KR20180018494A

KR20180018494A - 동 다공질체, 및, 동 다공질 복합 부재

Info

Publication number: KR20180018494A
Application number: KR1020177032667A
Authority: KR
Inventors: 고이치 기타; 준 가토; 도시히코 사이와이
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2018-02-21
Also published as: WO2016199571A1; CN107530777A; JP6065058B2; JP2017002374A; EP3308884A4; US20180297118A1; EP3308884A1

Abstract

삼차원 망목 구조의 골격부 (13) 를 갖는 동 다공질체 (10) 로서, 골격부 (13) 의 표면에는, 요철을 갖는 포러스층 (12) 이 형성되어 있고, 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

동 다공질체, 및, 동 다공질 복합 부재{POROUS COPPER BODY, AND POROUS COPPER COMPOSITE MEMBER}

본원 발명은, 동 또는 동 합금으로 이루어지는 동 다공질체, 및, 이 동 다공질체가 부재 본체에 접합되어 이루어지는 동 다공질 복합 부재에 관한 것이다.

본원은, 2015년 6월 12일에, 일본에 출원된 특원 2015-119522호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

상기 서술한 동 다공질체 및 동 다공질 복합 부재는, 예를 들어 각종 전지에 있어서의 전극 및 집전체, 열 교환기용 부재, 소음 부재, 필터, 충격 흡수 부재 등으로서 사용되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 동관 표면에 동 다공질층을 형성한 열 교환 부재가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2 에는, 삼차원 망목 구조의 금속 다공질체의 표면을 다공질 금속막으로 개질하는 것이 제안되어 있다.

여기서, 특허문헌 1 에 있어서는, 동 또는 동 합금으로 이루어지는 분말을 원료로 하고, 이 원료 분말을 동관의 표면에 바인더로 가접합하고, 산화 처리 및 환원 처리를 실시함으로써 동 다공질층을 형성하고 있다.

또한, 특허문헌 2 에 있어서는, 삼차원 망목 구조의 금속 다공체를 산화 처리하여 산화막을 형성하고, 추가로 환원 처리를 실시함으로써, 금속 다공체의 표면을 다공질 금속막으로 개질한 금속 다공질체를 형성하고 있다.

일본 공개특허공보 평11-217680호(A) 일본 특허 제5166615호(B)

그런데, 특허문헌 1 에 기재된 바와 같이, 동 또는 동 합금으로 이루어지는 분말을 원료로서 사용하여 동 다공질체를 성형하는 경우에는, 다공질 소결체의 밀도를 분말의 부피 밀도보다 작게 할 수 없어, 기공률이 높고, 또한, 충분한 비표면적을 갖는 동 다공질체를 얻는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 2 에 기재된 금속 다공질체에 있어서는, 삼차원 망목 구조의 금속 다공체를 형성한 후에 산화 처리 및 환원 처리를 실시하고 있고, 금속 다공질체 자체의 기공률이나 비표면적은, 산화 처리 및 환원 처리를 실시하기 전의 금속 다공체의 성상에 크게 의존하기 때문에, 충분한 기공률 및 비표면적을 갖는 금속 다공질체를 얻는 것이 곤란하였다. 또한, 전해 도금이나 금속 분말을 사용하여 제조된 금속 다공체에서는, 충분한 강도를 확보하는 것이 곤란하였다. 또한, 특허문헌 2 에는, 실시예로서 스테인리스강으로 이루어지는 금속 다공체를 사용한 것이 기재되어 있지만, 동 또는 동 합금으로 이루어지는 금속 다공체에 있어서, 어떠한 조건으로 산화 처리 및 환원 처리를 실시함으로써 표면을 개질 가능한지는 개시되어 있지 않았다.

본원 발명은, 이상과 같은 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로서, 충분한 기공률 및 비표면적을 갖는 동 다공질체, 이 동 다공질체가 부재 본체에 접합된 동 다공질 복합 부재를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이와 같은 과제를 해결하여, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본원 발명의 일 양태의 동 다공질체 (이하, 「본원 발명의 동 다공질체」 라고 칭한다) 는, 삼차원 망목 구조의 골격부를 갖는 동 다공질체로서, 상기 골격부의 표면에는, 요철을 갖는 포러스층이 형성되어 있고, 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 동 다공질체에 의하면, 삼차원 망목 구조의 골격부의 표면에, 요철을 갖는 포러스층이 형성되어 있고, 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 되어 있기 때문에, 예를 들어 다공체 골격 표면을 개재한 열 교환 효율 등을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

여기서, 본원 발명의 동 다공질체에 있어서는, 상기 골격부는, 복수의 동 섬유의 소결체로 되어 있고, 상기 동 섬유는, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상 2500 이하의 범위 내로 되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상, 2500 이하의 범위 내가 된 동 섬유끼리 소결됨으로써 구성되어 있기 때문에, 동 섬유끼리 사이에 충분한 공극이 확보됨과 함께, 소결시에 있어서의 수축률을 억제할 수 있고, 기공률을 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 비교적 높게 하는 것이 가능해져, 더욱 치수 정밀도가 우수하다.

