TW201842200A - 銅多孔質體、銅多孔質複合構件、銅多孔質體之製造方法及銅多孔質複合構件之製造方法 - Google Patents

Abstract

此銅多孔質體係由複數之銅纖維的燒結體所構成，且具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體，其特徵為，形成前述骨架部的銅纖維係由銅或銅合金所構成，直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內，並且與長度方向正交之剖面的圓度係設為0.2以上、0.9以下之範圍內，氣孔率係設為50%以上、95%以下之範圍內。

Description

銅多孔質體、銅多孔質複合構件、銅多孔質體之製造方法及銅多孔質複合構件之製造方法

[0001] 本發明係關於由銅或銅合金所構成的銅多孔質體、及此銅多孔質體被接合於構件主體而成的銅多孔質複合構件、銅多孔質體之製造方法及銅多孔質複合構件之製造方法者。 　　本發明係根據2017年1月18日，於日本申請之特願2017-006749號而主張優先權，並將該內容援用於此。

[0002] 上述之銅多孔質燒結體及銅多孔質複合構件係作為例如各種電池中之電極及集電體、熱管等之熱交換器用構件、消音構件、過濾器、衝擊吸收構件等所使用。 　　例如，於專利文獻1中係提案有將成為三維網狀構造體的銅多孔質體一體黏著於導電性金屬之構件主體的傳熱構件。 　　[0003] 在此，於專利文獻1中，作為成為三維網狀構造體的金屬燒結體(銅多孔質體)之製造方法係揭示有：使用於由藉由加熱而燃耗的材質所構成之三維網狀構造體(例如具有胺基甲酸酯發泡體、聚乙烯發泡體等連續氣泡的合成樹脂發泡體、天然纖維布帛、人造纖維布帛等)之骨架塗佈黏著劑，而黏著有金屬粉狀物而成的成形體之方法，或使用在於由藉由加熱而燃耗的材質所構成，且可形成三維網狀構造體的材料(例如紙漿或羊毛纖維)抄入金屬粉狀物而成的薄片狀成形體之方法等。 　　[0004] 在此，如專利文獻1所記載般地，在使用金屬粉狀物來形成金屬燒結體(銅多孔質燒結體)的情況時，由於燒結時之收縮率為大，因此存在有難以得到高強度且氣孔率高的銅多孔質燒結體的問題。 　　因此，例如專利文獻2、3所示般，提案有作為燒結原料而使用有由銅或銅合金所構成之銅纖維的銅多孔質體。 　　[0005] 於專利文獻2中係揭示有藉由將銅纖維在加壓下進行通電加熱，而得到銅多孔質體的方法。 　　於專利文獻3中係揭示有在將銅纖維於大氣環境中加熱至800℃之後，於氫環境中加熱至450℃，藉此而得到銅多孔質體的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0006] 　　[專利文獻1] 日本特開平08-145592號公報 　　[專利文獻2] 日本專利第3735712號公報 　　[專利文獻3] 日本特開2000-192107號公報

