DE112016003208B4

DE112016003208B4 - Poröses Keramikpartikel

Info

Publication number: DE112016003208B4
Application number: DE112016003208.0T
Authority: DE
Inventors: Hiroharu KOBAYASHI; Takahiro Tomita; Akinobu Oribe
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2036-06-03
Also published as: CN107848898B; DE112016003208T5; JP6126765B1; DE112016003208T8; JPWO2017010184A1; US10590004B2; US20180134574A1; CN107848898A; JP2017128508A; WO2017010184A1

Abstract

Poröses Keramikpartikel- bestehend aus einem Aggregat feiner Körner verbunden in drei Dimensionen,- mit einer Porosität im Bereich von 20 % bis 99 %,- wobei eine Hauptoberfläche (12a) des porösen Keramikpartikels eine hochglanzbearbeitete Spiegelfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra ≤ 1 µm ist- und das poröse Keramikpartikel ein Seitenverhältnis seiner maximalen Länge La geteilt durch seine minimale Länge Lb von ≥ 3 aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf poröse Keramikpartikel und bezieht sich insbesondere auf poröse Keramikpartikel, die zum Erreichen einer Verringerung der Wärmeleitfähigkeit eines Komponentenmaterials, das die porösen Keramikpartikel enthält, geeignet sind.
Hintergrundgebiet
Als ein Füllstoff, der in ein Wärmeisolationsmaterial oder einen Film gefüllt ist, wurden in der JP 2010-155 946 A , in der JP 2004-010 903 A und in der JP 2010-064 945 A Zusammensetzungen und hohle Partikel und dergleichen beschrieben.
Die JP 2010-155 946 A beschreibt eine härtbare Organopolysiloxan-Zusammensetzung, die zur Bildung eines porösen, durch Organopolysiloxan gehärteten Produktes, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, geeignet ist.
Die JP 2004-010 903 A beschreibt die Bildung eines Films, der eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, in dem hohle Partikel mit geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden.
Die JP 2010-064 945 A offenbart ein Verfahren, bei dem durch eine elektrostatische Interaktion zusätzliche Partikel auf Oberflächen von Grundpartikeln adsorbiert werden, wodurch nanobeschichtete Verbundpartikel erzeugt werden, und ferner das Herstellen eines Verbundmaterials durch einen herkömmlichen Pulvermetallurgieprozess unter Verwendung der Verbundpartikel.
Die Druckschrift JP 2006-173 368 A beschreibt ein Keramiksubstrat, welches in eine Vielzahl an kleinen Bruchsubstraten entlang einer Bruchkerbe geteilt wird, wobei die Bruchkerbe aus einer Randentfernungskerbe gebildet ist, welche einen Bildungsbereich der kleinen Bruchsubstrate umgibt, und einer Substrat-Bildungskerbe, welche in dem Bildungsbereich erzeugt wird, und deren beide Enden mit der Randentfernungskerbe verbunden sind, und welche tiefer als die Randentfernungskerbe ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Mit der in der JP 2010-155 946 A und in der JP 2004-010 903 A beschriebenen Technologie ist die Verringerung der Wärmeleitfähigkeit unzureichend. Mit der in der JP 2010-064 945 A beschriebenen Technologie wird berücksichtigt, dass die Grundpartikel mit feinen Partikeln mit einem Partikeldurchmesser in der Größenordnung von Nanometern (nm) beschichtet sind, da beabsichtigt ist, durch Pulvermetallurgie ein Verbundmaterial herzustellen. Daher wird der Abstand zwischen den Grundpartikeln gering, und es ist ferner schwierig, dass Poren ausgebildet werden, wenn sie dem Sintern unterworfen werden, und selbst wenn diese ausgebildet werden, wird lediglich eine kleine Menge Poren ausgebildet. Daher ist in diesem Fall die Verringerung der Wärmeleitfähigkeit ebenfalls unzureichend.
Wenn die dem Klebstoff zugegebenen Partikel klein sind, ist es schwierig, die Partikel gleichmäßig im Klebstoff zu verteilen. Da es z. B. ferner notwendig ist, einen Klebstoff, dem Partikel zugegeben wurden, vorab zu brennen, um einen Volumenkörper zu bilden, und da es notwendig ist, den Klebstoff auf einem Grundmaterial (einem Gegenstand, mit dem der Volumenkörper verklebt wird) anzuordnen, wird es schwierig, den Volumenkörper in einem Teilbereich des Gegenstands anzuordnen, und es ist schwierig, den Volumenkörper entlang einer komplexen Form anzuordnen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Probleme gemacht und besitzt die Aufgabe, poröse Keramikpartikel bereitzustellen, mit denen es möglich ist, zusammen mit dem Installieren der porösen Keramikpartikel direkt auf einem Gegenstand unter Verwendung eines Klebstoffs oder dergleichen eine geringe Wärmeleitfähigkeit zu erreichen, und mit denen es ferner möglich ist, die Installation eines Volumenkörpers zu erleichtern.

[1] Ein poröses Keramikpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Aggregat feiner Körner verbunden in drei Dimensionen mit einer Porosität im Bereich von 20 % bis 99 %, wobei eine Hauptoberfläche des porösen Keramikpartikels eine hochglanzbearbeitete Spiegelfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra ≤ 1 µm ist und das poröse Keramikpartikel ein Seitenverhältnis seiner maximalen Länge La geteilt durch seine minimale Länge Lb von größer oder gleich 3 aufweist.
[2] In der vorliegenden Erfindung kann eine weitere Hauptoberfläche, die der einen Hauptoberfläche zugewandt ist, ebenfalls eine hochglanzbearbeitete Spiegelfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra ≤ 1 µm sein.
[3] In der vorliegenden Erfindung weist das poröse Keramikpartikel mehrere Seitenflächen auf, und die Seitenflächen sind vorzugsweise raue Oberflächen mit einer Oberflächenrauigkeit von > 1 µm.
[4] In der vorliegenden Erfindung liegt eine minimale Länge einer äußeren Form des porösen Keramikpartikels vorzugsweise im Bereich von 50 bis 500 µm.
[5] In der vorliegenden Erfindung ist ein durchschnittlicher Porendurchmesser des porösen Keramikpartikels vorzugsweise kleiner oder gleich 500 nm.
[6] In der vorliegenden Erfindung ist eine Wärmeleitfähigkeit des porösen Keramikpartikels vorzugsweise kleiner oder gleich 1 W/mK.
[7] In der vorliegenden Erfindung weist das poröse Keramikpartikel vorzugsweise eine Struktur auf, in der feine Körner in drei Dimensionen verbunden sind und ein Korndurchmesser der feinen Körner im Bereich von 1 nm bis 5 µm liegt.
[8] In der vorliegenden Erfindung ist ein Zwischenpartikelabstand vorzugsweise kleiner oder gleich 10 µm.