본원 발명의 다른 양태의 동 다공질 복합 부재 (이하, 「본원 발명의 동 다공질 복합 부재」 라고 칭한다) 는, 부재 본체와, 상기 서술한 동 다공질체가 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 동 다공질 복합 부재에 의하면, 상기 서술한 기공률이 높고, 비표면적이 크고, 또한, 치수 정밀도가 우수함과 함께 강도가 우수한 동 다공질체가 부재 본체와 강고하게 접합되어 있는 것으로부터, 표면적이 크고 열 교환 효율 등이 우수한 동 다공질체 단체의 특성에 더하여, 동 다공질 복합 부재로서, 우수한 전열 특성 및 도전성 등의 각종 특성을 발휘한다.

여기서, 본원 발명의 동 다공질 복합 부재에 있어서는, 상기 부재 본체 중 상기 동 다공질체와의 접합면이 동 또는 동 합금으로 구성되고, 상기 동 다공질체와 상기 부재 본체가 소결에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 동 다공질체와 상기 부재 본체가, 소결에 의해 일체로 결합하고 있기 때문에, 상기 동 다공질체와 상기 부재 본체가 강고하게 접합되게 되어, 동 다공질 복합 부재로서 우수한 강도, 전열 특성 및 도전성 등의 각종 특성을 발휘한다.

본원 발명에 의하면, 충분한 기공률 및 비표면적을 갖는 동 다공질체, 이 동 다공질체가 부재 본체에 접합된 동 다공질 복합 부재를 제공할 수 있다.

도 1 은 본원 발명의 제 1 실시형태인 동 다공질체의 확대 모식도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 동 다공질체의 일부 확대 관찰 사진이다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 동 다공질체의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 4 는 도 1 에 나타내는 동 다공질체를 제조하는 제조 공정을 나타내는 설명도이다.
도 5 는 본원 발명의 제 2 실시형태인 동 다공질 복합 부재의 외관 설명도이다.
도 6 은 도 5 에 나타내는 동 다공질 복합 부재의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 7 은 본원 발명의 다른 실시형태인 동 다공질 복합 부재의 외관도이다.
도 8 은 본원 발명의 다른 실시형태인 동 다공질 복합 부재의 외관도이다.
도 9 는 본원 발명의 다른 실시형태인 동 다공질 복합 부재의 외관도이다.
도 10 은 본원 발명의 다른 실시형태인 동 다공질 복합 부재의 외관도이다.
도 11 은 본원 발명의 다른 실시형태인 동 다공질 복합 부재의 외관도이다.
도 12 는 본원 발명의 다른 실시형태인 동 다공질 복합 부재의 외관도이다.
도 13 은 본원 발명예 1 인 동 다공질체의 결합부의 확대 관찰 사진이다.

이하에, 본원 발명의 실시형태인 동 다공질체 및 동 다공질 복합 부재에 대하여, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

(제 1 실시형태)

먼저, 본원 발명의 제 1 실시형태인 동 다공질체 (10) 에 대하여, 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명한다.

본 실시형태인 동 다공질체 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 복수의 동 섬유 (11) 가 소결된 골격부 (13) 를 가지고 있다.

여기서, 동 섬유 (11) 는, 동 또는 동 합금으로 이루어지고, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상, 2500 이하의 범위 내로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 동 섬유 (11) 는, 예를 들어 C1100 (터프 피치 동) 으로 구성되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 동 섬유 (11) 에는, 비틀림이나 굽힘 등의 형상 부여가 실시되어 있다.

또한, 본 실시형태인 동 다공질체 (10) 에 있어서는, 그 겉보기 밀도 (D_A) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 51 ％ 이하로 되어 있다. 동 섬유 (11) 의 형상에 대해서는, 상기 겉보기 밀도 (D_A) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 51 ％ 이하가 되는 한에 있어서, 직선상, 곡선상 등 임의이지만, 동 섬유 (11) 의 적어도 일부에, 비틀림 가공이나 굽힘 가공 등에 의해 소정의 형상 부여 가공이 된 것을 사용하면, 섬유끼리 사이의 공극 형상을 입체적 그리고 등방적으로 형성시킬 수 있고, 그 결과, 동 다공질체 (10) 의 전열 특성 및 도전성 등의 각종 특성의 등방성 향상으로 연결된다.

그리고, 본 실시형태인 동 다공질체 (10) 에 있어서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 골격부 (13) (동 섬유 (11)) 의 표면에는, 인편 (鱗片) 상의 요철을 갖는 포러스층 (12) 이 형성되어 있다. 또한, 동 섬유 (11, 11) 끼리의 결합부에 있어서는, 서로의 표면에 형성된 포러스층 (12, 12) 끼리 일체로 결합하고 있다.

이 포러스층 (12) 은, 상기 서술한 바와 같이 인편상의 요철을 가지고 있고, 동 다공질체 (10) 전체의 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 되어 있다.

특별히 한정은 되지 않지만, 동 다공질체 (10) 전체의 비표면적의 상한치는 0.50 ㎡/g 이다.

또한, 특별히 한정은 되지 않지만, 바람직한 동 다공질체 (10) 전체의 비표면적의 범위는 0.03 ㎡/g ∼ 0.4 ㎡/g 이고, 보다 바람직하게는 0.05 ㎡/g ∼ 0.30 ㎡/g 이다. 동일하게 특별히 한정은 되지 않지만, 기공률의 범위는 60 ％ ∼ (90) ％ 이고, 보다 바람직하게는 70 ％ ∼ 90 ％ 이다.

