JP7450312B2

JP7450312B2 - 結合固体の製造方法

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Publication number: JP7450312B2
Application number: JP2023506754A
Authority: JP
Inventors: 和彦西岡; 宏治景山
Original assignee: Sun Metalon
Current assignee: Sun Metalon
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2024-03-15
Anticipated expiration: 2041-12-13
Also published as: JP2024059860A; JP2024059859A; EP4309837A1; CN116981528A; CN117062683A; JPWO2022195989A1; WO2022195989A1; WO2022196681A1; IL305937A; US20240189902A1; JPWO2022196681A1; KR20230156939A; US20240165706A1; US20240165700A1; EP4374992A2; US20240165707A1; EP4310064A1; JP7450313B2; IL305935A; KR20230156938A

Description

本発明は、結合固体の製造方法に関する。

従来、日用品、家電製品、及び工作機械等に用いられる金属固体部品は、鋳塊や金属鋼片などを加工して製造されている。鋳塊や金属鋼片を加工するプロセスは、様々な工程を含み、複雑である。また、鋳塊や金属鋼片を加工するプロセスは、様々な加工業者にまたがることもある。そのため、鋳塊や金属鋼片を加工するプロセスは、間に、物流による搬送が含まれることがある。したがって、鋳塊や金属鋼片を加工するプロセスは、コストが高い。また、鋳塊や金属鋼片を加工するプロセスにおいて、一つの工程が滞ると、下流の工程が全て滞ることがある。

特開２０１２－１５８７９０号公報特開２０１７－１４５１５１号公報特開２００９－０３５７７６号公報特開２０１３－２１６９４３号公報特開２０１７－１４５１５１号公報

本発明は、容易に金属固体を製造可能である金属固体の製造方法を提供することを目的の一つとする。また、本発明は、容易に固体に金属固体を結合可能である結合固体の製造方法、及び容易に固体どうしを接続可能である結合固体の製造方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の態様によれば、金属粉末の周囲の少なくとも一部を金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射して金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化することと、を含む、金属固体の製造方法が提供される。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末の周囲の少なくとも一部を高融点材料で覆うことと、金属粉末を焼結又は溶融固化することと、を繰り返してもよい。

上記の金属固体の製造方法において、積層された金属固体が形成されてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料が、金属粉末よりマイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料が、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収する吸収材料を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料が、金属粉末よりマイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料と、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収する吸収材料と、を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料が、１質量％から７０質量％の吸収材料を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、断熱材料が、酸化物を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、断熱材料が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、吸収材料が、炭素材料を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、吸収材料が、炭素、黒鉛、炭化ケイ素、炭素樹脂、及び金属炭化物からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が、金属を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が、金属化合物を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が、合金成分をさらに含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、合金成分が、ケイ素、マンガン、クロム、ニッケル、炭素、ホウ素、銅、アルミニウム、チタン、ニオブ、バナジウム、亜鉛及び硫黄からからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末の平均粒子径が２００μｍ以下であってもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が金属酸化物を含み、金属粉末にマイクロ波を照射することにおいて、金属粉末が還元されてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が金属酸化物を含み、金属粉末にマイクロ波を照射することにおいて、金属粉末が焼結されてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料が型又は容器をなしていてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が圧粉体をなしていてもよい。

上記の金属固体の製造方法が、金属粉末にマイクロ波を照射することの前に、金属粉末に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａであってもよい。

上記の金属固体の製造方法が、金属粉末にマイクロ波を照射している間、金属粉末に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法が、金属粉末にマイクロ波を照射することの後に、金属粉末に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末にマイクロ波を照射することが、不活性ガス雰囲気下で行われてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末にマイクロ波を照射することが、還元雰囲気下で行われてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末が金属酸化物を含み、金属粉末にマイクロ波を照射する前に、金属酸化物を還元することをさらに含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、金属粉末の周囲の少なくとも一部を金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことが、高融点材料の層を形成することと、高融点材料の層に凹部を形成することと、凹部に金属粉末を入れることと、を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料の層に凹部を形成することが、高融点材料の層の一部を硬化することと、高融点材料の層の未硬化部分を除去することと、を含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料の層の一部を硬化することが、高融点材料の層の一部に硬化性材料を含めることを含んでいてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、高融点材料の層の一部に硬化性材料を含侵させてもよい。

上記の金属固体の製造方法において、光照射により、高融点材料の層の一部を硬化させてもよい。

また、本発明の態様によれば、金属粉末と、金属粉末の周囲の少なくとも一部を覆う、金属粉末の融点より融点が高い高融点材料と、が配置されるためのステージと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射して金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化するためのマイクロ波照射部と、を備える、金属固体の製造装置が提供される。

上記の金属固体の製造装置が、ステージ上に高融点材料を配置するための高融点材料配置部をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置において、高融点材料配置部が、ステージ上に高融点材料を塗布してもよい。

上記の金属固体の製造装置において、高融点材料配置部が、ステージ上に、高融点材料の層を積層してもよい。

上記の金属固体の製造装置が、高融点材料の少なくとも一部に硬化性材料を添加するための硬化性材料添加部をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置が、高融点材料の少なくとも一部を硬化するための硬化装置をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置が、未硬化の高融点材料を除去するための未硬化材料除去部をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置が、ステージ上に金属粉末を配置するための金属粉末配置部をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置において、金属粉末配置部が、ステージ上に金属粉末を塗布してもよい。

上記の金属固体の製造装置において、金属粉末配置部が、高融点材料の凹部に金属粉末を配置してもよい。

上記の金属固体の製造装置が、ステージ上に配置された金属粉末に圧力を加えるための加圧部をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置において、加圧部が、マイクロ波照射部が金属粉末にマイクロ波を照射する前に、金属粉末に圧力を加えてもよい。

上記の金属固体の製造装置において、加圧部が、マイクロ波照射部が金属粉末にマイクロ波を照射している間、金属粉末に圧力を加えてもよい。

上記の金属固体の製造装置において、加圧部が、マイクロ波照射部が金属粉末にマイクロ波を照射した後に、金属粉末に圧力を加えてもよい。

上記の金属固体の製造装置が、金属粉末に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給部をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置が、金属粉末に還元ガスを供給するための還元ガス供給部をさらに備えていてもよい。

上記の金属固体の製造装置が、ステージ上に高融点材料を配置するための高融点材料配置部と、ステージ上に金属粉末を配置するための金属粉末配置部と、をさらに備え、（１）高融点材料配置部と金属粉末配置部が、ステージ上に、高融点材料で囲まれた金属粉末を配置し、（２）マイクロ波照射部が金属粉末を焼結又は溶融固化してもよい。当該金属固体の製造装置が、（１）と（２）の組み合わせを繰り返してもよい。

上記の金属固体の製造装置において、金属粉末が金属酸化物を含み、マイクロ波照射部が金属粉末にマイクロ波を照射する前に、金属酸化物を還元する還元装置をさらに備えていてもよい。

本発明の態様によれば、固体上に金属粉末を配置することと、金属粉末の周囲の少なくとも一部を金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射して金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化し、固体上に金属固体を形成することと、を含む、結合固体の製造方法が提供される。

上記の結合固体の製造方法が、金属固体上に金属粉末を配置することと、金属固体上の金属粉末の周囲の少なくとも一部を高融点材料で覆うことと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた金属固体上の金属粉末にマイクロ波を照射して金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化し、金属固体上に追加の金属固体を形成することと、をさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、積層された金属固体が形成されてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が、金属粉末よりマイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収する吸収材料を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が、金属粉末よりマイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料と、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収する吸収材料と、を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が、１質量％から７０質量％の吸収材料を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、断熱材料が、酸化物を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、断熱材料が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

吸収材料が、炭素材料を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、吸収材料が、炭素、黒鉛、炭化ケイ素、炭素樹脂、及び金属炭化物からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が、金属を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が、金属化合物を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が、合金成分をさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、合金成分が、ケイ素、マンガン、クロム、ニッケル、炭素、ホウ素、銅、アルミニウム、チタン、ニオブ、バナジウム、亜鉛及び硫黄からからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末の平均粒子径が２００μｍ以下であってもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が金属酸化物を含み、金属粉末にマイクロ波を照射することにおいて、金属粉末が還元されてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が金属酸化物を含み、金属粉末にマイクロ波を照射することにおいて、金属粉末が焼結されてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が型又は容器をなしていてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が圧粉体をなしていてもよい。