Das poröse Keramikpartikel kann auf einer Folie angeordnet sein.
In Übereinstimmung mit dem porösen Keramikpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zusammen mit dem Installieren des porösen Keramikpartikels direkt auf einem Gegenstand unter Verwendung eines Klebstoffs oder dergleichen eine geringe Wärmeleitfähigkeit zu erreichen, und es ist ferner möglich, die Installation eines Volumenkörpers zu erleichtern.
Figurenliste

1A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel zeigt, in dem ein poröses Keramikpartikel gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart angeordnet ist, dass eine seiner Hauptoberflächen nach unten weist;
1B ist eine Draufsicht des in 1A gezeigten porösen Keramikpartikels von oben gesehen;
1C ist eine Bodenansicht, die das in 1A gezeigte poröse Keramikpartikel von unten gesehen zeigt;
2A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel zeigt, bei dem ein poröses Keramikpartikel gemäß einem modifizierten Beispiel derart angeordnet ist, dass eine seiner Hauptoberflächen nach unten weist;
2B ist eine Draufsicht des in 2A gezeigten porösen Keramikpartikels von oben gesehen;
2C ist eine Bodenansicht, die das in 2A gezeigte poröse Keramikpartikel von unten gesehen zeigt;
3A ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel für ein Verfahren zum Erzeugen poröser Keramikpartikel zeigt;
3B ist ein Ablaufplan, der ein weiteres Beispiel für ein Verfahren zum Erzeugen poröser Keramikpartikel zeigt;
4A ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem mehrere poröse Keramikpartikel und eine Aufschlämmung (bzw. Gießmasse), die eine Klebstoffkomponente enthält, in eine nicht veranschaulichte Gießform gegossen sind;
4B ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem die Aufschlämmung getrocknet und anschließend gebrannt und verfestigt ist, um einen Volumenkörper zu bilden;
4C ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem der Volumenkörper auf einem Grundmaterial (einem Gegenstand, mit dem der Volumenkörper verklebt ist) angebracht ist;
5A ist ein erläuterndes Diagramm mit teilweiser Auslassung, das einen Zustand zeigt, in dem mehrere Partikel gemäß einem herkömmlichen Beispiel in einer Aufschlämmung verteilt sind;
5B ist ein erläuterndes Diagramm mit teilweiser Auslassung, das einen Zustand zeigt, in dem die Aufschlämmung verfestigt ist, um einen Volumenkörper zu bilden;
6A ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem mehrere poröse Keramikpartikel (eine Aggregation mehrerer Partikel) und eine Aufschlämmung, die eine Klebstoffkomponente enthält, in eine nicht veranschaulichte Gießform gegossen sind;
6B ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem die Aufschlämmung getrocknet und anschließend gebrannt und verfestigt ist, um einen Volumenkörper zu bilden;
6C ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem der Volumenkörper auf einem Gegenstand angebracht ist;
7 ist eine Querschnittsansicht mit teilweiser Auslassung, die ein Beispiel zeigt, in dem mehrere poröse Keramikpartikel in einem Volumenkörper vertikal ausgerichtet sind;
8A ist eine Querschnittsansicht mit teilweiser Auslassung, die ein Beispiel zeigt, in dem eine dichte Schicht auf den porösen Keramikpartikeln angeordnet ist;
8B ist eine Querschnittsansicht mit teilweiser Auslassung, die ein weiteres Beispiel zeigt, in dem eine dichte Schicht auf den porösen Keramikpartikeln angeordnet ist;
9A ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Gegenstand mit einem Klebstoff beschichtet ist;
9B ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem mehrere poröse Keramikpartikel unter Verwendung einer Folie, wobei mehrere poröse Keramikpartikel an einer ihrer Oberflächen befestigt sind, auf den Klebstoff übertragen sind;
9C ist ein Prozessdiagramm, das einen Zustand zeigt, in dem die Folie abgezogen ist;
10A ist eine Querschnittsansicht mit teilweiser Auslassung, die ein Beispiel zeigt, in dem ein Volumenkörper durch Beschichten mehrerer poröser Keramikpartikel mit einem Klebstoff aufgebaut ist;
10B ist eine Querschnittsansicht mit teilweiser Auslassung, die ein Beispiel zeigt, in dem mehrere poröse Keramikpartikel aus dem in 10A gezeigten Zustand ferner auf eine obere Klebstoffschicht übertragen sind, um dadurch den Volumenkörper aufzubauen; und
10C ist eine Querschnittsansicht mit teilweiser Auslassung, die ein Beispiel zeigt, in dem ein Volumenkörper durch Beschichten eines Klebstoffs auf die mehreren porösen Keramikpartikel aus dem in Fig. B gezeigten Zustand aufgebaut ist.

