JP6228783B2 - Method for manufacturing container made of metal foam - Google Patents

Description

本発明は、金属ないしは合金の粒状微粒子の集まりからなる多層構造で空孔の殻を形成するとともに、空孔同士が粒状微粒子で結合される空孔の集まりからなる発泡金属（ポーラス金属、多孔質金属、金属多孔体ともいう）で構成された容器を製造する技術に関する。なお本発明における微粒子とは、大きさが１０−１００ｎｍの範囲に入る粒状微粒子をいう。 The present invention is to form a shell of vacancies multilayer structure comprising a collection of granular particles of the metal or alloy, the metal foam (porous metal made of a collection of holes vacancies each other are combined in granular particulate, porous The present invention relates to a technique for manufacturing a container made of a metal or a metal porous body. The fine particles in the present invention are granular fine particles having a size in the range of 10 to 100 nm.

発泡金属は、空孔（セル、気孔とも呼ばれる）が占める体積割合に応じて軽量になる。従って、実用金属で最も軽量なマグネシウム合金より軽く、溶製材や焼結による軽量化の限界を超える軽量化が可能になる。これによって、自動車におけるアルミニウム化、電気製品におけるマグネシウム化を上回る軽量化が可能になる。発泡金属は、比表面積が大きい多孔質な構造であるため、高いエネルギー吸収能・熱交換容量・断熱特性・制振特性・吸音特性等を有する機能性材料としての可能性がある。さらに、様々な金属や合金からなる発泡金属で、様々な形状の容器が製造できれば、合成樹脂に近い密度を持ち、耐熱性および耐食性に優れた容器が実現する。このように発泡金属は、様々な可能性を秘めた材料で、新たな用途を開拓する途上にあるが、製法によってもたらされる課題は大きい。 The foam metal becomes lighter depending on the volume ratio occupied by the pores (also called cells and pores). Therefore, it is lighter than the lightest magnesium alloy of practical metals, and it is possible to reduce the weight beyond the limit of weight reduction by melting or sintering. As a result, it is possible to reduce the weight more than aluminum in automobiles and magnesium in electrical products. Since the foam metal has a porous structure with a large specific surface area, it has a possibility as a functional material having high energy absorption capacity, heat exchange capacity, heat insulation characteristics, vibration damping characteristics, sound absorption characteristics, and the like. Furthermore, if containers of various shapes can be manufactured using foam metal made of various metals and alloys, a container having a density close to that of a synthetic resin and excellent in heat resistance and corrosion resistance can be realized. As described above, foam metal is a material with various possibilities and is in the process of pioneering a new application. However, the problems caused by the manufacturing method are great.

ここで、発泡金属の従来の製法技術について説明する。第一の製法に発泡溶融法がある（例えば、非特許文献１を参照）。溶融アルミニウムにガスを導入し、ポ−ラスアルミニウムを製造する製法である。溶融アルミ二ウム中での気泡の上昇と、気泡の結合による気泡の消失を抑制するため、金属カルシウムを溶湯中に分散させ、カルシウム酸化物の生成で粘性を増加させる。次に、粘性の増加した溶湯を鋳型に注湯し、鋳型内において発泡剤の二水素化チタンを添加し、強制撹拌して溶湯内に均一分散させる。さらに、二水素化チタンの熱分解で生成した水素ガスによって溶湯は発泡し、発泡した溶湯が膨張して鋳型内を満たし、その後、強制空冷で凝固させることによりポーラスアルミニウムを得る。
第二の製法にガス膨張法がある（例えば、非特許文献２を参照）。金属粉末と高圧の不活性ガスを容器に封入した後に、加圧焼結ないしは熱間押出し、この後、長時間加熱保持して気泡を生成して発泡金属を製造する。この製法は、鋳造法と比較すると気泡の径が微細であり、得られる発泡金属はクローズドセル構造となる。
第三の製法にプリカーサ法がある。アルミニウム合金等の粉末金属に発泡剤を混合してプリカーサ（プリフォーム、前駆体とも呼ばれる）を作製し、プリカーサを加熱して、発泡剤の熱分解でガスを発生させ、このガスの発生により軟化した母材を膨張させる。プリカーサ法の具体的な方法としては、様々な方法が提案されており、例えば、粉末冶金法や圧延接合法がある。粉末冶金法は、アルミニウム合金等の母材の粉末と、発泡剤の粉末とを均一になるまで混合して、混合物を押し出し成型する。その後、赤外線炉等で加熱して発泡剤を発泡させる（例えば特許文献１、特許文献２を参照）。また、圧延接合法は、母材の板材を複数用意して、板材に表面処理を施した後に、板材の間に発泡剤を挟んで圧延し、複数の板材を接合する。この圧延の工程を繰り返して母材中に発泡剤を均一に分散させて、発泡金属の前駆体とする（例えば特許文献３を参照）。 Here, the conventional manufacturing technique of a foam metal is demonstrated. There exists a foaming melting method in the 1st manufacturing method (for example, refer nonpatent literature 1). In this method, porous aluminum is produced by introducing gas into molten aluminum. In order to suppress the rise of bubbles in molten aluminum and the disappearance of bubbles due to the combination of bubbles, metallic calcium is dispersed in the molten metal, and the viscosity is increased by the formation of calcium oxide. Next, the molten metal having increased viscosity is poured into a mold, and a titanium dihydride as a foaming agent is added in the mold, and the mixture is forcibly stirred and uniformly dispersed in the molten metal. Further, the molten metal is foamed by hydrogen gas generated by thermal decomposition of titanium dihydride, and the foamed molten metal expands to fill the mold, and then solidified by forced air cooling to obtain porous aluminum.
As a second production method, there is a gas expansion method (for example, see Non-Patent Document 2). A metal powder and a high-pressure inert gas are sealed in a container, followed by pressure sintering or hot extrusion, and then heated and held for a long time to generate bubbles to produce a metal foam. In this manufacturing method, the diameter of the bubbles is fine compared to the casting method, and the resulting foam metal has a closed cell structure.
The third method is the precursor method. A foaming agent is mixed with powder metal such as an aluminum alloy to prepare a precursor (also called a preform or a precursor), the precursor is heated, and gas is generated by thermal decomposition of the foaming agent, which is then softened. Expand the base material. Various methods have been proposed as specific methods of the precursor method, such as a powder metallurgy method and a rolling joining method. In the powder metallurgy method, a base material powder such as an aluminum alloy and a foaming agent powder are mixed until uniform, and the mixture is extruded. Thereafter, the foaming agent is foamed by heating in an infrared furnace or the like (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In the rolling joining method, a plurality of base plate materials are prepared, surface treatment is performed on the plate materials, and then rolling is performed with a foaming agent interposed between the plate materials to join the plurality of plate materials. This rolling process is repeated to uniformly disperse the foaming agent in the base material to obtain a metal foam precursor (see, for example, Patent Document 3).

従来の発泡金属は、製法上の原理からもたらされる様々な制約や問題点がある。第一に、発泡剤を用いることで製造できる発泡金属の材質が制約される。例えば、二水素化チタンの熱分解温度が４７０℃であり、金属の融点が４７０℃からかけ離れるほど、二水素化チタンの熱分解で生成された水素ガスの気泡が膨張し、気泡同士が結合して気泡が消失するため、発泡金属の材質は、融点が６６０℃のアルミニウムや低融点の一部のアルミ合金に制限される。また、二水素化チタンは高価な発泡剤であり、より安価な発泡剤である炭酸カルシウムＣａＣＯ_３を用いる場合は、熱分解温度が８２５℃であり、発泡金属は融点が１０００℃より低い金属に限定される。このように、発泡剤を使用する鋳造法やプリカーサ法では、発泡剤の熱分解温度で製造できる発泡金属の材質が著しく制約される。
第二に発泡溶融法では、溶解したアルミニウムの粘性を高めることが必要になり、粘性が高くなるほど、溶解したアルミニウム中に発泡剤を均一に分散することが困難になり、発泡金属における空孔が必要以上に大きくなり、発泡金属の機械的強度が得られない。
第三にガス膨張法では、不活性ガスが１ＭＰａという高圧ガスを用いるため、製造する発泡金属の形状に制約がある。気泡の生成には高温保持に２４時間以上が必要になり、加熱保持に要する費用が高い。さらに、発泡率が２０−５０％と低いため実用性がない。
第四に粉末冶金法では、原料の金属粉末の純度、合金成分、粒径・形状及びそれらの分布などが発泡特性に大きく影響する。このため、これら金属粉末の特性や性質を制御するため、金属粉末の製造費が著しく高価になる。さらに、プリカーサを製造する工程が複雑で製作時間がかかるため生産性が低く、発泡金属からなる製品は価格面で実用性がない。
第五に圧延接合法では、圧延によって板材を接合するので、焼鈍や接合面の表面処理等の前処理が必要であり、圧延の前後で熱処理を行うのでエネルギー消費が大きく、発泡剤を均一に分散させるためには圧延を多数回繰り返す必要があり、圧延を繰り返すごとに圧延材を切断する必要があること等により、生産性がさらに低く、発泡金属の製作費がさらに高くなり、発泡金属からなる製品は価格面で実用性は低い。また、発泡金属の形状が板材に制約され、発泡金属の製品が限定される。
以上に説明したように、発泡金属は製法上の原理からもたらされる問題点や制約が、新たな製品を開拓する障害になる。このため発泡金属からなる容器を製作する試みはない。 Conventional foam metal has various limitations and problems resulting from the manufacturing principle. First, the material of the foam metal that can be produced by using a foaming agent is limited. For example, when the thermal decomposition temperature of titanium dihydride is 470 ° C. and the melting point of the metal is far from 470 ° C., the bubbles of hydrogen gas generated by the thermal decomposition of titanium dihydride expand and the bubbles are combined. Since the bubbles disappear, the material of the foam metal is limited to aluminum having a melting point of 660 ° C. and some aluminum alloys having a low melting point. Further, dihydrogenated titanium Ri expensive blowing agents Der, if using calcium carbonate CaCO ₃ is less expensive foaming agent, a thermal decomposition temperature 825 ° C. der is, the foam metal is less than 1000 ° C. melting point Limited to metals. Thus, in the casting method and precursor method using a foaming agent, the material of the foam metal that can be produced at the thermal decomposition temperature of the foaming agent is significantly restricted.
In the second foamed melt process, Ri is necessary to name that increase the viscosity of the dissolved aluminum, the more the viscosity increases, it becomes difficult to uniformly disperse the blowing agent in the dissolved aluminum, the holes in the metal foam Becomes larger than necessary, and the mechanical strength of the metal foam cannot be obtained.
Thirdly, in the gas expansion method, since the inert gas uses a high pressure gas of 1 MPa, the shape of the foam metal to be manufactured is limited. Generation of bubbles requires 24 hours or more for holding at a high temperature, and the cost required for heating and holding is high. Furthermore, since the foaming rate is as low as 20-50%, there is no practicality.
Fourth, in the powder metallurgy method, the purity of metal powder as a raw material, alloy components, particle size / shape, and their distribution greatly affect the foaming characteristics. For this reason, in order to control the characteristics and properties of these metal powders, the production costs of the metal powders are significantly increased. Furthermore, the process for producing the precursor is complicated and takes a long time to manufacture, so the productivity is low, and the product made of foam metal is not practical in terms of price.
Fifthly, in the rolling joining method, since the plate materials are joined by rolling, pretreatment such as annealing and surface treatment of the joining surface is necessary, and since heat treatment is performed before and after rolling, energy consumption is large and the foaming agent is made uniform. In order to disperse, it is necessary to repeat rolling many times, and it is necessary to cut the rolled material every time rolling is repeated, resulting in lower productivity and higher production costs for foam metal. This product is not practical in price. Further, the shape of the foam metal is restricted by the plate material, and the product of the foam metal is limited.
As described above, the problems and limitations resulting from the manufacturing principle of foam metal are an obstacle to pioneering new products. For this reason, there is no attempt to manufacture a container made of foam metal.

独国特許出願公開第１０４８３６０号明細書German Patent Application No. 1048360 独国特許出願公開第４１０１６３０号明細書German Patent Application No. 4101630 特開２００４−２８５４４６号公報JP 2004-285446 A

三好鉄二、西誠治：金属、Ｖｏｌ．７４、Ｎｏ．７（２００４） ｐｐ．１０−１４Tetsuji Miyoshi, Seiji Nishi: Metal, Vol. 74, no. 7 (2004) p. 10-14 山田康雄、千野靖正、馬渕守：金属、Ｖｏｌ．７４、Ｎｏ．７（２００４）ｐｐ．６２２−６６６Yasuo Yamada, Masamasa Chino, Mamoru Majo: Metal, Vol. 74, no. 7 (2004) p. 622-666

従来技術における発泡金属の製法上の原理的な問題点と、原理的な問題点を持たずに、発泡金属からなる容器の製造が可能になる新たな製法に求められる要件を整理する。
第一に、従来技術は、金属ないしは合金を融解あるいは軟化させる。しかし、金属ないしは合金の融点ないしは軟化点が著しく高いため、熱処理温度が高いことで種々の問題や発泡金属の材質の制約がもたらされる。このため、新たな製法に求められる第一の要件は、金属ないしは合金を融解ないしは軟化せずに発泡金属が製造できる。従って、新たな製法における金属ないしは合金の構造が、従来の発泡金属における構造とは全く異なる。これによって、様々な金属や合金からなる容器が安価に製造できる。
第二に、従来技術は発泡剤の熱分解で気泡を形成する。このため、発泡剤の熱分解温度で製造できる発泡金属の材質が制約され、気泡の大きさや気泡の分布に伴う問題ももたらされる。このため、新たな製法に求められる第二の要件は、全く新たな物質で空孔を形成する。これによって、様々な金属や合金からなる発泡金属の容器が安価に製造できる。
第三に、従来技術は、粉末冶金法や圧延接合法のように、製造工程が複雑で分断された製造工程で発泡金属を製造する。あるいは、ガス膨張法では気泡の生成に要する高温保持時間が長すぎる。また、粉末冶金法では原料の粉末が高価である。このため、発泡金属の製造に係わる製造費が高くなり、発泡金属の製品は実用性が低い。従って、新たな製法に求められる第三の要件は、安価な原料を用い、簡単な処理を連続して実施する製法で発泡金属が製造できる。これによって、発泡金属からなる容器が安価に製造できる。
さらに、新たな製法の第四の要件は、金属や合金の融点に左右されず、様々な金属や合金からなる材質で空孔の殻が製造でき、これによって、用途に応じた容器が製造できる。
また、新たな製法の第五の要件は、空孔の大きさ、空孔の殻の厚さ、発泡率が、また、発泡金属の容器の形状が自在に変えられる。これによって、発泡金属からなる容器の自由度が飛躍的に拡大し、様々な性質を持ち、様々な形状からなる容器が製造できる。
本発明は、５つの要件を満たす新たな製法で発泡金属からなる容器を製造する。 The fundamental problems in the manufacturing method of foam metal in the prior art and the requirements required for a new manufacturing method that enables the manufacture of containers made of foam metal without having the basic problems are summarized.
First, the prior art melts or softens metals or alloys. However, since the melting point or softening point of the metal or alloy is remarkably high, the high heat treatment temperature causes various problems and restrictions on the material of the foam metal. For this reason, the 1st requirement calculated | required by a new manufacturing method can manufacture a foam metal, without melt | dissolving or softening a metal or an alloy. Therefore, the structure of the metal or alloy in the new manufacturing method is completely different from the structure of the conventional foam metal. As a result, containers made of various metals and alloys can be manufactured at low cost.
Second, the prior art forms bubbles by thermal decomposition of the blowing agent. For this reason, the material of the foam metal which can be manufactured at the thermal decomposition temperature of the foaming agent is restricted, and problems associated with the size of the bubbles and the distribution of the bubbles are brought about. For this reason, the 2nd requirement calculated | required by a new manufacturing method forms a void | hole with a completely new substance. As a result, foam metal containers made of various metals and alloys can be manufactured at low cost.
Third, the prior art manufactures a foam metal in a manufacturing process in which the manufacturing process is complicated and divided, such as a powder metallurgy method and a rolling joining method. Alternatively, in the gas expansion method, the high temperature holding time required for generating bubbles is too long. In powder metallurgy, the raw material powder is expensive. For this reason, the manufacturing cost concerning manufacture of a foam metal becomes high, and the product of a foam metal is low practicality. Therefore, the third requirement required for a new production method is that a foam metal can be produced by a production method in which simple raw materials are continuously used using inexpensive raw materials. Thereby, a container made of foam metal can be manufactured at low cost.
Furthermore, the fourth requirement of the new manufacturing method is that it does not depend on the melting point of the metal or alloy, and the shell of the pores can be manufactured with a material made of various metals and alloys, whereby a container according to the application can be manufactured. .
The fifth requirement of the new manufacturing method is that the size of the pores, the thickness of the pore shell, the foaming rate, and the shape of the metal foam container can be freely changed. Thereby, the freedom degree of the container which consists of metal foams expands dramatically, and the container which has various properties and various shapes can be manufactured.
The present invention manufactures a container made of foam metal by a new manufacturing method that satisfies five requirements.