上記の結合固体の製造方法が、金属粉末にマイクロ波を照射することの前に、金属粉末に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａであってもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末にマイクロ波を照射している間、金属粉末に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法が、金属粉末にマイクロ波を照射することの後に、金属粉末に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末にマイクロ波を照射することが、不活性ガス雰囲気下で行われてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末にマイクロ波を照射することが、還元雰囲気下で行われてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末が金属酸化物を含み、金属粉末にマイクロ波を照射する前に、金属酸化物を還元することをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、金属粉末の周囲の少なくとも一部を金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことが、高融点材料の層を形成することと、高融点材料の層に凹部を形成することと、凹部に固体と金属粉末を入れることと、を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料の層に凹部を形成することが、高融点材料の層の一部を硬化することと、高融点材料の層の未硬化部分を除去することと、を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料の層の一部を硬化することが、高融点材料の層の一部に硬化性材料を含めることを含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料の層の一部に硬化性材料を含侵させてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、光照射により、高融点材料の層の一部を硬化してもよい。

本発明の態様によれば、第１の固体と第２の固体の間に結合用金属を配置することと、結合用金属の周囲の少なくとも一部を結合用金属の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた結合用金属にマイクロ波を照射して結合用金属を加熱し、当該結合用金属を焼結又は溶融固化し、第１の固体と第２の固体を結合することと、を含む、結合固体の製造方法が提供される。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が粉末であってもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が固体であってもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が液体であってもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が、結合用金属よりマイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が、結合用金属がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収する吸収材料を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、高融点材料が、結合用金属よりマイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料と、結合用金属がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収する吸収材料と、を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、吸収材料が、炭素材料を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が、金属を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が、金属化合物を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が、合金成分をさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が粉末であり、結合用金属の平均粒子径が２００μｍ以下であってもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が金属酸化物を含み、結合用金属にマイクロ波を照射することにおいて、結合用金属が還元されてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が金属酸化物を含み、結合用金属にマイクロ波を照射することにおいて、結合用金属が焼結されてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が圧粉体をなしていてもよい。

上記の結合固体の製造方法が、結合用金属にマイクロ波を照射することの前に、結合用金属に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法が、金属粉末にマイクロ波を照射している間、金属粉末に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法が、結合用金属にマイクロ波を照射することの後に、結合用金属に圧力を加えることをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属にマイクロ波を照射することが、不活性ガス雰囲気下で行われてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属にマイクロ波を照射することが、還元雰囲気下で行われてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属が金属酸化物を含み、結合用金属にマイクロ波を照射する前に、金属酸化物を還元することをさらに含んでいてもよい。

上記の結合固体の製造方法において、結合用金属の周囲の少なくとも一部を結合用金属の融点より融点が高い高融点材料で覆うことが、高融点材料の層を形成することと、高融点材料の層に凹部を形成することと、凹部に第１及び第２の固体と結合用金属を入れることと、を含んでいてもよい。

本発明によれば、容易に金属固体を製造可能である金属固体の製造方法を提供可能である。また、本発明によれば、容易に固体に金属固体を結合可能である結合固体の製造方法、及び容易に固体どうしを接続可能である結合固体の製造方法を提供可能である。

図１は、第１実施形態に係る金属固体の製造装置の模式的斜視図である。図２は、第１実施形態に係る金属固体の製造方法の模式的工程図である。図３は、第１実施形態に係る金属固体の製造方法の模式的工程図である。図４は、第１実施形態に係る金属固体の製造方法の模式的工程図である。図５は、第１実施形態に係る金属固体の製造方法の模式的工程図である。図６は、第１実施形態に係る金属固体の製造方法の模式的工程図である。図７は、第１実施形態に係る金属固体の製造方法の模式的工程図である。図８は、第１実施形態に係る金属固体の製造装置の模式的斜視図である。図９は、第１実施形態に係る金属固体の製造装置の模式的斜視図である。図１０は、第１実施形態に係る金属固体の製造装置の模式的斜視図である。図１１は、実施例１で得られた金属固体の写真である。図１２は、実施例２で得られた金属固体の写真である。図１３は、実施例３で得られた金属固体の写真である。図１４は、実施例４で得られた金属固体の写真である。図１５は、実施例５で得られた金属膜でコーティングされた固体の写真である。図１６は、実施例６で得られた金属膜でコーティングされた固体の写真である。図１７は、実施例７で得られた金属膜でコーティングされた固体の写真である。図１８は、実施例８で得られた結合固体の写真である。図１９は、実施例１０で得られた結合固体の写真である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る金属固体の製造方法は、金属粉末の周囲の少なくとも一部を金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射して金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化することと、を含む。マイクロ波は、例えば周波数が３００ＭＨｚ以上３０ＧＨｚ以下の電磁波である。金属粉末の高融点材料で覆われている部分において、金属粉末と高融点材料が密着していることが好ましい。

金属粉末の材料は、金属単体を含んでいてもよいし、合金等の金属化合物を含んでいてもよい。金属の例としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びコバルト（Ｃｏ）が挙げられる。鉄（Ｆｅ）の焼結温度は例えば１２００℃である。鉄（Ｆｅ）の融点は１５３８℃である。ニッケル（Ｎｉ）の焼結温度は例えば１２００℃である。ニッケル（Ｎｉ）の融点は１４９５℃である。銅（Ｃｕ）の焼結温度は例えば８００℃である。銅（Ｃｕ）の融点は１０８５℃である。金（Ａｕ）の焼結温度は例えば８００℃である。金（Ａｕ）の融点は１０６４℃である。銀（Ａｇ）の焼結温度は例えば７５０℃である。銀（Ａｇ）の融点は９６２℃である。アルミニウム（Ａｌ）の焼結温度は例えば５００℃である。アルミニウム（Ａｌ）の融点は６６０℃である。コバルト（Ｃｏ）の焼結温度は例えば１１００℃である。コバルト（Ｃｏ）の融点は１４５５℃である。

金属粉末の材料は、１種類の金属を含んでいてもよいし、複数種類の金属を含んでいてもよい。金属化合物の例としては、複数の金属元素からなる合金、金属元素と非金属元素からなる合金、金属の酸化物、金属の水酸化物、金属の塩化物、金属の炭化物、金属のホウ化物、及び金属の硫化物が挙げられるが、特に限定されない。金属粉末は、合金成分として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び硫黄（Ｓ）等を含んでいてもよい。金属粉末の材料は、周囲の高融点材料よりもマイクロ波の吸収特性に優れることが好ましい。これにより、金属粉末が周囲の高融点材料よりもマイクロ波で加熱されやすくなる。

金属粉末の平均粒子径は、例えば２００μｍ以下、１９０μｍ以下、あるいは１８０μｍ以下である。金属粉末の平均粒子径は、例えば、レーザー回折・散乱法により測定された、体積基準における累積粒度分布におけるメディアン径Ｄ₅₀を指す。好ましくは、金属粉末の粒度分布は、Ｄ₁₀／Ｄ₅₀＞０．５かつＤ₅₀／Ｄ₉₀＞０．５である。金属粉末の平均粒子径が２００μｍ以下であると、金属粉末がマイクロ波を吸収しやすい傾向にある。

高融点材料は、金属粉末よりマイクロ波の透過性が高く、金属粉末よりマイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料を含んでいてもよい。断熱材料は、金属粉末の融点より高い融点を有する。断熱材料は、マイクロ波を吸収する程度が低いことにより、マイクロ波を照射されても発熱の程度が低く、断熱効果を発揮する。また、断熱材料は、金属粉末より融点が高いため、マイクロ波を照射されても、形状が安定する。そのため、マイクロ波を照射された金属粉末が、焼結又は溶融している間も、断熱材料を含む高融点材料は、形状が安定し得る。

断熱材料は、金属の酸化物を含んでいてもよいし、半金属の酸化物を含んでいてもよい。金属及び半金属の酸化物の例としては、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、及び酸化チタン（ＴｉＯ₂）が挙げられるが、特に限定されない。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の融点は２０７２℃である。酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の融点は１７１０℃である。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の融点は２８５２℃である。断熱材料は、これらの化合物であってもよい。

高融点材料は、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収する吸収材料を含んでいてもよい。吸収材料は、金属粉末の融点より高い融点を有する。吸収材料がマイクロ波を吸収する温度帯の少なくも一部は、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より低い。金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯は、例えば、３００℃以上１２００℃以下、４５０℃以上１１００℃以下、あるいは６００℃以上８００℃以下である。吸収材料がマイクロ波を吸収する温度帯は、例えば、１００℃以上１０００℃以下、２５０℃以上９００℃以下、あるいは４００℃以上６００℃以下である。

