DE102017005218A1

DE102017005218A1 - Poröse Keramikstruktur und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102017005218A1
Application number: DE102017005218.2A
Authority: DE
Inventors: Akinobu Oribe; Takahiro Tomita; Hiroharu KOBAYASHI
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2017-12-07
Also published as: JP6714433B2; US20170349497A1; JP2017213836A; CN107459272A

Abstract

Eine poröse Keramikstruktur (10) umfasst eine Lage (12) und ein poröses Keramikaggregat (14), das an die Lage (12) gebunden ist. Das poröse Keramikaggregat (14) umfasst mehrere poröse Keramikteilchen (16).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine poröse Keramikstruktur, und genauer gesagt bezieht sie sich auf eine poröse Keramikstruktur, mit der geeignet eine Verringerung der Wärmeleitfähigkeit einer in der porösen Keramikstruktur enthaltenen Komponente erreicht werden kann, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen porösen Keramikstruktur.
Beschreibung des Standes der Technik:
Als ein Füllstoff, der in ein Wärmedämmmaterial oder einen Film gefüllt wird, wurden Zusammensetzungen und Hohlteilchen und dergleichen in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2010-155946 , der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2004-010903 und der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2010-064945 beschrieben.
Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2010-155946 beschreibt eine härtbare Organopolysiloxanzusammensetzung, die ein poröses gehärtetes Organopolysiloxanprodukt mit geringer Wärmeleitfähigkeit bilden kann.
Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2004-010903 beschreibt die Bildung eines Films mit geringer Wärmeleitfähigkeit unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, in dem Hohlteilchen mit geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden.
Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2010-064945 offenbart ein Verfahren, in dem Additivteilchen durch eine elektrostatische Wechselwirkung auf die Oberflächen von Grundteilchen adsorbiert werden, wodurch nanobeschichtete Verbundteilchen erzeugt werden, und ferner die Herstellung eines Verbundmaterials mit Hilfe eines gewöhnlichen Pulvermetallurgieprozesses unter Verwendung der Verbundteilchen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2010-155946 und der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2004-010903 beschriebenen Technologie ist die Verringerung der Wärmeleitfähigkeit nicht ausreichend. Mit der in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2010-064945 beschriebenen Technologie wird, da ein Verbundmaterial mittels Pulvermetallurgie hergestellt werden soll, bedacht, dass die Grundteilchen mit Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser im Nanometerbereich (nm) beschichtet werden. Daher wird der Abstand zwischen den Grundteilchen kurz, und auch in diesem Fall ist die Verringerung der Wärmeleitfähigkeit nicht ausreichend.
Sind die dem Haftmittel beigefügten Teilchen klein, können die Teilchen nur schwer gleichmäßig in dem Haftmittel verteilt werden. Da ferner ein Haftmittel, dem im Voraus zur Bildung eines Hauptkörpers Teilchen hinzugefügt worden sind, gebrannt und das Haftmittel danach auf dem Objekt platziert werden muss, kann beispielsweise das Haftmittel nur schwer in einem Teilbereich des Objektes platziert werden, und das Haftmittel kann nur schwer entlang einer komplexen Form platziert werden.
Die vorliegende Erfindung entstand in Anbetracht der oben aufgeführten Probleme und hat zum Ziel, eine poröse Keramikstruktur ebenso wie ein Verfahren zur Herstellung der porösen Keramikstruktur bereitzustellen, in der eine geringe Wärmeleitfähigkeit ebenso wie die Anbringung der porösen Keramikstruktur direkt auf einem Objekt unter Verwendung eines Haftmittels oder dergleichen erreicht werden kann, und ferner das Anbringen eines Hauptkörpers erleichtert werden kann.

[1] Eine poröse Keramikstruktur gemäß einer ersten vorliegenden Erfindung umfasst eine Lage und ein poröses Keramikaggregat, das an die Lage gebunden ist, wobei das poröse Keramikaggregat mehrere poröse Keramikteilchen umfasst.
[2] In der ersten vorliegenden Erfindung ist das poröse Keramikaggregat bevorzugt ein auf einem Objekt angeordnetes Element, und eine planare Form des porösen Keramikaggregats, betrachtet von ihrer Oberseite aus, ist bevorzugt dieselbe wie die planare Form, betrachtet von ihrer Oberseite aus, einer Region in dem Objekt, in der das poröse Keramikaggregat platziert werden soll.
[3] In der ersten vorliegenden Erfindung kann von den mehreren porösen Keramikteilchen, die in dem porösen Keramikaggregat enthalten sind, zumindest ein poröses Keramikteilchen existieren, dessen planare Form, betrachtet von ihrer Oberseite aus, eine polygonale Form ist, die von mehreren geraden Linien umgeben ist.
[4] In diesem Fall beträgt von den mehreren porösen Keramikteilchen, die in dem porösen Keramikaggregat enthalten sind, der Prozentsatz an porösen Keramikteilchen mit einem Bogen in der planaren Form, betrachtet von ihrer Oberseite aus, bevorzugt weniger als oder gleich 50%.
[5] Ferner kann das poröse Keramikaggregat einen Abschnitt umfassen, in dem fünf oder mehr poröse Keramikteilchen mit jeweils einem Scheitelpunkt, die einander zugewandt sind, angeordnet sind.
[6] In der ersten vorliegenden Erfindung kann ein Spalt zwischen nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen größer oder gleich 0,1 μm und kleiner oder gleich 10 μm sein.
[7] In der ersten vorliegende Erfindung sind die Seitenflächen nebeneinanderliegender poröser Keramikteilchen bevorzugt parallel einander zugewandt und umfassen einen Abschnitt, in dem der Neigungswinkel einer Seitenfläche von einem der nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen weniger als oder gleich 45 Grad bezogen auf eine normale Linie, die normal zur Lage ist, beträgt.
[8] In der ersten vorliegenden Erfindung sind die Teilchendichten der porösen Keramikteilchen in dem porösen Keramikaggregat bevorzugt verschieden, und das Verhältnis eines Höchstwertes und eines Mindestwertes der Teilchendichten, definiert durch maximale Teilchendichte/minimale Teilchendichte, ist größer als 1,2.
[9] In der ersten vorliegende Erfindung sind die Größen der planaren Formen der mehreren porösen Keramikteilchen bevorzugt verschieden, und das Verhältnis eines Höchstwertes und eines Mindestwertes der Größen der planaren Formen, definiert durch Höchstwert/Mindestwert, ist größer als 1,2.
[10] In der ersten vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der mehreren porösen Keramikteilchen, die in dem porösen Keramikaggregat enthalten sind, bevorzugt weniger als oder gleich 1.000 μm, und die Abweichung der Dicke beträgt weniger als oder gleich 10%.
[11] In der ersten vorliegenden Erfindung beträgt die Porosität der porösen Keramikteilchen bevorzugt 20%~99%.
[12] In der ersten vorliegenden Erfindung haben die porösen Keramikteilchen bevorzugt einen durchschnittlichen Porendurchmesser von weniger als oder gleich 500 nm.
[13] In der ersten vorliegenden Erfindung beträgt die Wärmeleitfähigkeit der porösen Keramikteilchen bevorzugt weniger als 1,5 W/mK.
[14] In der ersten vorliegenden Erfindung beträgt die Wärmekapazität der porösen Keramikteilchen bevorzugt weniger als oder gleich 1.000 kJ/m³K.
[15] Ein Verfahren zur Herstellung einer porösen Keramikstruktur gemäß einer zweiten vorliegenden Erfindung, wobei die poröse Keramikstruktur eine Lage und ein poröses Keramikaggregat umfasst, das an die Lage gebunden ist, wobei das poröse Keramikaggregat mehrere poröse Keramikteilchen umfasst, wobei das Verfahren einen Grünkörperherstellungsschritt zur Herstellung eines Grünkörpers, einen Brennschritt zum Brennen des Grünkörpers zur Herstellung eines Sinterkörpers, einen Bindungsschritt zum Binden des Sinterkörpers an die Lage und einen Teilungsschritt zum Unterteilen des Sinterkörpers in mehrere poröse Keramikteilchen umfasst.
[16] In der zweiten vorliegenden Erfindung kann ferner ein Schritt zum Bilden mehrerer Schnitte in dem Grünkörper vor dem Brennen des Grünkörpers enthalten sein.
[17] In der zweiten vorliegenden Erfindung wird in dem Grünkörperherstellungsschritt der Grünkörper bevorzugt durch Aufbringen einer Aufschlämmung auf einen Film mit einer Spiegelfläche und Bandgießen der Aufschlämmung hergestellt.