[發明所欲解決之課題] 　　[0007] 另外，於上述之銅多孔質體中係與具有高氣孔率及開放式單元構造相配合而要求高強度。 　　在此，於專利文獻2中，為了將銅纖維彼此充分地接合，必須在加壓下進行通電燒結，因此，存在有因加壓而導致氣孔率降低的問題。又，由於有必要均勻地進行加壓，因此存在有燒結時所使用的成形模具之形狀受到限制的問題。 　　再者，於專利文獻3中，由於是於大氣環境中實施加熱，因此恐有銅纖維中之氧濃度的增加，或在其後之於氫環境中之加熱時產生空隙，而使銅多孔質之強度降低之虞。 　　[0008] 本發明係以如以上般之情事作為背景而完成者，其目的為，提供具有高氣孔率並且具有充分的強度的銅多孔質體、及此銅多孔質體被接合於構件主體而成的銅多孔質複合構件、銅多孔質體之製造方法及銅多孔質複合構件之製造方法。 [用以解決課題之手段] 　　[0009] 為了解決如此之課題而達成前述目的，本發明之銅多孔質體係由複數之銅纖維的燒結體所構成，且具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體，其特徵為，形成前述骨架部的銅纖維係由銅或銅合金所構成，直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內，並且與長度方向正交之剖面的圓度係設為0.2以上、0.9以下之範圍內，氣孔率係設為50%以上、95%以下之範圍內。 　　[0010] 依據此構成之銅多孔質體，由於形成前述骨架之銅纖維的直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內，因此，於銅纖維彼此之間確保充分的空隙，而可將氣孔率設為50%以上、95%以下之範圍內。 　　在此，直徑R係以各纖維之剖面積A為基礎所算出之值，無關於剖面形狀而假設為正圓形，並藉由以下之式所定義者。[0011] 並且，於本發明中係規定與形成前述骨架部之銅纖維的長度方向正交的剖面之圓度。在此，圓度C係當將銅纖維的剖面積設為A，並將銅纖維之剖面的周長設為Q時，以下述之式所表示者。在剖面形狀為正圓形的情況時圓度C係成為1，若是剖面形狀成為星形等之凹多角形、縱橫比大的長方形等，則圓度C係成為接近0。 　　[0012] 於本發明中，由於形成前述骨架部之銅纖維的前述剖面之圓度係設為0.2以上、0.9以下之範圍內，因此在將銅纖維進行層合時，銅纖維彼此面接觸的部位會變多，可確保所層合之銅纖維彼此的接觸面積，而成為可使銅纖維彼此之接合強度提昇，並且可於銅纖維彼此之間確保空隙，而成為可提高氣孔率。 　　因而，成為可提供具有高氣孔率並且具有充分的強度之銅多孔質體。 　　[0013] 本發明之銅多孔質複合構件係由構件主體與具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體之接合體所構成的銅多孔質複合構件，其特徵為，前述銅多孔質體為前述之銅多孔質體。 　　依據此構成之銅多孔質複合構件，由於可設為氣孔率高且強度優異之銅多孔質體與構件主體的接合體，因此可提供優異的特性之多孔質複合構件。 　　[0014] 在此，於本發明之銅多孔質複合構件中，較佳為前述構件主體中與前述銅多孔質體之接合面係以銅或銅合金所構成，前述銅多孔質體與前述構件主體之接合部係設為燒結層。 　　於此情況中，由於前述銅多孔質體與前述構件主體之接合部係設為燒結層，因此前述銅多孔質體與前述構件主體會被強固地接合，而可得到作為銅多孔質體複合構件之優異的強度。 　　[0015] 又，本發明之銅多孔質體之製造方法係由複數之銅纖維的燒結體所構成，且具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體之製造方法，其特徵為具備有下列步驟：將直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內，並且與長度方向正交之剖面的圓度係設為0.2以上、0.9以下之範圍內的前述銅纖維進行層合之銅纖維層合步驟；以及將層合而成之複數之前述銅纖維彼此進行燒結之燒結步驟。 　　[0016] 依據此構成之銅多孔質體之製造方法，由於銅纖維的直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內，與長度方向正交之剖面的圓度係設為0.2以上、0.9以下之範圍內，因此可確保銅纖維彼此之接觸面積，而可得到強度高的銅多孔質體。又，可於銅纖維彼此之間確保空隙，而可得到氣孔率高的銅多孔質體。 　　[0017] 本發明之銅多孔質複合構件之製造方法係由構件主體與具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體之接合體所構成的銅多孔質複合構件之製造方法，其特徵為具備有將前述銅多孔質體與前述構件主體進行接合的接合步驟。 　　[0018] 依據此構成之銅多孔質複合構件之製造方法，成為具備有藉由上述之銅多孔質體之製造方法所製造的銅多孔質體，而可得到強度等之特性優異的銅多孔質複合構件。另外，作為構件主體係可列舉例如：板、棒、管等。 　　[0019] 在此，於本發明之銅多孔質複合構件之製造方法中，較佳為前述構件主體中與前述銅多孔質體所接合之接合面係以銅或銅合金所構成，將前述銅多孔質體與前述構件主體藉由燒結來進行接合。 　　於此情況中，可將前述構件主體與前述銅多孔質體藉由燒結而一體化，而成為可製造特性之安定性優異的銅多孔質複合構件。 [發明效果] 　　[0020] 依據本發明，可提供具有高氣孔率並且具有充分的強度的銅多孔質體、及此銅多孔質體被接合於構件主體而成的銅多孔質複合構件、銅多孔質體之製造方法及銅多孔質複合構件之製造方法。