本発明に係わる発泡金属からなる容器は、第一の金属と第二の金属とからなる２種類の金属の粒状微粒子の集まりが空孔の殻を形成し、前記第二の金属の粒状微粒子同士の金属結合で前記空孔の殻同士が接合された該空孔の殻の集合体である発泡金属からなる容器であり、該発泡金属からなる容器を製造する第一の方法は、
熱分解で磁性を有する金属が析出する第一の有機金属化合物と、熱分解で金属を析出する熱分解温度が前記第一の有機金属化合物の熱分解温度より高い第二の有機金属化合物とを、アルコールに分散して分散液を作成する第一の製造工程と、前記アルコールの沸点より融点が高い第一の性質と、前記第二の有機金属化合物の熱分解温度より気化点が高い第二の性質とを兼備する有機化合物の粉体の集まりを前記分散液に投入し、該有機化合物の粉体の集まりと前記分散液とからなる混合物を作成する第二の製造工程と、該混合物を第一の容器に充填する第三の製造工程と、前記第一の容器を前記アルコールの沸点に昇温する第四の製造工程と、前記第一の容器内に充填されている充填物を第二の容器に充填する第五の製造工程と、前記第二の容器を大気雰囲気で前記第一の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温する第六の製造工程と、前記第二の容器を大気雰囲気で前記第二の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温する第七の製造工程と、前記第二の容器を大気雰囲気で前記有機化合物の気化点を超える温度に昇温する第八の製造工程とからなる、これら８つの製造工程を連続して実施する製造方法によって、第一の金属と第二の金属とからなる２種類の金属の粒状微粒子の集まりが空孔の殻を形成し、前記第二の金属の粒状微粒子同士の金属結合で前記空孔の殻同士が接合された該空孔の殻の集合体である発泡金属で構成された容器が、前記第二の容器内に該容器の形状を反映した容器として製造される、発泡金属からなる容器の第一の製造方法。 In the container made of a foam metal according to the present invention, a collection of particulate fine particles of two kinds of metals composed of a first metal and a second metal forms a void shell, and the particulate fine particles of the second metal A container made of a foam metal that is an assembly of the shells of the pores joined by the metal bonds of the pores, and a first method for producing a container made of the foam metal is:
A first organic metal compound a metal having a magnetic thermal decomposition is precipitated, an organic metal compound high second than the thermal decomposition temperature of the pyrolysis temperature to deposit metal is the first organic metal compound by thermal decomposition a first manufacturing step of creating a dispersion dispersed in an alcohol, a first property is a higher melting point than the boiling point of the alcohol, a high vaporization point than the thermal decomposition temperature before Symbol second organometallic compound a second manufacturing step to create a second collections of powder of an organic compound having both a property was added to the dispersion, a mixture consisting of a collection of the powder of the organic compound with the dispersion, a third manufacturing step of filling the mixture into a first container, a fourth fabrication step of heating the first container to the boiling point of the alcohol, is filled in the first container a fifth manufacturing step of filling the filler in a second container, the second Vessels and sixth manufacturing process the first organic metal compound in an air atmosphere to raise the temperature to thermally decompose temperature, the second container to the second organic metal compound is thermally decomposed temperature in an air atmosphere These eight manufacturing steps comprising the seventh manufacturing step for raising the temperature and the eighth manufacturing step for raising the temperature of the second container to a temperature exceeding the vaporization point of the organic compound in the atmosphere are continuously performed. Depending on the manufacturing method to be carried out, a collection of particulate fine particles of two kinds of metal consisting of a first metal and a second metal forms a shell of pores, and the metal bonds between the particulate fine particles of the second metal shells each other holes are composed of a metal foam which is an aggregate of the shell of the air holes joined container is produced as a container that reflects the shape of the container to the second container, foamed The 1st manufacturing method of the container which consists of metals.

つまり、本製造方法によれば、次の８つの工程を連続して実施することで、２種類の金属微粒子で構成された発泡金属からなる容器が、第二の容器内に製造される。第一の工程は、２種類の有機金属化合物をアルコールに分散するだけの工程である。第二の工程は、有機金属化合物の分散液に、有機化合物の粉体の集まりを投入し、分散液に粉体が混合された混合物を作成するだけの工程である。第三の工程は、混合物を第一の容器に充填するだけの工程である。第四の工程は、第一の容器をアルコールの沸点に昇温するだけの工程である。第五の工程は、第一の容器に充填されている２種類の有機金属化合物が吸着した有機化合物の粉体の集まりを、第二の容器に充填するだけの工程である。第六の工程は、第二の容器を第一の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温するだけの工程である。第七の工程は、第二の容器を第二の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温するだけの工程である。第八の工程は、第二の容器を有機化合物の沸点を超える温度に昇温するだけの工程である。いずれの工程も極めて簡単な処理であり、また、大気雰囲気での熱処理は第八工程で最高の４００℃程度である。こうした簡単な処理を連続して実施することで、発泡金属からなる容器が安価に製造できる。
また、本製造方法は、以下に説明する５つの特徴点に基づく作用効果を持つ。第一の特徴点は、２種類の金属の粒状微粒子の集まりからなる多層構造で空孔の殻を構成する。つまり、２種類の有機金属化合物の熱分解で析出した粒状微粒子の集まりで空孔の殻を構成するが、有機金属化合物の熱分解温度が金属ないしは合金の融点ないしは軟化点より著しく低く、高温の熱処理に係わる問題点や発泡金属の材質の制約がない。
第二の特徴点は、有機化合物の粉体の気化によって空孔を形成する。つまり、有機化合物の気化点が、２種類の有機金属化合物の熱分解温度より高いため、２種類の金属の粒状微粒子の集まりで、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体を覆い、この後、有機化合物を、気化点を超える温度に昇温すると、粉体が気化して空孔となり、空孔は２種類の金属の粒状微粒子の集まりで覆われる。従って、空孔の形成に対して、発泡剤を使用しないため、発泡剤の使用に係わる問題点が一切ない。
第三の特徴点は、大気雰囲気で２種類の有機金属化合物の熱分解と有機化合物の気化とからなる熱処理を連続して実施して容器が製造できるため、安価な容器が製造できる。
第四の特徴点は、様々な金属からなる有機金属化合物が容易に合成できるため、様々な金属の粒状微粒子で空孔の殻が形成でき、発泡金属の容器は様々な金属の性質を持つ。
第五の特徴点は、空孔の殻の厚みは、有機化合物の粉体に吸着させた有機金属化合物の量で変えられる。空孔の大きさと発泡率は、有機化合物の粉体の大きさで変えられる。容器の形状は、有機化合物の粉体の集まりを充填する第二の容器の形状で変えられる。
これら第四と第五の特徴点によって、発泡金属からなる容器に求められる性質と形状とが自在に設計でき、この設計した容器が製造できる。
以上に説明したように、本特徴手段は、発泡金属を製造する原理が従来とは全く異なるため、従来技術の製法上の原理的な問題点を持たず、また、７段落で説明した５つの要件を満たして容器が製造できる。これによって、合成樹脂に近い密度を持ち、耐熱性および耐寒性が合成樹脂より格段に優れ、また、ガラスより軽量で破壊しにくい、あるいは、セラミックスより機械的および熱的衝撃性が格段に優れた軽量な容器が製造できる。
ここで、前記した本製造方法における５つの特徴点を、新たな製法における５つの原理と、これによる作用効果として説明する。
第一の原理は、有機金属化合物の大気雰囲気での熱分解で金属の粒状粒子の集まりが析出し、この金属微粒子の集まりが空孔の殻を構成する。これによって、金属を融解ないしは軟化させることが不要になる。この原理は、有機金属化合物の熱分解温度が、金属ないしは合金の融点より著しく低い性質に基づく。
第二の原理は、固体ないしは液体の１モルが気化すると、固体ないしは液体の体積は２２．４リットルを占める。この原則を、金属微粒子の集まりで覆われた有機化合物の粉体ないしは融解した粉体に適応すれば、有機化合物の微細な粉体の気化で、金属微粒子の集まりで覆われた空孔が形成できる。この原理は、有機化合物の気化点が、有機金属化合物の熱分解温度より高い性質に基づく。さらに、有機化合物の粉体の大きさと分布とは自在に変えられるため、空孔の大きさと分布と発泡率とが自在に変えられる。
第三の原理は、２種類の有機金属化合物が吸着した有機化合物の集まりを、容器に充填し、容器を２種類の有機金属化合物の各々の熱分解温度に段階的に昇温し、さらに、有機化合物の気化点を超える温度に昇温する３回の熱処理を連続して実施することで、容器内に、この容器の形状が反映された発泡金属からなる容器が製造できる。すなわち、有機化合物の粉体の表面に、２種類の有機金属化合物を吸着させる。第一の有機金属化合物は、大気雰囲気での熱分解で磁性を有する第一の金属を析出する。第二の有機金属化合物は、大気雰囲気での熱分解で第二の金属を析出し、熱分解温度は第一の有機金属化合物より高い。このような性質を持つ２種類の有機金属化合物が吸着した有機化合物の粉体の集まりを、容器に充填する。容器を第一の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温すると、磁性を有する第一の金属の粒状微粒子の集まりが析出し、金属微粒子同士の金属結合で第一の多層構造を形成して有機化合物の粉体ないしは融解した粉体を覆う、とともに、金属の粒状微粒子が発する磁気によって粉体ないしは融解した粉体が接近する。さらに、容器を第二の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温すると、第二の金属の粒状微粒子の集まりが第一の多層構造の表面に析出し、金属微粒子同士が金属結合して、第一の多層構造の表面に第二の多層構造を形成する、とともに、粉体ないしは融解した粉体は金属の粒状微粒子に結合する。この後、容器を、有機化合物の気化点を超える温度に昇温すると、粉体ないしは融解した粉体の体積が爆発的に膨張し、多層構造を形成する金属微粒子同士の結合部の一部が破壊され、有機化合物の気体が発散して空孔になり、空孔が第二の金属の粒状微粒子で結合された空孔の集まりからなる発泡金属の容器が、容器内に製作される。このように、３回の熱処理を連続して実施するだけで、発泡金属からなる容器が製造できる。
第四の原理は、金属の微粒子の原料が、有機酸と金属との化合物である有機金属化合物である。この原理は、有機化合物の粉体に有機金属化合物を吸着させ、有機化合物を昇温すると、有機化合物の粉体の表面で有機金属化合物の熱分解反応が進むことに基づく。すなわち、有機金属化合物を構成する有機酸の沸点に至ると、有機金属化合物は有機酸と金属に分解し、さらに温度が上昇すると、有機酸が気化熱を奪って気化し、有機酸の気化が完了した後に、金属の粒状微粒子が有機化合物の粉体ないしは融解した粉体の表面に一斉に析出して熱分解反応を終える。この際、１０−１００ｎｍの大きさの幅に収まる金属の粒状微粒子が一斉に析出する。また、有機金属化合物の熱分解温度は４００℃以下で、金属や合金の融点より著しく低い。これによって、発泡金属からなる容器を製造する際に消費する熱エネルギーが著しく低減され、また、高温の熱処理に伴う様々な問題点は発生しない。さらに、有機金属化合物は、様々な金属と有機酸とを反応させて容易に合成されるため、様々な金属微粒子を析出する安価な原料になる。さらに、多層構造の厚みは、有機化合物の粉体に吸着させた有機金属化合物の量で決まる。従って、多層構造の材質と厚みを自在に変えることができ、様々な性質を持つ発泡金属からなる容器が製造できる。さらに、空孔を形成する有機化合物は、４００℃程度の気化点を持てばよい。従って、安価な材料を用いて、金属ないしは合金の融点より著しく温度での熱処理で、発泡金属からなる容器が製造できるため、発泡金属からなる容器が安価な費用で製造できる。
第五の原理は、空孔を形成する物質が発泡剤ではなく有機化合物の粉体である。このため、空孔の大きさは有機化合物の粉体の大きさで決まる。従って、発泡剤を使用することによる問題は一切発生しない。例えば、モル質量が１６６．１３ｇ／モルで、密度が１．５２２ｇ／ｃｍ^３の有機化合物が、１００μｍの球体である場合は、有機化合物の粉体が気化すると、０．８６ｍｍ^３の空孔を形成する。この際、粉体は８６０倍に体積が膨張する。このように、粉体の気化で空孔が作成でき、空孔の大きさは粉体の大きさで決まる。さらに、有機化合物の粉体の大きさと分布は容易に制御できる。これによって、発泡金属の発泡率が自在に変えられる。
以上に説明したように、本製造方法は全く新たな５つの原理に基づいて発泡金属からなる第一の容器を製造するため、様々な性質を持つ発泡金属の容器が安価に製造でき、従来の概念では考えられない極めて軽量な容器が、様々形状の容器として製造できる。
なお、製造する発泡金属からなる容器は、有機化合物の粉体の集まりを充填する容器の形状を反映する。例えば、粉体の集まりを、二重同心円筒からなる２つの円筒の隙間に充填すれば、円筒形状の容器が製作される。また、粉体の大きさは１００μｍより小さい微粉であるため、粉体を充填する間隙、つまり、製作する容器の厚みが１ｍｍ程度あれば、粉体を隙間に充填することは容易である。さらに、粉体を充填する隙間がどのような形状であっても、発泡金属からなる容器を製作した後に、隙間を形成する容器を破壊すれば、発泡金属からなる容器が取り出せる。例えば、ガラスからなる同心の２つの円錐体で形成される間隙に、有機化合物の粉体を充填すると、円錐形状からなる発泡金属の容器が製造できる。この後、ガラスを破壊すれば発泡金属の容器が取り出せる。破壊したガラスは、再度、同心の２つの円錐体として再利用できる。なお、ガラスの融点は、有機化合物の気化点より高いため、発泡金属からなる容器を製造する際に、有機化合物の粉体を充填する容器として用いることができる。従って、発泡金属からなる容器の形状の制約はない。
また、多層構造を形成する金属の粒状微粒子の集まりは、活性状態にある不純物を持たない金属で金属微粒子が生成されるため、隣接する金属微粒子同士が互いに点接触に近い状態で接触して金属結合する。一方、粒状微粒子は大きさにばらつきがあるため、粒状微粒子の集まりからなる多層構造は、各層ごとに金属微粒子の結合力が相対的に弱い部分を必ず持つ。このため、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体が気化する際に、粉体の体積が爆発的に膨張し、各層ごとの金属微粒子の結合力が相対的に弱い結合部が優先的に破壊され、この結果、有機化合物の気体が発散して空孔を形成する。一方、多層構造が薄い場合は、多層構造を形成する金属微粒子同士の結合力が弱くなり、粉体の体積が爆発的に膨張する際に、多層構造がバラバラに分解し、空孔の殻が破壊される。従って、金属微粒子の集まりからなる多層構造は、空孔の大きさに応じた厚みを持つ必要がある。
さらに、第一の有機金属化合物の熱分解が有機化合物の粉体の表面で始まると、有機酸と第一の金属（分子クラスターの状態にある）とに分離するが、比重が大きい金属は有機化合物の粉体の表面に留まり、比重が小さい有機酸は金属の上に移動する。従って、有機酸の上に、第二の有機金属化合物の薄い被膜が存在する。さらに温度が上昇すると、蒸発熱を奪って有機酸の気化が始まる。有機酸は第二の有機金属化合物の被膜を貫通して蒸発し、蒸発が終了すると、金属は熱エネルギーを得て粒状微粒子を形成して安定化し、熱分解反応を終える。さらに昇温すると、第二の有機金属化合物の熱分解が始まり、有機酸と第二の金属に分離し、有機酸が気化した後に、第二の金属は、第一の金属からなる粒状微粒子の多層構造の上に、粒状微粒子を析出して熱分解を終える。こうして、有機化合物の粉体の表面は、第一の金属微粒子と第二の金属微粒子とからなる多層構造で覆われる。 That is, according to this manufacturing method , the container which consists of a foam metal comprised by two types of metal microparticles is manufactured in a 2nd container by implementing the following 8 processes continuously. The first step is a step of simply dispersing two types of organometallic compounds in alcohol. The second step is a step in which a collection of organic compound powders is introduced into the dispersion of the organometallic compound and a mixture in which the powders are mixed with the dispersion is created. The third step is simply a step of filling the mixture into the first container. The fourth process is a process that only raises the temperature of the first container to the boiling point of the alcohol. The fifth step is a step in which the second container is simply filled with a collection of organic compound powders adsorbed by the two types of organometallic compounds filled in the first container. The sixth step is a step of simply raising the temperature of the second container to a temperature at which the first organometallic compound is thermally decomposed. The seventh step is simply a step of raising the temperature of the second container to a temperature at which the second organometallic compound is thermally decomposed. The eighth step is simply a step of raising the temperature of the second container to a temperature exceeding the boiling point of the organic compound. All the processes are extremely simple processes, and the heat treatment in the air atmosphere is a maximum of about 400 ° C. in the eighth process. By carrying out such simple treatment continuously, a container made of foam metal can be manufactured at low cost .
Moreover, this manufacturing method has an effect based on the five feature points described below. The first feature point is that a hole shell is formed by a multilayer structure composed of a collection of particulate fine particles of two kinds of metals. In other words, the pore shell is composed of a collection of particulate fine particles precipitated by pyrolysis of two types of organometallic compounds, but the pyrolysis temperature of the organometallic compound is significantly lower than the melting point or softening point of the metal or alloy, There are no problems with heat treatment or restrictions on the metal foam material.
The second feature is that pores are formed by vaporization of the organic compound powder. That is, since the vaporization point of the organic compound is higher than the thermal decomposition temperature of the two types of organometallic compounds, the powder of the organic compound or the melted powder is covered with a collection of two types of particulate metal particles, When the temperature of the organic compound is raised to a temperature exceeding the vaporization point, the powder is vaporized to become pores, and the pores are covered with a collection of two kinds of particulate metal fine particles. Therefore, since no foaming agent is used for the formation of pores, there are no problems associated with the use of the foaming agent.
A third feature is that an inexpensive container can be manufactured because a container can be manufactured by continuously performing heat treatment including thermal decomposition of two kinds of organometallic compounds and vaporization of an organic compound in an air atmosphere.
The fourth feature is that since organometallic compounds composed of various metals can be easily synthesized, pore shells can be formed from particulate fine particles of various metals, and foam metal containers have various metal properties.
The fifth feature is that the thickness of the pore shell can be changed by the amount of the organometallic compound adsorbed on the organic compound powder. The size of the pores and the foaming rate can be changed by the size of the organic compound powder. The shape of the container can be changed according to the shape of the second container filled with a collection of organic compound powders.
By these fourth and fifth characteristic points, it is possible to freely design the properties and shape required for a container made of foam metal, and the designed container can be manufactured.
As described above, this feature means has no fundamental problem in the manufacturing method of the prior art because the principle of manufacturing the foam metal is completely different from the conventional one. The container can be manufactured to meet the requirements. As a result, it has a density close to that of synthetic resin, and heat resistance and cold resistance are much better than synthetic resin. It is lighter than glass and less likely to break, or it has much better mechanical and thermal shock than ceramics. Lightweight containers can be manufactured.
Here, the five characteristic points in the present manufacturing method will be described as the five principles in the new manufacturing method and the operational effects thereof.
The first principle is that a collection of metal particulate particles is deposited by thermal decomposition of an organometallic compound in an air atmosphere, and the collection of metal particles constitutes a void shell. This eliminates the need to melt or soften the metal. This principle is based on the property that the pyrolysis temperature of the organometallic compound is significantly lower than the melting point of the metal or alloy.
The second principle is that when 1 mol of solid or liquid is vaporized, the volume of solid or liquid occupies 22.4 liters. If this principle is applied to organic compound powder or melted powder covered with a collection of metal fine particles, vaporization of the fine powder of the organic compound forms voids covered with the collection of metal fine particles. it can. This principle is based on the property that the vaporization point of the organic compound is higher than the thermal decomposition temperature of the organometallic compound. Further, since the size and distribution of the organic compound powder can be freely changed, the size and distribution of pores and the foaming rate can be freely changed.
The third principle is 2 kinds of organic metal compound a collection of organic compound adsorbed, was charged into a vessel and stepwise heating the container to each of the thermal decomposition temperature of the two organometallic compounds, furthermore, A container made of a foam metal reflecting the shape of the container can be manufactured in the container by continuously performing the heat treatment three times to raise the temperature above the vaporization point of the organic compound. That is, two types of organometallic compounds are adsorbed on the surface of the organic compound powder. The first organometallic compound precipitates the first metal having magnetism by thermal decomposition in the air atmosphere. The second organometallic compound precipitates the second metal by pyrolysis in an air atmosphere, and the pyrolysis temperature is higher than that of the first organometallic compound. A container is filled with a collection of organic compound powders adsorbed by two types of organometallic compounds having such properties. When the container is heated to a temperature at which the first organometallic compound is thermally decomposed, a collection of magnetic fine particles of the first metal having magnetic properties is deposited, and a first multilayer structure is formed by metal bonds between the metal fine particles. The powder of the organic compound or the melted powder is covered, and the powder or the melted powder approaches by the magnetism generated by the metal particulates. Furthermore, when the container is heated to a temperature at which the second organometallic compound is thermally decomposed, a collection of particulate fine particles of the second metal is deposited on the surface of the first multilayer structure, and the metal fine particles are metal-bonded to each other. The second multilayer structure is formed on the surface of the first multilayer structure, and the powder or melted powder is bonded to the metal particulates. Thereafter, the container, when the temperature is raised to a temperature above the vaporization point of the organic compound, the volume of the powder or molten powder expands explosively, a part of the coupling portion of the metal fine particles to form a multilayer structure The metal foam gas diverges into pores, and a foam metal container is formed in the container. The foam metal container is composed of a collection of holes in which the pores are joined by the particulate fine particles of the second metal. In this way, a container made of foam metal can be manufactured by simply performing the heat treatment three times in succession.
The fourth principle is an organometallic compound in which the raw material of metal fine particles is a compound of an organic acid and a metal. This principle is based on the fact that when an organic metal compound is adsorbed on an organic compound powder and the temperature of the organic compound is increased, a thermal decomposition reaction of the organic metal compound proceeds on the surface of the organic compound powder. That is, when the boiling point of the organic acid composing the organometallic compound is reached, the organometallic compound decomposes into an organic acid and a metal, and when the temperature rises, the organic acid takes the heat of vaporization and vaporizes, and the organic acid vaporizes. After completion, the particulate metal fine particles are deposited simultaneously on the surface of the organic compound powder or melted powder to complete the thermal decomposition reaction. At this time, metallic fine particles falling within a width of 10 to 100 nm are deposited simultaneously. In addition, the pyrolysis temperature of the organometallic compound is 400 ° C. or lower, which is significantly lower than the melting point of the metal or alloy. As a result, the thermal energy consumed when manufacturing a container made of foam metal is significantly reduced, and various problems associated with high-temperature heat treatment do not occur. Furthermore, since an organometallic compound is easily synthesized by reacting various metals with an organic acid, it becomes an inexpensive raw material for depositing various metal fine particles. Furthermore, the thickness of the multilayer structure is determined by the amount of the organometallic compound adsorbed on the organic compound powder. Accordingly, the material and thickness of the multilayer structure can be freely changed, and a container made of foam metal having various properties can be manufactured. Furthermore, the organic compound that forms the pores only needs to have a vaporization point of about 400 ° C. Thus, using inexpensive materials, with heat treatment at significantly above the melting point of the metal or alloy, since the container made of metal foam can be produced, a container made of a foamed metal can be manufactured at low cost.
The fifth principle is that the substance forming the pores is not a foaming agent but an organic compound powder. For this reason, the size of the pores is determined by the size of the organic compound powder. Therefore, there is no problem caused by using the foaming agent. For example, when an organic compound having a molar mass of 166.13 g / mol and a density of 1.522 g / cm ³ is a sphere having a size of 100 μm, when the organic compound powder is vaporized, 0.86 mm ³ of pores are formed. Form. At this time, the volume of the powder expands 860 times. Thus, pores can be created by vaporization of the powder, and the size of the pores is determined by the size of the powder. Furthermore, the size and distribution of the organic compound powder can be easily controlled. Thereby, the foaming rate of the foam metal can be freely changed.
As described above, since this manufacturing method manufactures the first container made of foam metal based on five completely new principles, it is possible to manufacture foam metal containers having various properties at low cost. Extremely lightweight containers that are not considered in concept can be manufactured as containers of various shapes.
Note that the container made of foam metal to be manufactured reflects the shape of the container filled with a collection of powders of organic compounds. For example, if a collection of powders is filled in a gap between two cylinders made of double concentric cylinders, a cylindrical container is manufactured. Further, since the size of the powder is a fine powder smaller than 100 μm, if the gap for filling the powder, that is, the thickness of the container to be manufactured is about 1 mm, it is easy to fill the gap with the powder. Furthermore, regardless of the shape of the gap for filling the powder, the container made of the foam metal can be taken out after the container made of the foam metal is manufactured and then the container forming the gap is broken. For example, if an organic compound powder is filled in a gap formed by two concentric cones made of glass, a foam metal container having a cone shape can be manufactured. After that, if the glass is broken, the foam metal container can be taken out. The broken glass can be reused again as two concentric cones. In addition, since melting | fusing point of glass is higher than the vaporization point of an organic compound, when manufacturing the container which consists of a foam metal, it can be used as a container filled with the powder of an organic compound. Therefore, there is no restriction on the shape of the container made of foam metal.
In addition, the collection of metal particulates forming a multilayer structure is produced by a metal having no impurities in an active state, so that adjacent metal particles contact each other in a state close to point contact with each other. Join. On the other hand, since the granular fine particles vary in size, a multilayer structure composed of a collection of granular fine particles always has a portion where the bonding force of metal fine particles is relatively weak for each layer. For this reason, when the organic compound powder or melted powder is vaporized, the volume of the powder expands explosively, and the bonded portion where the bonding force of the metal fine particles in each layer is relatively weak is preferentially destroyed. As a result, the organic compound gas diffuses to form vacancies. On the other hand, when the multilayer structure is thin, the bonding force between the metal fine particles forming the multilayer structure becomes weak, and when the volume of the powder expands explosively, the multilayer structure breaks apart and the void shells become Destroyed. Therefore, a multilayer structure composed of a collection of metal fine particles needs to have a thickness corresponding to the size of the pores.
Furthermore, when thermal decomposition of the first organometallic compound begins on the surface of the powder of the organic compound, it is separated into an organic acid and the first metal (in the state of molecular clusters). An organic acid that remains on the surface of the compound powder and has a low specific gravity moves onto the metal. Thus, a thin coating of the second organometallic compound is present on the organic acid. When the temperature rises further, the heat of evaporation is removed and the organic acid begins to vaporize. The organic acid evaporates through the coating of the second organometallic compound, and when the evaporation is completed, the metal obtains thermal energy to form and stabilize particulate fine particles and finishes the thermal decomposition reaction. When the temperature is further increased, thermal decomposition of the second organometallic compound starts, and the organic acid and the second metal are separated. After the organic acid is vaporized, the second metal is formed of granular fine particles made of the first metal. On the multilayer structure, particulate fine particles are deposited to finish thermal decomposition. Thus, the surface of the organic compound powder is covered with a multilayer structure composed of the first metal fine particles and the second metal fine particles.