Beschreibung der Ausführungsformen
Hierin nachstehend wird unter Bezugnahme auf 1A bis 10C eine beispielhafte Ausführungsform poröser Keramikpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorliegenden Spezifikation wird das Tildesymbol „∼“, das einen numerischen Bereich angibt, unter der Folgerung verwendet, dass die numerischen Werte, die vor und nach dem Tildesymbol geschrieben sind, darin als ein unterer Grenzwert und ein oberer Grenzwert des numerische Bereichs enthalten sind.
Wie z. B. in 1A bis 1C gezeigt ist, weisen die porösen Keramikpartikel 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine dreidimensionale Form auf, wobei jedes eine Hauptoberfläche 12a, eine andere Hauptoberfläche 12b, die der einen Hauptoberfläche 12a gegenüberliegt, und mehrere Seitenflächen 14 (z. B. vier Seitenflächen 14) aufweist. Die porösen Keramikpartikel 10 können eine polygonale Form, eine Scheibenform oder dergleichen aufweisen. 1A veranschaulicht ein Beispiel, in dem die äußere Form des porösen Keramikpartikels 10 in einer abgeflachten, viereckigen Pyramidenform ausgebildet ist und die eine Hauptoberfläche 12a nach unten ausgerichtet ist, während die andere Hauptoberfläche 12b nach oben ausgerichtet ist. Die Stirnflächen der einen Hauptoberfläche 12a und der anderen Hauptoberfläche 12b können einander wechselseitig zugewandt sein oder können einander unter einem Winkel zu einem gewissen Grad zugewandt sein.
In diesem Fall kann der Neigungswinkel θ jeder der Seitenflächen 14 derselbe sein oder die Neigungswinkel können voneinander verschieden sein, wie in 1A gezeigt ist. Selbstverständlich kann der Neigungswinkel θ mindestens einer der Seitenflächen 14 von den Neigungswinkeln θ der anderen Seitenflächen abweichen. In diesem Fall sind die Neigungswinkel θ der Seitenflächen 14 als Neigungswinkel in Bezug auf die eine Hauptoberfläche 12a definiert.
Ihre äußere Form betreffend können die jeweiligen Seitenflächen 14 wie im porösen Keramikpartikel 10a gemäß dem modifizierten Beispiel, das in 2A gezeigt ist, aus mehreren Flächen 14a, 14b zusammengesetzt sein, die verschiedene Neigungswinkel θa und θb aufweisen.
Die polygonale Form betreffend, die die porösen Keramikpartikel 10, 10a bildet, kann ihre Form von oben gesehen eine rechtwinklige Form sein, wie in 1A und 2A gezeigt ist, oder andernfalls eine polygonale Form wie etwa eine fünfeckige Form, eine sechseckige Form, eine achteckige Form oder dergleichen oder eine Spurform, eine elliptische Form, eine Kreisform oder dergleichen sein. Außerdem können die jeweiligen Kammlinienabschnitte der äußeren Form gekrümmte Flächen (Flächen mit einem Krümmungsradius R) sein.
Ferner ist mindestens die eine Hauptoberfläche 12a der porösen Keramikpartikel 10, 10a eine Spiegelfläche. In diesem Fall impliziert eine Spiegelfläche eine Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra, die kleiner oder gleich 1 µm ist. Die Oberflächenrauigkeit Ra der einen Hauptoberfläche 12a, die eine Spiegelfläche ist, ist vorzugsweise kleiner als jene der gegenüberliegenden, anderen Hauptoberfläche 12b. Falls die eine Hauptoberfläche 12a eine Spiegelfläche ist, ist die Oberflächenrauigkeit Ra der gegenüberliegenden, anderen Hauptoberfläche 12b vorzugsweise groß. Selbstverständlich ist bevorzugt, dass die andere Hauptoberfläche 12b, die der einen Hauptoberfläche 12a gegenüberliegt, ebenfalls eine Spiegelfläche ist. Falls sowohl die eine Hauptoberfläche 12a als auch die andere Hauptoberfläche 12b Spiegelfläche sind, ist ferner bevorzugt, dass die Oberflächenrauigkeit Ra der einen Hauptoberfläche kleiner als 90 % der Oberflächenrauigkeit Ra der anderen Hauptoberfläche ist. Die Seitenflächen der porösen Keramikpartikel 10, 10a sind vorzugsweise raue Oberflächen. In diesem Fall impliziert eine raue Oberfläche eine Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra größer als 1 µm und vorzugsweise eine Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra größer oder gleich 5 µm und kleiner oder gleich 10 µm. Ferner ist dann, wenn die porösen Keramikpartikel in einen Film ausgebildet sind, und insbesondere dann, wenn sie einen Volumenkörper 20 bilden (siehe 4B), die eine Hauptoberfläche jedes der porösen Keramikpartikel auf der Stirnflächenseite angeordnet, wenn der Film gebildet wird, und die andere Hauptoberfläche davon ist auf der Seite eines Grundmaterials (d. h. eines Gegenstands 26, mit dem der Volumenkörper 20 verklebt ist) angeordnet.
Ferner weisen die porösen Keramikpartikel 10, 10a ein Seitenverhältnis größer oder gleich 3 auf. Stärker bevorzugt ist das Seitenverhältnis größer oder gleich 5 und nochmals stärker bevorzugt größer oder gleich 7. In diesem Fall bezieht sich das Seitenverhältnis auf eine maximale Länge La geteilt durch eine minimale Länge Lb, wie z. B. in 1A, 1C, 2A und 2C gezeigt ist. In diesem Fall bezieht sich, wie in 1C und 2C gezeigt ist, die maximale Länge La auf eine maximale Länge auf einer breitesten Oberfläche (in diesem Fall die eine Hauptoberfläche 12a) aus den mehreren Oberflächen, die die porösen Keramikpartikel 10, 10a bilden. Unter der Annahme, dass die breiteste Oberfläche ein Quadrat, ein Rechteck, ein Trapez, ein Parallelogramm oder ein Polygon (Fünfeck, Sechseck, usw.) ist, entspricht ihre Länge der Länge einer längsten diagonalen Linie, während dann, wenn die breiteste Oberfläche kreisförmig ist, ihre Länge der Länge eines Durchmessers entspricht und dann, wenn die breitestes Oberfläche eine Ellipse ist, ihre Länge der Länge einer Hauptachse der Ellipse entspricht. Andererseits bezieht sich, wie in 1A und 2A gezeigt ist, die minimale Länge Lb auf einen dünnsten Abschnitt aus den Dicken der porösen Keramikpartikel 10, 10a.
Die minimale Länge Lb liegt vorzugsweise im Bereich von 50 ~ 500 µm, stärker bevorzugt im Bereich von 55 ~ 400 µm, nochmals stärker bevorzugt im Bereich von 60 ~ 300 µm und insbesondere bevorzugt im Bereich von 70 ~ 200 µm.
Der Ausdruck „porös“ kann sich auf einen Zustand beziehen, der weder dicht noch hohl ist, sowie auf einen Zustand, der aus mehreren Poren oder Körnern zusammengesetzt ist. Außerdem bezieht sich der Ausdruck „dicht“ auf einen Zustand, in dem mehrere feine Körner ohne Lücken gebunden sind, wobei sie keine Poren aufweisen. Der Ausdruck „hohl“ bezieht sich auf einen Zustand, in dem der Innenraum hohl ist und in dem ein Außenhüllenabschnitt davon dicht ist.