다음으로, 본 실시형태인 동 다공질체 (10) 의 제조 방법에 대하여, 도 3 의 플로우도 및 도 4 의 공정도 등을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태인 동 다공질체 (10) 의 원료가 되는 동 섬유 (11) 를, 산포기 (31) 로부터 스테인리스제 용기 (32) 내를 향하여 산포하여 부피 충전하여, 동 섬유 (11) 를 적층한다 (동 섬유 적층 공정 S01).

여기서, 이 동 섬유 적층 공정 S01 에서는, 충전 후의 부피 밀도 (D_P) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 50 ％ 이하가 되도록 복수의 동 섬유 (11) 를 적층 배치한다. 또한, 본 실시형태에서는, 동 섬유 (11) 에 비틀림 가공이나 굽힘 가공 등의 형상 부여 가공이 실시되어 있기 때문에, 적층시에 동 섬유 (11) 끼리 사이에 입체적 그리고 등방적인 공극이 확보되게 된다.

다음으로, 스테인리스제 용기 (32) 내에 부피 충전된 동 섬유 (11) 를 산화 환원 처리한다 (산화 환원 처리 공정 S02).

이 산화 환원 처리 공정 S02 에 있어서는, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 동 섬유 (11) 의 산화 처리를 실시하는 산화 처리 공정 S21 과, 산화 처리된 동 섬유 (11) 를 환원하여 소결하는 환원 처리 공정 S22 를 구비하고 있다.

본 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 동 섬유 (11) 가 충전된 스테인리스제 용기 (32) 를 가열노 (33) 내에 장입하고, 대기 분위기에서 가열하여 동 섬유 (11) 를 산화 처리한다 (산화 처리 공정 S21). 이 산화 처리 공정 S21 에 의해, 동 섬유 (11) 의 표면에, 예를 들어 두께 1 ㎛ 이상, 100 ㎛ 이하의 산화물층이 형성된다.

본 실시형태에 있어서의 산화 처리 공정 S21 의 조건은, 유지 온도가 520 ℃ 이상, 1050 ℃ 이하, 유지 시간이 5 분 이상, 300 분 이하의 범위 내로 되어 있다.

여기서, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 온도가 520 ℃ 미만인 경우에는, 동 섬유 (11) 의 표면에 산화물층이 충분히 형성되지 않을 우려가 있다. 한편, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 온도가 1050 ℃ 를 초과하는 경우에는, 산화에 의해 형성된 산화동 (II) 가 분해되게 될 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에 있어서는, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 온도를 520 ℃ 이상, 1050 ℃ 이하로 설정하고 있다. 또한, 동 섬유 (11) 의 표면에 산화물층을 확실하게 형성하기 위해서는, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 온도의 하한을 600 ℃ 이상, 유지 온도의 상한을 1000 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 시간이 5 분 미만인 경우에는, 동 섬유 (11) 의 표면에 산화물층이 충분히 형성되지 않을 우려가 있다. 한편, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 시간이 300 분을 초과하는 경우에는, 동 섬유 (11) 의 내부까지 산화가 진행되어, 동 섬유 (11) 가 취화하여 강도가 저하할 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에 있어서는, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 시간을 5 분 이상, 300 분 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 동 섬유 (11) 의 표면에 산화물층을 확실하게 형성하기 위해서는, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 시간의 하한을 10 분 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 동 섬유 (11) 의 산화에 의한 취화를 확실하게 억제하기 위해서는, 산화 처리 공정 S21 에 있어서의 유지 시간의 상한을 100 분 이하로 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 산화 처리 공정 S21 을 실시한 후, 동 섬유 (11) 가 충전된 스테인리스제 용기 (32) 를 가열노 (34) 내에 장입하고, 환원 분위기에서 가열하여, 산화된 동 섬유 (11) 를 환원 처리함과 함께 동 섬유 (11) 끼리를 결합한다 (환원 처리 공정 S22). 이에 의해, 상기 서술한 포러스층 (12) 이 형성된다.

본 실시형태에 있어서의 환원 처리 공정 S22 의 조건은, 분위기가 질소와 수소의 혼합 가스 분위기, 유지 온도가 600 ℃ 이상, 1080 ℃ 이하, 유지 시간이 5 분 이상, 300 분 이하의 범위 내로 되어 있다.

여기서, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 온도가 600 ℃ 미만인 경우에는, 동 섬유 (11) 의 표면에 형성된 산화물층을 충분히 환원할 수 없을 우려가 있다. 한편, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 온도가 1080 ℃ 를 초과하는 경우에는, 동의 융점 근방까지 가열되게 되어, 포러스층 (12) 의 요철이 작아져 비표면적이 낮아질 우려가 있음과 함께, 강도 및 기공률의 저하가 일어날 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에 있어서는, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 온도를 600 ℃ 이상, 1080 ℃ 이하로 설정하고 있다. 또한, 동 섬유 (11) 의 표면에 형성된 산화물층을 확실하게 환원하기 위해서는, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 온도의 하한을 650 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 비표면적, 강도 및 기공률의 저하를 확실하게 억제하기 위해서는, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 온도의 상한을 1050 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 시간이 5 분 미만인 경우에는, 동 섬유 (11) 의 표면에 형성된 산화물층을 충분히 환원할 수 없을 우려가 있다. 한편, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 시간이 300 분을 초과하는 경우에는, 포러스층 (12) 의 요철이 작아져, 비표면적이 작아질 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에 있어서는, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 시간을 5 분 이상, 300 분 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 동 섬유 (11) 의 표면에 형성된 산화물층을 확실하게 환원하기 위해서는, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 온도의 하한을 10 분 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 포러스층 (12) 의 요철을 확실하게 유지하기 위해서는, 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 시간의 상한을 100 분 이하로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 산화 처리 공정 S21 에 의해 동 섬유 (11) 의 표면에 산화물층이 형성되고, 이 산화물층에 의해 복수의 동 섬유 (11) 끼리 가교된다. 그 후, 환원 처리 S22 를 실시함으로써, 동 섬유 (11) 의 표면에 형성된 산화물층이 환원되어 상기 서술한 포러스층 (12) 이 형성되게 된다.