吸収材料がマイクロ波を吸収する温度帯の少なくも一部は、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯と重なっていることが好ましい。吸収材料は、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収するため、金属粉末より早く発熱する。そのため、吸収材料は、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯に達するまでに、金属粉末を加熱することが可能である。したがって、高融点材料が吸収材料を含むと、金属粉末の温度がマイクロ波を吸収する温度帯に達するのが速くなり、金属粉末の加熱時間を短縮することが可能である。また、吸収材料は、金属粉末がマイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯でマイクロ波を吸収するため、高融点材料が必要以上に加熱されることを抑制することが可能である。そのため、マイクロ波を照射された金属粉末が、焼結又は溶融している間も、吸収材料を含む高融点材料は、形状が安定し得る。

吸収材料は、例えば、炭素材料を含む。炭素材料の例としては、カーボンブラック、非晶質カーボン、黒鉛、炭化ケイ素、炭素樹脂、及び金属炭化物が挙げられるが、特に限定されない。吸収材料は、これらの化合物であってもよい。吸収材料は、揮発成分を含まないことが好ましい。吸収材料が揮発成分を含まないことにより、マイクロ波が揮発成分に吸収されることを回避することが可能である。

高融点材料は、金属粉末を還元する還元材料を含んでいてもよい。還元材料は、金属粉末の融点より高い融点を有する。還元材料の例としては、炭素、及び炭化ケイ素が挙げられる。吸収材料として使用される炭素材料が、還元材料としても機能し得る。

高融点材料は、断熱材料のみからなっていてもよいし、吸収材料のみからなっていてもよいし、還元材料のみからなっていてもよいし、これらの組み合わせを含んでいてもよい。また、断熱材料、吸収材料、及び還元材料は、それぞれ、性質及び機能が重複する場合がある。例えば、炭素材料は、吸収材料としても機能するし、還元材料としても機能する。

高融点材料が、断熱材料及び吸収材料を含む場合、断熱材料と吸収材料の質量割合は、１：１か、断熱材料の質量割合が吸収材料の質量割合より大きいことが好ましい。例えば、高融点材料における吸収材料の質量割合は、１質量％以上、２質量％以上、あるいは５質量％以上であり、７０質量％以下、５０質量％以下、４０質量％以下、３０質量％以下、２０質量％以下、あるいは１０質量％以下である。高融点材料における吸収材料の質量割合を５０質量％以下にすることにより、高融点材料におけるマイクロ波の透過性を確保すること、及び金属粉末の焼結又は溶融固化の速度を適切にすることが可能となる。

マイクロ波を照射される金属粉末が圧粉体である場合、高融点材料は、固体粉末等であって、流動性を有していてもよい。所望の３次元形状に圧粉体に金属粉末を成形したのち、圧粉体の少なくとも一部を高融点材料で覆い、その後、高融点材料で覆われた圧粉体にマイクロ波を照射することにより、圧粉体が焼結し、冶金により、所望の形状の金属固体が製造される。あるいは、高融点材料で覆われた圧粉体にマイクロ波を照射し、その後、冷却することにより、圧粉体が溶融固化し、所望の形状の金属固体が製造される。圧粉体は周囲の全体を高融点材料で覆われてもよい。圧粉体を覆う高融点材料の厚み、体積等は、マイクロ波の透過性に基づいて、適当に設定することが可能である。

金属粉末を圧粉体に成形する際には、金属粉末に、例えば、０．１ＭＰａ以上、１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、あるいは２００ＭＰａ以上であり、２０００ＭＰａ以下、１９００ＭＰａ以下、あるいは１８００ＭＰａ以下の圧力を加えてもよい。加圧することにより、製造される金属固体が緻密になる傾向にある。加圧方法としては、一軸成型、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）成型、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）成型、及びローラー加圧などが挙げられる。

マイクロ波を照射される金属粉末が流動性を有する場合、高融点材料が型又は容器等の固体をなしていてもよい。例えば、マイクロ波を照射される金属粉末全体が粉末であってもよいし、金属粉末の一部が圧粉体であってもよい。高融点材料がなす、所望の３次元形状に対応する型又は容器の凹部に金属粉末を入れて、金属粉末の少なくとも一部を高融点材料がなす型又は容器で覆い、その後、高融点材料がなす型又は容器で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射することにより、金属粉末が焼結し、所望の形状の金属固体が製造される。なお、本開示において、凹部は、貫通孔を含む。あるいは、高融点材料で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射し、その後、冷却することにより、圧粉体が溶融固化し、所望の形状の金属固体が製造される。金属粉末は周囲の全体を高融点材料がなす型又は容器で覆われてもよい。圧粉体を覆う高融点材料がなす型又は容器の厚み、体積等は、マイクロ波の透過性に基づいて、適当に設定することが可能である。高融点材料がなす型又は容器に入れられる金属粉末は、位置により、組成を変えてもよい。例えば、位置により、金属粉体をなす金属の種類や、金属粉体の合金成分を変更してもよい。

高融点材料がなす型又は容器に金属粉末を入れた後、マイクロ波を照射する前に、金属粉末に、例えば、０．１ＭＰａ以上、１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、あるいは２００ＭＰａ以上であり、２０００ＭＰａ以下、１９００ＭＰａ以下、あるいは１８００ＭＰａ以下の圧力を加えてもよい。加圧することにより、製造される金属固体が緻密になる傾向にある。加圧方法としては、一軸成型、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）成型、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）成型、及びローラー加圧などが挙げられる。

高融点材料を型又は容器等の固体にする際には、高融点材料に光硬化性樹脂等の硬化性材料を分散させ、高融点材料と光硬化性樹脂の混合物に光を照射して、高融点材料と光硬化性樹脂の混合物を硬化してもよい。光硬化性樹脂が紫外線硬化性樹脂である場合、高融点材料と光硬化性樹脂の混合物に紫外線を照射する。光の照射時間は、例えば、１時間以上、２時間以上、あるいは３時間以上である。高融点材料と光硬化性樹脂の混合物における光硬化性樹脂の質量割合は、例えば、１％以上、２％以上、あるいは３％以上であり、１０％以下、９％以下、あるいは８％以下である。高融点材料と光硬化性樹脂の混合物における光硬化性樹脂の質量割合を１％以上１０％以下にすることにより、硬度を確保し、かつ、マイクロ波の透過性を確保することが可能となり得る。硬化性材料は、熱硬化性であってもよい。この場合、高融点材料と熱硬化性材料の混合物を加熱して、高融点材料と熱硬化性材料の混合物を硬化してもよい。

マイクロ波を照射される金属粉末と高融点材料の両方が粉末である場合、金属粉末と高融点材料を積層し、その後、積層された金属粉末と高融点材料にマイクロ波を照射してもよい。金属粉末と高融点材料を積層した後、マイクロ波を照射する前に、積層された金属粉末と高融点材料に、例えば、０．１ＭＰａ以上、１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、あるいは２００ＭＰａ以上であり、２０００ＭＰａ以下、１９００ＭＰａ以下、あるいは１８００ＭＰａ以下の圧力を加えてもよい。加圧することにより、製造される金属固体が緻密になる傾向にある。加圧方法としては、一軸成型、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）成型、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）成型、及びローラー加圧などが挙げられる。

金属粉末にマイクロ波を照射している間、金属粉末に圧力を加えてもよい。加えられる圧力は、例えば、０．１ＭＰａ以上、１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、あるいは２００ＭＰａ以上であり、２０００ＭＰａ以下、１９００ＭＰａ以下、あるいは１８００ＭＰａ以下である。

金属粉体を焼結又は溶融固化した後、形成された金属固体に圧力を加えてもよい。この場合、金属固体が熱を有し、雰囲気温度まで冷却される前であって、雰囲気温度より温度が高い状態で圧力を加えることが好ましい。加えられる圧力は、例えば、０．１ＭＰａ、１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、あるいは２００ＭＰａ以上であり、２０００ＭＰａ以下、１９００ＭＰａ以下、あるいは１８００ＭＰａ以下である。加圧することにより、製造される金属固体が緻密になる傾向にある。加圧方法としては、一軸成型、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）成型、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）成型、及びローラー加圧などが挙げられる。