[0022] 以下，針對本發明之實施形態之銅多孔質體、銅多孔質複合構件、銅多孔質體之製造方法及銅多孔質複合構件之製造方法，參照所添附之圖式來進行說明。 　　[0023] (第一實施形態) 　　首先，針對本發明之第一實施形態之銅多孔質體10，參照第1圖至第6圖來進行說明。 　　本實施形態之銅多孔質體10係如第1圖所示般，具有複數之銅纖維11燒結而成的骨架部12。 　　[0024] 於本實施形態之銅多孔質體10中，氣孔率P係設為50%以上、95%以下之範圍內。另外，氣孔率P係以下述之式所算出。m：銅多孔質體10之質量(g) 　　　V：銅多孔質體10之體積(cm³ ) 　　　D_T ：構成銅多孔質體10之銅纖維11的真密度(g/cm³ ) 　　[0025] 進而，本實施形態之銅多孔質體10係將拉伸強度S(N/mm² )以表觀密度比D_A 作標準化的相對拉伸強度S/D_A (N/mm² )設為10.0以上。另外，表觀密度比D_A 係以下述之式所算出。[0026] 在此，構成骨架部12之銅纖維11係由銅或銅合金所構成，直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內。於本實施形態中，銅纖維11係以例如C1020(無氧銅)所構成。 　　另外，於本實施形態中，於銅纖維11係施以扭轉或彎曲等之形狀賦予。又，於本實施形態之銅多孔質體10中，其表觀密度比D_A 係設為銅纖維11之真密度D_T 的0.50以下。針對銅纖維11的形狀，只要是在前述表觀密度比D_A 成為銅纖維11之真密度D_T 的0.50以下的範圍內，則為直線狀、曲線狀等任意形狀，但若於銅纖維11的至少一部分使用藉由扭轉加工或彎曲加工等而進行特定的形狀賦予加工者，則可將銅纖維11彼此之間的空隙形狀作立體性且等向性地形成，其結果，與銅多孔質體10之強度、傳熱特性及導電性等之各種特性的等向性提昇有所關聯。 　　[0027] 另外，銅纖維11係藉由拉拔法、線圈切削法、線切削法、熔融紡絲法等，而調整成特定的直徑R，並藉由將其以進一步滿足特定的L/R的方式來調整長度而進行切斷，而製造。 　　在此，直徑R係以各纖維之剖面積A為基礎所算出之值，無關於剖面形狀而假設為正圓形，並藉由以下之式所定義者。[0028] 並且，構成骨架部12之銅纖維11，其與長度方向正交之剖面的圓度C係設為0.2以上、0.9以下之範圍內。 　　在此，圓度C係當將銅纖維11的剖面積設為A，並將銅纖維11之剖面的周長設為Q時，以下述之式所表示者。[0029] 若為正圓形則圓度C係成為1，若相對於剖面積A而圓周Q較長則圓度C會變小。因而，在剖面成為星形形狀等之凹多角形狀的情況，或成為縱橫比大的形狀等，則圓度C會變小。 　　在此，將顯示正多角形之圓度C的圖表顯示於第2圖，將顯示長方形剖面中之縱橫比與圓度C之關係的圖表顯示於第3圖。 　　[0030] 如第2圖所示般，於正多角形的情況中，圓度C成為0.2以上、0.9以下之範圍內者係正三角形及正方形。 　　又，於長方形形狀中，圓度C成為0.2以上、0.9以下之範圍內者係成為縱橫比(長邊長度/短邊長度)為80以下的情況。 　　並且，於本實施形態中，構成骨架部12之銅纖維11係如第4圖所示般，設為剖面形狀成為概略三角形狀者。 　　[0031] 在此，於銅纖維11之直徑R為未達0.01mm的情況時，銅纖維11彼此之接合面積小，而恐有燒結強度不足之虞。另一方面，於銅纖維11之直徑R為超過1.0mm的情況時，銅纖維11彼此接觸的接點數不足，而恐有燒結強度不足之虞。 　　基於以上內容，於本實施形態中，將銅纖維11之直徑R設定成0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內。