Dank der porösen Keramikstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine geringe Wärmeleitfähigkeit erreicht und die poröse Keramikstruktur direkt unter Verwendung eines Haftmittels oder dergleichen auf einem Objekt angebracht werden, und ferner kann das Anbringen eines Hauptkörpers erleichtert werden.
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand eines veranschaulichenden Beispiels gezeigt sind, besser verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine poröse Keramikstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel zeigt, in dem ein poröses Keramikaggregat von einer Art planaren Form gebildet wird;
2B ist eine Draufsicht, die ein Beispiel zeigt, in dem ein poröses Keramikaggregat von zwei Arten planarer Formen gebildet wird;
2C ist eine Draufsicht, die ein Beispiel zeigt, in dem ein poröses Keramikaggregat von drei Arten planarer Formen gebildet wird;
3A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel zeigt, in dem ein Bogen in den planaren Formen jeweils zweier poröser Keramikteilchen enthalten ist;
3B ist eine Draufsicht, die ein Beispiel zeigt, in dem Bögen in den planaren Formen jeweils sechs poröser Keramikteilchen enthalten sind;
4A ist eine Querschnittsansicht, die einen Fall zeigt, bei dem ein Spalt, der zwischen porösen Keramikteilchen gebildet ist, schmal ist;
4B ist eine Querschnittsansicht, die einen Fall zeigt, bei dem ein Spalt, der zwischen porösen Keramikteilchen gebildet ist, breit ist;
4C ist eine Querschnittsansicht, die einen Fall zeigt, bei dem ein Spalt, der zwischen porösen Keramikteilchen gebildet ist, eine Mischung aus einem schmalen Spalt und einem breiten Spalt ist;
5A ist eine Querschnittsansicht, die einen Fall zeigt, bei dem der Neigungswinkel einer Seitenfläche der porösen Keramikteilchen weniger als oder gleich 45 Grad beträgt;
5B ist eine erläuternde Darstellung, die eine Problemstelle für einem Fall zeigt, bei dem der Neigungswinkel einer Seitenfläche der porösen Keramikteilchen mehr als 45 Grad beträgt;
5C ist eine erläuternde Darstellung, die eine Definition für den Neigungswinkel für einen Fall veranschaulicht, bei dem die Seitenflächen der porösen Keramikteilchen gebogen sind;
6 ist ein Prozessdiagramm, das ein erstes Verfahren zur Herstellung der poröse Keramikstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Rakelvorrichtung zeigt;
8 ist ein Prozessdiagramm, das ein zweites Verfahren zur Herstellung der porösen Keramikstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9A ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem die poröse Keramikstruktur auf einem Objekt platziert ist;
9B ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem die Lage von der porösen Keramikstruktur abgelöst ist;
9C ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem das auf dem Objekt angeordnete poröse Keramikaggregat mit einem Harzmaterial beschichtet ist;
10 ist eine Querschnittsansicht mit Teilweglassung, die einen Hauptkörper zusammen mit dem Objekt zeigt;
11A ist eine erläuternde schematische Darstellung mit Teilweglassung, die einen Zustand zeigt, bei dem gemäß einem herkömmlichen Beispiel mehrere Teilchen in einer Aufschlämmung verteilt sind; und
11B ist eine erläuternde schematische Darstellung mit Teilweglassung, die einen Zustand zeigt, bei dem die Aufschlämmung getrocknet, gebrannt und zu einem Hauptkörper verfestigt wurde.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Beispiel für eine poröse Keramikstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 11B beschrieben. In der vorliegenden Spezifizierung bedeutet die Tilde „~”, die einen Zahlenbereich kennzeichnet, dass die Zahlenwerte vor und nach der Tilde darin als ein unterer Grenzwert und ein oberer Grenzwert des Zahlenbereiches eingeschlossen sind.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die poröse Keramikstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise eine Lage 12 und ein poröses Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist. Das poröse Keramikaggregat 14 umfasst mehrere entsprechende abgeteilte poröse Keramikteilchen 16. In diesem Fall bedeutet der Ausdruck „gebunden”, dass ein Element ablösbar fixiert ist, und bezieht sich auf einen Zustand, bei dem der fixierte Zustand aufgrund von Veränderungen, die mit der Zeit oder durch die Einwirkung äußerer Faktoren auftreten, aufgehoben wird, wodurch ein gebundenes Objekt abgetrennt wird. Folglich sind ein Zustand, bei dem das Objekt mittels einer Adhäsionskraft fixiert ist, und ebenso ein Zustand, bei dem das Objekt vorübergehend an einer Bindefläche fest fixiert ist, umfasst. Die Lage 12 und das poröse Keramikaggregat 14 können unter Verwendung eines speziell entwickelten Materials wie eines Haftmittels oder dergleichen zwischen der Lage 12 und dem porösen Keramikaggregat 14 verbunden werden.
Der Ausdruck „porös” kann sich auf einen Zustand beziehen, der weder dicht noch hohl ist, ebenso wie auf einen Zustand, der aus mehreren Poren oder Körnchen besteht. Überdies bezieht sich der Ausdruck „dicht” auf einen Zustand, bei dem mehrere feine Körnchen ohne Spalten verbunden sind, wobei keine Poren vorhanden sind. Der Ausdruck „hohl” bezieht sich auf einen Zustand, bei dem das Innere hohl ist und bei dem der Außenhüllenabschnitt dicht ist.
Die porösen Keramikteilchen 16 weisen bevorzugt ein Aspektverhältnis auf, das größer oder gleich 3 ist. Stärker bevorzugt ist das Aspektverhältnis größer oder gleich 5 und noch stärker bevorzugt größer oder gleich 7. In diesem Fall wird das Aspektverhältnis definiert durch die maximale Länge La geteilt durch die minimale Länge Lb, oder La/Lb. In diesem Beispiel bezieht sich die maximale Länge La auf eine maximale Länge auf der breitesten Fläche (in diesem Fall der einzelnen Hauptfläche 16a) von den mehreren Flächen, die die porösen Keramikteilchen 16 bilden. Unter der Annahme, dass die breiteste Fläche ein Quadrat, ein Rechteck, ein Trapezoid, ein Parallelogramm oder ein Vieleck (Fünfeck, Sechseck usw.) ist, entspricht die maximale Länge La der Länge der längsten diagonalen Linie, wohingegen, wenn die breiteste Fläche kreisförmig ist, die maximale Länge La der Länge des Durchmessers entspricht, und wenn die breiteste Fläche eine Ellipse ist, die maximale Länge La der Länge der Hauptachse der Ellipse entspricht. Andererseits, wie in 1 gezeigt, bezieht sich die minimale Länge Lb auf die Dicke ta der porösen Keramikteilchen 16.
Die minimale Länge Lb beträgt bevorzugt 50~500 μm, stärker bevorzugt 55~400 μm, noch stärker bevorzugt 60~300 μm und besonders bevorzugt 70~200 μm.
Bezüglich der Lage 12 kann beispielsweise eine Harzlage oder ein Film mit Haftfestigkeit verwendet werden, und bevorzugt sind eine Lage oder ein Film, die/der aufgrund vorübergehender Veränderungen oder aufgrund äußerer Faktoren wie Wärme, Elektrizität oder äußerer Kräfte oder dergleichen ablösbar wird.
Das poröse Keramikaggregat 14 wird als ein Hauptkörper 20 auf einem Objekt 22 platziert, indem es mit einem Harzmaterial 18 (Matrix) wie einem Haftmittel beschichtet wird, wie später beschrieben wird (siehe 9C und 10).
In diesem Fall ist es einfacher, mehrere poröse Keramikteilchen 16 zusammen auf das Objekt 22 zu übertragen, als einzelne poröse Keramikteilchen 16 auf dem Objekt 22 zu platzieren, wodurch auch die Spalte zwischen den poröse Keramikteilchen 16 einfacher kontrolliert werden können.
Die planare Form des porösen Keramikaggregats 14, betrachtet von der Oberseite aus, ist bevorzugt dieselbe wie die planare Form, betrachtet von der Oberseite aus, einer Region des Objektes 22, in der das poröse Keramikaggregat 14 platziert werden soll (nachstehend als Anbringungsbereich des Objektes 22 bezeichnet). In diesem Fall ist der Anbringungsbereich des Objektes 22 ein Begriff, der einen Abschnitt des Objektes 22 umfasst. Der Ausdruck „dieselbe”, wie oben verwendet, umfasst völlig gleich oder ähnlich der planaren Form des Anbringungsbereiches des Objektes 22. In diesem Fall impliziert die ähnliche Beziehung eine Form, erhalten durch Vergrößern der planaren Form der Installationsregion des Objektes 22 um das 1,1-~2,0-Fache, oder eine Form, erhalten durch Verringern der planaren Form um das 1,1-~2,0-Fache. Entsprechend diesem Merkmal können mehrere poröse Keramikteilchen 16 auf Objekte 22 mit verschiedenen Formen übertragen werden, ohne dass Material verloren geht (Verlust der porösen Keramikteilchen 16).
Ferner kann von den mehreren porösen Keramikteilchen 16, die in dem porösen Keramikaggregat 14 enthalten sind, zumindest ein poröses Keramikteilchen 16 existieren, dessen planare Form, betrachtet von der Oberseite aus, eine polygonale planare Form ist, die von mehreren geraden Linien 24 umgeben ist (siehe 2A bis 3B). Natürlich können die planaren Formen aller porösen Keramikteilchen 16 polygonale Formen haben, die von mehreren geraden Linien 24 umgeben sind.
Wie beispielsweise in 2A gezeigt, kann eine Art planare Form verwendet werden, oder wie in 2B gezeigt, können zwei Arten planarer Formen verwendet werden. Wie ferner in 2C gezeigt, können drei Arten planarer Formen verwendet werden.
In dem Beispiel von 2A ist ein Fall gezeigt, bei dem die planaren Formen aller porösen Keramikteilchen 16 viereckig sind. In dem Beispiel von 2B ist ein Fall gezeigt, bei dem das poröse Keramikaggregat 14 von einer Kombination aus viereckigen Formen und dreieckigen Formen gebildet wird, und es ist ein Beispiel gezeigt, in dem sechs dreieckige Formen an der Innenseite angeordnet sind und sechs viereckige Formen an der Außenseite angeordnet sind. In 2C ist ein Fall gezeigt, bei dem das poröse Keramikaggregat 14 von einer Kombination aus dreieckigen Formen, viereckigen Formen und einer fünfeckigen Form gebildet wird, und es ist ein Beispiel gezeigt, bei dem eine fünfeckige, zwei dreieckige Formen und fünf viereckige Formen angeordnet sind.
Wie ferner in den 3A und 3B gezeigt, kann von den mehreren porösen Keramikteilchen 16, die im dem porösen Keramikaggregat 14 enthalten sind, der Prozentsatz an porösen Keramikteilchen 16, die von der Oberseite aus betrachtet einen Bogen 26 in ihren planaren Formen umfassen, mehr als 0% und weniger als oder gleich 50% betragen.
Sind die planaren Formen nur linear, können sich die porösen Keramikteilchen 16 bei der Übertragung der mehreren porösen Keramikteilchen 16 auf das Objekt 22 leicht verschieben. Dank der Bögen 26, die teilweise in dem porösen Keramikaggregat 14 existieren, kommt es wahrscheinlich jedoch nicht zu einer solchen Verschiebung, und ebenso können die mehreren porösen Keramikteilchen 16 gleichmäßig auf das Objekt 22 übertragen werden.