다음으로, 산화 환원 처리 공정 S02 에 의해 포러스층 (12) 을 형성한 후, 동 섬유 (11) 가 충전된 스테인리스제 용기 (32) 를 소성노 (35) 내에 장입하고, 동 섬유 (11) 끼리의 소결을 실시한다 (소결 공정 S03).

본 실시형태에 있어서의 소결 공정 S03 의 조건은, 분위기가 Ar, N₂ 등의 불활성 가스 분위기 중 (본 실시형태에서는 Ar 가스 분위기) 에서, 유지 온도가 600 ℃ 이상, 1080 ℃ 이하, 유지 시간이 5 분 이상, 300 분 이하의 범위 내로 되어 있다.

이 소결 공정 S03 에 의해, 동 섬유 (11) 끼리의 소결을 진행시킨다. 또한, 환원 처리 공정 S22 에 있어서 폐기공이 형성되어 있는 경우에는, 체적 확산에 의해 폐기공을 제거한다.

여기서, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 온도가 600 ℃ 미만인 경우에는, 체적 확산이 충분히 진행되지 않아, 소결이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 온도가 1080 ℃ 를 초과하는 경우에는, 동의 융점 근방까지 가열되게 되어, 형상을 유지할 수 없음과 함께, 강도 및 기공률의 저하가 일어날 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에 있어서는, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 온도를 600 ℃ 이상, 1080 ℃ 이하로 설정하고 있다. 또한, 동 섬유 (11) 의 소결을 확실하게 실시하기 위해서는, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 온도의 하한을 700 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 강도 및 기공률의 저하를 확실하게 억제하기 위해서는, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 온도의 상한을 1000 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 소결 공정 S03 은, 환원 처리 공정 S22 에 이어서 실시하는 경우, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 온도와 환원 처리 공정 S22 에 있어서의 유지 온도를 동일한 온도로 하는 것이, 에너지 절약의 관점에서도 바람직하다.

또한, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 시간이 5 분 미만인 경우에는, 체적 확산이 충분히 진행되지 않아, 소결이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 시간이 300 분을 초과하는 경우에는, 소결에 의한 열 수축이 커져 형상을 유지할 수 없고, 비표면적 및 기공률이 저하할 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에 있어서는, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 시간을 5 분 이상, 300 분 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 동 섬유 (11) 의 소결을 확실하게 실시하기 위해서는, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 온도의 하한을 10 분 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 소결에 의한 열 수축을 확실하게 억제하기 위해서는, 소결 공정 S03 에 있어서의 유지 시간의 상한을 100 분 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 제조 방법에 의해, 동 섬유 (11, 11) 끼리 소결되어 골격부 (13) 가 형성됨과 함께, 골격부 (13) 의 표면에 포러스층 (12) 이 형성된다. 이에 의해, 본 실시형태인 동 다공질체 (10) 가 제조된다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태인 동 다공질체 (10) 에 의하면, 골격부 (13) (동 섬유 (11)) 의 표면에, 요철을 갖는 포러스층 (12) 이 형성되어 있고, 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상으로 되어 있기 때문에, 예를 들어 다공체 골격 표면을 개재한 열 교환 효율 등을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상, 2500 이하의 범위 내가 된 동 섬유 (11) 가 소결됨으로써 골격부 (13) 가 형성되어 있기 때문에, 동 섬유 (11) 끼리 사이에 충분한 공극이 확보됨과 함께, 소결시에 있어서의 수축률을 억제할 수 있어, 기공률이 높고, 또한 치수 정밀도가 우수하다.

또한, 본 실시형태인 동 다공질체 (10) 에 있어서는, 동 섬유 (11, 11) 끼리, 서로의 표면에 형성된 포러스층 (12, 12) 끼리 일체로 결합함으로써, 접합되어 있기 때문에, 소결 강도를 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상, 2500 이하의 범위 내가 된 동 섬유 (11) 를, 부피 밀도 (D_P) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 50 ％ 이하가 되도록 적층 배치하는 동 섬유 적층 공정 S01 을 구비하고 있기 때문에, 소결 공정 S02 에 있어서도, 동 섬유 (11) 끼리 사이의 공극을 확보할 수 있고, 수축을 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 기공률이 높고 치수 정밀도가 우수한 동 다공질체 (10) 를 제조할 수 있다.