另外，於謀求更加的強度提昇的情況時，較佳係將銅纖維11之直徑R的下限設為0.03mm以上，較佳係將銅纖維11之直徑R的上限設為0.5mm以下。 　　[0032] 又，於銅纖維11的長度L與直徑R之比L/R為未達4的情況時，當進行層合配置時難以將容積密度D_P 設為銅纖維11之真密度D_T 的50%以下，而恐有難以得到氣孔率P高的銅多孔質體10之虞。另一方面，於銅纖維11的長度L與直徑R之比L/R為超過200的情況時，當進行層合配置時無法使銅纖維11均勻地分散，而恐有難以得到具有均勻的氣孔率P的銅多孔質體10。 　　基於以上內容，於本實施形態中，將銅纖維11的長度L與直徑R之比L/R設定成4以上、200以下之範圍內。另外，於謀求更加的氣孔率P之提昇的情況時，較佳係將銅纖維11的長度L與直徑R之比L/R的下限設為10以上。又，為了得到氣孔率P更加均勻的銅多孔質體10，較佳係將銅纖維11的長度L與直徑R之比L/R的上限設為100以下。 　　[0033] 進而，於形成骨架部12之銅纖維11的剖面形狀成為星形形狀等之凹多角形狀的圓度C為未達0.2的情況時，銅纖維11之表面的凹凸為大，於填充時無法確保銅纖維11彼此之接觸部，而恐有燒結後之銅多孔質體10的強度不足之虞。又，於形成骨架部12之銅纖維11的剖面形狀中長邊與短邊之縱橫比會變大而成為圓度C為未達0.2的情況時，由於銅纖維11成為箔狀，因此於填充時於銅纖維11彼此之間難以形成間隙，而恐有燒結後之銅多孔質體10的氣孔率P變低之虞。 　　另一方面，於形成骨架部12之銅纖維11的剖面的圓度C為超過0.9的情況時，由於剖面形狀接近正圓形，因此於填充時銅纖維11彼此之接觸部會成為接觸點，而在各接觸點之銅纖維11接合強度會降低，結果，恐有燒結後之銅多孔質體10的強度不足之虞。 　　可推測，其係於使金屬纖維彼此接合而成的三維網狀構造體中，拉伸強度係纖維彼此之接合強度弱的部位之影響為大，因此，若以點接觸形成接合強度弱的接觸點，則於拉伸時破壞會以上述接觸點為起點而發展之故。 　　基於以上內容，於本實施形態中，將形成骨架部12之銅纖維11的剖面的圓度C設定成0.2以上、0.9以下之範圍內。另外，於謀求更加的氣孔率P之提昇及強度之提昇的情況時，較佳係將形成骨架部12之銅纖維11的剖面之圓度C的下限設為0.3以上，較佳係將上限設為0.85以下。 　　[0034] 接著，針對本實施形態之銅多孔質體10之製造方法，參照第5圖的流程圖及第6圖的步驟圖等來進行說明。 　　首先，如第6圖所示般，將上述之銅纖維11從散布機31朝向石墨製容器32內散布來進行容積填充，而將銅纖維11層合(銅纖維層合步驟S01)。 　　在此，於此銅纖維層合步驟S01中係以使填充後之容積密度D_P 成為銅纖維11之真密度D_T 的40%以下的方式來將複數之銅纖維11進行層合配置。另外，於本實施形態中，於銅纖維11施以扭轉加工或彎曲加工等之形狀賦予加工，因此，在層合時於銅纖維11彼此之間確保立體性且等向性的空隙。 　　[0035] 接著，將被容積填充於石墨製容器32內的銅纖維11裝入環境加熱爐33，並於還原環境、惰性氣體環境或真空環境中進行加熱而燒結(燒結步驟S02)。 　　本實施形態中之燒結步驟S02的加熱條件係設為保持溫度為500℃以上、1050℃以下，保持時間為5分鐘以上、600分鐘以下之範圍內。 　　[0036] 在此，於燒結步驟S02中之保持溫度為未達500℃的情況時，恐有燒結速度緩慢而燒結不充分進行之虞。另一方面，於燒結步驟S02中之保持溫度為超過1050℃的情況時，會被加熱至銅的熔點附近，而恐有引起強度及氣孔率P降低之虞。 　　基於以上內容，於本實施形態中係將燒結步驟S02中之保持溫度設定成500℃以上、1050℃以下。另外，為了確實地進行銅纖維11之燒結，較佳係將燒結步驟S02中之保持溫度的下限設為600℃以上，並將保持溫度的上限設為1000℃以下。 　　