Bei der Bestimmung des Prozentsatzes der porösen Keramikteilchen 16, die von der Oberseite aus betrachtet einen Bogen 26 in ihrer planaren Form umfassen, kann dieser Prozentsatz mittels Zählen der Gesamtanzahl Nz an porösen Keramikteilchen 16 auf der Lage 12 und der Gesamtanzahl Nw an porösen Keramikteilchen 16, die einen Bogen 26 in ihrer planaren Form umfassen, und dann Durchführen der Rechnung (Anzahl Nw/Anzahl Nz) × 100 (%) bestimmt werden.
In 3A haben die planaren Formen von sieben der porösen Keramikteilchen 16 (die mit (1) bis (7) gekennzeichneten porösen Keramikteilchen 16 in 3A) von neun porösen Keramikteilchen 16 eine viereckige Form, wohingegen die planaren Formen der verbleibenden zwei porösen Keramikteilchen 16 (die mit (8) und (9) gekennzeichneten porösen Keramikteilchen 16 in 3A) jeweils Bögen 26 darin aufweisen. In 3B haben die planaren Formen von achtzehn der porösen Keramikteilchen 16 (die mit (3) bis (14), (16) bis (18) und (20) bis (22) gekennzeichneten porösen Keramikteilchen 16 in 3B) von vierundzwanzig porösen Keramikteilchen 16 eine viereckige Form, wohingegen die planaren Formen der verbleibenden sechs porösen Keramikteilchen 16 (die mit (1), (2), (15), (19), (23) und (24) gekennzeichneten porösen Keramikteilchen 16 in 3B) jeweils Bögen 26 darin aufweisen.
Wie überdies in 2B gezeigt, kann das poröse Keramikaggregat 14 einen Abschnitt 27 umfassen, in dem fünf oder mehr poröse Keramikteilchen 16 mit jeweils einem Scheitelpunkt, die einander zugewandt sind, angeordnet sind. Dadurch können die mehreren porösen Keramikteilchen 16 leicht entlang der Oberflächenform des Objektes 22 angeordnet werden, selbst wenn gebogene Flächen oder Unregelmäßigkeiten lokal auf der Oberfläche des Objektes 22 gebildet sind.
Der Spalt d (siehe 4A bis 4C), der zwischen nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen 16 gebildet ist, beträgt mehr als oder gleich 0,1 μm und weniger als oder gleich 10 μm. Dementsprechend können die mehreren porösen Keramikteilchen 16 einfach auf das Objekt 22 übertragen werden, und überdies können die mehreren porösen Keramikteilchen 16 gleichmäßig auf das Objekt 22 übertragen werden. In diesem Beispiel bezieht sich der Spalt d auf den schmalsten Spalt von den Spalten zwischen nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen 16. Im Speziellen ist bei dem in 4A gezeigten Spalt d und dem in 4B gezeigten Spalt d der in 4A gezeigte Spalt d schmal, und der in 4B gezeigte Spalt d ist breit. Andererseits ist im Falle, dass ein breiter Spalt db und ein schmaler Spalt da gemischt sind, wie bei den in 4C gezeigten Spalten d, der schmale Spalt da als der Spalt d zwischen den porösen Keramikteilchen 16 definiert. Ein solcher Spalt d wird durch Messen des Raumes zwischen nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen 16 in dem porösen Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist, mit einem Lichtmikroskop erhalten.
Wie ferner in 5A gezeigt, beträgt von den nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen 16 der Neigungswinkel θ der Seitenflächen eines der porösen Keramikteilchen 16 bevorzugt weniger als oder gleich 45 Grad bezogen auf eine normale Linie 28, die normal zur Lage 12 ist, d. h., mehr als oder gleich 0 Grad und weniger als oder gleich 45 Grad und stärker bevorzugt mehr als 0 Grad und weniger als oder gleich 45 Grad. Liegen die Seitenflächen nebeneinanderliegender poröser Keramikteilchen 16 parallel zueinander und beträgt der Neigungswinkel θ mehr als 45 Grad, wie in 5B gezeigt, kann es dazu kommen, dass die Umfange der porösen Keramikteilchen 16 absplittern und Fragmente 17 verstreut werden. Im Speziellen werden durch Festlegen des Neigungswinkels θ auf mehr als oder gleich 0 Grad und weniger als oder gleich 45 Grad beim Übertragen mehrerer poröser Keramikteilchen 16 auf das Objekt 22 oder bei der Handhabung der porösen Keramikstruktur 10 die porösen Keramikteilchen 16 wahrscheinlich nicht abbrechen oder absplittern, und es treten nur wenige Defekte bei der Bildung des Hauptkörpers 20 auf. Überdies kann der oben erwähnte Neigungswinkel auch die Bedeutung einer vertikalen Ebene umfassen. Der Neigungswinkel θ wird durch Messen des Neigungswinkels θ zwischen nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen 16 in dem porösen Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist, mit einem Lichtmikroskop erhalten.
Überdies ist der Spalt, der zwischen nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen 16 gebildet ist, nicht notwendigerweise ein linearer Spalt. Wie beispielsweise in 5C gezeigt, kann es auch vorkommen, dass ein Abschnitt des Spalts gebogen ist (konvex gebogen oder konkav gebogen). In einem solchen Fall ist der Neigungswinkel θ, betrachtet im vertikalen Querschnitt der porösen Keramikteilchen 16, durch den Winkel definiert, der zwischen einer geraden Linie Lx, die das obere und das untere Ende der Seitenfläche der porösen Keramikteilchen 16 verbindet, und der normalen Linie 28, die normal zur Lage 12 ist, gebildet ist.
Ferner unterscheiden sich die Teilchendichten der porösen Keramikteilchen 16 bevorzugt durch die Lage in dem porösen Keramikaggregat 14. Ferner sind die Größen der jeweiligen planaren Formen der mehreren porösen Keramikteilchen 16 bevorzugt verschieden.
Beispielsweise ist an einem Abschnitt, an dem die Oberfläche des Objektes 22 eben ist, die Teilchendichte gering (die Größe der porösen Keramikteilchen 16 ist groß), und an einem Abschnitt, an dem die Oberfläche des Objektes 22 eine gebogene Oberfläche ist, und in seiner Nähe ist die Teilchendichte hoch (die Größe der porösen Keramikteilchen 16 ist klein). Wenn daher die mehreren porösen Keramikteilchen 16 auf das Objekt 22 übertragen werden, können die mehreren porösen Keramikteilchen 16 der Oberfläche des Objektes 22 folgend angeordnet werden.
Das Verhältnis des Höchstwertes und des Mindestwertes für die Teilchendichte (maximale Teilchendichte/minimale Teilchendichte) ist bevorzugt größer als 1,2.
Die Teilchendichte kann folgendermaßen berechnet werden. Im Speziellen werden in dem porösen Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist, zehn beliebige Sichtfelder mit einem Lichtmikroskop betrachtet, und die Anzahl an porösen Keramikteilchen 16, die in jedem Sichtfeld enthalten sind, wird gemessen. Bezogen auf jedes dieser Sichtfelder kann beispielsweise eine quadratische Region von 3 mm × 3 mm übernommen werden.
Überdies wird durch Dividieren der Anzahl der porösen Keramikteilchen 16, die in jedem gemessenen Sehfeld enthalten sind, durch die Fläche des Sehfeldes (= 9 mm²) die Teilchendichte pro Flächeneinheit (Anzahl/mm²) berechnet. Durch einen Vergleich der Teilchendichten, die den zehn einzelnen Sichtfeldern entsprechen, werden die maximale Teilchendichte und die minimale Teilchendichte extrahiert, und ihr Verhältnis (maximale Teilchendichte/minimale Teilchendichte) wird berechnet.
Ferner ist das Verhältnis (Höchstwert/Mindestwert) des Höchstwertes und des Mindestwertes für die Größen der planaren Formen der porösen Keramikteilchen 16 bevorzugt größer als 1,2.
Die Größen der planaren Formen der porösen Keramikteilchen 16 können wie folgt berechnet werden. Im Speziellen werden in dem porösen Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist, jeweils zehn beliebige Sichtfelder mit einem Lichtmikroskop betrachtet. Überdies werden für jedes Sichtfeld jeweils fünf beliebige gerade Linien eingezeichnet, und die Länge von Liniensegmenten in den porösen Keramikteilchen 16, die die geraden Linien kreuzen, wird gemessen, und ihr Durchschnittswert stellt die Größe der porösen Keramikteilchen 16 in dem Sichtfeld dar. Die Größen der porösen Keramikteilchen 16 in den zehn Sichtfeldern werden verglichen, ein Höchstwert und ein Mindestwert für die Größen der porösen Keramikteilchen 16 werden extrahiert, und ihr Verhältnis (Höchstwert/Mindestwert) wird berechnet.
Die Dicke ta (siehe 5A) der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die in dem porösen Keramikaggregat 14 enthalten sind, beträgt bevorzugt weniger als oder gleich 1.000 μm, und die Abweichung der Dicke ta beträgt bevorzugt weniger als oder gleich 10%. Die Dicke ta kann unter Verwendung einer Vorrichtung zur Messung der Dicke unter konstantem Druck oder dergleichen gemessen werden.
Gemäß diesem in den 9A bis 10 gezeigten Merkmal wird bei der vollständigen Beschichtung des porösen Keramikaggregats 14 mit einem Harzmaterial 18 (Matrix) wie einem Haftmittel oder dergleichen unter Bildung des Hauptkörpers 20 das Beschichten des gesamten porösen Keramikaggregats 14 mit dem Harzmaterial 18 einfacher, und es kann leicht eine gleichmäßige Dicke des Harzmaterials 18 auf Abschnitten der porösen Keramikteilchen 16 erhalten werden. Dies trägt auch zu einer geringeren Wärmeleitfähigkeit des Hauptkörpers 20 bei.
Die Porosität der porösen Keramikteilchen 16 beträgt bevorzugt 20%~99%. Die Poren umfassen zumindest eines von geschlossenen Poren und offenen Poren und können sowohl geschlossene Poren als auch offene Poren umfassen. Ferner kann die Form der Poren, d. h. die Flächenform ihrer Öffnungen, irgendeine Form sein, umfassend eine quadratische Form, eine viereckige Form, eine dreieckige Form, eine sechseckige Form, eine Kreisform usw., oder eine unregelmäßige Form.
Der durchschnittliche Porendurchmesser ist bevorzugt kleiner als oder gleich 500 nm, und beträgt stärker bevorzugt 10~500 nm. Mit diesem Maß können effektiv Gitterschwingungen (Phononen) unterbunden werden, die die Hauptursache für Wärmeleitfähigkeit sind.
Die porösen Keramikteilchen 16 weisen eine Struktur auf, bei der feine Körnchen in drei Dimensionen verbunden sind. Der Körnchendurchmesser der feinen Körnchen beträgt bevorzugt 1 nm~5 μm. Stärker bevorzugt beträgt der Körnchendurchmesser 50 nm~1 μm. Die porösen Keramikteilchen 16, die aus feinen Körnchen mit einem derartigen Körnchengrößenbereich bestehen, erreichen effektiv eine geringe Wärmeleitfähigkeit, da Gitterschwingungen (Phononen), die die Hauptursache für Wärmeleitung sind, unterbunden werden. Die feinen Körnchen können ein Körnchen sein, das aus einem kristallinen Körnchen besteht (ein einzelnes kristallines Körnchen), oder ein Körnchen, das aus vielen kristallinen Körnchen besteht (ein polykristallines Körnchen). Anders ausgedrückt, die porösen Keramikteilchen 16 sind bevorzugt Aggregationen aus feinen Körnchen mit Körnchendurchmessern, die in den zuvor angegebenen Bereichen liegen. Der Körnchendurchmesser der feinen Körnchen wird durch Messen der Größe (Durchmesser im Falle sphärischer Körnchen oder ansonsten maximaler Durchmesser) eines Körnchens der Körnchengruppe, die das Gerüst aus den porösen Keramikteilchen 16 bilden, aus einem Bild einer elektronischen Mikroskopbetrachtung bestimmt.
Die Wärmeleitfähigkeit der porösen Keramikteilchen 16 beträgt bevorzugt weniger als 1,5 W/mK, stärker bevorzugt weniger als oder gleich 0,7 W/mK, noch stärker bevorzugt weniger als oder gleich 0,5 W/mK und besonders bevorzugt weniger als oder gleich 0,3 W/mK.