金属粉体が金属酸化物を含む場合、還元材料を含む高融点材料で覆われた金属粉体にマイクロ波を照射することにより、金属酸化物は還元される。金属粉体を焼結温度以上であって、融点の付近まで加熱すると、ち密な焼結体が得られやすい。したがって、金属粉体を、マイクロ波によって、１４００℃以上、あるいは１５００℃以上まで加熱してもよい。金属粉体を溶融固化する場合は、金属粉末を、融点以上まで加熱すればよい。なお、金属粉体にマイクロ波を照射する前に、当該金属の酸化物粉体を予め還元してもよい。例えば、金属酸化物粉体と炭素粉体を混合し、金属酸化物粉体と炭素粉体の混合物を加熱することにより、金属酸化物粉体を還元することが可能である。還元された金属粉体は、例えば、磁石によって、炭素粉体から分離することが可能である。

金属粉末を加熱することは、不活性ガス雰囲気下で行われてもよい。不活性ガスの例としては、アルゴン（Ａｒ）、及びヘリウム（Ｈｅ）が挙げられる。また、金属粉末を加熱することは、中性ガス雰囲気下で行われてもよい。中性ガスの例としては、窒素（Ｎ₂）、乾燥水素（Ｈ₂）、及びアンモニア（ＮＨ₃）が挙げられる。また、金属粉末を加熱することは、還元雰囲気下で行われてもよい。還元雰囲気を供する還元性ガスとしては、水素（Ｈ₂）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び炭化水素ガス（ＣＨ₄、Ｃ₃Ｈ₈、Ｃ₄Ｈ₁₀など）が挙げられる。高融点材料が型又は容器をなしている場合、高融点材料がなす型又は容器の内部に、不活性ガス、中性ガス、あるいは還元性ガスを供給してもよい。

上記の金属粉末の周囲の少なくとも一部を高融点材料で覆うことと、金属粉末を焼結又は溶融固化することと、を繰り返し、積層された金属固体を形成してもよい。また、上記の方法で得らえた金属固体を、研磨してもよい。また、上記の方法で得らえた金属固体を、例えばコアにして、周囲に金属粉体を配置し、さらに金属粉体の周囲に高融点材料を配置して、マイクロ波を照射することを繰り返してもよい。これにより、金属固体をスケールアップすることが可能である。また、マイクロ波を照射する毎に、金属粉体及び高融点材料のそれぞれの組成を変更してもよい。例えば、マイクロ波を照射する毎に、金属粉体の合金成分を変更してもよい。

第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、図１に示すように、金属粉末と、金属粉末の周囲の少なくとも一部を覆う、金属粉末の融点より融点が高い高融点材料と、が配置されるステージ１０と、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射して金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化するためのマイクロ波照射部２０と、を備える。第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、例えば、上述した第１実施形態に係る金属固体の製造方法を実施可能である。

ステージ１０は、金属粉末と、高融点材料と、を配置可能であれば、特に限定されない。ステージ１０は、互いに垂直な３軸方向に移動可能であってもよい。例えば、ステージ１０は、重力方向及び水平方向に移動可能であってもよい。

第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、ステージ１０上に高融点材料を配置する高融点材料配置部３１をさらに備えていてもよい。高融点材料配置部３１は、ステージ１０上に高融点材料を塗布してもよい。高融点材料配置部３１は、ステージ１０上に高融点材料の層を形成してよい。高融点材料配置部３１は、互いに垂直な３軸方向に移動可能であってもよい。例えば、高融点材料配置部３１は、重力方向及び水平方向に移動可能であってもよい。例えば、図２（ａ）から図２（ｃ）に示すように、高融点材料配置部３１は、ステージ１０上を移動しながら粉体の高融点材料をステージ１０上に塗布し、高融点材料の層１０１をステージ１０上に形成してもよい。

図１に示すように、第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、高融点材料の少なくとも一部に硬化性材料を添加する硬化性材料添加部３２をさらに備えていてもよい。硬化性材料添加部３２は、高融点材料の硬化させる部分に、硬化性材料を添加し、高融点材料の硬化させない部分には、硬化性材料を添加しない。硬化性材料は、例えば液体であり、硬化性材料添加部３２は、高融点材料の硬化させる部分に、硬化性材料を含侵させてもよい。硬化性材料添加部３２は、互いに垂直な３軸方向に移動可能であってもよい。例えば、硬化性材料添加部３２は、重力方向及び水平方向に移動可能であってもよい。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、硬化性材料添加部３２は、ステージ１０上の高融点材料の層１０１上を移動しながら、高融点材料の層１０１に硬化性材料をパターニングしながら塗布し、高融点材料の層１０１の硬化させない部分１０２に硬化性材料を添加せず、高融点材料の層１０１の硬化させる部分に硬化性材料を添加してもよい。硬化性材料添加部３２は、例えばインクジェットノズルを備え、バインダージェッティング方式で、硬化性材料を高融点材料に添加してもよい。

高融点材料配置部３１と、硬化性材料添加部３２と、は、一体化していてもよい。

図１に示すように、第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、高融点材料の少なくとも一部を硬化する硬化装置４０をさらに備えていてもよい。高融点材料が光硬化性材料を含む場合、硬化装置４０は光源である。高融点材料が熱硬化性材料を含む場合、硬化装置４０は熱源である。硬化装置４０は、互いに垂直な３軸方向に移動可能であってもよい。例えば、硬化装置４０は、重力方向及び水平方向に移動可能であってもよい。図３（ｃ）に示すように、硬化装置４０は、硬化性材料の硬化に必要なエネルギーを高融点材料の層１０１に照射して、高融点材料の層１０１の少なくとも一部を硬化する。硬化装置４０は、高融点材料の層１０１の全面に一括してエネルギーを照射してもよいし、高融点材料の層１０１をスキャンしながらエネルギーを照射してもよい。

図１に示すように、第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、未硬化の高融点材料を除去する未硬化材料除去部５０をさらに備えていてもよい。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、未硬化材料除去部５０は、高融点材料の層１０１の未硬化で粉体の部分１０２に風圧を加えて、未硬化で粉体の部分１０２を高融点材料の層１０１から除去し、高融点材料の層１０１に凹部１０３を形成させてもよい。

図１に示すように、第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、ステージ１０上に金属粉末を配置する金属粉末配置部３３をさらに備えていてもよい。金属粉末配置部３３としては、リコータが使用可能である。金属粉末配置部３３は、ステージ１０上に金属粉末を塗布してもよい。金属粉末配置部３３は、互いに垂直な３軸方向に移動可能であってもよい。例えば、金属粉末配置部３３は、重力方向及び水平方向に移動可能であってもよい。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、金属粉末配置部３３は、ステージ１０上の高融点材料の層１０１の凹部１０３に金属粉末２００を配置してもよい。ステージ１０上の高融点材料の層１０１の凹部１０３が形成されていない部分の表面に配置された金属粉末は、ローラーやブラシ等で除去してもよい。

高融点材料配置部３１と、金属粉末配置部３３と、は、一体化していてもよい。硬化性材料添加部３２と、金属粉末配置部３３と、は、一体化していてもよい。高融点材料配置部３１と、硬化性材料添加部３２と、金属粉末配置部３３と、は、一体化していてもよい。

図１に示すように、第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、ステージ１０上に配置された金属粉末に圧力を加える加圧部６０をさらに備えていてもよい。図５（ｃ）に示すように、加圧部６０は、マイクロ波を照射される前の金属粉末２００に圧力を加える。加圧方法としては、一軸成型、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）成型、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）成型、及びローラー加圧などが挙げられる。ローラー加圧の場合、加圧部６０の加圧先端がローラー式で、ローラーをステージ１０に加圧させた状態で、ステージ１０をスライドさせるような、加圧手法を選択してもよい。

例えば図６に示すように、マイクロ波照射部２０は、ステージ１０上の高融点材料の層１０１の凹部１０３に配置された金属粉末２００に、マイクロ波を照射する。マイクロ波照射部２０は、金属粉末２００の全面に一括してマイクロ波を照射してもよいし、金属粉末２００をスキャンしながらマイクロ波を照射してもよい。第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、金属粉末に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部をさらに備えていてもよい。不活性ガス供給部は、金属粉末２００が少なくともマイクロ波に照射されている間、金属粉末２００の周囲に不活性ガスを供給する。第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、金属粉末に還元ガスを供給する還元ガス供給部をさらに備えていてもよい。還元ガス供給部は、金属粉末２００が少なくともマイクロ波に照射されている間、金属粉末２００の周囲に還元ガスを供給する。第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、金属粉末に還元ガスを供給する中性ガス供給部をさらに備えていてもよい。中性ガス供給部は、金属粉末２００が少なくともマイクロ波に照射されている間、金属粉末２００の周囲に中性ガスを供給する。不活性ガス供給部と、還元ガス供給部と、は、一体化していてもよい。不活性ガス供給部と、中性ガス供給部と、は、一体化していてもよい。還元ガス供給部と、中性ガス供給部と、は、一体化していてもよい。

