の被蒸発物が残留し悪影響を与える場合が
ある点等の欠点を有した。
【０００４】又，従来技術で得た多孔質体は粒子間の空
隙を利用している為，図４に示すように空孔が不連続に
なりやすく，閉鎖空隙が多数発生してフィルターや含浸
用材料としては使用を制限される欠点があった。
隙を利用している為，図４に示すように空孔が不連続に
なりやすく，閉鎖空隙が多数発生してフィルターや含浸
用材料としては使用を制限される欠点があった。
【０００５】そこで，本発明の第１技術的課題は，球状
で，閉鎖孔の無い連続した空孔を有する多孔質焼結体と
その製造方法を提供することにある。
で，閉鎖孔の無い連続した空孔を有する多孔質焼結体と
その製造方法を提供することにある。
【０００６】また，本発明の第２技術的課題は，粒子以
上に大きい空孔を有する多孔質焼結体とその製造方法を
提供することにある。
上に大きい空孔を有する多孔質焼結体とその製造方法を
提供することにある。
【０００７】また，本発明の第３技術的課題は，空孔の
大きさも部分的に大小を制御することが出来る多孔質焼
結体の製造方法を提供することにある。
大きさも部分的に大小を制御することが出来る多孔質焼
結体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では，発泡中の架
橋格子を，高融点金属，例えば，Ｗ或いはＭｏ，で構成
させて多孔質体を作製したものである。
橋格子を，高融点金属，例えば，Ｗ或いはＭｏ，で構成
させて多孔質体を作製したものである。
【０００９】即ち，本発明によれば，Ｗ及びＭｏの内の
少なくとも一種の高融点金属からなり，直径０．０１ｍ
ｍ〜５ｍｍの球状の空孔が泡状に連続し，隣りあった空
孔同士が前記高融点金属からなる堺界部を介して連結し
た構造を持ち、互いに対向する一対の自由面を備え，一
方の自由面側の空孔の直径を小さく他方の自由面側に向
かって徐々に空孔の直径を大きく形成されていることを
特徴とする多孔質焼結体が得られる。
少なくとも一種の高融点金属からなり，直径０．０１ｍ
ｍ〜５ｍｍの球状の空孔が泡状に連続し，隣りあった空
孔同士が前記高融点金属からなる堺界部を介して連結し
た構造を持ち、互いに対向する一対の自由面を備え，一
方の自由面側の空孔の直径を小さく他方の自由面側に向
かって徐々に空孔の直径を大きく形成されていることを
特徴とする多孔質焼結体が得られる。
【００１０】また，本発明の多孔質焼結体において，互
いに対向する一対の自由面を備え，一方の自由面側の空
孔の直径を小さく他方の自由面側に向かって徐々に空孔
の直径を大きく形成されていることを特徴とする多孔質
焼結体が得られる。
いに対向する一対の自由面を備え，一方の自由面側の空
孔の直径を小さく他方の自由面側に向かって徐々に空孔
の直径を大きく形成されていることを特徴とする多孔質
焼結体が得られる。
【００１１】また，本発明によれば，Ｗ及びＭｏの内の
少なくとも一種の高融点金属からなる粉末と，発泡性有
機物質と，水及び水ガラスの少なくとも一方とを混合
し，撹拌発泡させた後，水素気流中または真空中で加熱
焼結することを含み、混合又は撹拌発泡させる際，前記
混合粉末の内の一端部を冷却し，前記一端部に対向する
他端部を加温して，前記一端部を含む自由面側の空孔の
直径を小さく，前記他端部を含む自由面側へ向って徐々
に空孔の直径を大きくすることを特徴とする焼結体の製
造方法が得られる。
少なくとも一種の高融点金属からなる粉末と，発泡性有
機物質と，水及び水ガラスの少なくとも一方とを混合
し，撹拌発泡させた後，水素気流中または真空中で加熱
焼結することを含み、混合又は撹拌発泡させる際，前記
混合粉末の内の一端部を冷却し，前記一端部に対向する
他端部を加温して，前記一端部を含む自由面側の空孔の
直径を小さく，前記他端部を含む自由面側へ向って徐々
に空孔の直径を大きくすることを特徴とする焼結体の製
造方法が得られる。
【００１２】
【００１３】さらに，本発明においては，前記焼結体の
製造方法において，前記発泡性有機物質は，ウレタン樹
脂を含むことが好ましい。
製造方法において，前記発泡性有機物質は，ウレタン樹
脂を含むことが好ましい。
【００１４】
【作用】本発明による多孔質焼結体の構造は，架橋構造
部分をＷ或いはＭｏの粉末が充填するため，従来方法に
よる粒子間隙，即ち，従来方法による空孔部分にあたる
部分にＷ或いはＭｏの粒子が配置される事となり，全体
積に占める材料の体積が極めて少ない。
部分をＷ或いはＭｏの粉末が充填するため，従来方法に
よる粒子間隙，即ち，従来方法による空孔部分にあたる
部分にＷ或いはＭｏの粒子が配置される事となり，全体
積に占める材料の体積が極めて少ない。
【００１５】また，本発明においては，均質或いは部分