Die Wärmekapazität der porösen Keramikteilchen 16 beträgt bevorzugt weniger als oder gleich 1.000 kJ/m³K, stärker bevorzugt weniger als oder gleich 900 kJ/m³K, noch stärker bevorzugt weniger als oder gleich 800 kJ/m³K und besonders bevorzugt weniger als 500 kJ/m³K.
Das Aufbaumaterial für die porösen Keramikteilchen 16 enthält bevorzugt ein Metalloxid und besteht stärker bevorzugt nur aus einem Metalloxid. Das liegt daran, dass, wenn ein Metalloxid darin enthalten ist, aufgrund der Tatsache, dass das Ionenbindungsvermögen zwischen Metall und Sauerstoff im Vergleich zum Falle eines Nicht-Oxid-Metalls (zum Beispiel Carbid oder Nitrid) stärker ist, wahrscheinlich die Wärmeleitfähigkeit niedriger sein wird.
In diesem Fall ist das Metalloxid bevorzugt ein Oxid von einem Element oder ein Verbundoxid aus zwei oder mehr Elementen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zr, Y, Al, Si, Ti, Nb, Sr, La, Hf, Ce, Gd, Sm, Mn, Yb, Er und Ta. Der Grund hierfür ist, dass, wenn das Metalloxid ein Oxid oder ein Verbundoxid von diesen Elementen ist, es wahrscheinlich nicht zu Wärmeleitung aufgrund von Gitterschwingungen (Phononen) kommt.
Spezielle Beispiele für das Material umfassen ZrO₂-Y₂O₃, dem Gd₂O₃, Yb₂O₃, Er₂O₃ usw. zugefügt ist. Als weitere spezifische Beispiele hierfür können ZrO₂-HfO₂-Y₂O₃, ZrO₂-Y₂O₃-La₂O₃, ZrO₂-HfO₂-Y₂O₃-La₂O₃, HfO₂-Y₂O₃, CeO₂-Y₂O₃, Gd₂Zr₂O₇, Sm₂Zr₂O₇, LaMnAl₁₁O₁₉, YTa₃O₉, Y_0,7La_0,3Ta₃O₉, Y_1,08Ta_2,76Zr_0,24O₉, Y₂Ti₂O₇, LaTa₃O₉, Yb₂Si₂O₇, Y₂Si₂O₇, Ti₃O₅ und dergleichen genannt werden.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 ein erstes Herstellungsverfahren und ein zweites Herstellungsverfahren zur Herstellung der porösen Keramikstruktur 10 beschrieben.
Zu Beginn wird das erste Herstellungsverfahren beschrieben. Zunächst werden in Schritt Si von 6 ein Porenbildner, ein Bindemittel, ein Weichmacher und ein Lösungsmittel einem Aufbaumaterialpulver aus den oben erwähnten porösen Keramikteilchen 16 zugegeben und damit gemischt, um so eine Vergussaufschlämmung 36 herzustellen (siehe 7).
Danach wird in Schritt S2 die Vergussaufschlämmung 36 einer Vakuumentschäumungsbehandlung unterzogen, wobei die Viskosität der Aufschlämmung eingestellt wird, gefolgt von der Durchführung eines Bandgusses zur Herstellung eines Gusskörpers 30 (Grünling, Grünkörper) (Schritt zur Herstellung eines Grünkörpers). Wie beispielsweise in 7 gezeigt, wird die Vergussaufschlämmung 36 auf einen keramischen Polyestertrennfilm 34 einer Rakelvorrichtung 32 gegeben, und der Gusskörper 30 (Grünling) wird mit einem Rakel 38 hergestellt, so dass seine Dicke nach dem Brennen eine spezielle Dicke wird.
Danach wird in Schritt S3 von 6 der Gusskörper 30 (Grünling) von dem Polyesterfilm 34 abgetrennt und abgehoben. Da die Oberfläche des keramischen Polyestertrennfilms 34 eine Spiegelfläche ist, wird von der Fläche des Gusskörpers 30 eine Fläche, von der der Polyesterfilm 34 abgelöst worden ist (nachstehend als Ablösefläche 30a bezeichnet) ebenso eine Spiegelfläche.
Danach wird in Schritt S4 der abgehobene Gusskörper 30 gebrannt, wobei ein lagenförmiger Sinterkörper 40 erhalten wird (Brennschritt). Als nächstes wird in Schritt S5 der Sinterkörper 40 an die Lage 12 gebunden (Bindungsschritt). Wie oben erwähnt, liegt die Ablösefläche 30a des Gusskörpers 30 in Form einer Spiegelfläche vor, und daher liegt auch eine Endfläche 40a des Sinterkörpers 40 (Fläche der Ablösefläche 30a), die durch den Brennprozess geschaffen wurde, ebenso in Form einer Spiegelfläche vor. Folglich wird durch das Binden der Endfläche 40a des Sinterkörpers 40 an die Lage 12 der Sinterkörper 40 fest an die Lage 12 gebunden.
Danach wird in Schritt S6 der Sinterkörper 40 in mehrere poröse Keramikteilchen 16 unterteilt (Teilungsschritt). In der Folge werden eine poröse Keramikstruktur 10 mit einer Lage 12 und ein poröses Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist und aus mehreren porösen Keramikteilchen 16 besteht, erhalten. Eine Oberflächenmodifizierungsbehandlung kann an dem Sinterkörper 40 nach dem Brennschritt oder den porösen Keramikteilchen 16 nach dem Teilungsschritt vorgenommen werden. Eine solche Oberflächenmodifizierungsbehandlung ist eine Behandlung (grundsätzlich eine Behandlung, die eine Permeation des Harzmaterials unwahrscheinlich macht) zur Kontrolle des Eindringgrades des Harzmaterials 18 (Matrix: siehe 9C und 10) wie eines Haftmittels oder dergleichen in die porösen Keramikteilchen 16.
Der oben beschriebene Teilungsschritt in Schritt S6 unterteilt den Sinterkörper 40 in mehrere kleine Stücke, oder anders ausgedrückt, mehrere poröse Keramikteilchen 16. Natürlich kann im Teilungsschritt eine solche Unterteilung auch mit anderen Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann ein Messer gegen den Sinterkörper 40 gedrückt werden, um so den Sinterkörper 40 in mehrere poröse Keramikteilchen 16 zu schneiden (zu unterteilen), oder der Sinterkörper 40 kann mit einem Laser in mehrere poröse Keramikteilchen 16 geschnitten werden, oder dergleichen. In diesem Fall wird dank der Tatsache, dass der Sinterkörper 40 fest an die Lage 12 gebunden ist, beim Teilen ein Ablösen des Sinterkörpers 40 und der porösen Keramikteilchen 16 von der Lage 12 verhindert.
Als nächstes wird das zweite Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. In dem zweiten Herstellungsverfahren erfolgen in den Schritten S101 bis S103 in derselben Weise wie in den zuvor aufgeführten Schritten S1 bis S3 die Herstellung der Vergussaufschlämmung 36, die Herstellung des Gusskörpers 30 und das Abheben des Gusskörpers 30.
Danach werden in Schritt S104 mittels Laserbearbeitung oder Pressformen mehrere Trennlinien (Schnitte) 42 ausgehend von der Oberseite des Gusskörpers 30 gebildet.
Danach wird in den Schritten S105 bis S107 in derselben Weise wie in den zuvor aufgeführten Schritten S4 bis S6 der abgehobene Gusskörper 30 gebrannt, wobei ein lagenförmiger Sinterkörper 40 erhalten wird. Überdies wird der Sinterkörper 40 an die Lage 12 gebunden und in mehrere poröse Keramikteilchen 16 unterteilt.
In der Folge werden eine poröse Keramikstruktur 10 mit einer Lage 12 und ein poröses Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist und aus mehreren porösen Keramikteilchen 16 besteht, erhalten. Überdies kann auch in dem zweiten Herstellungsverfahren eine Oberflächenmodifizierungsbehandlung an dem Sinterkörper 40 nach dem Brennschritt oder den porösen Keramikteilchen 16 nach dem Teilungsschritt erfolgen.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Aufbau eines einzelnen Hauptkörpers 20 unter Verwendung der porösen Keramikstruktur 10 unter Bezugnahme auf die 9A bis 9C und 10 beschrieben.
Zunächst wird, wie in 9A gezeigt, ein Haftmittel 44 auf das Objekt 22 aufgebracht. Die poröse Keramikstruktur 10 wird auf dem auf das Objekt 22 aufgebrachten Haftmittel 44 platziert. In diesem Fall wird die poröse Keramikstruktur 10 so platziert, dass das Haftmittel 44 auf dem Objekt 22 und das poröse Keramikaggregat 14 einander zugewandt sind.
Dann wird, wie in 9B gezeigt, die Lage 12 beispielsweise erhitzt und die Lage 12 abgelöst, wobei das poröse Keramikaggregat 14 auf das Haftmittel 44 des Objektes 22 übertragen wird.
Danach wird, wie in den 9C und 10 gezeigt, das poröse Keramikaggregat 14 vollständig mit einem Harzmaterial 18 (Matrix) wie einem Haftmittel oder dergleichen beschichtet, wobei der Hauptkörper 20 gebildet wird. Im Speziellen wird der Hauptkörper 20 an dem Objekt 22 angebracht.
Wie in 11A gezeigt, ist es üblicherweise schwierig, die Teilchen 52 gleichmäßig in der Aufschlämmung 50 zu verteilen, da die der Aufschlämmung 50 zugegebenen Teilchen 52 klein sind. Daher existieren, wie in 11B gezeigt, beim Verfestigen der Aufschlämmung 50 zu einem Hauptkörper 54 aufgrund der Tatsache, dass die mehreren Teilchen 52 beim Verfestigen der Aufschlämmung 50 nicht gleichmäßig in dem Haftmittel 56 verteilt werden, viele Regionen 58, in denen nur das Haftmittel 56 vorliegt, dessen Wärmeleitfähigkeit höher ist als die der Teilchen 52, und daher ist die Verringerung der Wärmeleitfähigkeit des Hauptkörpers 54 nicht ausreichend.
Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Ausführungsform die poröse Keramikstruktur 10, die das poröse Keramikaggregat 14 umfasst, das aus den mehreren porösen Keramikteilchen 16 besteht, die an die Lage 12 gebunden sind, auf dem Objekt 22 platziert. Danach wird die Lage 12 abgelöst, und das poröse Keramikaggregat 14 wird auf das Objekt 22 übertragen. Dann wird das poröse Keramikaggregat 14 mit dem Harzmaterial 18 (Matrix) wie einem Haftmittel oder dergleichen beschichtet, wodurch der Hauptkörper 20 gebildet wird.
So können die mehreren porösen Keramikteilchen 16 gleichmäßig in dem Harzmaterial 18 verteilt und angeordnet werden. Überdies kann, da Regionen, die nur aus dem Harzmaterial 18 mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als der der porösen Keramikteilchen 16 bestehen, enger werden, die Wärmeleitfähigkeit des Hauptkörpers 20 unterbunden und niedrig gehalten werden. Überdies kann die Wärmeleitfähigkeit in dem Hauptkörper 20 ausgeglichen werden, der Hauptkörper 20 muss nicht entsprechend der Stelle, an der der Hauptkörper 20 angebracht wird, verändert oder modifiziert werden, der Prozess der Anordnung des Hauptkörpers 20 kann vereinfacht werden, und die Anzahl von Schritten, die hierfür erforderlich sind, kann verringert werden.
Da ferner der an die Lage 12 gebundene Sinterkörper 40 in mehrere poröse Keramikteilchen 16 unterteilt wird, können, anders als im Falle der konventionellen Technik, mehrere poröse Keramikteilchen 16 gleichmäßig an dem Objekt 22 angebracht werden. Überdies können, selbst für den Fall, dass die Oberfläche des Objektes 22 eine unregelmäßige Form hat (gewölbt oder dergleichen), oder einer gebogenen Oberfläche, die mehreren porösen Keramikteilchen 16 einfach entlang der Oberflächenform des Objektes 22 angeordnet werden, und der Freiheitsgrad bei der Gestaltung kann erweitert werden. Da ferner die poröse Keramikstruktur 10 aus der Lage 12 und dem porösen Keramikaggregat 14 mit den mehreren porösen Keramikteilchen 16, die an die Lage 12 gebunden sind, besteht, wird die Handhabung der porösen Keramikstruktur 10 einfacher, während überdies der Vorgang der Übertragung der mehreren porösen Keramikteilchen 16 auf das Objekt 22 vereinfacht wird. Dies ist von Vorteil dahingehend, dass der Herstellungsprozess vereinfacht wird.
Bevorzugt beträgt die Haftfestigkeit (JIS 20237) der Lage 12 mehr als oder gleich 1,0 N/10 mm, die Verlängerung bei Zugbeanspruchung (JIS K7127) der Lage 12 beträgt mehr als oder gleich 0,5%, und die Dicke der Lage 12 beträgt weniger als oder gleich 5 mm. Folglich können die folgenden Effekte erzielt werden.