Die Porosität der porösen Keramikpartikel 10, 10a liegt im Bereich von 20 % ~ 99 %. Die Poren enthalten geschlossene Poren und/oder offene Poren und können sowohl geschlossene Poren als auch offene Poren enthalten. Ferner kann die Form der Poren, d. h. eine Oberflächenform ihrer Öffnungen, jede Form aufweisen, einschließlich einer quadratischen Form, einer viereckigen Form, einer dreieckigen Form, einer sechseckigen Form, einer Kreisform, usw. oder einer unregelmäßigen Form. Der durchschnittliche Porendurchmesser ist vorzugsweise kleiner oder gleich 500 nm und liegt stärker bevorzugt im Bereich von 10 ~ 500 nm. Diese Abmessung ist wirksam, um das Auftreten von Gitterschwingungen (Phononen) zu hemmen, die eine Hauptursache der Wärmeleitfähigkeit sind.
Die porösen Keramikpartikel 10, 10a weisen eine Struktur auf, in der feine Körner in drei Dimensionen verbunden sind. Ein Korndurchmesser der feinen Körner liegt vorzugsweise im Bereich von 1 nm ~ 5 µm. Stärker bevorzugt liegt der Korndurchmesser im Bereich von 50 nm ~ 1 µm. Die porösen Keramikpartikel 10, 10a, die aus feinen Körnern mit einem derartigen Korngrößenbereich zusammengesetzt sind, erreichen wirksam eine geringe Wärmeleitfähigkeit, da das Auftreten von Gitterschwingungen (Phononen), die eine Hauptursache der Wärmeleitung sind, gehemmt wird. Die feinen Körner können ein Korn, das aus einem kristallinen Korn zusammengesetzt ist (ein einkristallines Korn), oder ein Korn, das aus einer großen Anzahl kristalliner Körner zusammengesetzt ist (ein polykristallines Korn) sein. Anders ausgedrückt, die porösen Keramikpartikel 10, 10a sind vorzugsweise Aggregationen feiner Körner, die Korndurchmesser aufweisen, die in den genannten Bereichen liegen. Der Korndurchmesser der feinen Körner wird durch Messen der Größe (ein Durchmesser im Fall kugelförmiger Körner oder ein maximaler Durchmesser andernfalls) eines feinen Korns der Korngruppen, die einen Grundkörper der porösen Keramikpartikel 10, 10a bilden, aus einem Bild einer elektronenmikroskopischen Beobachtung bestimmt.
Die Wärmeleitfähigkeit der porösen Keramikpartikel 10, 10a ist vorzugsweise kleiner oder gleich 1 W/mK, stärker bevorzugt kleiner oder gleich 0,7 W/mK, nochmals stärker bevorzugt kleiner oder gleich 0,5 W/mK und insbesondere bevorzugt kleiner oder gleich 0,3 W/mK.
Der Werkstoff der porösen Keramikpartikel 10, 10a enthält vorzugsweise ein Metalloxid und besteht stärker bevorzugt lediglich aus einem Metalloxid. Dies ist darauf zurückzuführen, das dann, wenn ein derartiges Metalloxid darin enthalten ist, die Wärmeleitfähigkeit aufgrund der Tatsache, dass die lonenbindung zwischen Metall und Sauerstoff im Vergleich zum Fall eines Nicht-Oxids (z. B. eines Karbids oder Nitrids) eines Metalls stärker ist, dazu tendiert, geringer zu sein.
In diesem Fall ist das Metalloxid vorzugsweise ein Oxid eines Elements oder ein Verbundoxid von zwei oder mehr Elementen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Zr, Y, AI, Si, Ti, Nb, Sr, La, Hf, Ce, Gd, Sm, Mn, Yb, Er und Ta besteht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es dann, wenn das Metalloxid ein Oxid oder ein Verbundoxid derartiger Elemente ist, unwahrscheinlich ist, dass eine Wärmeleitung aufgrund von Gitterschwingungen (Phononen) auftritt.
Spezifische Beispiele des Materials enthalten ZrO₂-Y₂O₃, dem Gd₂O₃, Yb₂O₃, Er₂O₃ usw. zugegeben ist. Als weitere spezifische Beispiele dafür 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 angeführt werden.
Ein Verfahren zum Herstellen der porösen Keramikpartikel 10, 10a wird nun unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben.
Zunächst werden in Schritt S1 aus 3A ein porenbildendes Mittel, ein Bindemittel, ein Weichmacher und ein Lösungsmittel einem Werkstoffpulver der genannten porösen Keramikpartikel 10, 10a zugegeben und mit diesem gemischt, um eine Gussaufschlämmung aufzubereiten.
Daraufhin wird in Schritt S2 die Gussaufschlämmung einer Vakuumentschäumungsbehandlung unterzogen, wobei ihre Viskosität eingestellt wird, und anschließend wird der Gusskörper (Grünfolie, Grünkörper) z. B. durch eine Rakelvorrichtung hergestellt.
Anschließend wird in Schritt S3 der Gusskörper (Grünfolie) gebrannt, und ein folienförmiger Sinterkörper wird erhalten.
Außerdem wird in Schritt S4 der Sinterkörper mit einem Laser bearbeitet, um dadurch die porösen Keramikpartikel 10, 10a gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu erhalten. In einem derartigen Laserbearbeitungsprozess kann der Sinterkörper in mehrere poröse Keramikpartikel zerteilt werden, indem bewirkt wird, dass ein Laserstrahl den Sinterkörper durchdringt. In diesem Fall werden die porösen Keramikpartikel 10 erhalten, die in 1A bis 1C gezeigt sind. Alternativ kann der Sinterkörper durch Biegen des Sinterkörpers, nachdem bewirkt wurde, dass der Laserstrahl auf halbem Weg in einer Dickenrichtung in Bezug auf den Sinterkörper hindurchreicht, in mehrere poröse Keramikpartikel zerteilt werden. In diesem Fall werden die porösen Keramikpartikel 10a gemäß dem modifizierten Beispiel, das in 2A bis 2C gezeigt ist, erhalten.
Als ein weiteres Herstellungsverfahren wird, wie z. B. in 3B gezeigt ist, in den Schritten S101 und S102, nachdem eine Aufschlämmung aufbereitet wurde, die auf dieselbe Weise wie in den Schritten S1 und S2 aus 3A zum Gießen verwendet wird, ein Gusskörper (Grünfolie) derart erzeugt, dass seine Dicke nach dem Brennen zu einer minimalen Länge wird.
Anschließend wird in Schritt S103 durch Bearbeiten des Gusskörpers (Grünfolie) mit einem Laser ein Vorläufer, der aus mehreren porösen Keramikpartikeln zusammengesetzt ist, oder ein Gusskörper (Grünfolie) mit mehreren Konkavitäten und Konvexitäten darin erzeugt.
Daraufhin wird in Schritt S104a der Vorläufer, der aus den mehreren porösen Keramikpartikeln gebildet ist, gebrannt, um die mehreren porösen Keramikpartikel 10 zu erhalten, die z. B. in 1A bis 1C gezeigt sind.
Alternativ wird in Schritt S104b durch Brennen des Gusskörpers mit den mehreren Konkavitäten und Konvexitäten ein Sinterkörper mit mehreren Konkavitäten und Konvexitäten darin erhalten. In diesem Fall wird der Sinterkörper mit mehreren Konkavitäten und Konvexitäten darin im folgenden Schritt S105 in die mehreren porösen Keramikpartikel 10a zerteilt.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf 4A bis 10C zwei repräsentative Verfahren zum Aufbauen eines einzelnen Volumenkörpers 20 unter Verwendung der porösen Keramikpartikel 10 beschrieben.