的に大きさを制御した均質で連続した空孔が得られ，し
かも多孔質焼結体に占める材料所用量が極めて少なくて
空孔形状が球状に近い多孔質焼結体が得られる。
的に大きさを制御した均質で連続した空孔が得られ，し
かも多孔質焼結体に占める材料所用量が極めて少なくて
空孔形状が球状に近い多孔質焼結体が得られる。
【００１６】
【実施例】以下，本発明の実施例について説明する。
【００１７】図１は本発明の一実施例に係る多孔質焼結
体の概略的構造を示す部分断面拡大図である。図１に示
すように，本発明の一実施例に係る多孔質焼結体は，Ｗ
又はＭｏからなる架橋１の間に略円形の空孔２が形成さ
れている。この多孔質焼結体は以下のように製造されて
いる。
体の概略的構造を示す部分断面拡大図である。図１に示
すように，本発明の一実施例に係る多孔質焼結体は，Ｗ
又はＭｏからなる架橋１の間に略円形の空孔２が形成さ
れている。この多孔質焼結体は以下のように製造されて
いる。
【００１８】ウレタン樹脂，水，水ガラスの混合液と，
Ｍｏ粉末の混合比率を変えて発泡後，水素気流中１８０
０℃で焼結し，各種の多孔質体を得た。このウレタン樹
脂は，一般にポリオールとポリイソシアネートの重合付
加反応で得られる高分子化合物であるが，加水反応型ウ
レタン樹脂はポリオールの代わりに水と反応しやすいイ
ソシアネート化合物を用い，重合反応と同時に多くの水
を含水する点に特長を有する。この加水反応型ウレタン
樹脂は水と反応して弾性に富む発泡ウレタンフォームを
形成する。このように，発泡性加水反応型ウレタン樹脂
は，水と反応してウレタン樹脂を形成しこのウレタン樹
脂は架橋構造を持つ高分子を形成する。この反応で炭酸
ガスを発生する。
Ｍｏ粉末の混合比率を変えて発泡後，水素気流中１８０
０℃で焼結し，各種の多孔質体を得た。このウレタン樹
脂は，一般にポリオールとポリイソシアネートの重合付
加反応で得られる高分子化合物であるが，加水反応型ウ
レタン樹脂はポリオールの代わりに水と反応しやすいイ
ソシアネート化合物を用い，重合反応と同時に多くの水
を含水する点に特長を有する。この加水反応型ウレタン
樹脂は水と反応して弾性に富む発泡ウレタンフォームを
形成する。このように，発泡性加水反応型ウレタン樹脂
は，水と反応してウレタン樹脂を形成しこのウレタン樹
脂は架橋構造を持つ高分子を形成する。この反応で炭酸
ガスを発生する。
【００１９】一方，水ガラスは，空気中に放置すると炭
酸ガスを吸収してゲル状硅酸を析出し，強い接着力を示
す。又，水ガラスから水分を蒸発あるいは脱水すると，
和水水ガラスを生じ弾性に富む個体となる。更にウレタ
ン樹脂と水との反応によって生じた炭酸ガスは，水ガラ
ス中の酸化ナトリウムと反応して炭酸ナトリウムとな
り，生成した硅酸は格子状のゲルを形成して固化する。
酸ガスを吸収してゲル状硅酸を析出し，強い接着力を示
す。又，水ガラスから水分を蒸発あるいは脱水すると，
和水水ガラスを生じ弾性に富む個体となる。更にウレタ
ン樹脂と水との反応によって生じた炭酸ガスは，水ガラ
ス中の酸化ナトリウムと反応して炭酸ナトリウムとな
り，生成した硅酸は格子状のゲルを形成して固化する。
【００２０】このように，本発泡反応では，水ガラスが
ウレタン樹脂形成を促進させると同時に，発生する炭酸
ガスを吸収してアルカリを中和し，硅酸を遊離してゲル
化を進行させるため，ウレタン樹脂ゲルと硅酸ゲルとが
更に複雑な架橋格子構造を形成する。
ウレタン樹脂形成を促進させると同時に，発生する炭酸
ガスを吸収してアルカリを中和し，硅酸を遊離してゲル
化を進行させるため，ウレタン樹脂ゲルと硅酸ゲルとが
更に複雑な架橋格子構造を形成する。
【００２１】この発泡による架橋格子構造をＷ或いはＭ
ｏで構成させるため，上記の如くウレタン樹脂，水，水
ガラスの混合物にＷ或いはＭｏの粉末を適量混合し，発
泡後水素気流中１８００℃で焼結した。各成分の混合比
率（重量比）と発泡倍率，ゲルの状態について下記表１
に示す。
ｏで構成させるため，上記の如くウレタン樹脂，水，水
ガラスの混合物にＷ或いはＭｏの粉末を適量混合し，発
泡後水素気流中１８００℃で焼結した。各成分の混合比
率（重量比）と発泡倍率，ゲルの状態について下記表１
に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】次に，１８００℃にて焼結した後，それぞ
れの試料について隣合う架橋構造の間隔を測定したとこ
ろ，試料ナンバー１は０．１ｍｍ，試料ナンバー５は３
ｍｍであった。
れの試料について隣合う架橋構造の間隔を測定したとこ
ろ，試料ナンバー１は０．１ｍｍ，試料ナンバー５は３
ｍｍであった。
【００２４】また，均質な多孔質体を得るには，発泡す
