JP6071807B2 - 伝熱体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明に係る伝熱体の一実施形態を示す概略断面図である。
伝熱体12の基材1は、熱伝導率、コスト、強度、加工性の観点から金属が好ましいが、例えばカーボン等の熱伝導率の高い非金属材料も適用することができる。また、基材1は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物セラミックスや、炭化ケイ素等の炭化物セラミックス等も適用することができる。
次に、上記のような構造を有する伝熱体12の製造方法について説明する。
本実施形態に係る伝熱体12によれば、基材1上に、微細な気孔3を有する皮膜2が不連続に分散して形成されているので、伝熱特性に優れた実用性の高い伝熱体を提供することが可能となる。
図4は本発明に係る伝熱体の一実施形態の第1変形例を示す概略断面図である。なお、以下の変形例では、前記実施形態と同一の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図5は本発明に係る伝熱体の一実施形態の第2変形例を示す概略断面図である。
ZrTiO4のアルコキシ金属塩(溶媒はイソプロピルアルコール)中に平均粒子径0.05μmのアモルファスカーボン粒子(第1気孔形成用物質)と平均粒子径2μmのグラファイト粒子(第2気孔形成用物質)を配合して分散液とした。このときの配合比率は、皮膜2の気孔率が25%、皮膜2の面積が53%になるようにした。
皮膜2の気孔率を20%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の気孔率を80%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の膜厚を0.01μmとした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の膜厚を1μmとした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の不連続部分を30%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の不連続部分を70%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の材質をZrO2とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の材質をTiO2とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の材質をAl2O3とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。
皮膜2の気孔率を15%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜2の形成された金属板状試験体5は、熱伝達率の向上が認められなかった。
皮膜2の気孔率を85%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜2の形成された金属板状試験体5は、剥離が生じ熱伝達率を測定することができなかった。
皮膜2の膜厚を0.009μmとした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜2の形成された金属板状試験体5は、熱伝達率の向上が認められなかった。
皮膜2の膜厚を2μmとした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜2の形成された金属板状試験体5は、熱伝達率の向上が認められなかった。
皮膜2の不連続部分の面積を25%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜2の形成された金属板状試験体5は、熱伝達率の向上が認められなかった。
皮膜2の不連続部分の面積を75%とした他は、実施例1と全く同様な方法で皮膜2を形成し、実施例1と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜2の形成された金属板状試験体5は、熱伝達率の向上が認められなかった。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Claims (12)
- 固体状の基材上に、気孔率20%以上80%以下、かつ膜厚0.01μm以上1μm以下の皮膜を分散して形成したことを特徴とする伝熱体。
- 前記皮膜の周囲に、膜厚が前記皮膜より薄い薄膜を分散して形成したことを特徴とする請求項1に記載の伝熱体。
- 前記皮膜の周囲の前記基材上全面に、膜厚が前記皮膜より薄い薄膜を形成したことを特徴とする請求項1に記載の伝熱体。
- 前記基材の表面積に対する前記皮膜の面積比率は、30%以上70%以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の伝熱体。
- 前記皮膜は、前記基材において加熱されて液体が蒸発する側に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の伝熱体。
- 前記皮膜は、酸化物セラミックスからなる請求項1乃至5のいずれか1項に記載の伝熱体。
- 前記皮膜は、TiO2、ZrO2、Al2O3、若しくはZrTiO4又はこれらの混合物である酸化物セラミックスからなることを特徴とする請求項6に記載の伝熱体。
- 固体状の基材上に、セラミックスの前駆体組成中に複数種類の粒径の気孔形成用物質を同時に配合して調製した組成物を塗布する組成物塗布工程と、
前記組成物塗布工程の後に、前記複数種類の粒径の気孔形成用物質を消失させて前記基材上に気孔率20%以上80%以下、かつ膜厚0.01μm以上1μm以下の皮膜を分散して形成する皮膜形成工程と、
を有することを特徴とする伝熱体の製造方法。 - 前記複数種類の粒径の気孔形成用物質は、平均粒径0.1μm以下の第1気孔形成用物質と、平均粒径0.5μm以上の第2気孔形成物質を含むことを特徴とする請求項8に記載の伝熱体の製造方法。
- 前記第1気孔形成用物質及び前記第2気孔形成用物質は、カーボンからなることを特徴とする請求項9に記載の伝熱体の製造方法。
- 前記皮膜形成工程は、大気中において500℃以上の温度で加熱処理を施すことによって前記気孔形成用物質を分解消失させることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の伝熱体の製造方法。
- 前記組成物塗布工程は、ディップコーティング、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、及びロールコーティングを含む湿式コーティングによることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の伝熱体の製造方法。
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