[0037] 又，於燒結步驟S02中之保持時間為未達5分鐘的情況時，恐有燒結速度緩慢而燒結不充分進行之虞。另一方面，於燒結步驟S02中之保持時間為超過600分鐘的情況時，恐有因燒結導致之熱收縮變大而強度降低之虞。基於以上內容，於本實施形態中係將燒結步驟S02中之保持時間設定成5分鐘以上、600分鐘以下之範圍內。另外，為了確實地進行銅纖維11之燒結，較佳係將燒結步驟S02中之保持時間的下限設為10分鐘以上，並將保持時間的上限設為180分鐘以下。 　　[0038] 進而，燒結步驟S02中之環境係可使用氫氣、RX氣體、氨分解氣體、氮-氫混合氣體、氬-氫混合氣體等之還原性氣體，亦可使用氮氣、氬氣等之惰性氣體。進而，亦可設為100Pa以下之真空環境。 　　[0039] 藉由此燒結步驟S02，在銅纖維11彼此之接觸部分進行燒結，銅纖維11彼此被結合而形成骨架部12。 　　在此，於本實施形態中，如上述般地於燒結步驟S02並不進行加壓而是在還原性環境、惰性環境及真空環境下實施，因此，銅纖維11之塊體形狀或表面形狀不會大幅變化，而於燒結前後，剖面之圓度C幾乎無變化。 　　[0040] 依據設為以上般之構成的本實施形態之銅多孔質體10，由於是藉由將直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內的銅纖維11進行燒結而形成骨架部12，因此於銅纖維11彼此之間確保充分的空隙，而可抑制燒結時之收縮率，而氣孔率P為高，且尺寸精度優異。 　　[0041] 接著，於本實施形態中，由於形成骨架部12之銅纖維11的剖面之圓度C係設為0.2以上、0.9以下之範圍內，因此確保銅纖維11彼此的接觸面積，而成為可使燒結後之強度提昇，並且可於銅纖維11彼此之間確保空隙，而成為可提高氣孔率P。 　　因而，依據本實施形態，成為可提供氣孔率P高達50%以上、95%以下之範圍內，且具有優異的強度之銅多孔質體10。 　　[0042] (第二實施形態) 　　接著，針對本發明之第二實施形態之銅多孔質複合構件100，參照所添附之圖式來進行說明。 　　於第7圖顯示本實施形態之銅多孔質複合構件100。此銅多孔質複合構件100係具備有：由銅或銅合金所構成的銅板120(構件主體)、與被接合於此銅板120之表面的銅多孔質體110。 　　[0043] 在此，本實施形態之銅多孔質體110係與第一實施形態相同地，將複數之銅纖維進行燒結而形成骨架部者。並且，於本實施形態之銅多孔質體110中，氣孔率P係設為50%以上、95%以下之範圍內。 　　[0044] 在此，形成骨架部之銅纖維係由銅或銅合金所構成，直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內。於本實施形態中，銅纖維係以例如C1020(無氧銅)所構成。 　　並且，形成骨架部之銅纖維，其與長度方向正交之剖面的圓度C係設為0.2以上、0.9以下之範圍內。 　　另外，於本實施形態中，於銅纖維係施以扭轉或彎曲等之形狀賦予。又，於本實施形態之銅多孔質體110中，其表觀密度比D_A 係設為銅纖維11之真密度D_T 的50%以下。 　　[0045] 接著，針對製造本實施形態之銅多孔質體100的方法，參照第8圖的流程圖等來進行說明。 　　首先，準備作為構件主體之銅板120(銅板配置步驟S100)。接著，使銅纖維分散於此銅板120的表面來進行層合配置(銅纖維層合步驟S101)。在此，於此銅纖維層合步驟S101中係以使容積密度D_P 成為銅纖維之真密度D_T 的40%以下的方式來將複數之銅纖維進行層合配置。 　　[0046] 接著，將於銅板120之表面所層合配置的銅纖維彼此進行燒結而成形銅多孔質體110，並且將銅多孔質體110與銅板120進行結合(燒結及接合步驟S102)。 　　