구체적으로는, 부피 밀도 (D_P) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 50 ％ 이하가 되도록 적층 배치하여 소결함으로써 제조된 동 다공질체 (10) 의 겉보기 밀도 (D_A) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 51 ％ 이하로 되어 있기 때문에, 소결시의 수축이 억제되어 있고, 높은 기공률을 확보하는 것이 가능해진다.

여기서, 동 섬유 (11) 의 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 미만인 경우에는, 동 섬유 (11) 끼리의 접합 면적이 작아, 소결 강도가 부족할 우려가 있다. 한편, 동 섬유 (11) 의 직경 (R) 이 1.0 ㎜ 를 초과하는 경우에는, 동 섬유 (11) 끼리 접촉하는 접점의 수가 부족하여, 역시, 소결 강도가 부족할 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에서는, 동 섬유 (11) 의 직경 (R) 을 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 추가적인 강도 향상을 도모하는 경우에는, 동 섬유 (11) 의 직경 (R) 의 하한을 0.05 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 동 섬유 (11) 의 직경 (R) 의 상한을 0.5 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 동 섬유 (11) 의 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 미만인 경우에는, 적층 배치했을 때에 부피 밀도 (D_P) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 50 ％ 이하로 하는 것이 어렵고, 기공률이 높은 동 다공질체 (10) 를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있다. 한편, 동 섬유 (11) 의 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 2500 을 초과하는 경우에는, 동 섬유 (11) 를 균일하게 분산시킬 수 없게 되어, 균일한 기공률을 갖는 동 다공질체 (10) 를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에서는, 동 섬유 (11) 의 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 를 4 이상, 2500 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 추가적인 기공률의 향상을 도모하는 경우에는, 동 섬유 (11) 의 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 의 하한을 10 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 확실하게 기공률이 균일한 동 다공질체 (10) 를 얻기 위해서는, 동 섬유 (11) 의 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 상한을 500 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 산화 환원 처리 공정 S02 에서는, 동 섬유 (11) 를 산화시키는 산화 처리 공정 S21 과, 산화된 동 섬유 (11) 를 환원하는 환원 처리 공정 S22 를 구비하고 있기 때문에, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 동 섬유 (11) 의 표면에 포러스층 (12) 을 형성할 수 있다. 이에 의해, 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내가 된 동 다공질체 (10) 를 제조할 수 있다.

또한, 산화 환원 처리 공정 S02 후에, 소결 공정 S03 을 구비하고 있기 때문에, 소결을 확실하게 실시할 수 있다. 또한, 환원 처리 공정 S22 에 폐기공이 형성된 경우에도, 이 폐기공을 제거할 수 있고, 강도를 확실하게 확보할 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본원 발명의 제 2 실시형태인 동 다공질 복합 부재 (100) 에 대하여, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 5 에, 본 실시형태인 동 다공질 복합 부재 (100) 를 나타낸다. 이 동 다공질 복합 부재 (100) 는, 동 또는 동 합금으로 이루어지는 동판 (120) (부재 본체) 과, 이 동판 (120) 의 표면에 접합된 동 다공질체 (110) 를 구비하고 있다.

여기서, 본 실시형태인 동 다공질체 (110) 는, 제 1 실시형태와 동일하게, 복수의 동 섬유가 소결됨으로써 삼차원 망목 구조의 골격부가 형성되어 있다. 여기서, 동 섬유는, 동 또는 동 합금으로 이루어지고, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상, 2500 이하의 범위 내로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 동 섬유는, 예를 들어 C1100 (터프 피치 동) 으로 구성되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 동 섬유에는, 비틀림이나 굽힘 등의 형상 부여가 실시되어 있다. 또한, 본 실시형태인 동 다공질체 (110) 에 있어서는, 그 겉보기 밀도 (D_A) 가 동 섬유의 진밀도 (D_T) 의 51 ％ 이하로 되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 동 다공질체 (110) 의 골격부 (동 섬유) 및 동판 (120) 의 표면에, 후술하는 바와 같이 산화 환원 처리 (산화 처리 및 환원 처리) 를 실시하는 것에 의해 포러스층이 형성되어 있고, 이에 의해, 골격부 (동 섬유) 및 동판 (120) 의 표면에 미세한 요철이 발생해 있다.

그리고, 동 다공질체 (110) 를 구성하는 골격부 (동 섬유) 와 동판 (120) 의 표면의 결합부에 있어서는, 골격부 (동 섬유) 의 표면에 형성된 포러스층과 동판의 표면에 형성된 포러스층이 일체로 결합하고 있다.

또한, 상기 서술한 포러스층은, 인편상의 요철을 가지고 있고, 동 다공질체 (110) 전체의 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 되어 있다.

다음으로, 본 실시형태인 동 다공질 복합 부재 (100) 를 제조하는 방법에 대하여, 도 6 의 플로우도를 참조하여 설명한다.

먼저, 부재 본체인 동판 (120) 을 준비한다 (동판 배치 공정 S100). 다음으로, 이 동판 (120) 의 표면에 동 섬유를 분산시켜 적층 배치한다 (동 섬유 적층 공정 S101). 여기서, 이 동 섬유 적층 공정 S101 에서는, 부피 밀도 (D_P) 가 동 섬유의 진밀도 (D_T) 의 50 ％ 이하가 되도록 복수의 동 섬유를 적층 배치한다.