(a) Umso höher die Haftfestigkeit, desto fester können die porösen Keramikteilchen 16 fixiert werden.
(b) Erhöht sich die Verlängerung bei Zugbeanspruchung, kann der gebogenen Oberfläche gefolgt werden.
(c) Verringert sich ihre Dicke, kann der gebogenen Oberfläche noch leichter gefolgt werden.

Im Detail zeigt die Haftfestigkeit der Lage 12 die folgenden Eigenschaften. Im Speziellen beträgt die Haftfestigkeit, wenn die porösen Keramikteilchen 16 festgehalten werden, mehr als oder gleich 1,0 N/10 mm, und die Haftfestigkeit, wenn die porösen Keramikteilchen 16 abgelöst werden, beträgt weniger als oder gleich 0,1 N/10 mm.
Das Verfahren zur Bewertung der Haftfestigkeit der Lage 12 ist dasselbe wie das Verfahren, das zur Bewertung der Haftfestigkeit eines Klebebandes genutzt wird. Genauer gesagt, wird die Lage 12 auf einer Edelstahlplatte befestigt, und die Lage 12 wird in einem Winkel von 180 Grad oder 90 Grad gezogen, woraufhin die beim Ablösen der Lage 12 von der Edelstahlplatte ausgeübte Kraft als die Adhäsionskraft (Haftfestigkeit) betrachtet wird.
Ferner wird die Lage 12 durch Aufbringen eines Haftmittels auf ein Grundmaterial (Träger) gebildet. In diesem Fall wird als das Grundmaterial bevorzugt ein Material aus den folgenden ausgewählt.
Im Speziellen wird beim Übertragen der porösen Keramikteilchen 16 auf das planare Objekt 22 bevorzugt ein(e) Film, Metallfolie, Papier oder dergleichen als das Grundmaterial verwendet. In diesem Fall kann, da das Grundmaterial der Lage 12 starr ist, die Lage 12 in Form eines Films ohne Falten bezogen auf das planare Objekt 22 angeordnet werden.
Beim Übertragen der porösen Keramikteilchen 16 auf ein Objekt 22 mit einer gebogenen Oberflächenform (konvexe Oberfläche, konkave Oberfläche, unregelmäßige Oberfläche) wird bevorzugt ein Gewebe, ein Kautschukfell, Schaum oder dergleichen als das Grundmaterial verwendet. In diesem Fall kann, da das Grundmaterial der Lage 12 weich und dehnbar ist, die Lage 12 der gebogenen Oberflächenform des Objektes 22 folgend angeordnet werden.
Ferner kann durch Anwendung von Wärme, Wasser, eines Lösungsmittels, Licht (UV-Licht) oder Mikrowellen die Haftfestigkeit der Lage 12 geschwächt werden, und die Lage 12 kann leicht abgelöst werden. Hierbei ist die Haftfestigkeit der Lage 12 bevorzugt schwacher als die Haftfestigkeit des Haftmittels 44, das zwischen dem Objekt 22 und der porösen Keramikstruktur 10 verwendet wird.
[Beispiele]
Es wurde eine Bestätigung bezüglich der Wärmeleitfähigkeit, eines geringen Materialverlustes, einer geringen Lageverschiebung der porösen Keramikteilchen 16, der leichten Nachverfolgung der gebogenen Oberfläche und der Wahrscheinlichkeit eines Reißens oder Absplitterns der porösen Keramikteilchen 16 beim Übertragen auf das Objekt 22 für jeden der verschiedenen Hauptkörper 20 für Fälle, in denen die Hauptkörper 20 unter Verwendung der porösen Keramikstrukturen 10 gemäß der Beispiele 1 bis 8 und der porösen Keramikstrukturen gemäß der Vergleichsbeispiele 1 und 2 gebildet waren, durchgeführt.
(Beispiel 1)
Poröse Keramikteilchen 16 mit jeweils einer Porosität von 60% und einer Dicke von 60 μm wurden als die mehreren porösen Keramikteilchen 16, die die poröse Keramikstruktur 10 bilden, verwendet, und ein Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 1 wurde gemäß dem oben beschriebenen ersten Herstellungsverfahren hergestellt. Im Speziellen wurde zunächst eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet, die eine Lage 12 und mehrere poröse Keramikteilchen 16, die an eine Fläche der Lage 12 gebunden sind, umfasst. Dann wurden, nach dem Auftragen eines Haftmittels 44 (Wärmeleitfähigkeit 2 W/mK) auf ein Objekt 22, die mehreren porösen Keramikteilchen 16 unter Verwendung der Lage 12 auf das Haftmittel 44 des Objekts 22 übertragen, und durch Erwärmen desselben wurde die Lage 12 abgelöst. Nach dem Schichten der übertragenen Teilchen auf das Objekt mit dem Harzmaterial 18 (Matrix) von oben wurde das Harzmaterial 18 verfestigt, und der Hauptkörper 20 wurde an der Oberfläche des Objektes 22 angebracht.
<Herstellung einer porösen Keramikstruktur 10>
In Beispiel 1 wurden eine poröse Keramikstruktur 10 zur Verwendung bei der Messung der Porosität und eine poröse Keramikstruktur 10 zur Verwendung als ein Hauptkörper folgendermaßen hergestellt. Auch die porösen Keramikstrukturen der später beschriebenen Beispiele 2 bis 8 und von Vergleichsbeispiel 2 wurden in ähnlicher Weise hergestellt.
Zunächst wurden ein Porenbildner (Latexteilchen oder Melaminharzteilchen), ein Polyvinylbutyralharz (PVB) als Bindemittel, DOP (Dioctylphthalat) als Weichmacher und Xylol und 1-Butanol als Lösungsmittel teilweise stabilisiertem Yttriumoxid-Zirconiumdioxidpulver zugegeben und in einer Kugelmühle 30 Stunden gemischt, um so eine Vergussaufschlämmung 36 herzustellen. Die Vergussaufschlämmung 36 wurde einer Vakuumentschäumungsbehandlung unterzogen, wobei ihre Viskosität auf 4.000 cP eingestellt wurde, und danach wurde der Gusskörper 30 (Grünling) mit der Rakelvorrichtung 32 so erzeugt, dass seine Dicke nach dem Brennen 60 μm betrug. Danach wurde der Gusskörper 30 bei 1.100°C für 1 Stunde gebrannt, wodurch der Sinterkörper 40 erhalten wurde. Danach wurde der Sinterkörper 40 an die Oberseite der Lage 12 gebunden. Ferner wurde der Sinterkörper 40 in mehrere poröse Keramikteilchen 16 unterteilt. Im Speziellen wurde eine poröse Keramikstruktur 10 hergestellt, bei der ein poröses Keramikaggregat 14 aus mehreren porösen Keramikteilchen 16 an die Lage 12 gebunden war.
Die planare Form des porösen Keramikaggregats 14 auf der Lage 12 ist eine quadratische Form mit einer Länge von 100 mm und einer Breite von 100 mm, und die Fläche eines der porösen Keramikteilchen 16 beträgt etwa 0,25 mm². Im Speziellen ist die poröse Keramikstruktur 10 so gebildet, dass ungefähr 40.000 poröse Keramikteilchen 16 auf der Lage 12 angeordnet sind.
Bei der porösen Keramikstruktur 10 gemäß Beispiel 1 unterscheidet sich die planare Form des porösen Keramikaggregats 14, das aus den mehreren porösen Keramikteilchen 16 gebildet ist, betrachtet von der Oberseite, von der planaren Form einer Region in dem Objekt 22, in der das poröse Keramikaggregat 14 platziert werden soll, betrachtet von der Oberseite. Bei der porösen Keramikstruktur 10 waren die planaren Formen der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die die poröse Keramikstruktur 10 bilden, alle polygonale Formen, die von geraden Linien 24 umgeben waren. Die Neigungswinkel θ der Seitenflächen der jeweiligen porösen Keramikteilchen 16 überstiegen jeweils 45 Grad und betrugen weniger als oder gleich 50 Grad, bezogen auf die normale Linie 28, die normal zur Lage 12 war. Ferner betrug die Dicke ta der porösen Keramikteilchen 16 45~55 μm, und die Abweichung der Dicke betrug 10%. Der Spalt d zwischen den porösen Keramikteilchen 16 betrug 5~10 μm, das Verhältnis der maximalen Teilchendichte zur minimalen Teilchendichte (maximale Teilchendichte/minimale Teilchendichte) betrug 1,15, und das Verhältnis des Höchstwertes und des Mindestwertes der Größen der planaren Formen (Höchstwert/Mindestwert) betrug 1,15. Ferner gab es Abschnitte, in denen maximal vier poröse Keramikteilchen 16 mit jeweils einem Scheitelpunkt, die einander zugewandt waren, angeordnet waren.
(Beispiel 2)
Der Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 2 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bis auf das Merkmal, dass als die poröse Keramikstruktur 10 eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet wurde, bei der die planare Form des porösen Keramikaggregats 14, das aus den mehreren porösen Keramikteilchen 16 gebildet war, betrachtet von der Oberseite, dieselbe war, wie die planare Form einer Region in dem Objekt 22, in der das poröse Keramikaggregat 14 platziert werden sollte, betrachtet von der Oberseite.
(Beispiel 3)
Der Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 3 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bis auf das Merkmal, dass als die poröse Keramikstruktur 10 eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet wurde, bei der von den mehreren porösen Keramikteilchen 16 der Prozentsatz Pa an porösen Keramikteilchen mit einem Bogen 26 in der planaren Form, betrachtet von der Oberseite, größer ist als 0% und kleiner als oder gleich 50%.
(Beispiel 4)
Der Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 4 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bis auf das Merkmal, dass als die poröse Keramikstruktur 10 eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet wurde, die einen Abschnitt 27 umfasste (siehe 2B), in dem fünf poröse Keramikteilchen 16 mit jeweils einem Scheitelpunkt, die einander zugewandt waren, angeordnet waren.
(Beispiel 5)
Der Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 5 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bis auf das Merkmal, dass als die poröse Keramikstruktur 10 eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet wurde, bei der der Neigungswinkel θ der Seitenflächen der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, bezogen auf eine normale Linie 28, die normal zur Lage 12 ist, größer als oder gleich 0 Grad und kleiner oder gleich 45 Grad ist.
(Beispiel 6)
Der Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 6 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bis auf das Merkmal, dass als die poröse Keramikstruktur 10 eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet wurde, bei der das Verhältnis der maximalen Teilchendichte zur minimalen Teilchendichte (maximale Teilchendichte/minimale Teilchendichte) der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, 1,25 betrug.
(Beispiel 7)
Der Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 7 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bis auf das Merkmal, dass als die poröse Keramikstruktur 10 eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet wurde, bei der das Verhältnis (Höchstwert/Mindestwert) des Höchstwertes und des Mindestwertes der Größen der planaren Formen der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, 1,25 betrug.
(Beispiel 8)
Der Hauptkörper 20 gemäß Beispiel 8 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bis auf das Merkmal, dass als die poröse Keramikstruktur 10 eine poröse Keramikstruktur 10 verwendet wurde, bei der die Dicke ta der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, 47,5 bis 52,5 μm betrug, und die Abweichung der Dicke 5% betrug.
(Vergleichsbeispiel 1)
Wie in 11A gezeigt, wurde ein Hauptkörper 54 gemäß Vergleichsbeispiel 1 mittels Herstellung einer Aufschlämmung 50, enthaltend Teilchen 52 (kommerziell erhältliche poröse Keramikteilchen) mit einer Porosität von 90% und einem Teilchendurchmesser von 50 μm, Polystyrolharzfeinteilchen und Wasser, und danach Gießen der Aufschlämmung 50 in eine Form und dann nach dem Trocknen Brennen und Verfestigen unter Erhalt des Hauptkörpers 54 hergestellt.
(Vergleichsbeispiel 2)
Mehrere poröse Keramikteilchen 16 mit jeweils einer Porosität von 60% und einer Dicke ta von 47,5~52,5 μm wurden mit einem Haftmittel 44 und ohne Verwendung der Lage 12 direkt an das Objekt 22 gebunden, und nach dem Beschichten der an das Objekt gebundenen Teilchen mit einem Harzmaterial 18 (Matrix) von oben wurde das Harzmaterial 18 verfestigt, wodurch der Hauptkörper 20 gemäß Vergleichsbeispiel 2 hergestellt wurde.
In der nachstehend erscheinenden Tabelle 1 ist eine Aufgliederung der Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 gezeigt. Es sei angemerkt, dass in Tabelle 1 die nach oben gerichteten Pfeile „T” zeigen, dass ihr Inhalt derselbe ist wie in den darüber gezeigten Beispielen. [Tabelle 1]
[Messverfahren, Rechenverfahren und Bewertungsstandards]
<Messung der Porosität>
Bezogen auf die Beispiele 1 bis 8 wurden wahllos zehn poröse Keramikteilchen 16 von den mehreren porösen Keramikteilchen 16, die eine poröse Keramikstruktur 10 bilden, zur Verwendung bei der Messung der Porosität ausgewählt, und die ausgewählten porösen Keramikteilchen 16 wurden in ein Harz gebettet. Das Harz wurde poliert, bis eine Betrachtungsstelle erzeugt worden war, an der die porösen Keramikteilchen 16 mit einem Elektronenmikroskop betrachtet werden konnten, wobei eine harzgefüllte, polierte Fläche erhalten wurde. Dann erfolgte eine Elektronenmikroskopbetrachtung (Bildanalyse) der harzgefüllten, polierten Fläche. Aus einer solchen Bildanalyse wurden die jeweiligen Porositäten der zehn porösen Keramikteilchen 16 berechnet, und der Durchschnittswert der zehn porösen Keramikteilchen 16 wurde als die Porosität der porösen Keramikteilchen 16 genommen. Bezogen auf Vergleichsbeispiel 2 wurden zehn poröse Keramikteilchen 16 zur Verwendung bei der Messung der Porosität ausgewählt, und die Porosität der porösen Keramikteilchen 16 wurde mit Hilfe desselben Verfahrens wie oben beschrieben bestimmt.
<Messung des durchschnittlichen Porendurchmessers>
Der durchschnittliche Porendurchmesser der porösen Keramikteilchen 16 wurde unter Verwendung eines automatisierten Porosimeters (Markenname „Autopore 9200”), hergestellt von der Shimadzu Corporation, gemessen.
<Verfahren zur Messung der Wärmeleitfähigkeit des Hauptkörpers 20 und Bewertungskriterien>
Zunächst wurde die Dichte des Hauptkörpers 20 mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen. Als nächstes wurde die spezifische Wärme des Hauptkörpers 20 unter Anwendung eines DSK-Verfahrens (Differenzialscanningkalorimeter) gemessen. Als nächstes wurde die Temperaturleitfähigkeit des Hauptköpers 20 unter Anwendung eines Laserblitzverfahrens gemessen. Danach wurde die Wärmeleitfähigkeit des Hauptkörpers 20 aus dem folgenden Beziehungsausdruck berechnet: Temperaturleitfähigkeit × spezifische Wärme × Dichte = Wärmeleitfähigkeit
Dann wurden basierend auf den folgenden Bewertungskriterien die Wärmeleitfähigkeiten der Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiel 1 und 2 bewertet.