本實施形態中之燒結及接合步驟S102的加熱條件係設為保持溫度為500℃以上、1050℃以下，保持時間為5分鐘以上、600分鐘以下之範圍內。 　　進而，燒結及接合步驟S102中之環境係設為還原性環境、惰性氣體環境或真空環境，具體而言係可使用氫氣、RX氣體、氨分解氣體、氮-氫混合氣體、氬-氫混合氣體等之還原性氣體，亦可使用氮氣、氬氣等之惰性氣體。進而，亦可設為100Pa以下之真空環境。 　　[0047] 藉由此燒結及接合步驟S102，將銅纖維彼此進行燒結而形成銅多孔質體110，並且將銅纖維與銅板120進行燒結，來將銅多孔質體110與銅板120結合，而製造本實施形態之銅多孔質複合構件100。 　　[0048] 依據設為以上般之構成的本實施形態之銅多孔質複合構件100，由於構成銅多孔質體110之銅纖維的剖面之圓度C係設為0.2以上、0.9以下之範圍內，因此確保銅纖維彼此的接觸面積，而成為可使強度提昇，並且可於銅纖維彼此之間確保空隙，而成為可提高銅多孔質體110之氣孔率P。 　　其結果，成為可大幅提昇將銅多孔質複合構件100使用於蒸發器等之熱交換構件時之熱交換效率或保水性、蒸發效率等之各種特性。 　　[0049] 又，依據本實施形態之銅多孔質複合構件100之製造方法，由於是於由銅及銅合金所構成的銅板120之表面層合配置銅纖維，並藉由燒結及接合步驟S102來同時實施燒結與接合，因此可將製造製程簡化。 　　[0050] 以上，雖針對本發明之實施形態來進行說明，但本發明並不限定於此，在不脫離該發明之技術性思想的範圍內可適當變更。 　　例如，雖以使用第6圖所示之製造設備來製造銅多孔質體者進行說明，但並不限定於此，亦可使用其他製造設備來製造銅多孔質體。 　　[0051] 又，於本實施形態中，雖以使用由無氧銅(JIS C1020)所構成之銅纖維者來進行說明，但並不限定於此，亦可使用磷脫氧銅(JIS C1201、C1220)或精銅(JIS C1100)等之純銅、Cr銅(C18200)或Cr-Zr銅(C18150)等之高導電性之銅合金。 　　[0052] 進而，於第二實施形態中，雖例示於銅多孔質體與構件主體之接合部形成有燒結層之接合方法作為理想的方法，但並不限定於此，亦可藉由各種熔接法(雷射熔接法、電阻熔接法)或使用有以低溫進行熔融的銅焊料之硬焊法所致之接合方法，來將銅多孔質體與構件主體進行接合。 　　又，於第二實施形態中，雖列舉第7圖所示的構造之銅多孔質複合構件為例來進行說明，但並不限定於此，亦可為如第9圖至第14圖所示的構造之銅多孔質複合構件。 　　[0053] 例如，亦可為如第9圖所示般，於銅多孔質體210之中，作為構件主體而插入有複數之銅管220的構造之銅多孔質複合構件200。 　　或是，亦可為如第10圖所示般，於銅多孔質體310之中，作為構件主體而插入有呈U字狀彎曲之銅管320的構造之銅多孔質複合構件300。 　　[0054] 進而，亦可為如第11圖所示般，於作為構件主體之銅管420的內周面接合銅多孔質體410的構造之銅多孔質複合構件400。 　　又，亦可為如第12圖所示般，於作為構件主體之銅管520的外周面接合銅多孔質體510的構造之銅多孔質複合構件500。 　　[0055] 進而，亦可為如第13圖所示般，於作為構件主體之銅管620的內周面及外周面接合銅多孔質體610的構造之銅多孔質複合構件600。 　　又，亦可為如第14圖所示般，於作為構件主體之銅板720的兩面接合銅多孔質體710的構造之銅多孔質複合構件700。 　　[0056] 進而，亦可為如第15圖所示般，於作為構件主體之銅管820的內徑接合銅多孔質體810的構造之銅多孔質複合構件800。 　　