다음으로, 동판 (120) 의 표면에 적층 배치된 동 섬유의 표면 및 동판 (120) 의 표면을 산화 환원 처리한다 (산화 환원 처리 공정 S102). 이 산화 환원 처리 공정 S102 에 있어서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 동 섬유 및 동판 (120) 의 산화 처리를 실시하는 산화 처리 공정 S121 과, 산화 처리된 동 섬유 및 동판 (120) 을 환원하여 소결하는 환원 처리 공정 S122 를 구비하고 있다.

본 실시형태에서는, 동 섬유가 적층 배치된 동판 (120) 을 가열노 내에 장입하고, 대기 분위기에서 가열하여 동 섬유를 산화 처리한다 (산화 처리 공정 S121). 이 산화 처리 공정 S121 에 의해, 동 섬유 및 동판 (120) 의 표면에, 예를 들어 두께 1 ㎛ 이상, 100 ㎛ 이하의 산화물층이 형성된다.

여기서, 본 실시형태에 있어서의 산화 처리 공정 S121 의 조건은, 유지 온도가 520 ℃ 이상, 1050 ℃ 이하, 바람직하게는 600 ℃ 이상, 1000 ℃ 이하, 유지 시간이 5 분 이상, 300 분 이하, 바람직하게는 10 분 이상, 100 분 이하의 범위 내로 되어 있다.

다음으로, 본 실시형태에서는, 산화 처리 공정 S121 을 실시한 후, 동 섬유가 적층 배치된 동판 (120) 을 소성노 내에 장입하고, 환원 분위기에서 가열하여, 산화된 동 섬유 및 동판 (120) 을 환원 처리한다 (환원 처리 공정 S122).

여기서, 본 실시형태에 있어서의 환원 처리 공정 S121 의 조건은, 분위기가 질소와 수소의 혼합 가스 분위기, 유지 온도가 600 ℃ 이상, 1080 ℃ 이하, 바람직하게는 650 ℃ 이상, 1050 ℃ 이하, 유지 시간이 5 분 이상, 300 분 이하, 바람직하게는 10 분 이상, 100 분 이하의 범위 내로 되어 있다.

이 산화 처리 공정 S121 및 환원 처리 공정 S122 에 의해, 동 섬유 및 동판 (120) 의 표면에 포러스층이 형성되어, 미세한 요철이 발생하게 된다.

다음으로, 산화 환원 처리 공정 S102 (산화 처리 공정 S121 및 환원 처리 공정 S122) 에 의해 포러스층을 형성한 후, 동 섬유끼리를 소결하여 동 다공질체 (110) 를 형성함과 함께 동 다공질체 (110) (동 섬유) 와 동판 (120) 을 결합한다 (소결 및 접합 공정 S103).

이 소결 및 접합 공정 S103 에 의해, 포러스층을 개재하여 동 섬유끼리 소결됨과 함께 동 섬유와 동판 (120) 이 결합된다.

여기서, 본 실시형태에 있어서의 소결 및 접합 공정 S103 의 조건은, Ar 가스 분위기에서, 유지 온도가 600 ℃ 이상, 1080 ℃ 이하, 바람직하게는 700 ℃ 이상, 1000 ℃ 이하, 유지 시간이 5 분 이상, 300 분 이하, 바람직하게는 10 분 이상, 100 분 이하의 범위 내로 되어 있다.

이상과 같은 제조 방법에 의해, 본 실시형태인 동 다공질 복합 부재 (100) 가 제조된다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태인 동 다공질 복합 부재 (100) 에 의하면, 동판 (120) 의 표면에, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상, 2500 이하의 범위 내가 된 동 섬유가 소결되어 이루어지는 기공률이 높고, 강도나 치수 정밀도가 우수한 동 다공질체 (110) 가 접합되어 있고, 전열 특성 및 도전성 등의 각종 특성이 우수하다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 동 다공질체 (110) 의 골격부 (동 섬유) 및 동판 (120) 의 표면에 포러스층이 형성되어 있기 때문에, 동 다공질체 (110) 전체의 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 되어 있고, 다공체 골격 표면을 개재한 열 교환 효율 등을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 동 다공질체 (110) 의 골격부 (동 섬유) 와 동판 (120) 의 표면의 결합부에 있어서는, 골격부 (동 섬유) 의 표면에 형성된 포러스층과 동판 (120) 의 표면에 형성된 포러스층이 일체로 결합하고 있기 때문에, 동 다공질체 (110) 와 동판 (120) 이 강고하게 접합되게 되어, 접합 계면의 강도, 전열 특성 및 도전성 등의 각종 특성이 우수하다.

본 실시형태에 있어서는, 동판 (120) 의 표면에, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상, 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상, 2500 이하의 범위 내가 된 동 섬유 (11) 를, 부피 밀도 (D_P) 가 동 섬유 (11) 의 진밀도 (D_T) 의 50 ％ 이하가 되도록 적층 배치하는 동 섬유 적층 공정 S101 을 구비하고 있기 때문에, 소결 및 접합 공정 S103 에 있어서도, 동 섬유끼리 사이의 공극을 확보할 수 있고, 수축을 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 기공률이 높고 치수 정밀도가 우수한 동 다공질체 (110) 를 성형할 수 있다. 따라서, 열 전도성이나 도전성 등의 각종 특성이 우수한 동 다공질 복합 부재 (100) 를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 동 및 동 합금으로 이루어지는 동판 (120) 의 표면에 동 섬유를 적층 배치하고, 소결 및 접합 공정 S103 을 실시하고 있기 때문에, 제조 프로세스를 간략화하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 산화 환원 처리 공정 S102 에서는, 동 섬유 및 동판 (120) 의 표면을 산화시킨 후, 산화된 동 섬유 및 동판 (120) 의 표면을 환원하는 구성으로 하고 있기 때문에, 동 섬유 및 동판 (120) 의 표면에 포러스층이 형성되어. 미세한 요철이 발생해 있는 것으로부터, 접합 면적이 확보되어, 동 섬유끼리 및 동 섬유와 동판 (120) 을 강고하게 결합하는 것이 가능해진다.