る前の混合時の温度を下げて撹拌する必要があり，好ま
しくは１０℃程度に保ちながら混合するとよい。或い
は，ウレタン樹脂に対する水の量を多くすると発泡硬化
迄の時間を長くする事ができる。
る前の混合時の温度を下げて撹拌する必要があり，好ま
しくは１０℃程度に保ちながら混合するとよい。或い
は，ウレタン樹脂に対する水の量を多くすると発泡硬化
迄の時間を長くする事ができる。
【００２５】図２は本発明の実施例に係る多孔質焼結体
のウレタン樹脂と水との混合比を変えた場合の温度と硬
化する迄の時間の関係を示す図である。また，その組成
を下記表２に示す。
のウレタン樹脂と水との混合比を変えた場合の温度と硬
化する迄の時間の関係を示す図である。また，その組成
を下記表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】図３は本発明の別の実施例に係る多孔質焼
結体の概略構造を示す部分拡大断面図である。図３に示
すように，本発明の別の実施例に係る多孔質焼結体にお
いて，Ｗ又はＭｏの架橋１間の空孔は，図３において右
側には径の大きな空孔（粗い空孔）３が，左側には径の
小さな空孔（細かい空孔）４が夫々形成されている。
又，耐高温での機能材料として，一方の自由表面をＷ，
Ｍｏで構成し，他方の自由表面に向かって徐々にＷ，Ｍ
ｏを減少させ減少分をＣｕで補って熱伝導を良くするな
どの傾斜機能材料にも本多孔質材は適しており，これは
Ｗ，Ｍｏ粉末にウレタン樹脂及び水，水ガラスを混合し
て撹拌発泡させる際，一方側を冷却して発泡径を小さく
する事によって得られる。
結体の概略構造を示す部分拡大断面図である。図３に示
すように，本発明の別の実施例に係る多孔質焼結体にお
いて，Ｗ又はＭｏの架橋１間の空孔は，図３において右
側には径の大きな空孔（粗い空孔）３が，左側には径の
小さな空孔（細かい空孔）４が夫々形成されている。
又，耐高温での機能材料として，一方の自由表面をＷ，
Ｍｏで構成し，他方の自由表面に向かって徐々にＷ，Ｍ
ｏを減少させ減少分をＣｕで補って熱伝導を良くするな
どの傾斜機能材料にも本多孔質材は適しており，これは
Ｗ，Ｍｏ粉末にウレタン樹脂及び水，水ガラスを混合し
て撹拌発泡させる際，一方側を冷却して発泡径を小さく
する事によって得られる。
【００２８】なお，発泡径は０．０１ｍｍ以下は実質上
製作困難であり又，５ｍｍ以上は混合体の粘性が弱いの
と実用上は不要である。
製作困難であり又，５ｍｍ以上は混合体の粘性が弱いの
と実用上は不要である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
Ｗ或いはＭｏの架橋構造で構成された多孔質焼結体を得
る事ができ，しかも空孔は球状で連続しており，良い通
気性を示す。これを溶融Ｚｎ中のフィルターとして使用
した結果，従来のカーボン繊維等と比較して寿命が１０
倍程となった。
Ｗ或いはＭｏの架橋構造で構成された多孔質焼結体を得
る事ができ，しかも空孔は球状で連続しており，良い通
気性を示す。これを溶融Ｚｎ中のフィルターとして使用
した結果，従来のカーボン繊維等と比較して寿命が１０
倍程となった。
【００３０】又，本発明によれば電子部品の含浸用多孔
質体として製作したところ密度の制御が容易になり又空
孔の大きさも制御可能となった。
質体として製作したところ密度の制御が容易になり又空
孔の大きさも制御可能となった。
【００３１】更に，本発明によれば，材料歩留まりが大
幅に改善される多孔質焼結体とその製造方法とを提供す
ることができる。
幅に改善される多孔質焼結体とその製造方法とを提供す
ることができる。
【図１】本発明の実施例に係る多孔質焼結体の構造を概
略的に示す部分断面図である。
略的に示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る多孔質焼結体の混合比率
と温度，硬化時間との関係を示す図である。
と温度，硬化時間との関係を示す図である。
【図３】本発明の別の実施例に係る多孔質焼結体の構造
を概略的に示す図である。
を概略的に示す図である。
【図４】従来の多孔質焼結体の構造を概略的に示す図で
ある。
ある。
１ 架橋 ２ 空孔 ３ 粗い空孔 ４ 細かい空孔 ５１ 粉末粒子 ５２ 空孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−2006（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−339605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−79804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−17611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 1/08 B22F 3/11 C22C 1/04