A: weniger als oder gleich 0,9 W/mK
B: mehr als oder gleich 1,0 W/mK und weniger als oder gleich 1,4 W/mK
C: mehr als oder gleich 1,5 W/mK und weniger als oder gleich 1,9 W/mK
D: mehr als oder gleich 2,0 W/mK

<Verfahren zur Messung des Spalts d zwischen den porösen Keramikteilchen 16>
Die Spalte d zwischen den mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, wurden jeweils mit einem Lichtmikroskop gemessen.
<Verfahren zur Messung der Dicke ta der porösen Keramikteilchen 16>
Die Dicken ta der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, wurden jeweils mit einem Lichtmikroskop gemessen.
<Verfahren zur Messung des Neigungswinkels θ der Seitenflächen der porösen Keramikteilchen 16>
Die Neigungswinkel θ der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, wurden jeweils mit einem Lichtmikroskop gemessen.
<Verfahren zur Berechnung des Prozentsatzes an porösen Keramikteilchen 16 mit einem Bogen 26 in der planaren Form>
Es wurde die Gesamtanzahl der mehreren porösen Keramikteilchen 16, die das poröse Keramikaggregat 14 bilden, und die Anzahl an porösen Keramikteilchen 16 mit einem Bogen 26 in der planaren Form bestimmt, und der Wert (Anzahl/Gesamtanzahl) × 100 (%) wurde berechnet.
<Bestimmung des Prozentsatzes der Teilchendichte der porösen Keramikteilchen 16>
Bei dem porösen Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist, wurden zehn beliebige Sichtfelder mit einem Lichtmikroskop betrachtet, und die Anzahl der porösen Keramikteilchen 16, die in jedem Sichtfeld enthalten waren, wurde gemessen. Bezogen auf jedes dieser Sichtfelder kann beispielsweise eine quadratische Region von 3 mm × 3 mm übernommen werden. Überdies wurde durch Dividieren der Anzahl der porösen Keramikteilchen 16, die in jedem gemessenen Sehfeld enthalten sind, durch die Fläche des Sehfeldes (= 9 mm²) die Teilchendichte pro Flächeneinheit (Anzahl/mm²) berechnet. Durch einen Vergleich der Teilchendichten, die den zehn einzelnen Sichtfeldern entsprechen, wurden die maximale Teilchendichte und die minimale Teilchendichte extrahiert, und ihr Verhältnis (maximale Teilchendichte/minimale Teilchendichte) wurde berechnet.
<Verfahren zur Bestimmung des Prozentsatzes der Größen der planaren Formen der porösen Keramikteilchen 16>
In dem porösen Keramikaggregat 14, das an die Lage 12 gebunden ist, wurden jeweils zehn beliebige Sichtfelder mit einem Lichtmikroskop betrachtet. Überdies wurden für jedes Sichtfeld jeweils fünf beliebige gerade Linien eingezeichnet, und die Länge von Liniensegmenten in den porösen Keramikteilchen 16, die die geraden Linien kreuzen, wurde gemessen, und ihr Durchschnittswert stellte die Größe der porösen Keramikteilchen 16 in dem Sichtfeld dar. Die Größen der porösen Keramikteilchen 16 in den zehn Sichtfeldern wurden verglichen, ein Höchstwert und ein Mindestwert für die Größen der porösen Keramikteilchen 16 wurden extrahiert, und ihr Verhältnis (Höchstwert/Mindestwert) wurde berechnet.
[Bewertung des geringen Materialverlustes]
Die Anzahl Na poröser Keramikteilchen 16 an dem Objekt 22 wurde unter Verwendung eines Lichtmikroskops bestätigt, und der Prozentsatz der Anzahl Na bezogen auf die Gesamtanzahl Nz poröser Keramikteilchen 16 an der Lage 12, oder noch genauer der Wert (Anzahl Na/Gesamtanzahl Nz) × 100 (%), wurde bestimmt. Überdies wurden die Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 basierend auf den folgenden Bewertungsstandards bewertet.