이상, 본원 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본원 발명은 이것에 한정되지 않고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

예를 들어, 도 4 에 나타내는 제조 설비를 사용하여, 동 다공질체를 제조하는 것으로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 제조 설비를 사용하여 동 다공질체를 제조해도 된다.

산화 처리 공정 S21, S121 의 분위기에 대해서는, 소정 온도에서 동 혹은 동 합금이 산화하는 산화성 분위기이면 되고, 구체적으로는, 대기 중에 한정하지 않고, 불활성 가스 (예를 들어, 질소) 에 10 vol％ 이상의 산소를 함유하는 분위기이면 된다. 또한, 환원 처리 공정 S22, S122 의 분위기에 대해서도, 소정 온도에서 동 산화물이 금속 동으로 환원 혹은 산화동이 분해하는 환원성 분위기이면 되고, 구체적으로는, 수 vol％ 이상의 수소를 함유하는 질소-수소 혼합 가스, 아르곤-수소 혼합 가스, 순수소 가스, 혹은 공업적으로 자주 사용되는 암모니아 분해 가스, 프로판 분해 가스 등도 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 터프 피치 동 (JIS C1100) 또는 무산소동 (JIS C1020) 으로 이루어지는 동 섬유를 사용하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 동 섬유 (11) 의 재질로는, 인 탈산 동 (JIS C1201, C1220), 은 함유 동 (예를 들어 Cu-0.02 ∼ 0.5 mass％ Ag), 크롬 동 (예를 들어 Cu-0.02 ∼ 1.0 mass％ Cr), 지르콘 동 (예를 들어 Cu-0.02 ∼ 1.0 mass％ Zr), 주석 함유 동 (예를 들어 Cu-0.1 ∼ 1.0 mass％ Sn) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 200 ℃ 이상의 고온 환경하에서 사용하는 경우에는, 고온 강도가 우수한 은 함유 동, 크롬 동, 주석 함유 동, 지르콘 동 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 동 섬유를 소결함으로써 동 다공질체의 골격부를 형성하는 것으로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 섬유 부직포나 금속 필터 등의 동 다공질체를 소재로 사용함으로써, 동일한 표면 개질 효과가 기대된다.

또한, 제 2 실시형태에서는, 도 5 에 나타내는 구조의 동 다공질 복합 부재를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 도 7 내지 도 12 에 나타내는 바와 같은 구조의 동 다공질 복합 부재여도 된다.

예를 들어, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 동 다공질체 (210) 중에, 부재 본체로서 복수의 동관 (220) 이 삽입된 구조의 동 다공질 복합 부재 (200) 여도 된다.

혹은, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 동 다공질체 (310) 중에, 부재 본체로서 U 자상으로 만곡된 동관 (320) 이 삽입된 구조의 동 다공질 복합 부재 (300) 여도 된다.

또한, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 부재 본체인 동관 (420) 의 내주면에 동 다공질체 (410) 를 접합한 구조의 동 다공질 복합 부재 (400) 여도 된다.

또한, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 부재 본체인 동관 (520) 의 외주면에 동 다공질체 (510) 를 접합한 구조의 동 다공질 복합 부재 (500) 여도 된다.

또한, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 부재 본체인 동관 (620) 의 내주면 및 외주면에 동 다공질체 (610) 를 접합한 구조의 동 다공질 복합 부재 (600) 여도 된다.

또한, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 부재 본체인 동판 (720) 의 양면에 동 다공질체 (710) 를 접합한 구조의 동 다공질 복합 부재 (700) 여도 된다.

실시예

이하에, 본원 발명의 효과를 확인하기 위하여 실시한 확인 실험의 결과에 대하여 설명한다.

표 1 에 나타내는 소결 원료를 사용하여, 상기 서술한 실시형태로 나타낸 제조 방법에 의해, 폭 30 ㎜ × 길이 200 ㎜ × 두께 5 ㎜ 의 동 다공질체를 제조하였다.

여기서, 성형 형에 대한 원료의 충전은, 압력을 가하지 않고 실시하였다.

또한, 얻어진 동 다공질체에 대하여, 겉보기 밀도, 기공률, 비표면적, 상대 인장 강도에 대하여 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 평가 방법을 이하에 나타낸다.

(섬유 직경 (R))

동 섬유의 섬유 직경 (R) 은, 말번사 제조 입자 해석 장치 「Morphologi G3」 을 사용하여, JIS Z 8827-1 에 기초하여, 화상 해석에 의해 산출된 환산 섬유 직경 (Heywood 직경) R = (A/π)^0.5 × 2 의 평균치를 사용하였다.