前記した発泡金属からなる容器の製造方法において、第二の有機金属化合物が、同一の有機酸が異なる金属イオンに共有結合する複数種類の有機金属化合物である、発泡金属からなる容器の第二の製造方法。 In the above method for producing a container made of foam metal, the second organometallic compound is a plurality of types of organometallic compounds in which the same organic acid is covalently bonded to different metal ions . Manufacturing method .

つまり、本製造方法に依れば、金属微粒子と合金微粒子とで構成された発泡金属からなる第二の容器が、容器内に製造される。本製造方法は、前記した容器を製造する第一の方法において、第二の有機金属化合物として、同一の有機酸が異なる金属イオンに共有結合する複数種類の有機金属化合物を用いる製造方法であり、第一の製造方法と同様に簡単な処理からなる製造方法であり、また、大気雰囲気での熱処理は最高の４００℃程度である。こうした簡単な処理によって、発泡金属からなる第二の容器が安価に製造できる。
つまり、本製造方法は、第二の多層構造を様々な材質の合金の粒状微粒子の集まりで構成するため、発泡金属の容器の性質が様々な材質からなる合金の性質に拡大できる。すなわち、同一の有機酸からなる複数種類の有機金属化合物は、有機金属化合物を構成する有機酸の沸点を超えると、複数種類の有機金属化合物が同時に有機酸と有機金属化合物のモル濃度に応じた複数種類の金属（分子クラスターの状態にある）とに熱分解し、有機酸の気化が完了した後に、複数種類の金属は、金属の比率に応じた組成割合からなる合金を析出して熱分解反応を終える。さらに、有機金属化合物は、様々な金属が有機酸と反応して容易に合成されるため、様々な有機金属化合物からなる複数種類の有機金属化合物を熱分解すると、様々な材質からなり、様々な組成割合からなる合金が容易に生成でき、発泡金属からなる容器の性質が様々な合金の性質に拡大できる。
つまり、有機化合物の粉体の表面に、複数種類の有機金属化合物を吸着させる。第一の有機金属化合物は、熱分解で磁性を有する金属を析出する。残りの有機金属化合物は、同一の有機酸からなる複数種類の有機金属化合物であり、熱分解温度は第一の有機金属化合物より高い。次に、複数種類の有機金属化合物が吸着した有機化合物の粉体の集まりを、容器に充填する。さらに、容器を第一の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温すると、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体の表面に、１０−１００ｎｍの大きさの幅に収まる磁性を有する金属の粒状微粒子が析出して、第一の有機金属化合物の熱分解反応を終える。この際、磁性を有する金属の粒状微粒子同士が金属結合し、有機化合物の表面を第一の多層構造で覆う、とともに、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体は、微粒子が発する磁気によって互いに接近する。さらに、容器を同一の有機酸からなる複数種類の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温すると、複数種類の金属が各々の有機金属化合物のモル濃度に応じて析出し、この析出した複数種類の金属の比率に応じた組成割合からなる合金が１０−１００ｎｍの大きさの幅に収まる粒状の微粒子として析出して熱分解反応を終える。この際、合金の粒状微粒子同士が金属結合し、第一の多層構造の表面に第二の多層構造を形成する、とともに、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体は合金の粒状微粒子に結合する。この後、容器を、有機化合物の気化点を超える温度に昇温すると、粉体の体積が爆発的に膨張し、多層構造を形成する微粒子同士の結合の一部を破壊し、有機化合物の気体が発散して空孔になり、空孔が合金の粒状微粒子で結合された空孔の集まりからなる発泡金属の容器が容器内に製作される。このように、容器を大気雰囲気で３回の熱処理を連続して実施して容器が製造できるため、様々な合金の性質を持つ発泡金属の容器が安価に製造できる。 That is, according to this manufacturing method , the second container made of the foam metal composed of the metal fine particles and the alloy fine particles is manufactured in the container. This production method is a production method using a plurality of types of organometallic compounds in which the same organic acid is covalently bonded to different metal ions as the second organometallic compound in the first method for producing the container described above. Like the first manufacturing method, the manufacturing method is a simple process, and the heat treatment in the atmosphere is at a maximum of about 400 ° C. By such a simple treatment, the second container made of the foam metal can be manufactured at low cost .
That is, in the present manufacturing method, since the second multilayer structure is composed of a collection of granular fine particles of alloys of various materials, the properties of the foam metal container can be expanded to the properties of alloys made of various materials. In other words, when a plurality of types of organometallic compounds composed of the same organic acid exceed the boiling point of the organic acid constituting the organometallic compound, the plurality of types of organometallic compounds simultaneously correspond to the molar concentration of the organic acid and the organometallic compound. After pyrolyzing into multiple types of metals (in the form of molecular clusters) and completing the vaporization of the organic acid, the multiple types of metals are pyrolyzed by depositing an alloy with a composition ratio according to the ratio of the metals. Finish the reaction. In addition, since organometallic compounds are easily synthesized by the reaction of various metals with organic acids, pyrolysis of multiple types of organometallic compounds composed of various organometallic compounds consists of various materials and various An alloy having a composition ratio can be easily formed, and the properties of the container made of the foam metal can be expanded to those of various alloys.
That is, a plurality of types of organometallic compounds are adsorbed on the surface of the organic compound powder. The first organometallic compound precipitates a metal having magnetism by thermal decomposition. The remaining organometallic compounds are a plurality of types of organometallic compounds composed of the same organic acid, and the thermal decomposition temperature is higher than that of the first organometallic compound. Next, a collection of organic compound powders on which a plurality of types of organometallic compounds are adsorbed is filled in a container. Further, when the container is heated to a temperature at which the first organometallic compound is thermally decomposed, the surface of the powder of the organic compound or the melted powder is made of a metal having magnetism that fits in a width of 10-100 nm. The particulate fine particles are deposited, and the thermal decomposition reaction of the first organometallic compound is finished. At this time, particulate magnetic fine particles of magnetic metal are bonded to each other, the surface of the organic compound is covered with the first multilayer structure, and the powder of the organic compound or the melted powder approaches each other by the magnetism generated by the fine particles. To do. Furthermore, when the container is heated to a temperature at which a plurality of types of organometallic compounds composed of the same organic acid are thermally decomposed, a plurality of types of metals are deposited according to the molar concentration of each organometallic compound. An alloy having a composition ratio corresponding to the ratio of the kinds of metals is precipitated as granular fine particles falling within a width of 10 to 100 nm to complete the thermal decomposition reaction. At this time, the alloy fine particles are metal-bonded to form a second multi-layer structure on the surface of the first multi-layer structure, and the organic compound powder or melted powder is bonded to the alloy fine particles. . Thereafter, the container, when temperature rise to exceed the vaporization point of the organic compound, the powder volume expands explosively, destroying a portion of the binding of the fine particles to form a multilayer structure, the organic compound A metal foam container is produced in the container. The container is made of a collection of holes in which the gas diverges and becomes holes, and the holes are bonded with granular fine particles of the alloy. As described above, since the container can be manufactured by continuously performing the heat treatment three times in the air atmosphere, the foam metal container having various alloy properties can be manufactured at low cost.