A: mehr als oder gleich 95%
B: mehr als oder gleich 85% und weniger als 95%
C: weniger als 85%

[Bewertung der geringen Lageverschiebung der porösen Keramikteilchen 16]
Von den porösen Keramikteilchen 16 am Objekt 22 wurden die porösen Keramikteilchen 16 mit der größten Lageverschiebung mit einem Lichtmikroskop bestätigt, und das Ausmaß der Lageverschiebung wurde gemessen. Überdies wurden die Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 basierend auf den folgenden Bewertungsstandards bewertet.

A: Ausmaß der Verschiebung beträgt weniger als 0,5 mm
B: Ausmaß der Verschiebung beträgt mehr als oder gleich 0,5 mm

[Bewertung der einfachen Nachverfolgung einer gebogenen Oberfläche des Objektes 22]
Die Anzahl Nb poröser Keramikteilchen 16 von den porösen Keramikteilchen 16 am Objekt 22, deren Umfangsabschnitt fließend bleibt, wurde mit einem Lichtmikroskop bestätigt, und der Prozentsatz der Anzahl Nb bezogen auf die Gesamtanzahl Nz poröser Keramikteilchen 16 an der Lage 12, oder noch genauer, der Wert (Anzahl Nb/Gesamtanzahl Nz) × 100 (%) wurde bestimmt. Überdies wurden die Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 basierend auf den folgenden Bewertungsstandards bewertet.