Zunächst werden im ersten Verfahren, wie in 4A gezeigt ist, mehrere poröse Keramikpartikel 10 und eine Aufschlämmung 22, die eine Klebstoffkomponente enthält, in eine nicht veranschaulichte Gießform gegossen. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, die mehreren porösen Keramikpartikel 10 gleichmäßig in der Aufschlämmung 22 zu verteilen. Anschließend wird die Aufschlämmung 22, wie in 4B gezeigt ist, gebrannt und verfestig, nachdem sie getrocknet ist, um den Volumenkörper 20 aufzubereiten. Im Volumenkörper 20 wird ein Zustand herbeigeführt, in dem die mehreren porösen Keramikpartikel 10 gleichmäßig in einem Klebstoff 24 verteilt sind. Anschließend wird der Volumenkörper 20, wie in 4C gezeigt ist, durch einen Klebstoff oder dergleichen auf dem Gegenstand 26 installiert. Zu diesem Zeitpunkt ist der Volumenkörper 20 z. B. derart angeordnet, dass die andere Hauptoberfläche 12b jedes der porösen Keramikpartikel 10 dem Gegenstand 26 zugewandt ist.
Herkömmlicherweise ist es, wie in 5A gezeigt ist, schwierig, die Partikel 28 gleichmäßig in der Aufschlämmung 22 zu verteilen, da die Partikel 28, die der Aufschlämmung 22 zugegeben werden, klein sind. Daher können, wie in 5B gezeigt ist, aufgrund der Tatsache, dass die mehreren Partikel 28 nicht gleichmäßig im Klebstoff 24 verteilt sind, aufgrund der Verfestigung der Aufschlämmung 22, viele Bereiche 30 vorhanden sein, in denen lediglich der Klebstoff 24 vorhanden ist, der eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die höher als jene der Partikel 28 ist, und somit ist die Verringerung der Wärmeleitfähigkeit des Volumenkörpers 20 unzureichend.
Im Gegensatz dazu können gemäß der vorliegenden Ausführungsform die mehreren porösen Keramikpartikel 10 aufgrund der Tatsache, dass das Seitenverhältnis größer oder gleich 3 ist, wie in 4A bis 4C gezeigt ist, als eine Schicht angeordnet und gleichmäßig verteilt sein. Außerdem wird z. B. eine Ungleichmäßigkeit der Dicke der Aufschlämmung 22, die auf einem Partikelaggregat 100 vorhanden ist, nahezu beseitig, da die eine Hauptoberfläche 12a jedes der porösen Keramikpartikel 10 eine Spiegelfläche ist. Die mehreren porösen Keramikpartikel 10, die das Partikelaggregat 100 bilden, können außerdem als eine Schicht angeordnet und gleichmäßig verteilt sein.
Ferner werden, wie in 6A bis 6C gezeigt ist, dann, wenn mehrere poröse Keramikpartikel 10, die auf eine geschichtete Weise verteilt sind, aggregiert sind, oder mit anderen Worten, dann, wenn die porösen Keramikpartikelaggregate (hierin nachstehend einfach als Partikelaggregate 100 bezeichnet) in zwei oder mehr Schichten angeordnet sind, außerdem die folgenden funktionstechnischen Wirkungen gezeigt. Genauer wird z. B. eine Ungleichmäßigkeit der Dicke der Aufschlämmung 22, die auf dem Partikelaggregat 100 der ersten Schicht vorhanden ist, nahezu beseitig, da die eine Hauptoberfläche 12a jedes der porösen Keramikpartikel 10 eine Spiegelfläche ist. Daher können die mehreren porösen Keramikpartikel 10, die das Partikelaggregat 100 der zweiten Schicht bilden, das auf dem Partikelaggregat 100 der ersten Schicht angeordnet ist, ebenfalls auf eine geschichtete Weise angeordnet und gleichmäßig verteilt sein. Ein derartiges Merkmal trifft ebenso auf das Partikelaggregat 100 einer dritten Schicht oder mehr zu.
Ferner wird es schwierig, dass die Aufschlämmung 22 der oberen Schicht in die Schicht unter den porösen Keramikpartikeln 10 herumgewickelt wird, da die Seitenflächen 14 jedes der porösen Keramikpartikel 10 rau sind, und ebenso wird es schwierig, dass die Aufschlämmung 22 der unteren Schicht in die Schicht über den porösen Keramikpartikeln 10 herumgewickelt wird. Aufgrund dieses Merkmals wird es möglich, den Abstand zwischen den Partikelaggregaten 100 im Wesentlichen konstant zu halten und den Abstand zwischen den porösen Keramikpartikeln 10, die die Partikelaggregate 100 bilden, ebenfalls konstant zu halten. Genauer ist es möglich, den Abstand (Zwischenpartikelabstand) zwischen den porösen Keramikpartikeln 10 derart zu regulieren, dass er 10 µm oder weniger beträgt. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein Phänomen zu vermeiden, bei dem die Dicke des Klebstoffs 24, z. B. in der Schicht unterhalb des Partikelaggregats 100 der ersten Schicht, übermäßig dick wird. Der Zwischenpartikelabstand ist vorzugsweise kleiner oder gleich 7 µm und stärker bevorzugt kleiner oder gleich 4 µm. Jedoch ist es nicht notwendigerweise günstig, dass der Zwischenpartikelabstand eng ist, und es ist notwendig, dass der Zwischenpartikelabstand größer oder gleich 0,1 µm ist. Wenn der Zwischenpartikelabstand größer oder gleich 0,1 µm ist, können die folgenden Wirkungen erzielt werden, falls der Volumenkörper 20 mit dem Gegenstand 26 verklebt wird, nachdem die Aufschlämmung anschließend in die Form eines Films des Volumenkörpers 20 gebracht wurde. Genauer tritt in dem Fall, dass die Stirnflächenseite des Volumenkörpers 20 eine hohe Temperatur annimmt, während der Volumenkörper 20 auf der Seite des Gegenstands 26 eine niedrige Temperatur annimmt, im Volumenkörper 20 selbst eine Wärmeausdehnung auf, jedoch werden thermische Belastungen, die in den porösen Keramikpartikeln 10, im Klebstoff 24 und im Gegenstand 26 oder dergleichen erzeugt werden, leicht gemindert, da der Zwischenpartikelabstand (die Lücken) von 0,1 µm oder größer vorhanden ist.
Auf diese Weise werden in der vorliegenden Ausführungsform Bereiche geschmälert, die lediglich aus dem Klebstoff 24 zusammengesetzt sind, der eine höhere Wärmeleitfähigkeit als jene der porösen Keramikpartikel 10 aufweist, da die mehreren porösen Keramikpartikel 10 gleichmäßig in der Aufschlämmung 22 verteilt sein können, und die Wärmeleitfähigkeit des Volumenkörpers 20 kann derart unterdrückt werden, dass sie bei einem niedrigen Wert bleibt. Außerdem kann die Wärmeleitfähigkeit innerhalb der Volumenkörper 20 angeglichen werden, es besteht keine Notwendigkeit, den Volumenkörper 20 entsprechend dem Ort, an dem der Volumenkörper 20 installiert ist, zu ändern oder zu modifizieren, der Prozess des Anordnens des Volumenkörpers 20 kann vereinfacht werden, und die Anzahl der Anordnungsschritte kann verringert werden.