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｗ及びＭｏの内の少なくとも一種の高融
点金属からなり，直径０．０１ｍｍ〜５ｍｍの球状の空
孔が泡状に連続し，隣りあった空孔同士が前記高融点金
属からなる堺界部を介して連結した構造を持ち、互いに
対向する一対の自由面を備え，一方の自由面側の空孔の
直径を小さく他方の自由面側に向かって徐々に空孔の直
径を大きく形成されていることを特徴とする多孔質焼結
体。 - 【請求項２】 Ｗ及びＭｏの内の少なくとも一種の高融
点金属からなる粉末と，発泡性有機物質と，水及び水ガ
ラスの少なくとも一方とを混合し，撹拌発泡させた後，
水素気流中または真空中で加熱焼結することを含み、混
合又は撹拌発泡させる際，前記混合粉末の内の一端部を
冷却し，前記一端部に対向する他端部を加温して，前記
一端部を含む自由面側の空孔の直径を小さく，前記他端
部を含む自由面側へ向って徐々に空孔の直径を大きくす
ることを特徴とする焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の焼結体の製造方法におい
て，前記発泡性有機物質は，ウレタン樹脂を含むことを
特徴とする焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16563794A JP3300871B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 多孔質焼結体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16563794A JP3300871B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 多孔質焼結体とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0827529A JPH0827529A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3300871B2 true JP3300871B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=15816151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16563794A Expired - Fee Related JP3300871B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 多孔質焼結体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300871B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5214305B2 (ja) * | 2008-04-07 | 2013-06-19 | セイコーエプソン株式会社 | 発泡金属焼結体の製造方法 |
| FR2938270B1 (fr) * | 2008-11-12 | 2013-10-18 | Commissariat Energie Atomique | Substrat en metal ou alliage metallique poreux, son procede de preparation, et cellules d'eht ou de sofc a metal support comprenant ce substrat |
| CN106671437A (zh) * | 2015-11-08 | 2017-05-17 | 宋培荣 | 一种闭孔里是真空的泡沫金属或非金属材料制作方法 |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP16563794A patent/JP3300871B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0827529A (ja) | 1996-01-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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