前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法において、前記した有機金属化合物が、カルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンと共有結合で結合する第一の特徴と、カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物である、前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法。 In the manufacturing method for manufacturing the container made of the foam metal described above, the organometallic compound is characterized in that the oxygen ion constituting the carboxyl group is covalently bonded to the metal ion, and the carboxylic acid is a saturated fatty acid. Ru metal carboxylate compound der having both a second aspect, a method of manufacturing a container consisting of the above-mentioned foamed metal.

本製造方法によれば、カルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンと共有結合で結合する第一の特徴と、カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを持つカルボン酸金属化合物は、熱分解によって金属を析出する。このため、２つの特徴を兼備するカルボン酸金属化合物は、発泡金属からなる容器を製造する製造方法において
、金属ないしは合金の粒状微粒子を析出する原料になる。
すなわち、カルボン酸金属化合物を構成するイオンの中で金属イオンが最も大きい。従って、カルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンと共有結合によって結合するカルボン酸金属化合物は、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの距離が、他のイオン同士の距離より長い。こうした特徴を持つカルボン酸金属化合物は、カルボン酸の沸点を超えると、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの結合部が切れて、カルボン酸と金属(分子クラスターの状態にある)とに分解する。さらに、カルボン酸が飽和脂肪酸から構成される場合は、炭素原子が水素原子に対して過剰となる不飽和構造を持たないため、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後に、金属を析出して熱分解反応を終える。こうした性質を兼備するカルボン酸金属化合物として、オクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物などの飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物がある。なお、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物は、飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物に比べて、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、熱分解によって複数種類の金属酸化物、例えばオレイン酸銅の場合は、酸化銅Ｃｕ_２Ｏと酸化銅ＣｕＯとが同時に析出し、酸化銅Ｃｕ_２Ｏと酸化銅ＣｕＯとを銅に還元する処理費用を要する。特に、酸化銅Ｃｕ_２Ｏは、酸素ガスが大気雰囲気よりリッチな雰囲気で一度酸化銅ＣｕＯに酸化させた後に、還元雰囲気で銅に還元させる必要があるため、酸化物を還元する処理費用がかさむ。
前記したカルボン酸金属化合物を有機化合物の粉体に吸着させ、有機化合物の粉体の表面でカルボン酸金属化合物の熱分解反応を進めると、カルボン酸が気化した後に、有機化合物の粉体に１０−１００ｎｍの大きさの幅に収まる粒状の金属微粒子が一斉に析出して熱分解反応を終える。これによって、粒状の金属微粒子の集まりが、発泡金属の空孔の殻を形成する。また、同一のカルボン酸からなる複数種類のカルボン酸金属化合物を、有機化合物の粉体に吸着させ、複数種類のカルボン酸金属化合物を熱分解させると、カルボン酸が気化した後に、カルボン酸金属化合物のモル濃度に応じた複数種類の金属が析出し、この複数種類の金属の比率に応じた組成割合からなる合金の粒状微粒子が、１０−１００ｎｍの大きさの幅に収まる粒状微粒子の集まりとして有機化合物の粉体に析出して熱分解反応を終える。これによって、合金の粒状微粒子の集まりが、発泡金属の空孔の殻を構成する。
またカルボン酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、カルボン酸を強アルカリと反応させるとカルボン酸アルカリ金属化合物が生成される。この後、カルボン酸アルカリ金属化合物を無機金属化合物と反応させると、カルボン酸金属化合物が合成される。さらに、カルボン酸は、有機酸の中で相対的に低い沸点を有する有機酸であるため、大気雰囲気において４００℃以下の低い熱処理で金属が析出する。このため、熱処理費用が安価で済む。従って、安価な工業用の薬品を用いて、安価な熱処理費用で発泡金属の空孔の殻が形成できる。このため、カルボン酸金属化合物は、前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法に基づいて、安価な発泡金属からなる容器を製造する際に、空孔の殻を構成する金属微粒子の原料になる。 According to this production method , a carboxylic acid metal compound having a first feature in which an oxygen ion constituting a carboxyl group is covalently bonded to a metal ion and a second feature in which the carboxylic acid is a saturated fatty acid is Deposit metal by decomposition. For this reason, in the manufacturing method which manufactures the container which consists of metal foams, the metal carboxylate compound which has two characteristics is
, The raw material to deposit particulate fine particles of a metal or alloy.
That is, the metal ion is the largest among the ions constituting the carboxylate metal compound. Therefore, in a carboxylate metal compound in which an oxygen ion constituting a carboxyl group is bonded to a metal ion by a covalent bond, the distance between the oxygen ion constituting the carboxyl group and the metal ion is longer than the distance between other ions. When the carboxylic acid metal compound having such characteristics exceeds the boiling point of the carboxylic acid, the bond between the oxygen ion and the metal ion constituting the carboxyl group is broken, and the carboxylic acid and the metal (in a molecular cluster state) are formed. Decompose. In addition, when the carboxylic acid is composed of saturated fatty acids, the carboxylic acid takes the heat of vaporization and vaporizes because there is no unsaturated structure in which the carbon atoms are excessive relative to the hydrogen atoms, and the vaporization of the carboxylic acid is completed. After that, metal is deposited to complete the thermal decomposition reaction. Examples of carboxylic acid metal compounds having such properties include carboxylic acid metal compounds composed of saturated fatty acids such as octyl acid metal compounds, lauric acid metal compounds, and stearic acid metal compounds. In addition, the carboxylic acid metal compound composed of unsaturated fatty acid has an excess of carbon atoms relative to the hydrogen atom as compared with the carboxylic acid metal compound composed of saturated fatty acid. In the case of acid copper, copper oxide Cu ₂ O and copper oxide CuO are deposited at the same time, and processing costs for reducing copper oxide Cu ₂ O and copper oxide CuO to copper are required. In particular, copper oxide Cu ₂ O needs to be reduced to copper in a reducing atmosphere after it is once oxidized to copper oxide CuO in an atmosphere richer in oxygen than in the air atmosphere, so that the processing cost for reducing the oxide is increased. .
When the carboxylic acid metal compound is adsorbed on the organic compound powder and the thermal decomposition reaction of the carboxylic acid metal compound proceeds on the surface of the organic compound powder, the carboxylic acid is vaporized, and then the organic compound powder is added to the organic compound powder. Granular metal fine particles falling within a width of −100 nm are deposited all at once, and the thermal decomposition reaction is completed. As a result, a collection of granular metal fine particles forms a shell of pores of the foam metal. In addition, when a plurality of types of carboxylic acid metal compounds made of the same carboxylic acid are adsorbed on an organic compound powder and the plurality of types of carboxylic acid metal compounds are thermally decomposed, the carboxylic acid metal compounds are vaporized, A plurality of types of metals corresponding to the molar concentration of the metal are deposited, and the particulate fine particles of the alloy having a composition ratio corresponding to the ratio of the plurality of types of metals are organic as a collection of granular fine particles falling within a width of 10 to 100 nm. It is deposited on the compound powder to complete the thermal decomposition reaction. As a result, the collection of particulate fine particles of the alloy constitutes the shell of the pores of the foam metal.
The mosquito carboxylic acid metal compound is an inexpensive industrial chemicals may be easily synthesized. That is, when a carboxylic acid is reacted with a strong alkali, a carboxylic acid alkali metal compound is produced. Thereafter, when the alkali metal carboxylate compound is reacted with an inorganic metal compound, the metal carboxylate compound is synthesized. Furthermore, since carboxylic acid is an organic acid having a relatively low boiling point among organic acids, a metal is deposited by a low heat treatment at 400 ° C. or lower in an air atmosphere. Therefore, the heat treatment cost can be reduced. Therefore, it is possible to form a foamed metal hole shell using inexpensive industrial chemicals at low heat treatment costs. For this reason, the carboxylic acid metal compound is used as a raw material for the metal fine particles constituting the shell of the pores when producing a container made of an inexpensive foam metal based on the above-described production method for producing a container made of a foam metal. Become.

前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法において、前記した有機化合物が、飽和脂肪酸ないしは芳香族カルボン酸ないしは多環芳香族炭化水素からなるいずれかの有機化合物である、前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法。 In the method for manufacturing a container made of the above-mentioned foamed metal, organic compound described above is, Ru any organic compound der consisting of saturated fatty acids or aromatic carboxylic acids or polycyclic aromatic hydrocarbons, from the above-mentioned foamed metal The manufacturing method which manufactures the container which becomes .

つまり、本製造方法によれば、飽和脂肪酸、例えば、Ｃ_１７Ｈ_３５ＣＯＯＨで化学式が示されるステアリン酸(オクタデカン酸ともいう)は、融点が７０℃であり、気化点が３７６℃である。複数種類のカルボン酸金属化合物をメタノールに分散した分散液に、ステアリン酸の粉体の集まりを分散した後、メタノールを気化すれば、ステアリン酸の粉体の表面に複数種類のカルボン酸金属化合物が吸着する。このステアリン酸の粉体の集まりを容器に充填し、容器を複数種類のカルボン酸金属化合物が熱分解する温度に段階的にさらすと、複数種類のカルボン酸金属化合物が段階的に熱分解し、金属ないしは合金の粒状微粒子の集まりで、融解したステアリン酸の粉体を覆うとともに、融解したステアリン酸の粉体は、金属ないしは合金の粒状微粒子と結合する。さらに、融解したステアリン酸の粉体を気化すれば、発泡金属からなる容器が容器内に製造される。このように、ステアリン酸は、前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法において、発泡金属の空孔を形成する原料になる。なお、ステアリン酸は、植物性・動物性油脂を加水分解して精製される脂肪酸であり、安価な工業用の化学薬品である。
さらに、芳香族カルボン酸に属するＣ_６Ｈ_４（ＣＯＯＨ）_２で化学式が示されるテレフタル酸は、大気中で融点が４０２℃であり、融点を超えると昇華する。複数種類のカルボン酸金属化合物をメタノールないしはｎ−ブタノールに分散した分散液に、テレフタル酸の粉体の集まりを分散し、メタノールないしはｎ−ブタノールを気化すれば、テレフタル酸の粉体の表面に複数種類のカルボン酸金属化合物が吸着する。このテレフタル酸の集まりを容器に充填し、容器を複数種類のカルボン酸金属化合物が熱分解する温度に段階的にさらすと、複数種類のカルボン酸金属化合物が段階的に熱分解し、金属ないしは合金の粒状微粒子の集まりで、テレフタル酸の粉体を覆うとともに、テレフタル酸の粉体は金属ないしは合金の粒状微粒子に結合する。さらに、テレフタル酸を昇華すれば、発泡金属からなる容器が容器内に製造される。このように、テレフタル酸も、前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法において、発泡金属の空孔を形成する原料になる。なおテレフタル酸は、エチレングリコールと反応させてポリエチレンテレフタレートを合成する原料となり、ペットボトルや衣料の原材料となる安価な工業用の化学薬品である。
さらに、多環芳香族炭化水素、例えば、Ｃ_１４Ｈ_１０で化学式が示されるアントラセンは、ベンゼン環が３個縮合したアセン系多環芳香族炭化水素であって、融点が２１８℃であり、気化点が３４２℃である。複数種類のカルボン酸金属化合物をメタノールないしはｎ−ブタノールに分散した分散液に、アントラセンの粉体の集まりを分散し、メタノールないしはｎ−ブタノールを気化すれば、アントラセンの粉体の表面に複数種類のカルボン酸金属化合物が吸着する。このアントラセンの粉体の集まりを容器に充填し、この容器を複数種類のカルボン酸金属化合物が熱分解する温度に段階的にさらすと、複数種類のカルボン酸金属化合物が段階的に熱分解し、金属ないしは合金の粒状微粒子の集まりで、融解したアントラセンの粉体を覆うとともに、融解したアントラセンの粉体が金属ないしは合金の粒状微粒子に結合する。さらに、アントラセンの粉体を気化すれば、発泡金属からなる容器が容器内に製造される。このように、アントラセンも、前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法において、発泡金属の空孔を形成する原料になる。なお、アントラセンは、コールタールから分離精製することで工業的に生産され、カーボンブラックの原料として用いられる安価な工業用の化学薬品である。
以上に説明したように、飽和脂肪酸ないしは芳香族カルボン酸ないしは多環芳香族炭化水素からなる有機化合物の中に、メタノールないしはｎ−ブタノールの沸点より高い融点を持ち、カルボン酸金属化合物の熱分解温度より高い気化点を持つ有機化合物がある。こうした性質を持つ有機化合物の粉体の集まりに、複数種類のカルボン酸金属化合物を吸着させ、この有機化合物の粉体の集まりを容器に充填し、この容器を複数種類のカルボン酸金属化合物が熱分解する各々の熱分解温度に段階的にさらすと、複数種類のカルボン酸金属化合物が熱分解し、金属ないしは合金の粒状微粒子の集まりで、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体を覆うとともに、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体が金属ないしは合金の粒状微粒子に結合する。さらに、有機化合物の粉体ないしは融解した粉体を気化させると、発泡金属からなる容器が、有機化合物の粉体を充填した容器内に製造される。このような簡単な熱処理を連続して実施して発泡金属からなる容器が製造できるため、有機化合物は、前記した発泡金属からなる容器を製造する製造方法において、発泡金属の空孔を形成する原料になる。
That is, according to this production method , saturated fatty acid, for example, stearic acid (also referred to as octadecanoic acid) represented by a chemical formula of C ₁₇ H ₃₅ COOH has a melting point of 70 ° C. and a vaporization point of 376 ° C. After a collection of stearic acid powders is dispersed in a dispersion in which a plurality of types of carboxylic acid metal compounds are dispersed in methanol, if the methanol is vaporized, a plurality of types of carboxylic acid metal compounds are formed on the surface of the stearic acid powder. Adsorb. When this collection of stearic acid powder is filled into a container and the container is exposed to a temperature at which multiple types of carboxylate metal compounds are thermally decomposed, multiple types of carboxylate metal compounds are thermally decomposed in stages. A collection of particulate fine particles of metal or alloy covers the melted stearic acid powder, and the melted stearic acid powder combines with the particulate fine particles of metal or alloy. Furthermore, if the melted stearic acid powder is vaporized, a container made of foam metal is produced in the container. As described above, stearic acid is a raw material for forming pores of the foam metal in the manufacturing method for manufacturing the container made of the metal foam. Note that stearic acid is a fatty acid purified by hydrolyzing vegetable and animal fats and oils, and is an inexpensive industrial chemical.
Furthermore, terephthalic acid having a chemical formula of C ₆ H ₄ (COOH) ₂ belonging to an aromatic carboxylic acid has a melting point of 402 ° C. in the atmosphere, and sublimates when the melting point is exceeded. If a collection of terephthalic acid powders is dispersed in a dispersion in which a plurality of types of metal carboxylate compounds are dispersed in methanol or n-butanol, and methanol or n-butanol is vaporized, a plurality of terephthalic acid powders are formed on the surface of the terephthalic acid powder. Different types of metal carboxylate compounds are adsorbed. When this container of terephthalic acid is filled into a container and the container is exposed to a temperature at which multiple types of carboxylic acid metal compounds are thermally decomposed, the multiple types of carboxylic acid metal compounds are thermally decomposed step by step to form a metal or alloy. The terephthalic acid powder covers the terephthalic acid powder and binds to the metal or alloy granular fine particles. Furthermore, if terephthalic acid is sublimated, a container made of a foam metal is produced in the container. Thus, terephthalic acid is also a raw material for forming pores of the foam metal in the manufacturing method for manufacturing a container made of the foam metal. Terephthalic acid is an inexpensive industrial chemical used as a raw material for synthesizing polyethylene terephthalate by reacting with ethylene glycol and as a raw material for PET bottles and clothing.
Furthermore, polycyclic aromatic hydrocarbons, for example, anthracene having a chemical formula of C ₁₄ H ₁₀ , is an acene polycyclic aromatic hydrocarbon in which three benzene rings are condensed, has a melting point of 218 ° C., and is vaporized. The point is 342 ° C. If a collection of anthracene powder is dispersed in a dispersion in which a plurality of types of metal carboxylates are dispersed in methanol or n-butanol, and methanol or n-butanol is vaporized, a plurality of types of anthracene powder are formed on the surface of the anthracene powder. Carboxylic acid metal compounds are adsorbed. When this container of anthracene powder is filled into a container and this container is exposed to a temperature at which multiple types of metal carboxylate are thermally decomposed, multiple types of metal carboxylate are thermally decomposed in stages, A collection of granular fine particles of metal or alloy covers molten anthracene powder, and the molten anthracene powder binds to the granular fine particles of metal or alloy. Furthermore, if the anthracene powder is vaporized, a container made of a foam metal is produced in the container. Thus, anthracene is also a raw material for forming foamed metal pores in the manufacturing method for manufacturing a container made of foamed metal. Anthracene is an inexpensive industrial chemical that is industrially produced by separation and purification from coal tar and used as a raw material for carbon black.
As described above, an organic compound composed of a saturated fatty acid, an aromatic carboxylic acid or a polycyclic aromatic hydrocarbon has a melting point higher than the boiling point of methanol or n-butanol, and the thermal decomposition temperature of the carboxylic acid metal compound. There are organic compounds with higher vaporization points. A group of organic compound powders having these properties is adsorbed on a plurality of types of carboxylate metal compounds, and the container is filled with a group of powders of organic compounds, and the plurality of types of carboxylate metal compounds are heated by this type of compound. When exposed to each pyrolysis temperature step by step, a plurality of types of metal carboxylate compounds are thermally decomposed and a collection of particulate fine particles of metal or alloy covers the powder of organic compound or melted powder, The organic compound powder or melted powder binds to the fine particles of metal or alloy. Further, when the organic compound powder or melted powder is vaporized, a container made of foam metal is produced in a container filled with the organic compound powder. Since a container made of foam metal can be manufactured by continuously carrying out such a simple heat treatment, the organic compound is a raw material that forms pores of the foam metal in the manufacturing method for manufacturing the container made of foam metal as described above. become.