Außerdem wurde in 6A bis 6C ein Beispiel veranschaulicht, in dem die mehreren porösen Keramikpartikel 10 auf eine versetzte Weise angeordnet sind. Jedoch können die mehreren porösen Keramikpartikel 10, wie in 7 gezeigt ist, in der vertikalen Richtung ausgerichtet sein. Jedoch bestehen in dem Beispiel aus 7 Bedenken, dass die Wirkung des Unterdrückens der Wärmeleitfähigkeit geringer als im Fall der versetzten Anordnung sein kann, da die Bereiche, die lediglich den Klebstoff 24 enthalten, in der vertikalen Richtung verbunden sind.
Ferner kann, wie in 8A und 8B gezeigt ist, eine dichte Schicht 32 auf der einen Hauptoberfläche 12a jedes der porösen Keramikpartikel 10 angeordnet sein. In Übereinstimmung mit diesem Merkmal kann die Stärke der jeweiligen porösen Keramikpartikel 10 erhöht werden. Selbstverständlich kann die dichte Schicht 32, außer auf der einen Hauptoberfläche 12a des porösen Keramikpartikels 10 angeordnet zu sein, auf der anderen Hauptoberfläche 12b (die Hauptoberflächen auf der Seite des Gegenstands 26) angeordnet sein, die der einen Hauptoberfläche 12a gegenüberliegt. Ferner können sowohl auf der einen Hauptoberfläche 12a als auch auf der anderen Hauptoberfläche 12b jedes der porösen Keramikpartikel 10 dichte Schichten 32 angeordnet sein. Wenn die dichte Schicht 32 auf jeder der anderen Hauptoberflächen 12b der porösen Keramikpartikel 10 angeordnet ist, ist es möglich zu unterbinden, dass der Klebstoff 24 in die porösen Keramikpartikel 10 einsickert, und außerdem die Stärke der porösen Keramikpartikel 10 zu erhöhen. Die Anordnung der dichten Schichten 32 auf den porösen Keramikpartikeln 10 betreffend können getrennt ausgebildete dichte Schichten 32 auf den porösen Keramikpartikeln 10 angeordnet sein, oder in den porösen Keramikpartikeln 10 selbst können veränderte Schichten (dichte Schichten) ausgebildet sein.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 9A bis 10C das zweite Verfahren beschrieben. Im zweiten Verfahren wird, wie in 9A gezeigt ist, zunächst der Gegenstand 26 mit einem Klebstoff 24 beschichtet. Daraufhin werden, wie in 9B gezeigt ist, die mehreren porösen Keramikpartikel 10 z. B. unter Verwendung einer Folie 34, wobei die mehreren porösen Keramikpartikel 10 auf eine ihrer Flächen geklebt sind, auf den Klebstoff 24 des Gegenstands 26 übertragen. Der Zwischenpartikelabstand der mehreren porösen Keramikpartikel 10, die auf die Folie 34 geklebt sind, ist derart eingestellt, dass er kleiner oder gleich 10 µm ist. Der Zwischenpartikelabstand ist vorzugsweise kleiner oder gleich 7 µm und stärker bevorzugt kleiner oder gleich 4 µm. Die Folie 34 betreffend werden eine Folie oder ein Film mit einer Klebekraft, die aufgrund von äußeren Faktoren wie etwa Wärme, Elektrizität oder dergleichen abziehbar wird, bevorzugt.
Wie in 9C gezeigt ist, werden durch Erwärmen der Folie 34 und Abziehen der Folie 34 ein Volumenkörper 20, der aus den mehreren porösen Keramikpartikeln 10 zusammengesetzt ist, und der Klebstoff 24 auf dem Gegenstand 26 installiert. Mit anderen Worten, der Volumenkörper 20, der aus dem Klebstoff 24 und einem Partikelaggregat 100 in einer Schicht gebildet ist, wird installiert.
Ferner kann der Volumenkörper 20, wie in 10A gezeigt ist, ferner durch Beschichten des Klebstoffs 24 auf die mehreren porösen Keramikpartikel 10 gebildet sein. In diesem Fall bestehen Bedenken, dass die Wärmeleitfähigkeit höher als im Beispiel aus 9C werden kann, da die Außenfläche der porösen Keramikpartikel 10 mit dem Klebstoff 24 bedeckt ist, obwohl ihre strukturelle Integrität in der Stärke zunimmt.
Ferner kann, wie in 10B gezeigt ist, aus dem in 10A gezeigten Zustand eine weitere Mehrzahl poröser Keramikpartikel 10 ferner auf die obere Klebstoffschicht 24 übertragen werden, um dadurch den Volumenkörper 20 zu bilden. Mit anderen Worten, der Volumenkörper 20, der aus dem Klebstoff 24 und den Partikelaggregaten 100 in zwei Schichten gebildet ist, wird installiert. Ferner kann der Volumenkörper 20, wie in 10C gezeigt ist, aus dem in 10B gezeigten Zustand ferner durch Beschichten des Klebstoffs 24 auf die mehreren porösen Keramikpartikel 10 gebildet werden.
Selbstverständlich können, ausgehend von dem Zustand, der in 9C gezeigt ist, das Aufbringen des Klebstoffs 24 auf die mehreren porösen Keramikpartikel 10 → und das Übertragen einer weiteren Mehrzahl poröser Keramikpartikel 10 auf den Klebstoff 24 wiederholt werden, und ein Volumenkörper 20 kann aus dem Klebstoff 24 und Partikelaggregaten 100 in drei oder mehr Schichten gebildet werden. Alternativ können, ausgehend von dem Zustand, der in 10A gezeigt ist, das Übertragen einer weiteren Mehrzahl poröser Keramikpartikel 10 auf den Klebstoff 24 → und das Aufbringen des Klebstoffs 24 auf die mehreren porösen Keramikpartikel 10 wiederholt werden, und ein Volumenkörper 20 kann aus dem Klebstoff 24 und Partikelaggregaten 100 in drei oder mehr Schichten gebildet werden.
Im zweiten Verfahren können die mehreren porösen Keramikpartikel 10 auf dieselbe Weise wie im ersten Verfahren gleichmäßig im Klebstoff 24 verteilt werden. Außerdem kann die Wärmeleitfähigkeit des Volumenkörpers 20 unterdrückt werden und gering bleiben, da die Bereiche geschmälert werden, die lediglich aus dem Klebstoff 24 zusammengesetzt sind, der eine höhere Wärmeleifähigkeit als jene der porösen Keramikpartikel aufweist. Insbesondere ist es im zweiten Verfahren anders als im ersten Verfahren möglich, dass die mehreren porösen Keramikpartikel 10 gleichmäßig auf dem Gegenstand 26 angeordnet sind, weil die mehreren porösen Keramikpartikel 10 über den Klebstoff 24 auf dem Gegenstand 26 angeordnet werden, ohne den Volumenkörper 20 vorab bereitzustellen, und der Klebstoff 24 von oben darauf beschichtet wird. Außerdem wird es leicht, den Volumenkörper 20 in einem Teilbereich des Gegenstands 26 zu installieren oder den Volumenkörper 20 entlang einer komplexen Form zu installieren, wodurch der Freiheitsgrad in der Konstruktion erhöht wird. Ferner wird der Vorgang des Anordnens der mehreren porösen Keramikpartikel 10 auf dem Klebstoff 24 vereinfacht, weil die Folie 34 verwendet wird, auf der die mehreren porösen Keramikpartikel 10 auf einer ihrer Oberflächen befestigt sind, und der Herstellungsprozess kann vereinfacht werden.
Vorzugsweise ist die Klebefestigkeit (JIS Z0237) der Folie 34 größer oder gleich 1,0 N/10 mm, ist die Zugdehnung (JIS K7127) der Folie 34 größer oder gleich 0,5 % und ist die Dicke der Folie 34 kleiner oder gleich 5 mm. Folglich können die folgenden Wirkungen erhalten werden.