又，亦可為如第16圖所示般，於作為構件主體之扁平銅管920的兩面接合銅多孔質體910的構造之銅多孔質複合構件900。 [實施例] 　　[0057] 以下，針對為了確認本發明之效果所進行的確認實驗之結果來進行說明。 　　使用表1所示之燒結原料(銅纖維)，藉由上述之實施形態所示之製造方法，而製造出寬30mm×長度200mm×厚度5mm之銅多孔質燒結體。另外，成為原料之銅纖維的直徑R、長度L與直徑R之比L/R、圓度C係如以下般地測定。 　　又，關於所得之銅多孔質燒結體，針對形成骨架部之銅纖維的剖面的直徑R、長度L與直徑R之比L/R、圓度C、氣孔率、拉伸強度係如以下般地評估。將評估結果顯示於表2。 　　[0058] (銅纖維之直徑R) 　　以光學顯微鏡來觀察成為燒結原料之銅纖維、及從銅多孔質燒結體取出的銅纖維之與長度方向正交的剖面，使用所拍攝的影像，而算出藉由影像處理所算出之圓換算直徑(Heywood徑)R=(A/π)^0.5 ×2之單純平均值。將其作為銅纖維之直徑R。 　　[0059] (長度L與直徑R之比L/R) 　　銅纖維的長度L係對於成為燒結原料之銅纖維、及從銅多孔質燒結體取出的銅纖維，使用Malvern公司製粒子解析裝置「Morphologi G3」來進行影像解析，而使用所算出之單純平均值。使用其，來算出長度L與直徑R之比L/R。 　　[0060] (剖面之圓度C) 　　以光學顯微鏡來觀察成為燒結原料之銅纖維、及從銅多孔質燒結體取出的銅纖維之與長度方向正交的剖面，使用所拍攝的影像，使用藉由影像處理所算出的剖面積A(mm² )、及周長Q(mm)之單純平均值，以下述式來算出。圓度C=(4πA)^0.5 /Q 　　[0061] (氣孔率P) 　　使用精密天秤，藉由水中法測定真密度D_T (g/cm³ )，並以下述式來算出氣孔率P。另外，將銅多孔質燒結體之質量設為m(g)，並將銅多孔質燒結體之體積設為V(cm³ )。[0062] (拉伸強度) 　　將所得之銅多孔質燒結體加工成寬10mm×長度100mm×厚度5mm之試驗片之後，使用Instron型拉伸試驗機來進拉伸試驗，而測定最大拉伸強度S(N/mm² )。藉由前述測定所得之最大拉伸強度會因表觀密度而變化，因此，於本實施例中係將前述最大拉伸強度S以前述表觀密度比D_A 作標準化之値(S/D_A )定義為相對拉伸強度。另外，表觀密度比D_A 係以下述之式算出。[0063][0064][0065] 於本發明例1-15、比較例1-7之任一例中，確認到在成為燒結原料之銅纖維與從銅多孔質燒結體取出之銅纖維，針對直徑R、長度L與直徑R之比L/R、剖面之圓度C皆無大幅度變化。 　　[0066] 在此，於銅纖維之直徑R設為0.008mm的比較例1及銅纖維之直徑R設為1.20mm的比較例2中，確認到銅多孔質燒結體之拉伸強度變低。 　　又，於銅纖維的長度L與直徑R之比L/R設為2的比較例3中，氣孔率P變低為46%。 　　再者，於銅纖維的長度L與直徑R之比L/R設為300的比較例4中，強度變低。可推測其係部分地存在空隙大的部位，而局部性地強度大幅降低之故。 　　[0067] 於銅纖維的剖面之圓度C設為0.95的比較例5中，拉伸強度變低。可推測剖面的形狀接近正圓形，而銅纖維彼此之接觸成為點接觸之故。於銅纖維的剖面之形狀為星形且圓度C設為0.15的比較例6中，拉伸強度變低。可推測銅纖維的表面之凹凸為大，而銅纖維彼此之接觸點變少之故。 　　於銅纖維的剖面之形狀為長方形且圓度C設為0.18的比較例7中，氣孔率變低。可推測銅纖維的剖面形狀成為箔狀，而於銅纖維彼此之間沒有形成空隙之故。 　　[0068] 相對於此，於本發明例之銅多孔質燒結體中，氣孔率高達50%以上，且拉伸強度亦可充分確保。 　　基於以上內容，可確認依據本發明，可提供具有高氣孔率並且具有充分的強度之高品質的銅多孔質燒結體。