発泡金属からなる容器を製造する第三の製造方法は、前記した２つの製造方法で製造した発泡金属からなる容器の表面に、マグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ からなる粒状微粒子の集まりが磁気吸着した発泡金属からなる容器を製造する第三の製造法であり、該製造方法は、
大気雰囲気での熱処理で酸化鉄ＦｅＯを析出する有機鉄化合物を、アルコールに分散して分散液を作成する第一の製造工程と、該分散液を容器に充填する第二の製造工程と、請求項１ないしは請求項２に記載した方法で製造した発泡金属からなる容器の集まりを、前記分散液に浸漬する第三の製造工程と、分散液が充填された前記容器を前記アルコールの沸点に昇温する第四の製造工程と、分散液が充填された前記容器を大気雰囲気で前記有機鉄化合物が熱分解する温度に昇温する第五の製造工程と、分散液が充填された前記容器を大気雰囲気で、前記有機鉄化合物の熱分解で析出した酸化鉄ＦｅＯが、磁性を有する金属酸化物であるマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ に酸化される温度に昇温する第六の製造工程とからなる、これら６つの製造工程を連続して実施する製造方法によって、請求項１ないしは請求項２に記載した方法で製造した発泡金属からなる容器の表面に、前記マグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしは前記マグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ からなる粒状微粒子の集まりが磁気吸着した発泡金属からなる容器が製造される、発泡金属からなる容器を製造する第三の製造方法。 A third production method for producing a container made of foam metal is a method of forming particulate fine particles made of magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O _{3 on} the surface of the container made of foam metal produced by the two production methods described above. Is a third production method for producing a container made of foam metal with magnetically adsorbed, the production method,
A first manufacturing process for preparing a dispersion by dispersing an organic iron compound in which iron oxide FeO is precipitated by heat treatment in an atmospheric atmosphere in alcohol; a second manufacturing process for filling the container with the dispersion; and a collection container made of foamed metal produced by the method described in claim 1 or claim 2, a third manufacturing step of immersing the dispersion, raising the container dispersion was filled to the boiling point of the alcohol a fourth manufacturing step of temperature, a fifth manufacturing process of the organic iron compound the vessel the dispersion is filled in an air atmosphere to raise the temperature to thermally decompose temperature, the vessel dispersion was filled In an air atmosphere, the temperature is raised to a temperature at which iron oxide FeO deposited by thermal decomposition of the organic iron compound is oxidized to magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ which is a magnetic metal oxide . Six manufacturing Comprising a degree, by the manufacturing method of performing in succession these six manufacturing process, the surface of the container made of metal foam prepared by the method of claim 1 or claim 2, wherein the magnetite Fe ₃ O ₄ or the maghemite collection of granular particles consisting of γ-Fe ₂ O ₃ is a container made of magnetic adsorbed metal foam is manufactured, the third method of manufacturing a container made of metal foam.

つまり、本製造方法によれば、６つの工程を連続して実施すると、発泡金属からなる容器の表面に、磁性を有する金属酸化物であるマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ からなる粒状の微粒子の集まりが磁気吸着した容器が製造される。第一の工程は、熱処理で酸化鉄ＦｅＯを析出する有機鉄化合物をアルコールに分散するだけの工程である。第二の工程は、分散液を容器に充填するだけの工程である。第三の工程は、発泡金属からなる容器を製造する第一ないしは第二の製造方法で製造した発泡金属からなる容器の集まりを、前記分散液に浸漬するだけの工程である。第四の工程は、容器をアルコールの沸点にさらすだけの工程である。第五の工程は、容器を大気雰囲気で前記有機鉄化合物が熱分解する温度に昇温するだけの工程である。第六の工程は、容器を、磁性を有する金属酸化物が生成される温度に昇温するだけの工程である。いずれの工程も極めて簡単な処理であり、また、大気雰囲気での熱処理は第六工程で最高の４００℃程度である。こうした簡単な処理を連続して実施することで、発泡金属からなる容器の表面に、磁性を有する金属酸化物であるマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ からなる粒状の微粒子の集まりが磁気吸着するため、磁性を有する金属酸化物で表面が保護された発泡金属からなる容器が安価に製造できる。
すなわち、本製造方法によれば、発泡金属からなる容器の表面に吸着させた有機鉄化合物を大気雰囲気で熱分解すると、酸化鉄ＦｅＯからなる粒状微粒子の集まりが、発泡金属からなる容器の表面に析出する。さらに、酸化鉄ＦｅＯを、磁性を有する金属酸化物であるマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ に酸化すると、マグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ の粒状微粒子の集まりが、容器の表面に磁気吸着する。この粒状微粒子の集まりは互いに磁気吸着するとともに、発泡金属からなる容器の第一の多層構造を形成する粒状微粒子の集まりとの間で磁気吸引力が作用する。マグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ は金属より安定した物質であるため、容器を大気雰囲気の高温状態や高湿状態にさらしても、容器を構成する金属微粒子が劣化しない。また、酸性やアルカリ性の液体を容器に充填しても、容器を構成する金属微粒子の集まりが酸性液やアルカリ性液と直接接触せず、容器を構成する金属微粒子が劣化しない。このように、容器の表面に磁気吸着したマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ の粒状微粒子の集まりが容器の表面を保護する。
つまり、前記した第一ないしは第二の製造方法で発泡金属からなる容器を作製する。この容器に、熱処理で酸化鉄ＦｅＯを析出する有機金属化合物を吸着させる。この発泡金属の集まりを大気雰囲気で有機鉄化合物が熱分解する温度に昇温すると、有機鉄化合物が熱分解して酸化鉄ＦｅＯの粒状微粒子が析出する。さらに、酸化鉄ＦｅＯが磁性を有する金属酸化物であるマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ に酸化する温度に昇温する。これによって、容器の表面にマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ の粒状微粒子の集まりが磁気吸着する。本製造方法は、熱処理を３回連続して実施して、表面が耐熱性および耐食性に優れた微粒子の集まりで覆われた発泡金属の容器が製造できる。
本製造方法において、カルボキシル基を構成する酸素イオンが、鉄イオンに近づいて配位結合するカルボン酸鉄は、大気雰囲気での熱分解で酸化鉄ＦｅＯを析出する。さらに昇温すると、酸化鉄ＦｅＯを構成する鉄イオンＦｅ ^２＋ がＦｅ ^３＋ に酸化され、マグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしは酸化鉄のγ相であるマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ になる。マグネタイトとマグヘマイトはいずれも強磁性の鉄の酸化物である。従って、こうした分子構造上の特徴を有するカルボン酸鉄は、発泡金属からなる容器を製造する第三の製造方法強磁性の酸化物であるマグネタイトないしはマグヘマイトからなる粒状微粒子を生成する原料になる。マグネタイトおよびマグヘマイトは、いずれも耐熱性が高く、酸やアルカリに侵されにくい安定な金属酸化物である。
すなわち、カルボキシル基を構成する酸素イオンＯ ⁻ が、鉄イオンＦｅ ^２＋ に近づいて配位結合するカルボン酸鉄化合物は、最も大きいイオン半径を有する鉄イオンＦｅ ^２＋ に酸素イオンＯ ⁻ が近づいて配位結合するため、両者の距離は短くなる。このため、鉄イオンに配位結合する酸素イオンが、鉄イオンの反対側で共有結合するイオンとの距離が最も長い。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸鉄化合物は、カルボン酸鉄を構成するカルボン酸の沸点を超えると、カルボキシル基を構成する酸素イオンが鉄イオンの反対側で共有結合するイオンとの結合部が最初に分断され、鉄イオンと酸素イオンとの化合物である酸化鉄ＦｅＯとカルボン酸とに分解する。さらに昇温すると、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後に酸化鉄ＦｅＯが析出して熱分解反応を終える。こうしたカルボン酸鉄化合物として、酢酸鉄、カプリル酸鉄、安息香酸鉄、ナフテン酸鉄などがある。
さらに昇温すると、酸化鉄ＦｅＯを構成する２価の鉄イオンＦｅ ^２＋ が、３価の鉄イオンＦｅ ^３＋ になる酸化反応が起こる。この酸化反応が起こる温度に一定時間放置すると、酸化鉄ＦｅＯを構成する２価の鉄イオンＦｅ ^２＋ が３価の鉄イオンＦｅ ^３＋ になりマグネタイトが生成され酸化反応を終える。つまり、酸化鉄ＦｅＯを構成する半数の２価の鉄イオンＦｅ ^２＋ が、３価の鉄イオンＦｅ ^３＋ になってＦｅ _２ Ｏ _３ になり、組成式がＦｅＯ・Ｆｅ _２ Ｏ _３ のマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ になる。さらに昇温すると、マグネタイトＦｅＯ・Ｆｅ _２ Ｏ _３ を構成するＦｅＯにおける２価の鉄イオンＦｅ ^２＋ が３価の鉄イオンＦｅ ^３＋ に酸化し、この温度に一定時間放置すると、２価の鉄イオンＦｅ ^２＋ がすべて３価の鉄イオンＦｅ ^３＋ になり、酸化鉄Ｆｅ _２ Ｏ _３ を形成して酸化反応を終える。この酸化鉄Ｆｅ _２ Ｏ _３ は、マグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ と同様の立方晶系の結晶構造を形成し、酸化鉄のγ相であるマグへマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ になる。
このようなカルボン酸鉄化合物を発泡金属からなる容器に吸着させ、容器の表面でカルボン酸鉄化合物を熱分解させると、１０−１００ｎｍの大きさの幅に収まる粒状の酸化鉄ＦｅＯの微粒子が容器の表面に一斉に析出する。さらに昇温すると、酸化鉄ＦｅＯがマグネタイトないしはマグヘマイトに酸化され、容器の表面全体にマグネタイトないしはマグヘマイトの粒状微粒子の集まりが磁気吸着する。これによって、発泡金属を構成する金属ないしは合金の粒状微粒子は、マグネタイトないしはマグヘマイトの粒状微粒子によって保護される。
さらに、カルボン酸鉄化合物は、いずれも容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、カルボン酸を強アルカリと反応させるとカルボン酸アルカリ金属化合物が生成される。この後、カルボン酸アルカリ金属化合物を無機鉄化合物と反応させると、カルボン酸鉄化合物が合成される。また、原料となるカルボン酸は、有機酸の沸点の中で相対的に低い沸点を有する有機酸であるため、大気雰囲気においては３５０℃程度の比較的低い熱処理温度で酸化鉄ＦｅＯが析出する。従って、安価な原料を容器の表面に吸着させ、この容器を熱処理するだけで、容器の表面全体が強磁性の酸化物の粒状微粒子で満遍なく覆われる。この結果、耐熱性が高く、腐食性液を充填できる極めて軽量な容器が安価に製造できる。 In other words, according to this manufacturing method, when carried out continuously six steps, the surface of the container made of foam metal, magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ is a metal oxide having magnetism A container in which a collection of granular fine particles is magnetically adsorbed is manufactured. The first step is a step in which an organic iron compound that precipitates iron oxide FeO by heat treatment is simply dispersed in alcohol. The second step is simply a step of filling the container with the dispersion. The third step is a step in which a collection of containers made of foam metal manufactured by the first or second manufacturing method for manufacturing containers made of foam metal is simply immersed in the dispersion. The fourth step is simply exposing the container to the boiling point of the alcohol. The fifth step is a step of simply raising the temperature of the container to a temperature at which the organic iron compound is thermally decomposed in an air atmosphere. The sixth step is a step of simply raising the temperature of the container to a temperature at which magnetic metal oxide is generated. Both processes are extremely simple processes, and the heat treatment in the air atmosphere is a maximum of about 400 ° C. in the sixth process. By carrying out such simple treatment continuously, a collection of granular fine particles made of magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ which is a metal oxide having magnetism is formed on the surface of a container made of foam metal. Can be magnetically adsorbed, so that a container made of a foam metal whose surface is protected by a metal oxide having magnetism can be manufactured at low cost .
That is , according to this manufacturing method, when an organic iron compound adsorbed on the surface of a container made of foam metal is thermally decomposed in an air atmosphere, a collection of particulate fine particles made of iron oxide FeO is formed on the surface of the container made of foam metal. Precipitate. Further, when iron oxide FeO is oxidized to magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ which is a magnetic metal oxide, a collection of particulate fine particles of magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ is collected. Is magnetically adsorbed on the surface of the container. The aggregates of the particulate fine particles are magnetically adsorbed to each other, and a magnetic attractive force acts between the aggregates of the particulate fine particles forming the first multilayer structure of the container made of the foam metal. Since magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ is a more stable material than metal, even if the container is exposed to a high-temperature or high-humidity state of the atmospheric atmosphere, the metal fine particles constituting the container do not deteriorate. Even if an acidic or alkaline liquid is filled in the container, the collection of metal fine particles constituting the container does not come into direct contact with the acidic liquid or alkaline liquid, and the metal fine particles constituting the container do not deteriorate. Thus, the collection of particulate fine particles of magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ magnetically adsorbed on the surface of the container protects the surface of the container.
That is, a container made of a foam metal is manufactured by the first or second manufacturing method described above . In this container, an organometallic compound that precipitates iron oxide FeO by heat treatment is adsorbed. When the organic iron compound in an air atmosphere to a collection of the foamed metal is warm to the pyrolysis temperature, the organic iron compound is granulated particles pyrolysis to iron oxide FeO is precipitated. Further, the temperature is raised to a temperature at which iron oxide FeO is oxidized to magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ which is a metal oxide having magnetism. As a result, a collection of particulate fine particles of magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ is magnetically adsorbed on the surface of the container. In this production method , a heat treatment is performed three times in succession to produce a foam metal container whose surface is covered with a collection of fine particles having excellent heat resistance and corrosion resistance.
In this production method, the iron carboxylate, in which the oxygen ions constituting the carboxyl group are coordinated to come close to the iron ions, precipitates iron oxide FeO by thermal decomposition in the air atmosphere. When the temperature is further increased, the iron ions Fe ²⁺ constituting the iron oxide FeO are oxidized to Fe ³⁺ and become magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ which is a γ phase of iron oxide . Magnetite and maghemite are both ferromagnetic iron oxides. Accordingly, the iron carboxylate having such a molecular structural feature is a raw material for producing granular fine particles made of magnetite or maghemite, which is a ferromagnetic oxide, which is a third production method for producing a container made of foam metal. Magnetite and maghemite are both stable metal oxides that have high heat resistance and are less susceptible to acid and alkali .
That is, oxygen ions O constituting a carboxyl group ^- is, iron carboxylate compounds that coordinate bond approaching the iron ions Fe ²⁺ is greatest iron has an ionic radius ions Fe ²⁺ by oxygen ions O ^- is approaching coordinated Because of the coupling, the distance between the two becomes short. For this reason, the oxygen ion coordinated to the iron ion has the longest distance from the ion covalently bonded on the opposite side of the iron ion. The iron carboxylate compound with such molecular structure features a bond with an ion that covalently bonds the oxygen ion constituting the carboxyl group on the opposite side of the iron ion when the boiling point of the carboxylic acid constituting the iron carboxylate is exceeded. Are first divided and decomposed into iron oxide FeO, which is a compound of iron ions and oxygen ions, and carboxylic acid. When the temperature is further increased, the carboxylic acid takes the heat of vaporization and vaporizes, and after the vaporization of the carboxylic acid is completed, iron oxide FeO is deposited to complete the thermal decomposition reaction. Examples of such iron carboxylates include iron acetate, iron caprylate, iron benzoate, and iron naphthenate .
When the temperature is further raised , an oxidation reaction occurs in which the divalent iron ions Fe ²⁺ constituting the iron oxide FeO become trivalent iron ions Fe ³⁺ . When left for a certain period of time at the temperature at which this oxidation reaction occurs, the divalent iron ions Fe ²⁺ constituting the iron oxide FeO become trivalent iron ions Fe ³⁺ , and magnetite is generated to complete the oxidation reaction. That is, half of the divalent iron ions Fe ²⁺ constituting the iron oxide FeO become trivalent iron ions Fe ³⁺ to become Fe ₂ O ₃ , and the magnetite Fe ₃ O having the composition formula of FeO · Fe ₂ O _3. It becomes _4. When the temperature is further increased, the divalent iron ion Fe ²⁺ in FeO constituting the magnetite FeO · Fe ₂ O ₃ is oxidized to the trivalent iron ion Fe ³⁺ , and when left at this temperature for a certain time, the divalent iron ion Fe All of ²⁺ become trivalent iron ions Fe ³⁺ to form iron oxide Fe ₂ O ₃ and finish the oxidation reaction. This iron oxide Fe ₂ O ₃ forms a cubic crystal structure similar to magnetite Fe ₃ O ₄ and becomes maghemite γ-Fe ₂ O ₃ which is the γ phase of iron oxide .
When such an iron carboxylate compound is adsorbed on a container made of a foam metal and the iron carboxylate compound is thermally decomposed on the surface of the container, particulate iron oxide FeO particles that fit within a width of 10-100 nm are contained in the container. Precipitates simultaneously on the surface. When the temperature is further increased, iron oxide FeO is oxidized to magnetite or maghemite, and a collection of magnetite or maghemite particulates is magnetically adsorbed on the entire surface of the container. Thereby, the particulate fine particles of the metal or alloy constituting the foam metal are protected by the particulate fine particles of magnetite or maghemite .
Furthermore, all of the iron carboxylate compounds are inexpensive industrial chemicals that can be easily synthesized. That is, when a carboxylic acid is reacted with a strong alkali, a carboxylic acid alkali metal compound is produced. Thereafter, when the alkali metal carboxylate compound is reacted with the inorganic iron compound, the iron carboxylate compound is synthesized. Moreover, since the carboxylic acid used as a raw material is an organic acid having a relatively low boiling point among the boiling points of organic acids, iron oxide FeO precipitates at a relatively low heat treatment temperature of about 350 ° C. in the air atmosphere. Therefore, by simply adsorbing an inexpensive raw material on the surface of the container and heat-treating the container, the entire surface of the container is uniformly covered with the ferromagnetic fine particles. As a result, a very lightweight container having high heat resistance and capable of being filled with a corrosive liquid can be manufactured at low cost .