(a) Je höher die Klebefestigkeit, desto fester können die porösen Keramikpartikel 10 befestigt werden.
(b) Da sich die Zugdehnung erhöht, ist es möglich, der gekrümmten Oberfläche zu folgen.
(c) Da ihre Dicke dünner ist, wird es leichter, der gekrümmten Oberfläche zu folgen.

Genauer weist die Klebefestigkeit der Folie 34 die folgenden Eigenschaften auf. Genauer ist die Klebefestigkeit zu der Zeit, in der die porösen Keramikpartikel 10 gehalten werden, größer oder gleich 1,0 N/10 mm, und ist die Klebefestigkeit zur Zeit des Abziehens der porösen Keramikpartikel 10 kleiner oder gleich 0,1 N/10 mm.
Das Verfahren des Bewertens der Klebefestigkeit der Folie 34 ist dasselbe wie das Verfahren, das zum Bewerten der Klebefestigkeit eines Klebebands verwendet wird. Insbesondere wird die Folie 34 an einer Edelstahlplatte befestigt und wird die Folie 34 unter einem Winkel von 180 ° oder 90 ° gezogen, woraufhin die Kraft, die aufgebracht wird, wenn die Folie 34 von der Edelstahlplatte abgezogen wird, als die Klebekraft angesehen wird.
Ferner wird die Folie 34 durch Aufbringen eines Klebstoffs auf ein Grundmaterial (Träger) gebildet. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Material aus den Folgenden als die Art des Grundmaterials ausgewählt.
Genauer ist bevorzugt, einen Film, eine Metallfolie, ein Papier oder dergleichen als das Grundmaterial zu verwenden, wenn die porösen Keramikpartikel 10 auf einen ebenen Gegenstand 26 übertragen werden. Da das Grundmaterial der Folie 34 steif ist, ist es möglich, die Folie 34 in der Form eines Films ohne Falten in Bezug auf den ebenen Gegenstand 26 aufzubringen.
Im Fall des Übertragens der porösen Keramikpartikel 10 auf einen Gegenstand 26 mit einer gekrümmten Oberflächenform (konvexe Oberfläche, konkave Oberfläche, konvexe und konkave (unregelmäßige) Oberfläche), ist bevorzugt, ein Gewebe, eine Gummifolie, Schaum oder dergleichen als das Grundmaterial zu verwenden. In diesem Fall ist es möglich, die Folie 34 in einer folgenden Beziehung zur gekrümmten Oberflächenform auszubilden, da das Grundmaterial der Folie 34 weich und dehnbar ist.
Ferner kann die Klebefestigkeit der Folie 34 durch Aufbringen von Wärme, Wasser, einem Lösungsmittel, Licht (ultraviolettem Licht) oder Mikrowellen geschwächt werden, und die Folie 34 kann leicht abgezogen werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Klebefestigkeit der Folie 34 vorzugsweise schwächer als die Klebefestigkeit des Klebstoffs 24, der zwischen dem Gegenstand 26 und den porösen Keramikpartikeln 10 verwendet wird.
[Beispiele]
Ein Nachweis bezüglich der Wärmeleitfähigkeit jedes der Volumenkörper 20 wurde für die Fälle ausgeführt, in denen die jeweiligen Volumenkörper 20 unter Verwendung der porösen Keramikpartikel gemäß den Beispielen 1 bis 6 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gebildet wurden. In den Beispielen wurden die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, die in 1A bis 1C gezeigt sind.
(Beispiel 1)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 60 % und eine minimale Länge von 50 µm und ein Seitenverhältnis von 10 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ein Volumenkörper 20 gemäß Beispiel 1 wurde gemäß dem oben beschriebenen, ersten Herstellungsverfahren erzeugt. Genauer wurde eine Aufschlämmung, die die porösen Keramikpartikel, Wasser und eine Klebstoffkomponente (mit einer Wärmeleitfähigkeit von 2 W/mK) enthält, aufbereitet und in eine Gießform mit einem Durchmesser von 20 mm gegossen. Nach dem Trocknen wurde die Aufschlämmung gebrannt und verfestigt, um dadurch den Volumenkörper 20 gemäß Beispiel 1 zu erzeugen.
<Erzeugung der porösen Keramikpartikel>
Im Beispiel 1 wurden die porösen Keramikpartikel 10 auf die folgende Weise aufbereitet. Genauer wurden ein Porenbildungsmittel (Latexpartikel oder Melaminharzpartikel), ein Polyvinylbutyral-Harz (PVB) als Bindemittel, DOP (Dioctylphthalat) als Weichmacher und Xylol und 1-Buthanol als Lösungsmittel einem teilweise Yttrium-dotierten Zirkoniumdioxid-Pulver zugegeben und in einer Kugelmühle 30 Stunden gemischt, um eine Aufschlämmung zum Gießen einer Grünfolie anzufertigen. Die Aufschlämmung wurde einer Vakuumentschäumungsbehandlung unterzogen, wobei ihre Viskosität auf 4000 cps eingestellt wurde, und anschließend wurde der Gusskörper (Grünfolie) durch die Rakelvorrichtung derart erzeugt, dass seine Dicke nach dem Brennen eine minimale Länge aufwies. Daraufhin wurde der Gusskörper eine Stunde bei 1100 °C gebrannt und durch einen Laser bearbeitet, wobei die porösen Keramikpartikel 10 erhalten wurden. Ferner wurde die eine Hauptoberfläche 12a jedes der porösen Keramikpartikel 10 derart hochglanzbearbeitet, dass sie eine Oberflächenrauigkeit RA von 1,0 µm aufwies.
(Beispiel 2)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 60 %, eine minimale Länge von 100 µm und ein Seitenverhältnis von 8 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ansonsten wurde ein Volumenkörper 20 gemäß Beispiel 2 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt.
(Beispiel 3)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 60 %, eine minimale Länge von 400 µm und ein Seitenverhältnis von 3 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ansonsten wurde ein Volumenkörper 20 gemäß Beispiel 3 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt.
(Beispiel 4)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 30 %, eine minimale Länge von 400 µm und ein Seitenverhältnis von 3 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ansonsten wurde ein Volumenkörper 20 gemäß Beispiel 4 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt.
(Beispiel 5)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 60 %, eine minimale Länge von 50 µm und ein Seitenverhältnis von 10 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ein Volumenkörper 20 gemäß Beispiel 5 wurde gemäß dem oben beschriebenen, zweiten Herstellungsverfahren erzeugt. Genauer wurde eine Folie 34 verwendet, wobei auf einer ihrer Oberflächen mehrere poröse Keramikpartikel 10 befestigt waren. Außerdem wurden die mehreren porösen Keramikpartikel 10 nach dem Beschichten des Klebstoffs 24 (Wärmeleitfähigkeit 2 W/mK) auf den Gegenstands 26 unter Verwendung der genannten Folie auf den Klebstoff 24 des Gegenstands 26 übertragen, und durch Aufbringen von Wärme darauf wurde die Folie 34 abgezogen. Nachdem der Klebstoff 24 von oben darauf beschichtet wurde, wurde der Klebstoff 24 verfestigt. Anschließend wurden die Übertragung der porösen Keramikpartikel 10 durch die Folie 34, das Beschichten des Klebstoffs 24 und dessen Verfestigung wiederholt, um den Abschnitt zu verdicken, der den Volumenkörper 20 bildet, wonach der Volumenkörper 20 erzeugt wurde, indem er vom Gegenstand 26 abgezogen wurde. In diesem Fall wurde das Abziehen des Volumenkörpers 20 vom Gegenstand 26 durchgeführt, um die Wärmeleitfähigkeit des Volumenkörpers 20 zu messen und zu bewerten.
(Beispiel 6)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 60 %, eine minimale Länge von 100 µm und ein Seitenverhältnis von 8 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ansonsten wurde ein Volumenkörper 20 gemäß Beispiel 6 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 5 erzeugt.
(Vergleichsbeispiel 1)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 70 %, eine minimale Länge von 0,2 µm und ein Seitenverhältnis von 2 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ansonsten wurde ein Volumenkörper 20 gemäß Vergleichsbeispiel 1 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt.
(Vergleichsbeispiel 2)
Poröse Keramikpartikel, die jeweils eine Porosität von 60 %, eine minimale Länge von 10 µm und ein Seitenverhältnis von 5 aufweisen, wurden als die porösen Keramikpartikel 10 verwendet, und ansonsten wurde ein Volumenkörper 20 gemäß Vergleichsbeispiel 2 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erzeugt.
<Messung der Porosität>
Zehn poröse Keramikpartikel 10 wurden zufällig ausgewählt und in ein Harz eingebettet. Das Harz wurde poliert, um einen Beobachtungsort zu erzeugen, in dem Verbundpartikel mit einem Elektronenmikroskop beobachtet werden konnten, um dadurch eine harzgefüllte, polierte Oberfläche zu erhalten. Daraufhin wurde auf der harzgefüllten, polierten Oberfläche eine elektronenmikroskopische Beobachtung (Bildanalyse) durchgeführt. Aus einer derartigen Bildanalyse wurden die Porositätswerte der zehn porösen Keramikpartikel 10 berechnet, und der Durchschnittswert der zehn porösen Keramikpartikel 10 wurde als ihre Porosität genommen.
<Messung des durchschnittlichen Porendurchmessers>
Der durchschnittliche Porendurchmesser der porösen Keramikpartikel 10 wurde unter Verwendung eines automatisierten Porosimeters (Handelsname „Autopore 9200“) der Shimadzu Corporation gemessen.
<Verfahren zum Messen der Wärmeleitfähigkeit des Volumenkörpers und Bewertungskriterien davon>
Zuerst wurde die Dichte des Volumenkörpers mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen. Daraufhin wurde die spezifische Wärme des Volumenkörpers 20 unter Verwendung eines DSC-Verfahrens (Verfahren der Dynamischen Differenz-Thermoanalyse) gemessen. Anschließend wurde die Temperaturleitfähigkeit des Volumenkörpers 20 unter Verwendung eines Laser-Blitzverfahrens gemessen. Daraufhin wurde die Wärmeleitfähigkeit des Volumenkörpers 20 aus dem folgenden Vergleichsausdruck berechnet: $Temperaturleitfähigkeit \times spezifische Wärme \times Dichte = Wärmeleitfähigkeit$
Anschließend wurden auf der Grundlage der folgenden Bewertungskriterien die Wärmeleitfähigkeiten der Beispiele 1 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 bewertet.