図１に示すように、第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、ステージ１０上に配置された金属粉末の温度を計測する温度計７１を備えていてもよい。温度計７１としては、放射温度計が利用可能である。放射温度計は、金属粉末の材料の放射率に基づき、金属粉末の温度を計測する。温度計７１は、高融点材料の温度も計測してもよい。温度計７１で計測される金属粉末の温度に基づいて、マイクロ波照射部２０が照射するマイクロ波を制御してもよい。また、第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、マイクロ波照射部２０が照射するマイクロ波を検出するマイクロ波検出器７２を備えていてもよい。マイクロ波検出器７２で検出されるマイクロ波の特性に基づいて、マイクロ波照射部２０が照射するマイクロ波を制御してもよい。

図１に示す加圧部６０は、金属粉末２００がマイクロ波に照射された後、金属粉末２００に圧力を加えてもよい。加圧方法としては、一軸成型、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）成型、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）成型、及びローラー加圧などが挙げられる。ローラー加圧の場合、加圧部６０の加圧先端がローラー式で、ローラーをステージ１０に加圧させた状態で、ステージ１０をスライドさせるような、加圧手法を選択してもよい。

図６に示すステージ１０上の高融点材料の層１０１の凹部１０３に配置され、マイクロ波を照射された金属粉末２００は、その後、冷却され、焼結又は溶融固化し、金属固体となる。なお、高融点材料の層１０１の凹部１０３のエッジの部分の近傍の金属粉末２００は、加熱されやすい傾向にある。そのため、凹部１０３のエッジの部分の近傍においては、高融点材料に含まれる吸収材料の質量割合を、他の部分より低くしてもよい。

第１実施形態に係る金属固体の製造装置のステージ１０及びマイクロ波照射部２０等は、筐体に収納されていてもよい。

第１実施形態に係る金属固体の製造装置は、焼結又は溶融固化した金属固体と、金属固体を囲む高融点材料の層１０１の上に、金属粉体を囲む高融点材料の層１０１を形成し、金属粉体を焼結又は溶融固化することを繰り返してもよい。これにより、１回のマイクロ波の照射で形成される金属固体の厚みが薄くても、金属固体が積層され、厚みのある金属固体を製造することが可能である。金属粉体を囲む高融点材料の層１０１を形成する毎に、高融点材料の層１０１に形成される凹部の形状を変えることで、複雑な三次元形状を有する金属固体を製造することが可能である。

すなわち、図７に示すように、ステージ１０上に１層目の高融点材料の層１０１Ａを形成し、高融点材料の層１０１Ａの凹部に、金属粉体２００Ａを配置する。次に、金属粉体２００Ａにマイクロ波を照射し、金属粉体２００Ａを１層目の金属固体２０１Ａにする。次に、１層目の高融点材料の層１０１Ａの上に２層目の高融点材料の層１０１Ｂを形成し、高融点材料の層１０１Ｂの凹部に、金属粉体２００Ｂを配置する。ここで、高融点材料の層１０１Ｂの凹部からは、１層目の金属固体２０１Ａが露出しており、金属粉体２００Ｂは、１層目の金属固体２０１Ａの表面と接触する。次に、金属粉体２００Ｂにマイクロ波を照射し、金属粉体２００Ｂを２層目の金属固体２０１Ｂにする。この際、２層目の金属固体２０１Ｂは、１層目の金属固体２０１Ａに固着する。以後、同様の工程を繰り返すことにより、金属固体が積層される。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る結合固体の製造方法は、固体上に金属粉末を配置することと、金属粉末の周囲の少なくとも一部を金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた金属粉末にマイクロ波を照射して金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化し、固体上に金属固体を形成することと、を含む。

固体の材料は特に限定されないが、融点が金属粉末より高い材料が好ましい。固体の材料の例としては、融点が金属粉末より高い金属が挙げられる。固体の形状は特に限定されない。固体の形状の例としては、平板、直方体、及び円柱が挙げられる。例えば、固体は、平坦な表面を有していてもよいし、曲がっている表面を有していてもよい。

金属粉末、及び高融点材料は、第１実施形態と同じであり得る。金属粉末及び高融点材料の配置方法は、第１実施形態と同じであり得る。金属粉末と高融点材料の相対的な配置は、第１実施形態と同じであり得る。また、マイクロ波の照射条件は、第１実施形態と同じであり得る。

固体上に金属粉末を配置する方法は、特に限定されない。リコータを用いて、固体上に金属粉末を配置してもよい。固体の複数の表面の少なくとも一部の上に金属粉末を配置してもよい。固体の全てを覆うように金属粉末を配置してもよい。固体上に配置される金属粉末の層の厚みは、形成される金属固体の厚みに応じて、適宜設定される。固体上に配置される金属粉末の層の厚みは、例えば、一定である。ステージ上に配置された高融点材料の層に凹部を設け、高融点材料の層の凹部の中に固体を配置し、固体上に金属粉末を配置してもよい。あるいは、固体上に金属粉末を配置した後、少なくとも金属粉末の周囲に高融点材料を配置してもよい。

マイクロ波を照射する前に、固体上の金属粉末に圧力を加えてもよい。加圧方法は、第１実施形態と同じであり得る。金属粉末がマイクロ波に照射された後、金属粉末に圧力を加えてもよい。

固体上の金属粉末を焼結又は溶融固化することにより、固体上に金属固体が形成される。これにより、固体に、金属固体が結合される。形成される金属固体は、膜状であってもよい。固体のコーティングを目的として、固体上に金属固体を形成してもよい。

固体上に形成された金属固体上に、さらに金属固体を形成することを繰り返してもよい。金属固体が膜状であり、固体上に多層膜が形成されてもよい。

第２実施形態に係る結合固体の製造方法は、第１実施形態で説明した金属固体の製造装置によって実施されてもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る結合固体の製造方法は、第１の固体と第２の固体の間に結合用金属を配置することと、結合用金属の周囲の少なくとも一部を結合用金属の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、周囲の少なくとも一部が高融点材料で覆われた結合用金属にマイクロ波を照射して結合用金属を加熱し、当該結合用金属を焼結又は溶融固化し、第１の固体と第２の固体を結合することと、を含む。

第１及び第２の固体の材料は特に限定されないが、融点が金属粉末より高い材料が好ましい。第１及び第２の固体の材料の例としては、融点が金属粉末より高い金属が挙げられる。第１及び第２の固体のそれぞれの形状は、特に限定されない。第１及び第２の固体は、互いに接触可能な表面を有していてもよい。第１の固体は、第２の固体と嵌合可能な形状を有していてもよい。第１の固体は、第２の固体に挿入可能な形状を有していてもよい。

結合用金属は、粉末であってもよいし、固体であってもよいし、液体であってもよい。結合用金属が固体である場合、結合用金属は、第１の固体の接合面と第２の固体の接合面の間に挿入可能な形状を有し得る。結合用金属が液体である場合、液体は粘性を有していてもよい。粉末又は固体である結合用金属を加熱して、液体にしてもよい。

結合用金属の材料は、第１実施形態で説明した金属粉末と同じであり得る。高融点材料は、第１実施形態と同じであり得る。第１の固体の接合面と第２の固体の接合面の間に結合用金属を配置し、少なくとも結合用金属の周囲に高融点材料の配置を配置する。高融点材料の配置方法は、第１実施形態と同じであり得る。結合用金属と高融点材料の相対的な配置は、第１実施形態における金属粉末と高融点材料の相対的な配置と同じであり得る。なお、結合用金属と高融点材料の間に、第１の固体又は第２の固体が配置されていてもよい。マイクロ波の照射条件は、第１実施形態と同じであり得る。

第１及び第２の固体の間に結合用金属を配置する方法は、特に限定されない。結合用金属が粉末又は液体である場合は、第１の固体の接合面と第２の固体の接合面の間に結合用金属を注入してもよい。結合用金属が固体である場合は、第１の固体の接合面と第２の固体の接合面の間に結合用金属を挿入してもよい。あるいは、結合用金属が粉末、液体、固体のいずれであっても、第１の固体の接合面に結合用金属を配置した後、結合用金属上に第２の固体の接合面を接触させてもよい。