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鉄微粒子とアルミニウム微粒子とで構成された発泡金属からなる容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which consists of a foam metal comprised by the iron microparticles and the aluminum microparticles. 鉄微粒子と銅微粒子とで構成された発泡金属からなる容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which consists of a foam metal comprised by the iron microparticles and copper microparticles. 鉄微粒子とニッケル−銅−鉄の三元合金の微粒子とで構成された発泡金属からなる容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which consists of a metal foam comprised by the iron fine particle and the fine particle of the ternary alloy of nickel-copper-iron. 鉄微粒子とニッケル−クロム−鉄の三元合金の微粒子とで構成された発泡金属からなる容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which consists of a metal foam comprised by the iron microparticles and the nickel-chromium-iron ternary alloy microparticles. 鉄微粒子と鉄−ニッケル−コバルトの三元合金の微粒子とで構成された発泡金属からなる容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which consists of a metal foam comprised by the iron microparticles and the microparticles | fine-particles of the ternary alloy of iron-nickel-cobalt. 鉄微粒子とニッケル−鉄の二元合金の微粒子とで構成された発泡金属からなる容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which consists of a metal foam comprised by the iron microparticles and the nickel-iron binary alloy microparticles. 実施例１の発泡金属からなる容器の表面に、マグネタイト微粒子の集まりが磁気吸着した容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which the collection of the magnetite fine particles was magnetically adsorbed on the surface of the container which consists of a foam metal of Example 1. FIG. 実施例１の発泡金属からなる容器の表面に、マグヘマイト微粒子の集まりが磁気吸着した容器を製造する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which manufactures the container which the collection of the maghemite microparticles | fine-particles adsorb | sucked to the surface of the container which consists of a metal foam of Example 1. FIG.

第一実施形態
本実施形態は、有機化合物の粉体の表面に多層構造を形成する金属の粒状微粒子の原料に係わる実施形態である。金属の粒状微粒子を析出する原料は、有機化合物の粉体の表面で金属の粒状微粒子に変化する化学反応が進まなければならない。
ここで、鉄微粒子が析出する有機鉄化合物を具体例として説明する。有機鉄化合物から鉄微粒子が生成される化学反応が、有機化合物の粉体の表面で起こる必要がある。有機鉄化合物から鉄が生成される化学反応の中で、最も簡単な処理による化学反応に熱分解反応がある。つまり、有機鉄化合物を昇温するだけで、有機鉄化合物が熱分解して鉄が析出する。さらに、有機鉄化合物の合成が容易でれば、有機鉄化合物を安価に製造できる。こうした性質を兼ね備える有機鉄化合物に、カルボン酸鉄化合物がある。つまり、カルボン酸鉄化合物を構成するイオンの中で、最も大きいイオンは鉄イオンである。従って、カルボン酸鉄化合物におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、鉄イオンと共有結合すれば、鉄イオンと酸素イオンとの距離が、イオン同士の結合距離の中で最も長い。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸鉄化合物を昇温させると、カルボン酸鉄化合物を構成するカルボン酸の沸点において、カルボン酸と鉄とに分解する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されれば、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後に、鉄が析出して熱分解反応を終える。また、カルボン酸鉄化合物は合成が容易で、安価な有機鉄化合物である。つまり、カルボン酸を水酸化ナトリウムなどの強アルカリ溶液中で反応させると、カルボン酸アルカリ金属化合物が生成される。このカルボン酸アルカリ金属化合物を、硫酸鉄などの無機鉄化合物と反応させると、カルボン酸鉄化合物が生成される。なお、カルボン酸が不飽和脂肪酸であれば、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸鉄が熱分解すると、複数種類の鉄の酸化物からなるナノ粒子が析出する。以下に、カルボン酸鉄化合物の実施形態を説明する。なお、カルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子となって、鉄イオンに近づき、酸素イオンが鉄イオンに配位結合するカルボン酸鉄は、鉄イオンと酸素イオンとの距離が短くなるため、熱分解によって酸化鉄を生成する。
カルボン酸鉄化合物の組成式は、ＲＣＯＯ−Ｆｅ−ＣＯＯＲで表わせられる。Ｒは炭化水素で、組成式はＣ_ｍＨ_ｎである（ここでｍとｎとは整数である）。カルボン酸鉄化合物を構成するイオンの中で、組成式の中央に存在する鉄イオンＦｅ^２＋が、最も大きいイオンになる。従って、鉄イオンＦｅ^２＋とカルボキシル基を構成する酸素イオンＯ⁻とが共有結合する場合は、鉄イオンＦｅ^２＋と酸素イオンＯ⁻との距離が最大になる。この理由は、鉄イオンＦｅ^２＋の共有結合半径は１１６ｐｍであり、酸素イオンＯ⁻の共有結合半径は６３ｐｍであり、炭素原子の共有結合半径は７５ｐｍであり、酸素原子の共有結合半径は５７ｐｍであることによる。このため、鉄イオンと酸素イオンとが共有結合するカルボン酸鉄化合物は、カルボン酸の沸点において、結合距離が最も長い鉄イオンと酸素イオンとの結合部が最初に切断され、鉄とカルボン酸とに分離する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸であれば、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後に鉄が析出して熱分解反応を終える。こうしたカルボン酸鉄化合物として、オクチル酸鉄(２−エチルヘキサン酸鉄ともいう)、ラウリン酸鉄(ドデカン酸鉄ともいう)、ステアリン酸鉄(オクタデカン酸鉄ともいう)などがある。
さらに、飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸鉄化合物について、飽和脂肪酸の沸点が低ければ、カルボン酸鉄化合物は低い温度で熱分解し、鉄の析出に関わる熱処理費用が安価で済む。飽和脂肪酸を構成する炭化水素が長鎖構造である場合は、長鎖が長いほど、つまり、飽和脂肪酸の分子量が大きいほど、飽和脂肪酸の沸点が高くなる。ちなみに、分子量が２００．３であるラウリン酸の大気圧での沸点は２９６℃であり、分子量が２８４．５であるステアリン酸の大気圧での沸点は３６１℃である。従って、分子量が相対的に小さい飽和脂肪酸からなるカルボン酸鉄化合物は、熱分解温度が相対的に低くなるので、鉄の粒状微粒子の原料として望ましい。
また、飽和脂肪酸が分岐鎖構造からなる場合は、直鎖構造より鎖の長さが短く、沸点がさらに低くなる。これによって、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるカルボン酸鉄化合物は、さらに低い温度で熱分解する。また、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸は極性を持つため、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるカルボン酸鉄化合物も極性を持ち、アルコールなどの極性を持つ有機溶剤に相対的に高い割合で分散する。このような分岐構造の飽和脂肪酸としてオクチル酸がある。オクチル酸はＣＨ_３（ＣＨ_２）_３ＣＨ（Ｃ_２Ｈ_５）ＣＯＯＨの構造式で示され、ＣＨでＣＨ_３（ＣＨ_２）_３とＣ_２Ｈ_５とのアルカンに分岐され、ＣＨにカルボキシル基ＣＯＯＨが結合する。オクチル酸の大気圧での沸点は２２８℃であり、前記したラウリン酸より沸点が６８℃低い。従って、鉄の粒状微粒子の原料として、オクチル酸鉄が望ましい。
以上に説明したように、金属微粒子の原料は、有機溶剤に分散する有機金属化合物の中で、カルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンと共有結合するカルボン酸金属化合物が望ましい。さらに、飽和脂肪酸からなるカルボン酸で構成されるカルボン酸金属化合物が望ましい。さらに、直鎖が短い飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物が望ましい。さらに、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるオクチル酸金属化合物が望ましい。
なお、オクチル酸鉄は商品化されていないため、次の製法で新たに合成した。組成式がＣ_７Ｈ_１５ＣＯＯＨで表されるオクチル酸（協和発酵ケミカル株式会社の製品）を水酸化ナトリウムＮａＯＨ（試薬一級品）の水溶液と反応させると、オクチル酸のカルボキシル基ＣＯＯＨを構成する水素が電離し、電離したカルボキシル基にナトリウムが結合し、Ｃ_７Ｈ_１５ＣＯＯＮａの組成式で表されるオクチル酸ナトリウムが析出する。このオクチル酸ナトリウムを水洗して、オクチル酸ナトリウムを精製する。次に、オクチル酸ナトリウムを硫酸鉄ＦｅＳＯ_４（試薬一級品）の水溶液と反応させると、組成式がＣ_７Ｈ_１５ＣＯＯ−Ｆｅ−Ｃ_７Ｈ_１５ＣＯＯで表されるオクチル酸鉄が析出する。析出したオクチル酸鉄を水洗して、オクチル酸鉄を精製する。合成したオクチル酸鉄は、大気雰囲気において２９０℃で熱分解が完了して鉄が析出し、メタノールやｎ‐ブタノールなどに１０重量％まで分散する。
いっぽう、発泡金属からなる容器を製造するにあたり、２種類のカルボン酸金属化合物を原料として用いるため、第二の金属の粒状微粒子の原料である第二のカルボン酸金属化合物は、第一の金属の粒状微粒子の原料である第一のカルボン酸金属化合物より、熱分解温度が高いことが必要になる。従って、長鎖飽和脂肪酸と金属からなるラウリン酸金属化合物は、第二のカルボン酸金属化合物として用いることができる。
さらに、合金の粒状微粒子を析出する原料として、同一の飽和脂肪酸から構成される複数種類のカルボン酸金属化合物を用いることができる。つまり、複数種類のカルボン酸金属化合物が、同一の飽和脂肪酸から構成されるため、飽和脂肪酸の沸点で複数種類のカルボン酸金属化合物が同時に熱分解し、飽和脂肪酸の気化が完了した後に、各々のカルボン酸金属化合物のモル濃度に応じて複数種類の金属が析出する。この金属は不純物を持たない活性状態にあり、析出した複数種類の金属の比率を組成割合とする合金が生成され、同一の飽和脂肪酸から構成される複数種類のカルボン酸金属化合物の熱分解反応を終える。 First Embodiment This embodiment is an embodiment relating to a raw material of granular metal fine particles forming a multilayer structure on the surface of an organic compound powder. The raw material for depositing metal particulates must undergo a chemical reaction that changes to metal particulates on the surface of the organic compound powder.
Here, an organic iron compound in which iron fine particles are deposited will be described as a specific example. A chemical reaction in which iron fine particles are generated from an organic iron compound needs to occur on the surface of the organic compound powder. Among the chemical reactions in which iron is produced from an organic iron compound, there is a thermal decomposition reaction in the chemical reaction by the simplest treatment. That is, only by raising the temperature of the organic iron compound, the organic iron compound is thermally decomposed and iron is deposited. Furthermore, if the synthesis of the organic iron compound is easy, the organic iron compound can be produced at a low cost. The organic iron compound having both these properties, there is acid iron compounds. That is, the largest ion among the ions constituting the iron carboxylate compound is an iron ion. Therefore, if the oxygen ions constituting the carboxyl group in the iron carboxylate compound are covalently bonded to the iron ions, the distance between the iron ions and the oxygen ions is the longest among the bond distances between the ions. When raising the temperature of the iron carboxylate compounds having the features on this molecular structure, at the boiling point of the carboxylic acid constituting the acid iron compounds, decomposed into the carboxylic acid and iron. When the temperature is further increased, if the carboxylic acid is composed of saturated fatty acids, the carboxylic acid takes the heat of vaporization and vaporizes, and after the vaporization of the carboxylic acid is completed , iron precipitates and the thermal decomposition reaction is completed. In addition, the iron carboxylate compound is an organic iron compound that is easy to synthesize and inexpensive. That is, when a carboxylic acid is reacted in a strong alkali solution such as sodium hydroxide, a carboxylic acid alkali metal compound is produced. When this alkali metal carboxylate compound is reacted with an inorganic iron compound such as iron sulfate, an iron carboxylate compound is produced. If the carboxylic acid is an unsaturated fatty acid, the carbon atoms are excessive with respect to the hydrogen atoms, and therefore, when the iron carboxylate composed of the unsaturated fatty acid is thermally decomposed, nanoparticles composed of a plurality of types of iron oxides are formed. Precipitate. Hereinafter, embodiments of the iron carboxylate compound will be described. In addition, since the oxygen ion that constitutes the carboxyl group becomes a ligand, approaches the iron ion, and the iron carboxylate in which the oxygen ion coordinates to the iron ion, the distance between the iron ion and the oxygen ion is shortened. Iron oxide is produced by pyrolysis.
The composition formula of the iron carboxylate compound is expressed by RCOO-Fe-COOR. R is a hydrocarbon and the composition formula is C _m H _n (where m and n are integers). Among the ions constituting the iron carboxylate compound, the iron ion Fe ²⁺ present at the center of the composition formula is the largest ion. Therefore, when the iron ion Fe ²⁺ and the oxygen ion O ⁻ constituting the carboxyl group are covalently bonded, the distance between the iron ion Fe ²⁺ and the oxygen ion O ⁻ is maximized. This is because the iron ion Fe ^{2+ has} a covalent bond radius of 116 pm, the oxygen ion O ^{− has} a covalent bond radius of 63 pm, the carbon atom has a covalent bond radius of 75 pm, and the oxygen atom has a covalent bond radius of 57 pm. It depends. For this reason, in the iron carboxylate compound in which iron ions and oxygen ions are covalently bonded, at the boiling point of the carboxylic acid, the bond portion between the iron ion and oxygen ion having the longest bond distance is first cleaved, and the iron and carboxylic acid To separate. When the temperature is further increased, if the carboxylic acid is a saturated fatty acid, the carboxylic acid takes the heat of vaporization and vaporizes, and after the vaporization of the carboxylic acid is completed, iron is precipitated and the thermal decomposition reaction is completed. Examples of such iron carboxylates include iron octylate (also referred to as iron 2-ethylhexanoate), iron laurate (also referred to as iron dodecanoate), and iron stearate (also referred to as iron octadecanoate).
Further, regarding the iron carboxylate compound composed of saturated fatty acid, if the boiling point of the saturated fatty acid is low, the iron carboxylate compound is thermally decomposed at a low temperature, and the heat treatment cost for iron precipitation can be reduced. When the hydrocarbon constituting the saturated fatty acid has a long chain structure, the longer the long chain, that is, the higher the molecular weight of the saturated fatty acid, the higher the boiling point of the saturated fatty acid. Incidentally, the boiling point at atmospheric pressure of lauric acid having a molecular weight of 200.3 is 296 ° C., and the boiling point of stearic acid having a molecular weight of 284.5 at 361 ° C. is 361 ° C. Accordingly, an iron carboxylate compound composed of a saturated fatty acid having a relatively low molecular weight is desirable as a raw material for iron particulates because the thermal decomposition temperature is relatively low.
Further, when the saturated fatty acid has a branched chain structure, the chain length is shorter than that of the straight chain structure, and the boiling point is further lowered. As a result, the iron carboxylate compound composed of a saturated fatty acid having a branched chain structure is thermally decomposed at a lower temperature. In addition, since saturated fatty acids having a branched chain structure are polar, iron carboxylates composed of saturated fatty acids having a branched chain structure are also polar and are dispersed at a relatively high rate in polar organic solvents such as alcohol. . Octyl acid is a saturated fatty acid having such a branched structure. Octyl acid is represented by the structural formula of CH ₃ (CH ₂ ) ₃ CH (C ₂ H ₅ ) COOH, branched to an alkane of CH ₃ (CH ₂ ) ₃ and C ₂ H ₅ with CH, and carboxyl group with CH COOH binds. The boiling point of octylic acid at atmospheric pressure is 228 ° C., which is 68 ° C. lower than that of lauric acid. Therefore, iron octylate is desirable as a raw material for the granular iron particles.
As described above, the raw material of the metal fine particles is preferably a metal carboxylate compound in which oxygen ions constituting a carboxyl group are covalently bonded to metal ions among organometallic compounds dispersed in an organic solvent. Furthermore, a carboxylic acid metal compound composed of a carboxylic acid composed of a saturated fatty acid is desirable. Furthermore, a carboxylic acid metal compound composed of a saturated fatty acid having a short straight chain is desirable. Furthermore, an octylic acid metal compound comprising a saturated fatty acid having a branched chain structure is desirable.
In addition, since iron octylate is not commercialized, it was newly synthesized by the following production method. When octylic acid (product of Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) whose composition formula is represented by C ₇ H ₁₅ COOH is reacted with an aqueous solution of sodium hydroxide NaOH (first grade reagent), hydrogen constituting the carboxyl group COOH of octylic acid Is ionized, sodium is bonded to the ionized carboxyl group, and sodium octylate represented by the composition formula of C ₇ H ₁₅ COONa is deposited. The sodium octylate is washed with water to purify the sodium octylate. Next, when sodium octylate is reacted with an aqueous solution of iron sulfate FeSO ₄ (first grade reagent), iron octylate having a composition formula represented by C ₇ H ₁₅ COO—Fe—C ₇ H ₁₅ COO is precipitated. The precipitated iron octylate is washed with water to purify the iron octylate. The synthesized iron octylate is thermally decomposed at 290 ° C. in an air atmosphere to precipitate iron, and is dispersed up to 10% by weight in methanol, n-butanol or the like.
On the other hand, since two types of metal carboxylate compounds are used as raw materials in the production of a container made of foam metal, the second metal carboxylate compound, which is the raw material for the particulate fine particles of the second metal, It is necessary that the thermal decomposition temperature is higher than that of the first metal carboxylate compound which is a raw material for the particulate fine particles. Therefore, a lauric acid metal compound comprising a long-chain saturated fatty acid and a metal can be used as the second carboxylic acid metal compound.
Furthermore, a plurality of types of carboxylic acid metal compounds composed of the same saturated fatty acid can be used as a raw material for depositing granular fine particles of the alloy. That is, since a plurality of types of carboxylic acid metal compounds are composed of the same saturated fatty acid, each of the plurality of types of carboxylic acid metal compounds is simultaneously pyrolyzed at the boiling point of the saturated fatty acid, and after vaporization of the saturated fatty acid is completed, A plurality of types of metals are deposited depending on the molar concentration of the carboxylic acid metal compound. This metal is in an active state having no impurities, and an alloy having a composition ratio of a plurality of kinds of precipitated metals is generated, and a thermal decomposition reaction of a plurality of kinds of carboxylic acid metal compounds composed of the same saturated fatty acid is performed. Finish.