(섬유 길이 (L))

동 섬유의 섬유 길이 (L) 는, 말번사 제조 입자 해석 장치 「Morphologi G3」 을 사용하여, 화상 해석에 의해 산출된 단순 평균치를 사용하였다.

(겉보기 밀도비 (D_A/D_T) 및 기공률 (P))

얻어진 동 다공질체의 질량 (M) (g), 체적 (V) (㎤), 동 다공질체를 구성하는 동 섬유의 진밀도 (D_T) (g/㎤) 를 측정하고, 이하의 식으로 겉보기 밀도비 (D_A/D_T) 및 기공률 (P) (％) 를 산출하였다. 또한, 진밀도 (D_T) 는, 정밀 천칭을 사용하여, 수중법에 의해 측정하였다.

D_A/D_T = M/(V × D_T)

P = (1 - (M/(V × D_T))) × 100

(비표면적 (A_S))

동 다공질체의 비표면적 (A_S) (㎡/g) 는, JIS Z8830 에 준거하여, 크립톤 가스를 사용한 BET 법에 의해 측정한 값을 사용하였다.

(상대 인장 강도 (S_R))

얻어진 동 다공질체를 폭 10 ㎜ × 길이 100 ㎜ × 두께 5 ㎜ 의 시험편으로 가공한 후, 인스트론형 인장 시험기를 사용하여 인장 시험을 실시하여, 최대 인장 하중 (S_max) (N) 을 겉보기 상의 시료 단면적 50 ㎟ 로 제산하여 최대 인장 강도 (S) (N/㎟) 를 측정하였다. 상기 측정에 의해 얻어진 최대 인장 강도 (S) 는 겉보기 밀도에 따라 변화하기 때문에, 본 실시예에서는, 상기 최대 인장 강도 (S) (N/㎟) 를 상기 겉보기 밀도비 (D_A/D_T) 로 규격화한 값 S/(D_A/D_T) 를 상대 인장 강도 (S_R) (N/㎟) 로서 정의하고, 비교하였다.

본 실시형태에 있어서 제조된 동 다공질체의 결합부의 단면 관찰을 실시한 결과, 도 13 에 나타내는 본 발명예 1 의 동 다공질체에 있어서는, 동 섬유의 표면에 포러스층이 형성되어 있고, 이 포러스층끼리 결합하고 있는 것이 확인된다. 그리고, 이 포러스층에 의해 동 섬유의 표면에 미소한 요철이 형성되어, 비표면적이 0.01 ㎡/g 이상으로 커져 있는 것이 확인된다.

이에 반하여, 원료로서, 평균 입경 0.06 ㎜ 의 전해 동 분말을 사용하여 실시한 비교예 1 에 있어서는, 높은 기공률 및 비표면적을 확보할 수 없었다.

또한, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 동 섬유의 직경 (R) 이 0.01 ㎜ 가 된 비교예 2 및 동 섬유의 직경 (R) 이 1.2 ㎜ 가 된 비교예 3 에 있어서는, 동 다공질체의 상대 인장 강도가 낮아져 있는 것이 확인된다.

또한, 동 섬유의 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 2 가 된 비교예 4 에 있어서는, 높은 기공률을 확보할 수 없었다.

또한, 동 섬유의 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 3000 이 된 비교예 5 에 있어서는, 강도가 낮아져 있다. 이것은, 부분적으로 공극이 큰 지점이 존재하여, 국소적으로 강도가 대폭 저하했기 때문인 것으로 추측된다.

이에 반하여, 본 발명예의 동 다공질체에 있어서는, 비표면적이 크고, 기공률도 높아졌다. 또한, 상대 인장 강도도 우수한 것이 확인된다.

이상으로부터, 본원 발명에 의하면, 충분한 기공률 및 비표면적을 갖는 동 다공질체를 제공 가능하다는 것이 확인되었다.

산업상 이용가능성

충분한 기공률 및 비표면적을 갖는 동 다공질체, 이 동 다공질체가 부재 본체에 접합된 동 다공질 복합 부재를 제공할 수 있고, 예를 들어 각종 전지에 있어서의 전극 및 집전체, 열 교환기용 부재, 소음 부재, 필터, 충격 흡수 부재 등에 적용할 수 있다.

10, 110 ; 동 다공질체
11 ; 동 섬유
12 ; 포러스층
13 ; 골격부
100 ; 동 다공질 복합 부재
120 ; 동판 (부재 본체)

Claims

삼차원 망목 구조의 골격부를 갖는 동 다공질체로서,
상기 골격부의 표면에는, 요철을 갖는 포러스층이 형성되어 있고,
비표면적이 0.01 ㎡/g 이상이 되고, 기공률이 50 ％ 이상 90 ％ 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하는 동 다공질체.
제 1 항에 있어서,
상기 골격부는, 복수의 동 섬유의 소결체로 되어 있고, 상기 동 섬유는, 직경 (R) 이 0.02 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위 내가 되고, 길이 (L) 와 직경 (R) 의 비 (L/R) 가 4 이상 2500 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하는 동 다공질체.
부재 본체와, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 동 다공질체가 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 동 다공질 복합 부재.
제 3 항에 있어서,
상기 부재 본체 중 상기 동 다공질체와의 접합면이 동 또는 동 합금으로 구성되고, 상기 동 다공질체와 상기 부재 본체가 소결에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 동 다공질 복합 부재.