A: Kleiner oder gleich 0,9 W/mK
B: Größer oder gleich 1,0 W/mK und kleiner oder gleich 1,4 W/mK
C: Größer oder gleich 1,5 W/mK

<Bewertungsergebnisse>
Eine Aufschlüsselung und die Bewertungsergebnisse der Beispiele 1 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind unten in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

	Poröse Keramikpartikel			Volumenkörper	Bewertung
	Porosität (%)	Minimale Länge (µm)	Seitenverhältnis	Wärmeleitfähigkeit (W/mK)	Bewertung
Beispiel 1	60	50	10	0,8	A
Beispiel 2	60	100	8	0,4	A
Beispiel 3	60	400	3	0,3	A
Beispiel 4	30	400	3	1,0	B
Beispiel 5	60	50	10	0,6	A
Beispiel 6	60	100	8	0,3	A
Vergleichsbeispiel 1	70	0,2	2	1,8	C
Vergleichsbeispiel 2	60	10	5	1,6	C

Wie aus der Tabelle 1 zu verstehen ist, waren die Wärmeleitfähigkeitswerte in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hohe Werte von 1,8 W/mK und 1,6 W/mK. Es wird angenommen, dass die Wärmeleitfähigkeit in den Volumenkörpern 20 gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hoch wurde, weil es viele Bereiche gab, in denen lediglich der Klebstoff 24 vorhanden war.
Andererseits waren die Wärmeleitfähigkeitswerte der Volumenkörper 20 aus den Beispielen 1 bis 6 mit Ausnahme des Beispiels 4 alle kleiner oder gleich 0,9 W/mK, und die Bewertung dafür war A. Das Beispiel 4 betreffend betrug die Wärmeleitfähigkeit ebenfalls 1,0 W/mK, was außerordentlich nahe am Bewertungsergebnis A lag, obwohl die Bewertung B war. In den Beispielen 1 und 5 zeigte das Beispiel 5 in Übereinstimmung mit dem zweiten Verfahren eine geringere Wärmeleitfähigkeit, obwohl beide dasselbe Seitenverhältnis von 10 aufwiesen. Dasselbe Merkmal trifft ebenfalls auf die Beispiele 2 und 6 zu.
Es wird erachtet, dass dies auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass in den Beispielen 1 bis 6 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 und 2 die Wärmeleitfähigkeit des Volumenkörpers 20 derart unterdrückt werden konnte, dass sie bei einem niedrigen Wert blieb, da die mehreren porösen Keramikpartikel 10 gleichmäßig im Klebstoff 24 verteilt waren und die Bereiche 30 geschmälert wurden, die lediglich aus dem Klebstoff 24 zusammengesetzt waren, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Diese vorteilhafte Wirkung war insbesondere im Fall der Beispiele 5 und 6 bemerkenswert, in denen das zweite Verfahren eingesetzt wurde.

Claims

Poröses Keramikpartikel - bestehend aus einem Aggregat feiner Körner verbunden in drei Dimensionen, - mit einer Porosität im Bereich von 20 % bis 99 %, - wobei eine Hauptoberfläche (12a) des porösen Keramikpartikels eine hochglanzbearbeitete Spiegelfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra ≤ 1 µm ist - und das poröse Keramikpartikel ein Seitenverhältnis seiner maximalen Länge La geteilt durch seine minimale Länge Lb von ≥ 3 aufweist.
Poröses Keramikpartikel nach Anspruch 1, wobei eine andere Hauptoberfläche (12b), die der einen Hauptoberfläche (12a) zugewandt ist, ebenfalls eine hochglanzbearbeitete Spiegelfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra ≤ 1 µm ist.
Poröses Keramikpartikel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das poröse Keramikpartikel mehrere Seitenflächen (14) aufweist und die Seitenflächen (14) raue Oberflächen mit einer Oberflächenrauigkeit von > 1 µm sind.
Poröses Keramikpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine minimale Länge (Lb) einer äußeren Form des porösen Keramikpartikels im Bereich von 50 bis 500 µm liegt.
Poröses Keramikpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein durchschnittlicher Porendurchmesser des porösen Keramikpartikels kleiner oder gleich 500 nm ist.
Poröses Keramikpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Wärmeleitfähigkeit des porösen Keramikpartikels kleiner oder gleich 1 W/mK ist.
Poröses Keramikpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Korndurchmesser der feinen Körner im Bereich von 1 nm bis 5 µm liegt.
Poröses Keramikpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Zwischenpartikelabstand kleiner oder gleich 10 µm ist.