ステージ上に配置された高融点材料の層に凹部を設け、高融点材料の層の凹部の中に第１の固体を配置し、第１の固体上に結合用金属と第２の固体を順次配置してもよい。あるいは、第１の固体と第２の固体の間に結合用金属を配置した後、少なくとも結合用金属の周囲に高融点材料を配置してもよい。

マイクロ波を照射する前に、第１及び第２の固体の間に配置された結合用金属に圧力を加えてもよい。例えば、第１及び第２の固体の少なくとも一方に圧力を加えて、結合用金属に圧力を加えてもよい。結合用金属がマイクロ波に照射された後、結合用金属に圧力を加えてもよい。

第１及び第２の固体の間の結合用金属を焼結又は溶融固化することにより、第１の固体と第２の固体が結合される。

第３実施形態に係る結合固体の製造方法は、第１実施形態で説明した金属固体の製造装置によって実施されてもよい。

上記のように本発明を実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、図１に示す加圧部６０は、配置された金属粉末２００の全面に加圧してもよい。あるいは、図８に示すように、配置された金属粉末２００の表面積より小さい接触面積を有する加圧部６０が、移動しながら金属粉末２００に連続的に加圧してもよい。加圧方法としては、一軸成型、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）成型、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）成型、及びローラー加圧などが挙げられる。ローラー加圧の場合、図９に示すように、加圧部６０がローラーを備え、ローラーをステージ１０に加圧させた状態で、ローラーをステージ１０上で移動させる、あるいはステージ１０をスライドさせるような、加圧手法を選択してもよい。また、例えば、図１０に示すように、実施形態に係る金属固体の製造装置は、金属粉体がマイクロ波を照射される前に金属粉体を還元する還元装置８０を備えていてもよい。還元装置８０は、例えば加熱装置であり、金属粉体を加熱して、金属粉体を還元する。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。

（実施例１）
高融点材料の層を形成した。高融点材料は９３質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の粉体と７質量％の炭素（Ｃ）の粉体からなっていた。高融点材料の層の表面の凹部が設けれる部分を円形のアルミ板で覆い、高融点材料の層の表面に硬化性材料を噴射し、高融点材料の層のアルミ板で覆われていない部分に、硬化性材料を浸透させた。硬化性材料は、５０質量％のＵＶ硬化性樹脂（ＡＭＺＬＡＢＧｍｂＨ製ＳｔａｎｄａｒｄＰｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒＲｅｓｉｎ）と５０質量％のエタノールを含んでいた。その後、高融点材料の層にＵＶ光を照射し、高融点材料の層に浸透した硬化性樹脂を硬化させた。アルミ板で覆われ、硬化されたなかった高融点材料は、エアシャワーにより除去した。これにより、高融点材料の層に、円柱状の凹部が形成された。円柱状の凹部の底面の直径は７．０ｍｍ、深さは４．０ｍｍであった。

高融点材料の層に設けられた凹部に、金属粉末（平均粒子径４５μｍ）を充填した。金属粉末は、１００％の鉄（Ｆｅ）からなっていた。プレス機を用いて、金属粉末と、金属粉末を取り囲む高融点材料に、２５０ＭＰａの圧力をかけた。空気雰囲気下で、高融点材料と金属粉末に、７００Ｗのマイクロ波を１８０秒照射し、金属粉末を１３５０℃（推定値）まで加熱した。金属粉末が焼結して得られた金属固体の写真を図１１に示す。得られた金属固体は、円柱状であり、底面の直径は７．０ｍｍ、高さは４．０ｍｍであった。得られた金属固体の密度は４．５ｇ／ｃｍ²であり、相対密度（＝密度／真密度）は５８％であった。

（実施例２）
高融点材料の第１層を形成した。高融点材料は９３質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の粉体と７質量％の炭素（Ｃ）の粉体からなっていた。高融点材料の第１層の表面の凹部が設けれる部分を円形のアルミ板で覆い、高融点材料の第１層の表面に硬化性材料を噴射し、高融点材料の第１層のアルミ板で覆われていない部分に、硬化性材料を浸透させた。硬化性材料は、５０質量％のＵＶ硬化性樹脂（ＡＭＺＬＡＢＧｍｂＨ製ＳｔａｎｄａｒｄＰｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒＲｅｓｉｎ）と５０質量％のエタノールを含んでいた。その後、高融点材料の第１層にＵＶ光を照射し、高融点材料の第１層に浸透した硬化性樹脂を硬化させた。アルミ板で覆われ、硬化されたなかった高融点材料は、エアシャワーにより除去した。これにより、高融点材料の第１層に、円柱状の凹部が形成された。円柱状の凹部の底面の直径は７．０ｍｍ、深さは４．２ｍｍであった。

高融点材料の第１層に設けられた凹部に、金属粉末を充填した。金属粉末は、１００％の鉄（Ｆｅ）からなっていた。プレス機を用いて、金属粉末と、金属粉末を取り囲む高融点材料に、２５０ＭＰａの圧力をかけた。空気雰囲気下で、高融点材料と金属粉末に、７００Ｗのマイクロ波を１８０秒照射し、金属粉末を１３５０℃（推定値）まで加熱し、円柱状の金属固体を得た。

高融点材料の第１層の上に、高融点材料の第２層を形成した。高融点材料は９３質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）と７質量％の炭素（Ｃ）からなっていた。高融点材料の第２層の表面の凹部が設けれる部分であって、高融点材料の第１層で取り囲まれている金属固体の真上を円形のアルミ板で覆い、高融点材料の第２層の表面に硬化性材料を噴射し、高融点材料の第２層のアルミ板で覆われていない部分に、硬化性材料を浸透させた。硬化性材料は、５０質量％のＵＶ硬化性樹脂（ＡＭＺＬＡＢＧｍｂＨ製ＳｔａｎｄａｒｄＰｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒＲｅｓｉｎ）と５０質量％のエタノールを含んでいた。その後、高融点材料の第２層にＵＶ光を照射し、高融点材料の第２層に浸透した硬化性樹脂を硬化させた。アルミ板で覆われ、硬化されたなかった高融点材料は、エアシャワーにより除去した。これにより、高融点材料の第２層に、円柱状の凹部が形成された。円柱状の凹部の底面の直径は７．０ｍｍ、深さは２．４ｍｍであった。高融点材料の第２層に設けられた凹部から、高融点材料の第１層で取り囲まれている金属固体の上面が露出した。

高融点材料の第２層に設けられた凹部に、金属粉末を充填した。金属粉末は、１００％の鉄（Ｆｅ）からなっていた。プレス機を用いて、金属粉末と、金属粉末を取り囲む高融点材料に、２５０ＭＰａの圧力をかけた。空気雰囲気下で、高融点材料と金属粉末に、７００Ｗのマイクロ波を１８０秒照射し、金属粉末を１３５０℃（推定値）まで加熱し、円柱状の金属固体を得た。この際、高融点材料の第１層で取り囲まれている金属固体と、高融点材料の第２層で取り囲まれている金属固体と、は、結合した。

金属粉末が焼結して得られた金属固体の写真を図１２に示す。得られた金属固体は、円柱状であり、底面の直径は７．０ｍｍ、高さは６．６ｍｍであった。得られた金属固体の密度は４．１ｇ／ｃｍ²であり、相対密度は５２％であった。

（実施例３）
高融点材料の層を形成した。高融点材料は９３質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の粉体と７質量％の炭素（Ｃ）の粉体からなっていた。高融点材料の層の表面の凹部が設けれる部分を三角形のアルミ板で覆い、高融点材料の層の表面に硬化性材料を噴射し、高融点材料の層のアルミ板で覆われていない部分に、硬化性材料を浸透させた。硬化性材料は、５０質量％のＵＶ硬化性樹脂（ＡＭＺＬＡＢＧｍｂＨ製ＳｔａｎｄａｒｄＰｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒＲｅｓｉｎ）と５０質量％のエタノールを含んでいた。その後、高融点材料の層にＵＶ光を照射し、高融点材料の層に浸透した硬化性樹脂を硬化させた。アルミ板で覆われ、硬化されたなかった高融点材料は、エアシャワーにより除去した。これにより、高融点材料の層に、三角柱状の凹部が形成された。三角柱状の凹部の底面の底辺の長さは８．０ｍｍ、深さは１．４ｍｍであった。