A: weniger als 5%
B: mehr als oder gleich 5%

[Bewertung der Wahrscheinlichkeit für ein Reißen oder Absplittern der porösen Keramikteilchen 16 beim Übertragen auf das Objekt 22]
Die Anzahl Nc an porösen Keramikteilchen 16 ohne Umfangsabschnitte von den porösen Keramikteilchen 16, die auf dem Objekt 22 vorliegen, wurde unter Verwendung eines Lichtmikroskops bestätigt, und der Prozentsatz der Anzahl Nc bezogen auf die Gesamtanzahl Nz an porösen Keramikteilchen 16 auf der Lage 12, oder genauer, der Wert (Anzahl Nc/Gesamtanzahl Nz) × 100 (%), wurde bestimmt. Überdies wurden die Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 basierend auf den folgenden Bewertungsstandards bewertet.

A: weniger als 5%
B: mehr als oder gleich 5%

<Bewertungsergebnisse>

Die Bewertungsergebnisse der Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

	geringe Wärmeleitfähigkeit	geringer Materialverlust	geringe Lageverschiebung	einfache Nachverfolgung der gebogenen Oberfläche	Beständigkeit gegen Reißen/Absplittern bei Übertragung
Beispiel 1	B	B	B	B	B
Beispiel 2	B	A	B	B	B
Beispiel 3	B	B	A	B	B
Beispiel 4	B	B	B	A	B
Beispiel 5	A	B	B	B	A
Beispiel 6	B	B	B	A	B
Beispiel 7	B	B	B	A	B
Beispiel 8	A	B	B	B	A
Vergleichsbeispiel 1	D	C	A	A	A
Vergleichsbeispiel 2	C	B	A	B	B

Wie aus Tabelle 2 verständlich wird, betrug in Vergleichsbeispiel 1 die Wärmeleitfähigkeit mehr als oder gleich 2,0 W/mK. Bei dem Hauptkörper 54 gemäß Vergleichsbeispiel 1 wurde bestätigt, dass der Grund für die erhöhte Wärmeleitfähigkeit der war, dass es viele Regionen 58 gab, in denen nur das Haftmittel 56 vorlag. Auch in Vergleichsbeispiel 2 betrug die Wärmeleitfähigkeit mehr als oder gleich 1,5 W/mK. Bei dem Hauptkörper 54 gemäß Vergleichsbeispiel 2 wird dies der Tatsache zugeschrieben, dass, da die porösen Keramikteilchen 16 einzeln an das Objekt 22 gebunden waren, breite Spalte zwischen den porösen Keramikteilchen 16 entstanden, und es viele Regionen gab, in denen nur das Harzmaterial 18 vorlag.
Im Gegensatz dazu war in den Beispielen 1 bis 8 die Wärmeleitfähigkeit mit weniger als oder gleich 1,4 W/mK gering, und genauer gesagt war die Wärmeleitfähigkeit in den Beispielen 5 und 8 mit 0,9 W/mK extrem gering. Dies wird der Tatsache zugeschrieben, dass, da die mehreren porösen Keramikteilchen 16 gleichmäßig in dem Harzmaterial 18 verteilt waren und Regionen, die nur aus dem Harzmaterial 18 mit hoher Wärmeleitfähigkeit bestanden, schmaler waren, die Wärmeleitfähigkeit des Hauptkörpers 20 so unterbunden werden konnte, dass sie bei einem geringen Wert blieb.
Von den Beispielen 1 bis 8 war bezüglich des geringen Materialverlustes der Materialverlust in Beispiel 2 am geringsten. Bezüglich der geringen Lageverschiebung war das Ausmaß der Verschiebung in Beispiel 3 am geringsten. Bezüglich der einfachen Nachverfolgung der gebogenen Oberfläche des Objektes 22 war daher eine hohe Bewertung in den Beispielen 4, 6 und 7 angezeigt. Bezüglich der Wahrscheinlichkeit des Reißens oder Absplitterns fand ein Reißen oder Absplittern am unwahrscheinlichsten in Beispiel 5 statt.
Die poröse Keramikstruktur und das Verfahren zur Herstellung derselben gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und natürlich können verschiedene Ausgestaltungen darin übernommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In den obigen Beispielen wird das poröse Keramikaggregat 14 bei der Herstellung des Hauptkörpers 20 mit dem Harzmaterial 18 beschichtet. Alternativ kann jedoch auch ein Abschnitt des porösen Keramikaggregats 14 mit dem Harzmaterial 18 beschichtet werden, um so den Hauptkörper 20 zu bilden, oder der Hauptkörper 20 kann lediglich durch Anbringen des porösen Keramikaggregats 14 am Objekt 22 ohne Verwendung des Harzmaterials 18 gebildet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-155946 [0002, 0003, 0006]
JP 2004-010903 [0002, 0004, 0006]
JP 2010-064945 [0002, 0005, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS 20237 [0088]
JIS K7127 [0088]

Claims

Poröse Keramikstruktur, umfassend eine Lage (12) und ein poröses Keramikaggregat (14), das an die Lage (12) gebunden ist, wobei das poröse Keramikaggregat (14) mehrere poröse Keramikteilchen (16) umfasst.
Poröse Keramikstruktur nach Anspruch 1, wobei das poröse Keramikaggregat (14) ein auf einem Objekt (22) angeordnetes Element ist und eine planare Form des porösen Keramikaggregats (14), betrachtet von ihrer Oberseite aus, bevorzugt dieselbe ist wie die planare Form, betrachtet von ihrer Oberseite aus, einer Region in dem Objekt (22), in der das poröse Keramikaggregat (14) platziert werden soll.
Poröse Keramikstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei von den mehreren porösen Keramikteilchen (16), die in dem porösen Keramikaggregat (14) enthalten sind, zumindest ein poröses Keramikteilchen (16) existiert, dessen planare Form, betrachtet von ihrer Oberseite aus, eine polygonale Form ist, die von mehreren geraden Linien (24) umgeben ist.
Poröse Keramikstruktur nach Anspruch 3, wobei von den mehreren porösen Keramikteilchen (16), die in dem porösen Keramikaggregat (14) enthalten sind, der Prozentsatz an porösen Keramikteilchen (16) mit einem Bogen (26) in der planaren Form, betrachtet von ihrer Oberseite aus, bevorzugt weniger als oder gleich 50% beträgt.
Poröse Keramikstruktur nach Anspruch 3 oder 4, wobei das poröse Keramikaggregat (14) einen Abschnitt umfasst, in dem fünf oder mehr poröse Keramikteilchen (16) mit jeweils einem Scheitelpunkt, die einander zugewandt sind, angeordnet sind.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Spalt (d) zwischen nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen (16) größer oder gleich 0,1 μm und kleiner oder gleich 10 μm ist.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Seitenflächen nebeneinanderliegender poröser Keramikteilchen (16) parallel einander zugewandt sind und einen Abschnitt umfassen, in dem der Neigungswinkel (θ) einer Seitenfläche von einem der nebeneinanderliegenden porösen Keramikteilchen (16) weniger als oder gleich 45 Grad bezogen auf eine normale Linie (28), die normal zur Lage (12) ist, beträgt.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die Teilchendichten der porösen Keramikteilchen (16) in dem porösen Keramikaggregat (14) verschieden sind; und das Verhältnis eines Höchstwertes und eines Mindestwertes der Teilchendichten, definiert durch maximale Teilchendichte/minimale Teilchendichte, größer als 1,2 ist.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die Größen der planaren Formen der mehreren porösen Keramikteilchen (16) verschieden sind; und das Verhältnis eines Höchstwertes und eines Mindestwertes der Größen der planaren Formen, definiert durch Höchstwert/Mindestwert, größer als 1,2 ist.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dicke (ta) der mehreren porösen Keramikteilchen (16), die in dem porösen Keramikaggregat (14) enthalten sind, weniger als oder gleich 1.000 μm beträgt, und die Abweichung der Dicke (ta) weniger als oder gleich 10% beträgt.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Porosität der porösen Keramikteilchen (16) 20%~99% beträgt.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die porösen Keramikteilchen (16) einen durchschnittlichen Porendurchmesser von weniger als oder gleich 500 nm haben.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Wärmeleitfähigkeit der porösen Keramikteilchen (16) weniger als 1,5 W/mK beträgt.
Poröse Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Wärmekapazität der porösen Keramikteilchen (16) weniger als oder gleich 1.000 kJ/m³K beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer porösen Keramikstruktur (10), umfassend eine Lage (12) und ein poröses Keramikaggregat (14), das an die Lage (12) gebunden ist, wobei das poröse Keramikaggregat (14) mehrere poröse Keramikteilchen (16) umfasst, umfassend: einen Grünkörperherstellungsschritt zur Herstellung eines Grünkörpers (30); einen Brennschritt zum Brennen des Grünkörpers (30) zur Herstellung eines Sinterkörpers (40); einen Bindungsschritt zum Binden des Sinterkörpers (40) an die Lage (12) und einen Teilungsschritt zum Unterteilen des Sinterkörpers (40) in mehrere poröse Keramikteilchen (16).
Verfahren zur Herstellung einer porösen Keramikstruktur (10) nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Schritt zum Bilden mehrerer Schnitte in dem Grünkörper (30) vor dem Brennen des Grünkörpers (30).
Verfahren zur Herstellung einer porösen Keramikstruktur (10) nach Anspruch 15 oder 16, wobei in dem Grünkörperherstellungsschritt der Grünkörper (30) durch Aufbringen einer Aufschlämmung (36) auf einen Film (34) mit einer Spiegelfläche und Bandgießen der Aufschlämmung (36) hergestellt wird.