第二実施形態
本実施形態は、発泡金属からなる容器の表面を、磁性を有する金属酸化物であるマグネタイトないしはマグヘマイトからなる粒状微粒子で覆う粒状微粒子を析出する原料に係わる実施形態である。以下の説明では、熱処理で酸化鉄ＦｅＯを析出する有機鉄化合物を説明する。
熱処理で酸化鉄ＦｅＯを析出する原料を、発泡金属からなる容器の表面に吸着させるため、原料は液相化できる有機鉄化合物が望ましい。さらに、有機鉄化合物は、熱分解によって酸化鉄ＦｅＯを析出することが必要になる。つまり、酸化鉄ＦｅＯを大気中で昇温すると、酸化鉄ＦｅＯを構成する２価の鉄イオンＦｅ^２＋の一部が酸化して三価の鉄イオンＦｅ^３＋になり、ＦｅＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３の組成式で表さられるマグネタイトＦｅ_３Ｏ_４になる。このマグネタイトＦｅ_３Ｏ_４は、強磁性で導電性の酸化物である。さらに大気中で昇温すると、２価の鉄イオンＦｅ^２＋の全てが酸化されて三価の鉄イオンＦｅ^３＋になり、酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３のγ相であるマグへマイトγ−Ｆｅ_２Ｏ_３になる。このマグへマイトγ−Ｆｅ_２Ｏ_３は、強磁性で絶縁性の酸化物である。なお、有機鉄化合物を構成する物質の中で、最も大きい共有結合半径を持つイオンは鉄イオンＦｅ^２＋である。
いっぽう、鉄イオンＦｅ^２＋とカルボキシル基を構成する酸素イオンＯ⁻とが共有結合するカルボン酸鉄化合物は、鉄イオンと酸素イオンとの距離が最大になるため、２７段落で説明したように熱分解によって鉄を析出する。従って、熱分解によって酸化鉄ＦｅＯを析出する有機鉄化合物は、鉄イオンＦｅ^２＋と結合する酸素イオンＯ⁻との距離が短く、酸素イオンＯ⁻が鉄イオンＦｅ^２＋の反対側で結合するイオンと結合する距離が長い、分子構造上の特徴を持つ必要がある。つまり、有機鉄化合物の熱分解が始まると、酸素イオンＯ⁻が鉄イオンＦｅ^２＋の反対側で結合するイオンと結合する部位が最初に切れ、鉄イオンと酸素イオンとが結合した酸化鉄ＦｅＯと有機酸とに分解する。このような分子構造上の特徴を持つ有機鉄化合物として、カルボキシル基を構成する酸素イオンＯ⁻が配位子になって鉄イオンＦｅ^２＋に近づいて配位結合するカルボン酸鉄化合物がある。
また、有機金属化合物の中でカルボン酸金属化合物は、２７段落で説明したように合成が容易で、有機酸の沸点が低いため熱分解温度が低い。このため、カルボキシル基を構成する酸素イオンが、配位子となって金属イオンに近づいて配位結合するカルボン酸金属化合物は、安価な化学薬品であり、熱処理費用も安価で済む。こうしたカルボン酸金属化合物として、酢酸金属化合物、カプリル酸金属化合物、安息香酸金属化合物、ナフテン酸金属化合物などが挙げられる。なお、カルボン酸鉄化合物においては、酢酸鉄とカプリル酸鉄と安息香酸鉄とは、酸素イオンが鉄イオンに近づいて配位結合して、複核錯塩を形成するが、熱分解の途上においては不安定な物質であるため、ナフテン酸鉄に比べると取り扱いが難しい。従って、酸化鉄ＦｅＯを析出するカルボン酸鉄としてはナフテン酸鉄が望ましい。さらに、ナフテン酸鉄はｎ−ブタノールに対して１０重量％近くまで分散する。
以上に説明したように、熱分解によって酸化鉄ＦｅＯを析出する原料は、酢酸鉄、カプリル酸鉄、安息香酸鉄、ナフテン酸鉄などのカルボン酸鉄化合物が望ましく、この中で、ナフテン酸鉄は取り扱いが容易なカルボン酸鉄化合物である。 Second embodiment This embodiment is an embodiment relating to a raw material for depositing granular fine particles covering the surface of a container made of foam metal with granular fine particles made of magnetite or maghemite , which is a magnetic metal oxide. is there. In the following description, an organic iron compound that precipitates iron oxide FeO by heat treatment will be described.
In order to make the raw material which precipitates iron oxide FeO by heat processing adsorb | suck to the surface of the container which consists of foam metals, the organic iron compound which can be made into a liquid phase is desirable for a raw material. Furthermore, the organic iron compound needs to precipitate iron oxide FeO by thermal decomposition. That is, when the temperature of the iron oxide FeO is increased in the atmosphere, a part of the divalent iron ion Fe ²⁺ constituting the iron oxide FeO is oxidized to become the trivalent iron ion Fe ³⁺ , and FeO · Fe ₂ O ₃ It becomes magnetite Fe ₃ O ₄ represented by the composition formula. This magnetite Fe ₃ O ₄ is a ferromagnetic and conductive oxide. When the temperature is further increased in the atmosphere, all of the divalent iron ions Fe ²⁺ are oxidized to become trivalent iron ions Fe ³⁺ , and maghemite γ-Fe ₂ O which is a γ phase of iron oxide Fe ₂ O _3. It becomes ₃ . This maghemite γ-Fe ₂ O ₃ is a ferromagnetic and insulating oxide. Of the substances constituting the organic iron compound, the ion having the largest covalent bond radius is the iron ion Fe ²⁺ .
On the other hand, in the iron carboxylate compound in which the iron ion Fe ²⁺ and the oxygen ion O ⁻ constituting the carboxyl group are covalently bonded, the distance between the iron ion and the oxygen ion is maximized. To deposit iron. Therefore, the organic iron compound that precipitates iron oxide FeO by thermal decomposition has a short distance from the oxygen ion O ⁻ that binds to the iron ion Fe ^2+, and the ion that binds the oxygen ion O ⁻ on the opposite side of the iron ion Fe ^2+. distance binding is long, it is necessary to have the characteristics of the molecular structure. That is, when thermal decomposition of the organic iron compound starts, the site where the oxygen ion O ⁻ is bonded to the ion bonded to the opposite side of the iron ion Fe ²⁺ is cut first, and the iron oxide FeO in which the iron ion and the oxygen ion are bonded to each other. Decomposes with organic acids. As the organic iron compound having characteristics on such a molecular structure, the oxygen ions O constituting a carboxyl group ^- is the iron carboxylate compounds that coordinate bond approaching the iron ions Fe ²⁺ becomes ligand.
Further, among the organometallic compounds, the carboxylic acid metal compound is easy to synthesize as described in paragraph 27, and the pyrolysis temperature is low because the boiling point of the organic acid is low. For this reason, the metal carboxylic acid compound in which the oxygen ion constituting the carboxyl group becomes a ligand and coordinates with the metal ion is a low-cost chemical and the heat treatment cost is low. Examples of such carboxylic acid metal compounds include acetic acid metal compounds, caprylic acid metal compounds, benzoic acid metal compounds, and naphthenic acid metal compounds. In iron carboxylate compounds , iron acetate, iron caprylate, and iron benzoate form coordinate complexes with oxygen ions close to iron ions to form a binuclear complex salt, but this is not possible during thermal decomposition. Because it is a stable substance, it is difficult to handle compared to iron naphthenate. Therefore, iron naphthenate is desirable as the iron carboxylate on which iron oxide FeO is deposited. Furthermore, iron naphthenate is dispersed to nearly 10% by weight with respect to n-butanol.
As described above, raw material for precipitated iron oxide FeO by pyrolysis, iron acetate, caprylic iron, benzoic iron, iron carboxylate compounds such as iron naphthenate is desirable, in this, iron naphthenate Is an iron carboxylate compound that is easy to handle.

実施例１
本実施例は、鉄微粒子とアルミニウム微粒子との集まりで空孔の殻を構成し、この空孔の集まりからなる発泡金属で容器を製造する。有機化合物としてテレフタル酸(例えば、株式会社日立プラントテクノロジーの製品)を用い、平均粒径が２５μｍの粉体として微粉化した。また、鉄微粒子の原料は、実施形態1に準じてオクチル酸鉄を合成した。さらに、アルミニウム微粒子の原料は、ラウリン酸アルミニウム(例えば、三津和化学薬品株式会社の製品)を用意した。
図１に発泡金属からなる容器を製造する製造工程を示す。オクチル酸鉄の１０モルとラウリン酸アルミニウムの３０モルとを、８０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ１０工程）。この分散液に、テレフタル酸の微粉１ｋｇを加えて撹拌する（Ｓ１１工程）。この混合物を容器に充填する（Ｓ１２工程）。次に、容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ１３工程）。さらに、オクチル酸鉄とラウリン酸アルミニウムが吸着したテレフタル酸の微粉の集まりを、２重同心円筒からなる円筒の隙間に充填する（Ｓ１４工程）。２重同心円筒の外側の円筒の内径が２０ｃｍで、内側の円筒の外径が１９ｃｍであり、２つの円筒の隙間は５ｍｍである。次に、容器を２９０℃の熱処理炉に1分間放置し、オクチル酸鉄を熱分解する（Ｓ１５工程）。さらに、容器を３６０℃の熱処理炉に1分間放置し、ラウリン酸アルミニウムを熱分解する（Ｓ１６工程）。次に、容器を４１０℃の熱処理炉に２分間放置してテレフタル酸を昇華させ、昇華したテレフタル酸は回収機で回収する（Ｓ１７工程）。最後に２重同心円筒の内側の円筒を外して、容器内に製作された発泡金属からなる容器を取り出す（Ｓ１８工程）。製作された容器は、外径が２０ｃｍで内径が１９ｃｍで厚みが５ｍｍで高さが１６ｃｍからなる円筒形状である。
次に、製作した容器を構成する発泡金属の観察と分析とを行なった。容器の一部を試料として切り出し、試料を電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は、ＪＦＥテクノリサーチ株式会社の極低加速電圧ＳＥＭを用いた。この装置は、１００Ｖからの極低加速電圧による観察が可能で、試料に導電性の被膜を形成せずに直接試料が観察できる特徴を有する。最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面の凹凸を観察した。４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状の微粒子が、試料の表面全体を覆っていることが分かった。また、試料の断面の観察から、空孔は直径が０．１５ｍｍの球に近い形状であり、空孔と空孔との間は、粒状微粒子が１００層に近い厚みで多層構造を形成していることが分かった。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料の断面における粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。空孔の近傍は鉄原子の集まりで覆われ、鉄原子の層の外側にアルミニウム原子が３倍近い厚みで存在することが確認できた。
以上に説明した試料の観察結果から、空孔と空孔との間は、４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状微粒子の集まりによって充填され、鉄微粒子が２５層前後の層をなして空孔を覆い、アルミニウム微粒子は鉄微粒子の層の外側に３倍に近い層をなして鉄微粒子の層を覆い、空孔はアルミニウム微粒子で結合されていることが確認できた。この結果、作成した発泡金属の開口率は約８２％で、容器の密度は０．７０４ｇ／ｃｍ^３になり、密度が１．１２ｇ／ｃｍ^３の６ナイロン樹脂からなる容器の６３％程度の重量になる。
この発泡金属からなる円筒容器は、アルミニウムの性質が優勢になる。アルミニウムは銀、銅、金に次いで熱伝導性と電気導電性に優れるため、容器は、優れた熱伝導性と電気導電性とを兼備し、重量が合成樹脂の容器の半分程度で、耐熱性がアルミニウムの融点である６６０℃に近い性質を持つ。 Example 1
In this embodiment, a shell of pores is constituted by a collection of iron fine particles and aluminum fine particles, and a container is manufactured from a foam metal made of the collection of pores. Using terephthalic acid (for example, a product of Hitachi Plant Technology Co., Ltd.) as the organic compound, it was pulverized as a powder having an average particle size of 25 μm. Further, iron octylate was synthesized as a raw material for the iron fine particles according to the first embodiment. Furthermore, aluminum laurate (for example, a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) was prepared as a raw material for the aluminum fine particles.
FIG. 1 shows a manufacturing process for manufacturing a container made of foam metal. 10 mol of iron octylate and 30 mol of aluminum laurate are dispersed in 80 liters of n-butanol (step S10). To this dispersion, 1 kg of terephthalic acid fine powder is added and stirred (step S11). This mixture is filled in a container (step S12). Next, the container is placed in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S13). Furthermore, a collection of fine powders of terephthalic acid adsorbed by iron octylate and aluminum laurate is filled in a gap between the cylinders formed of double concentric cylinders (step S14). The inner diameter of the outer cylinder of the double concentric cylinder is 20 cm, the outer diameter of the inner cylinder is 19 cm, and the gap between the two cylinders is 5 mm. Next, the container is left in a heat treatment furnace at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose iron octylate (step S15). Further, the container is left in a heat treatment furnace at 360 ° C. for 1 minute to thermally decompose aluminum laurate (step S16). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 410 ° C. for 2 minutes to sublimate terephthalic acid, and the sublimated terephthalic acid is recovered by a recovery machine (step S17). Finally, the inner cylinder of the double concentric cylinder is removed, and the container made of foam metal manufactured in the container is taken out (step S18). The manufactured container has a cylindrical shape having an outer diameter of 20 cm, an inner diameter of 19 cm, a thickness of 5 mm, and a height of 16 cm.
Next, observation and analysis of the foam metal constituting the manufactured container were performed. A part of the container was cut out as a sample, and the sample was observed with an electron microscope. The electron microscope used was an ultra-low acceleration voltage SEM from JFE Techno-Research Corporation. This apparatus is capable of observation with an extremely low acceleration voltage from 100 V, and has a feature that the sample can be observed directly without forming a conductive film on the sample. First, the secondary electron beam between 900-1000 V of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing, and the unevenness of the sample surface was observed. It was found that granular fine particles falling within a width of 40-60 nm covered the entire surface of the sample. In addition, from the observation of the cross section of the sample, the pores have a shape close to a sphere having a diameter of 0.15 mm, and a granular structure is formed between the pores with a thickness close to 100 layers. I found out. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types and distribution states of elements constituting the granular fine particles in the cross section of the sample were analyzed. The vicinity of the vacancies was covered with a collection of iron atoms, and it was confirmed that aluminum atoms were present in a thickness almost three times outside the iron atom layer.
From the observation results of the sample described above, the space between the vacancies is filled with a collection of granular fine particles falling in a width of 40-60 nm, and the iron fine particles form a vacancy in approximately 25 layers. Covering the pores, the aluminum fine particles formed a layer almost three times outside the iron fine particle layer to cover the iron fine particle layer, and it was confirmed that the pores were bound by the aluminum fine particles. As a result, about 82% opening ratio of metal foam created, the density of the container becomes 0.704g / cm ^3, the weight of the order of 63% of the vessel density is a 6 nylon resin of 1.12 g / cm ³ become.
The cylindrical container made of the foam metal has a predominance of aluminum. Aluminum has excellent thermal conductivity and electrical conductivity after silver, copper, and gold, so the container has both excellent thermal conductivity and electrical conductivity, and is about half the weight of a synthetic resin container. Has a property close to 660 ° C., which is the melting point of aluminum.