高融点材料の層に設けられた凹部に、金属粉末を充填した。金属粉末は、１００％の鉄（Ｆｅ）からなっていた。プレス機を用いて、金属粉末と、金属粉末を取り囲む高融点材料に、２５０ＭＰａの圧力をかけた。空気雰囲気下で、高融点材料と金属粉末に、５００Ｗのマイクロ波を７０秒照射し、金属粉末を１２５０℃（推定値）まで加熱した。金属粉末が焼結して得られた金属固体の写真を図１３に示す。得られた金属固体は、三角柱状であり、底面の底辺の長さは８．０ｍｍ、高さは１．４ｍｍであった。得られた金属固体の密度は４．５ｇ／ｃｍ²であり、相対密度は５８％であった。

（実施例４）
高融点材料の層を形成した。高融点材料は９３質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の粉体と７質量％の炭素（Ｃ）の粉体からなっていた。高融点材料の層の表面の凹部が設けれる部分を四角形のアルミ板で覆い、高融点材料の層の表面に硬化性材料を噴射し、高融点材料の層のアルミ板で覆われていない部分に、硬化性材料を浸透させた。硬化性材料は、５０質量％のＵＶ硬化性樹脂（ＡＭＺＬＡＢＧｍｂＨ製ＳｔａｎｄａｒｄＰｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒＲｅｓｉｎ）と５０質量％のエタノールを含んでいた。その後、高融点材料の層にＵＶ光を照射し、高融点材料の層に浸透した硬化性樹脂を硬化させた。アルミ板で覆われ、硬化されたなかった高融点材料は、エアシャワーにより除去した。これにより、高融点材料の層に、四角柱状の凹部が形成された。四角柱状の凹部の底面の１辺の長さは７．２ｍｍ、深さは１．９ｍｍであった。

高融点材料の層に設けられた凹部に、金属粉末を充填した。金属粉末は、１００％の鉄（Ｆｅ）からなっていた。プレス機を用いて、金属粉末と、金属粉末を取り囲む高融点材料に、２５０ＭＰａの圧力をかけた。空気雰囲気下で、高融点材料と金属粉末に、５００Ｗのマイクロ波を７０秒照射し、金属粉末を１２５０℃（推定値）まで加熱した。金属粉末が焼結して得られた金属固体の写真を図１４に示す。得られた金属固体は、四角柱状であり、底面の１辺の長さは７．２ｍｍ、高さは１．９ｍｍであった。得られた金属固体の密度は４．５ｇ／ｃｍ²であり、相対密度は５８％であった。

（実施例５）
９９．８％の銅（Ｃｕ）からなる円柱状の固体を用意した。固体の直径は７ｍｍ、高さは１０ｍｍであった。固体の上に、９９．８％の銅（Ｃｕ）の粉体に２５０ＭＰａの圧力を加えて製造した圧粉体を配置した。圧粉体の形状は円柱状であり、直径は１０ｍｍ、高さは２ｍｍであった。圧粉体は、固体の中心と圧粉体の中心が一致するように配置された。

固体と圧粉体の周囲に、高融点材料の層を形成した。高融点材料は９３質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の粉体と７質量％の炭素（Ｃ）の粉体からなっていた。高融点材料の層の表面に硬化性材料を噴射し、高融点材料に、硬化性材料を浸透させた。硬化性材料は、５０質量％のＵＶ硬化性樹脂（ＡＭＺＬＡＢＧｍｂＨ製ＳｔａｎｄａｒｄＰｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒＲｅｓｉｎ）と５０質量％のエタノールを含んでいた。その後、高融点材料の層にＵＶ光を照射し、高融点材料の層に浸透した硬化性樹脂を硬化させた。

固体と圧粉体に２０ＭＰａの圧力を加えながら、高融点材料で覆われている圧粉体に、７００Ｗのマイクロ波を８５秒照射し、圧粉体を８００℃（推定値）まで加熱した。圧粉体が焼結して銅の金属膜（金属固体）でコーティングされた固体の写真を図１５に示す。固体と金属膜とは、強固に結合していた。

（実施例６）
工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）からなる円柱状の固体を用意した。固体の直径は１０ｍｍ、高さは４ｍｍであった。固体の上に、工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）の粉体に１７５０ＭＰａの圧力を加えて製造した圧粉体を配置した。圧粉体の形状は円柱状であり、直径は１０ｍｍ、高さは４ｍｍであった。圧粉体は、固体の中心と圧粉体の中心が一致するように配置された。

実施例５と同様に、固体と圧粉体の周囲に、高融点材料の層を形成した。

固体と圧粉体に２０ＭＰａの圧力を加えながら、高融点材料で覆われている圧粉体に、４００Ｗのマイクロ波を１５００秒照射し、圧粉体を１２００℃（推定値）まで加熱した。圧粉体が焼結して工具鋼鋼材の金属膜（金属固体）でコーティングされた固体の写真を図１６に示す。固体と金属膜とは、強固に結合していた。

（実施例７）
炭素鋼鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなる円柱状の固体を用意した。固体の直径は１０ｍｍ、高さは１０ｍｍであった。固体の上に、アルミニウム合金（Ａ６０６１）の粉体に２５０ＭＰａの圧力を加えて製造した圧粉体を配置した。圧粉体の形状は円柱状であり、直径は１０ｍｍ、高さは４ｍｍであった。圧粉体は、固体の中心と圧粉体の中心が一致するように配置された。

固体と圧粉体に２０ＭＰａの圧力を加えながら、高融点材料で覆われている圧粉体に、２００Ｗのマイクロ波を１５００秒照射し、圧粉体を４００℃（推定値）まで加熱した。圧粉体が焼結してアルミニウム合金の金属膜（金属固体）でコーティングされた固体の写真を図１７に示す。固体と金属膜とは、強固に結合していた。

（実施例８）
９９．８％の銅（Ｃｕ）からなる円柱状の第１の固体を用意した。第１の固体の直径は１０ｍｍ、高さは１０ｍｍであった。第１の固体の上に、９９．８％の銅（Ｃｕ）の粉体に２５０ＭＰａの圧力を加えて製造した圧粉体を結合用金属として配置した。圧粉体の形状は円柱状であり、直径は１０ｍｍ、高さは３ｍｍであった。圧粉体は、第１の固体の中心と圧粉体の中心が一致するように配置された。圧粉体の上に、９９．８％の銅（Ｃｕ）からなる円柱状の第２の固体を配置した。第２の固体の直径は１０ｍｍ、高さは６ｍｍであった。第２の固体は、圧粉体の中心と第２の固体の中心が一致するように配置された。

実施例５と同様に、第１の固体、圧粉体、及び第２の固体の周囲に、高融点材料の層を形成した。

高融点材料で覆われている圧粉体に、７００Ｗのマイクロ波を１３５秒照射し、圧粉体を８００℃（推定値）まで加熱した。圧粉体が焼結して第１の固体と第２の固体が結合した結合固体の写真を図１８に示す。第１の固体と第２の固体とは、強固に結合していた。

（実施例９）
工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）からなる円柱状の第１の固体を用意した。第１の固体の直径は１０ｍｍ、高さは１０ｍｍであった。第１の固体の上に、工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）の粉体に１７５０ＭＰａの圧力を加えて製造した圧粉体を結合用金属として配置した。圧粉体の形状は円柱状であり、直径は１０ｍｍ、高さは３ｍｍであった。圧粉体は、第１の固体の中心と圧粉体の中心が一致するように配置された。圧粉体の上に、工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）からなる円柱状の第２の固体を配置した。第２の固体の直径は１０ｍｍ、高さは６ｍｍであった。第２の固体は、圧粉体の中心と第２の固体の中心が一致するように配置された。

圧力を加えずに、高融点材料で覆われている圧粉体に、４００Ｗのマイクロ波を２０００秒照射し、圧粉体を１２００℃（推定値）まで加熱した。第１の固体と第２の固体とは、強固に結合していた。

（実施例１０）
工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）からなる円柱状の第１の固体を用意した。第１の固体の直径は１０ｍｍ、高さは４ｍｍであった。第１の固体の上に、工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）の固体を結合用金属として配置した。結合用金属の形状は円柱状であり、直径は１０ｍｍ、高さは４ｍｍであった。結合用金属は、第１の固体の中心と結合用金属の中心が一致するように配置された。結合用金属の上に、工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）からなる円柱状の第２の固体を配置した。第２の固体の直径は１０ｍｍ、高さは４ｍｍであった。第２の固体は、結合用金属の中心と第２の固体の中心が一致するように配置された。