[0069]

10、110‧‧‧銅多孔質體

11‧‧‧銅纖維

12‧‧‧骨架部

100‧‧‧銅多孔質複合構件

120‧‧‧銅板(構件主體)

[0021] 　　[第1圖] 係本發明之第一實施形態之銅多孔質體的放大示意圖。 　　[第2圖] 係顯示正多角形之圓度的圖表。 　　[第3圖] 係顯示長方形狀之圓度的圖表。 　　[第4圖] 係對構成第1圖所示之銅多孔質體的骨架部之銅纖維的剖面形狀進行概略說明的圖。 　　[第5圖] 係顯示第1圖所示之銅多孔質體之製造方法之一例的流程圖。 　　[第6圖] 係顯示製造第1圖所示之銅多孔質體之製造步驟的說明圖。 　　[第7圖] 係本發明之第二實施形態之銅多孔質複合構件的外觀說明圖。 　　[第8圖] 係顯示第7圖所示之銅多孔質複合構件之製造方法之一例的流程圖。 　　[第9圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。 　　[第10圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。 　　[第11圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。 　　[第12圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。 　　[第13圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。 　　[第14圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。 　　[第15圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。 　　[第16圖] 係本發明之其他實施形態之銅多孔質複合構件的外觀圖。

Claims (6)

1. 一種銅多孔質體，其係由複數之銅纖維的燒結體所構成，且具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體，其特徵為， 　　形成前述骨架部的銅纖維係由銅或銅合金所構成，直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內，並且與長度方向正交之剖面的圓度係設為0.2以上、0.9以下之範圍內， 　　氣孔率係設為50%以上、95%以下之範圍內。
2. 一種銅多孔質複合構件，其係由構件主體與具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體之接合體所構成的銅多孔質複合構件，其特徵為， 　　前述銅多孔質體為如請求項1之銅多孔質體。
3. 如請求項2之銅多孔質複合構件，其中，前述構件主體中與前述銅多孔質體之接合面係以銅或銅合金所構成，前述銅多孔質體與前述構件主體之接合部係設為燒結層。
4. 一種銅多孔質體之製造方法，其係由複數之銅纖維的燒結體所構成，且具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體之製造方法，其特徵為具備有下列步驟： 　　將直徑R係設為0.01mm以上、1.0mm以下之範圍內，長度L與直徑R之比L/R係設為4以上、200以下之範圍內，並且與長度方向正交之剖面的圓度係設為0.2以上、0.9以下之範圍內的前述銅纖維進行層合之銅纖維層合步驟；以及 　　將層合而成之複數之前述銅纖維彼此進行燒結之燒結步驟。
5. 一種銅多孔質複合構件之製造方法，其係由構件主體與具有三維網狀構造之骨架部的銅多孔質體之接合體所構成的銅多孔質複合構件之製造方法，其特徵為， 　　具備有：將如請求項1之銅多孔質體與前述構件主體進行接合的接合步驟。
6. 如請求項5之銅多孔質複合構件之製造方法，其中，前述構件主體中與前述銅多孔質體所接合之接合面係以銅或銅合金所構成，前述接合步驟係將前述銅多孔質體與前述構件主體藉由燒結來進行接合。