実施例５と同様に、第１の固体、結合用金属、及び第２の固体の周囲に、高融点材料の層を形成した。

第１の固体、結合用金属、及び第２の固体に２０ＭＰａの圧力を加えながら、高融点材料で覆われている結合用金属に、４００Ｗのマイクロ波を２０００秒照射し、結合用金属を１２００℃（推定値）まで加熱した。結合用金属が溶融固化して第１の固体と第２の固体が結合した結合固体の写真を図１９に示す。第１の固体と第２の固体とは、強固に結合していた。

１０・・・ステージ、２０・・・マイクロ波照射部、３１・・・高融点材料配置部、３２・・・硬化性材料添加部、３３・・・金属粉末配置部、４０・・・硬化装置、５０・・・未硬化材料除去部、６０・・・加圧部、１０１・・・層、１０２・・・部分、１０３・・・凹部、２００・・・金属粉末

Claims

固体上に金属粉末を配置することと、
配置された前記金属粉末の周囲の少なくとも一部を前記金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、
前記周囲の少なくとも一部が前記高融点材料で覆われた前記金属粉末にマイクロ波を照射して前記金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化し、前記固体上に前記固体に結合した金属固体を形成することと、
を含み、
前記配置された金属粉末の前記高融点材料で覆われている部分において、前記金属粉末と前記高融点材料が密着しており、
前記高融点材料が、
前記金属粉末より前記マイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料であって、酸化物を含む断熱材料と、
前記金属粉末が前記マイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯で前記マイクロ波を吸収する吸収材料であって、炭素材料を含む吸収材料と、
の混合物を含む、
結合固体の製造方法。
前記金属固体上に前記金属粉末を配置することと、
前記金属固体上の前記配置された金属粉末の周囲の少なくとも一部を前記高融点材料で覆うことと、
前記周囲の少なくとも一部が前記高融点材料で覆われた前記金属固体上の前記金属粉末にマイクロ波を照射して前記金属粉末を加熱し、当該金属粉末を焼結又は溶融固化し、前記金属固体上に追加の金属固体を形成することと、
をさらに含む、請求項１に記載の結合固体の製造方法。
積層された前記金属固体が形成される、請求項２に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料が、１質量％から７０質量％の前記吸収材料を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記断熱材料が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記吸収材料が、炭素、黒鉛、炭化ケイ素、炭素樹脂、及び金属炭化物からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が、金属を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が、金属化合物を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が、合金成分をさらに含む、請求項７から１０のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記合金成分が、ケイ素、マンガン、クロム、ニッケル、炭素、ホウ素、銅、アルミニウム、チタン、ニオブ、バナジウム、亜鉛及び硫黄からからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末の平均粒子径が２００μｍ以下である、請求項１から１２のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が金属酸化物を含み、前記金属粉末にマイクロ波を照射することにおいて、前記金属粉末が還元される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が金属酸化物を含み、前記金属粉末にマイクロ波を照射することにおいて、前記金属粉末が焼結される、請求項１から１４のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料が型又は容器をなしている、請求項１から１５のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が圧粉体をなしている、請求項１から１６のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末にマイクロ波を照射することの前に、前記金属粉末に圧力を加えることをさらに含む、請求項１から１７のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａである、請求項１８に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末にマイクロ波を照射している間、前記金属粉末に圧力を加えることをさらに含む、請求項１から１９のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａである、請求項２０に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末にマイクロ波を照射することの後に、前記金属粉末に圧力を加えることをさらに含む、請求項１から２１のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａである、請求項２２に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末にマイクロ波を照射することが、不活性ガス雰囲気下で行われる、請求項１から２３のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末にマイクロ波を照射することが、還元雰囲気下で行われる、請求項１から２４のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記金属粉末が金属酸化物を含み、前記金属粉末にマイクロ波を照射する前に、前記金属酸化物を還元することをさらに含む、請求項１から２５のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記配置された金属粉末の周囲の少なくとも一部を前記金属粉末の融点より融点が高い高融点材料で覆うことが、
前記高融点材料の層を形成することと、
前記高融点材料の層に凹部を形成することと、
前記凹部に前記固体と前記金属粉末を入れることと、
を含む、請求項１から２６のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料の層に前記凹部を形成することが、
前記高融点材料の層の一部を硬化することと、
前記高融点材料の層の未硬化部分を除去することと、
を含む、請求項２７に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料の層の前記一部を硬化することが、前記高融点材料の層の前記一部に硬化性材料を含めることを含む、請求項２８に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料の層の前記一部に硬化性材料を含侵させる、請求項２９に記載の結合固体の製造方法。
光照射により、前記高融点材料の層の前記一部を硬化する、請求項２８から３０のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
第１の固体と第２の固体の間に結合用金属を配置することと、
前記配置された結合用金属の周囲の少なくとも一部を前記結合用金属の融点より融点が高い高融点材料で覆うことと、
前記周囲の少なくとも一部が前記高融点材料で覆われた前記結合用金属にマイクロ波を照射して前記結合用金属を加熱し、当該結合用金属を焼結又は溶融固化し、前記第１の固体と前記第２の固体を結合することと、
を含み、
前記配置された結合用金属の前記高融点材料で覆われている部分において、前記結合用金属と前記高融点材料が密着しており、
前記高融点材料が、
前記結合用金属より前記マイクロ波を吸収する程度が低い断熱材料であって、酸化物を含む断熱材料と、
前記結合用金属が前記マイクロ波を吸収する温度帯より少なくとも一部が低い温度帯で前記マイクロ波を吸収する吸収材料であって、炭素材料を含む吸収材料と、
の混合物を含む、
結合固体の製造方法。
前記結合用金属が粉末である、請求項３２に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が固体である、請求項３２に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が液体である、請求項３２に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料が、１質量％から７０質量％の前記吸収材料を含む、請求項３２から３５のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記断熱材料が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項３２から３６のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記吸収材料が、炭素、黒鉛、炭化ケイ素、炭素樹脂、及び金属炭化物からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項３２から３７のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が、金属を含む、請求項３２から３８のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項３２から３９のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が、金属化合物を含む、請求項３２から４０のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が、鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項３２から４１のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が、合金成分をさらに含む、請求項３９から４２のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記合金成分が、ケイ素、マンガン、クロム、ニッケル、炭素、ホウ素、銅、アルミニウム、チタン、ニオブ、バナジウム、亜鉛及び硫黄からからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項４３に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が粉末であり、前記結合用金属の平均粒子径が２００μｍ以下である、請求項３２から４４のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が金属酸化物を含み、前記結合用金属にマイクロ波を照射することにおいて、前記結合用金属が還元される、請求項３２から４５のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が金属酸化物を含み、前記結合用金属にマイクロ波を照射することにおいて、前記結合用金属が焼結される、請求項３２から４６のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料が型又は容器をなしている、請求項３２から４７のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が圧粉体をなしている、請求項３３又は３４に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属にマイクロ波を照射することの前に、前記結合用金属に圧力を加えることをさらに含む、請求項３２から４９のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａである、請求項５０に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属にマイクロ波を照射している間、前記結合用金属に圧力を加えることをさらに含む、請求項３２から５１のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａである、請求項５２に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属にマイクロ波を照射することの後に、前記結合用金属に圧力を加えることをさらに含む、請求項３２から５３のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記圧力が０．１ＭＰａから２０００ＭＰａである、請求項５４に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属にマイクロ波を照射することが、不活性ガス雰囲気下で行われる、請求項３２から５５のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属にマイクロ波を照射することが、還元雰囲気下で行われる、請求項３２から５６のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記結合用金属が金属酸化物を含み、前記結合用金属にマイクロ波を照射する前に、前記金属酸化物を還元することをさらに含む、請求項３２から５７のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記配置された結合用金属の周囲の少なくとも一部を前記結合用金属の融点より融点が高い高融点材料で覆うことが、
前記高融点材料の層を形成することと、
前記高融点材料の層に凹部を形成することと、
前記凹部に前記第１及び第２の固体と前記結合用金属を入れることと、
を含む、請求項３２から５８のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料の層に前記凹部を形成することが、
前記高融点材料の層の一部を硬化することと、
前記高融点材料の層の未硬化部分を除去することと、
を含む、請求項５９に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料の層の前記一部を硬化することが、前記高融点材料の層の前記一部に硬化性材料を含めることを含む、請求項６０に記載の結合固体の製造方法。
前記高融点材料の層の前記一部に硬化性材料を含侵させる、請求項６１に記載の結合固体の製造方法。
光照射により、前記高融点材料の層の前記一部を硬化する、請求項６０から６２のいずれか１項に記載の結合固体の製造方法。