実施例２
本実施例は、鉄微粒子と銅微粒子との集まりで空孔の殻を構成し、この空孔の集まりからなる発泡金属で容器を製造する。有機化合物として実施例1と同様にテレフタル酸を用い、平均粒径が２５μｍの粉体として微粉化した。また鉄微粒子の原料は、実施例1と同様にオクチル酸鉄を合成した。さらに銅微粒子の原料は、ラウリン酸銅（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）を用意した。
図２に容器を製造する製造工程を示す。オクチル酸鉄の１０モルとラウリン酸銅の３０モルとを、８０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ２０工程）。この分散液に、テレフタル酸の微粉１ｋｇを加えて混合する（Ｓ２１工程）。この混合液を容器に充填する（Ｓ２２工程）。次に、容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ２３工程）。さらに、オクチル酸鉄とラウリン酸銅が吸着したテレフタル酸の微粉の集まりを、実施例1と同じ２重同心円筒からなる円筒の隙間に充填する（Ｓ２４工程）。次に、容器を２９０℃の熱処理炉に1分間放置し、オクチル酸鉄を熱分解する（Ｓ２５工程）。さらに、容器を３６０℃の熱処理炉に1分間放置し、ラウリン酸銅を熱分解する（Ｓ２６工程）。次に、容器を４１０℃の熱処理炉に２分間放置してテレフタル酸を昇華させ、昇華したテレフタル酸は回収機で回収する（Ｓ２７工程）。最後に２重同心円筒の内側の円筒を外して、発泡金属からなる容器を取り出す（Ｓ２８工程)。製作された容器は、外径が２０ｃｍで内径が１９ｃｍで厚みが５ｍｍで高さが１６ｃｍからなる円筒形状である。
次に、前記した条件で製作した容器を構成する発泡金属の観察と分析とを行なった。容器の一部を試料として切り出し、試料を実施例1と同様に電子顕微鏡によって観察した。最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面の凹凸を観察した。４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状の微粒子が、試料の表面全体を覆っていることが分かった。また、試料の断面の観察から、空孔は直径が０．１５ｍｍの球に近い形状であり、空孔と空孔との間は、粒状微粒子が１００層に近い厚みで多層構造を形成していることが分かった。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料の断面における粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。空孔の近傍は鉄原子の集まりで覆われ、鉄原子の層の外側に銅原子が３倍近い厚みで存在することが確認できた。
以上の試料の分析結果から、空孔と空孔との間は、４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状微粒子の集まりによって充填され、鉄微粒子が２５層前後の層をなして空孔を覆い、銅微粒子は鉄微粒子の層の外側に３倍に近い層をなして鉄微粒子の層を覆い、空孔は銅微粒子で結合されていることが確認できた。この結果、作成した発泡金属の発泡率は、約８２％で、容器の密度は６ナイロン樹脂の１．４倍である１．５２７ｇ／ｃｍ^３になる。
この発泡金属からなる円筒容器は、銅の性質が優勢になる。銅は銀に次いで熱伝導性と電気導電性に優れるため、容器は、優れた熱伝導性と電気導電性とを兼備し、重量が合成樹脂の容器と同等程度で、耐熱性は銅の融点である１０８３℃に近い性質を持つ。
以上、実施例１および実施例２において、鉄微粒子の集まりを多層構造の第1層として形成し、その外側にアルミニウムあるいは銅の微粒子の集まりで多層構造の第２層を形成する２つの実施例を説明したが、第２層がアルミニウムや銅に限られることはない。ラウリン酸金属化合物もオクチル酸金属化合物と同様に、様々な金属からなるラウリン酸金属化合物が容易に合成できるので、様々な金属の微粒子によって多層構造の第２層が形成できる。このように、金属微粒子の原料が、合成が容易で安価なカルボン酸金属化合物であるため、様々な金属微粒子の組み合わせからなる発泡金属の容器が容易に製造でき、様々な性質を持つ発泡金属が安価に製造できる。また、容器の形状は実施例で示した円筒形状に限定されない。テレフタル酸が微粉であるため、微粉を容器の間隙に充填することは容易であり、これによって、様々な形状の容器が製造できる。さらに、発泡率は、テレフタル酸の微粉の大きさで如何様にも変えられ、この結果、容器の密度が変えられる。 Example 2
In this embodiment, a shell of pores is constituted by a collection of iron fine particles and copper fine particles, and a container is manufactured from a foam metal made of the collection of pores. As the organic compound, terephthalic acid was used in the same manner as in Example 1, and the powder was pulverized as a powder having an average particle diameter of 25 μm. In addition, iron octylate was synthesized as a raw material for the iron fine particles in the same manner as in Example 1. Furthermore, copper laurate (for example, a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) was prepared as a raw material for the copper fine particles.
FIG. 2 shows a manufacturing process for manufacturing the container. 10 mol of iron octylate and 30 mol of copper laurate are dispersed in 80 liters of n-butanol (step S20). To this dispersion, 1 kg of terephthalic acid fine powder is added and mixed (step S21). This mixed solution is filled in a container (step S22). Next, the container is placed in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S23). Further, a collection of fine powders of terephthalic acid adsorbed with iron octylate and copper laurate is filled in the gap between the cylinders of the same double concentric cylinder as in Example 1 (step S24). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose iron octylate (step S25). Further, the container is left in a heat treatment furnace at 360 ° C. for 1 minute to thermally decompose copper laurate (step S26). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 410 ° C. for 2 minutes to sublimate terephthalic acid, and the sublimated terephthalic acid is collected by a collecting machine (step S27). Finally, the inner cylinder of the double concentric cylinder is removed, and the container made of foam metal is taken out (step S28). The manufactured container has a cylindrical shape having an outer diameter of 20 cm, an inner diameter of 19 cm, a thickness of 5 mm, and a height of 16 cm.
Next, the foam metal constituting the container manufactured under the above conditions was observed and analyzed. A part of the container was cut out as a sample, and the sample was observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1. First, the secondary electron beam between 900-1000 V of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing, and the unevenness of the sample surface was observed. It was found that granular fine particles falling within a width of 40-60 nm covered the entire surface of the sample. In addition, from the observation of the cross section of the sample, the pores have a shape close to a sphere having a diameter of 0.15 mm, and a granular structure is formed between the pores with a thickness close to 100 layers. I found out. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types and distribution states of elements constituting the granular fine particles in the cross section of the sample were analyzed. The vicinity of the vacancies was covered with a collection of iron atoms, and it was confirmed that copper atoms were present at a thickness almost three times outside the iron atom layer.
The results of analysis of a sample of the above, between the vacancies and vacancy is filled with a collection of granular particles into the width of the size of 40-60Nm, iron particles pores in layers of about 25 layers The copper fine particles covered the iron fine particle layer by forming a layer almost three times outside the iron fine particle layer, and it was confirmed that the pores were bound by the copper fine particles. As a result, the foaming rate of the produced foam metal is about 82%, and the density of the container is 1.527 g / cm ³ , which is 1.4 times that of 6 nylon resin.
The cylindrical container made of the foam metal has a superior copper property. Since copper is superior in heat conductivity and electrical conductivity after silver, the container has both excellent thermal conductivity and electrical conductivity, the weight is comparable to that of a synthetic resin container, and the heat resistance is the melting point of copper. It has a property close to 1083 ° C.
As described above, in Example 1 and Example 2, two examples in which a group of iron fine particles is formed as a first layer having a multilayer structure and a second layer having a multilayer structure is formed outside the group of aluminum or copper particles. However, the second layer is not limited to aluminum or copper. Similarly to the octylic acid metal compound, the lauric acid metal compound can be easily synthesized from lauric acid metal compounds made of various metals. Therefore, the second layer having a multilayer structure can be formed from various metal fine particles. Thus, since the raw material for the metal fine particles is an easily synthesized and inexpensive metal carboxylic acid compound, a metal foam metal container comprising a combination of various metal fine particles can be easily manufactured, and a metal foam having various properties can be produced. Can be manufactured at low cost. Further, the shape of the container is not limited to the cylindrical shape shown in the embodiment. Since terephthalic acid is a fine powder, it is easy to fill the gap in the container with the fine powder, whereby containers of various shapes can be manufactured. Furthermore, the foaming ratio can be changed in any way depending on the size of the fine powder of terephthalic acid, and as a result, the density of the container can be changed.

実施例３
本実施例は、鉄微粒子の集まりで多層構造の第1層を形成し、その外側にニッケルと銅と鉄とからなる三元合金の微粒子の集まりで多層構造の第２層を形成し、これらの多層構造で空孔の殻を構成し、この空孔の殻の集まりからなる発泡金属で容器を製造する。有機化合物として実施例１と同様にテレフタル酸を用い、平均粒径が２５μｍの粉体として微粉化した。また鉄微粒子の原料は、実施例1と同様にオクチル酸鉄を合成した。さらに、ニッケルの原料としてラウリン酸ニッケル（例えば、日油株式会社の製品）を用意し、銅の原料としてラウリン酸銅（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）を用意し、鉄の原料としてラウリン酸鉄（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）を用意した。
図３に容器を製造する製造工程を示す。オクチル酸鉄の１０モルと、ラウリン酸ニッケルの１９．５モルと、ラウリン酸銅の９．９モルと、ラウリン酸鉄０．６モルとを、８０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ３０工程）。この分散液に、テレフタル酸の微粉１ｋｇを加えて混合する（Ｓ３１工程）。混合液を容器に充填する（Ｓ３２工程）。次に、容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ３３工程）。さらに、オクチル酸鉄と３種類のラウリン酸金属化合物とが吸着したテレフタル酸の微粉の集まりを、実施例1と同じ２重同心円筒からなる円筒の隙間に充填する（Ｓ３４工程）。次に、容器を２９０℃の熱処理炉に1分間放置し、オクチル酸鉄を熱分解する（Ｓ３５工程）。さらに、容器を３６０℃の熱処理炉に1分間放置し、３種類のラウリン酸金属化合物を熱分解する（Ｓ３６工程）。次に、容器を４１０℃の熱処理炉に２分間放置してテレフタル酸を昇華させ、昇華したテレフタル酸は回収機で回収する（Ｓ３７工程）。最後に２重同心円筒の内側の円筒を外して、発泡金属からなる容器を取り出す（Ｓ３８工程）。製作された容器は、外径が２０ｃｍで内径が１９ｃｍで厚みが５ｍｍで高さが１６ｃｍからなる円筒形状である。
次に、前記した条件で製作した容器を構成する発泡金属の観察と分析とを行なった。容器の一部を試料として切り出し、試料を実施例1と同様に電子顕微鏡によって観察した。最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面の凹凸を観察した。４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状の微粒子が、試料の表面全体を覆っていることが分かった。また、試料の断面の観察から、空孔は直径が０．１５ｍｍの球に近い形状であり、空孔と空孔との間は、粒状微粒子が１００層に近い厚みで多層構造を形成していることが分かった。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料の断面における粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。空孔の近傍は鉄原子の集まりで覆われ、鉄原子の層の外側に、ニッケル原子と銅原子とわずかな鉄原子とが均一に分散し、層の厚みが鉄原子の集まりの３倍近い厚みで存在することが確認できた。また、ニッケル原子と銅原子と鉄原子とが存在する比率は、３０対１５対１に近い比率であったため、３種類のラウリン酸金属化合物のモル濃度の比率から、多層構造の外側は、ニッケルが６５％、銅が３３％、鉄が２％の三元合金で構成されていると考えられる。
以上の試料の観察結果から、空孔と空孔との間は、４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状微粒子の集まりで充填され、鉄微粒子が２５層前後の層をなして空孔を覆い、合金微粒子は鉄微粒子の層の外側に３倍に近い層をなして鉄微粒子の層を覆い、空孔は合金微粒子によって結合されていることが確認できた。この結果、作成した発泡金属の発泡率は約８２％で、容器の密度は６ナイロン樹脂の１．５倍に近い１．６３６ｇ／ｃｍ^３になる。
この発泡金属からなる円筒容器は、ニッケルと銅と鉄とからなる三元合金（モネル４００と呼ばれる）の性質が優勢になる。このため、容器は塩水に対する耐食性があり、塩化物による応力腐食割れが発生せず、こうした腐食性物質を充填する容器になる。また、低温から５５０℃までの機械的特性に優れるため、４８０℃までの高温の腐食性物質を充填する容器に用いることができる。 Example 3
In this example, a first layer having a multilayer structure is formed by a collection of iron fine particles, and a second layer having a multilayer structure is formed by a collection of fine particles of a ternary alloy composed of nickel, copper, and iron on the outside thereof. A multi-layered structure is used to form a hole shell, and a container is manufactured from a foam metal made up of a collection of the hole shells . As the organic compound, terephthalic acid was used in the same manner as in Example 1, and the powder was pulverized as a powder having an average particle diameter of 25 μm. In addition, iron octylate was synthesized as a raw material for the iron fine particles in the same manner as in Example 1. Furthermore, nickel laurate (for example, a product of NOF Corporation) is prepared as a nickel raw material, copper laurate (for example, a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) is prepared as a copper raw material, and iron raw material is prepared. Iron laurate (for example, a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) was prepared.
FIG. 3 shows a manufacturing process for manufacturing the container. 10 mol of iron octylate, 19.5 mol of nickel laurate, 9.9 mol of copper laurate, and 0.6 mol of iron laurate are dispersed in 80 liters of n-butanol (step S30). ). To this dispersion, 1 kg of terephthalic acid fine powder is added and mixed (step S31). The mixed solution is filled into a container (step S32). Next, the container is placed in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S33). Further, a collection of fine powders of terephthalic acid adsorbed with iron octylate and three kinds of lauric acid metal compounds is filled into the gap between the cylinders of the same double concentric cylinder as in Example 1 (step S34). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose iron octylate (step S35). Further, the container is left in a heat treatment furnace at 360 ° C. for 1 minute to thermally decompose the three types of metal laurate (step S36). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 410 ° C. for 2 minutes to sublimate terephthalic acid, and the sublimated terephthalic acid is recovered by a recovery machine (step S37). Finally, the inner cylinder of the double concentric cylinder is removed, and the container made of foam metal is taken out (step S38). The manufactured container has a cylindrical shape having an outer diameter of 20 cm, an inner diameter of 19 cm, a thickness of 5 mm, and a height of 16 cm.
Next, the foam metal constituting the container manufactured under the above conditions was observed and analyzed. A part of the container was cut out as a sample, and the sample was observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1. First, the secondary electron beam between 900-1000 V of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing, and the unevenness of the sample surface was observed. It was found that granular fine particles falling within a width of 40-60 nm covered the entire surface of the sample. In addition, from the observation of the cross section of the sample, the pores have a shape close to a sphere having a diameter of 0.15 mm, and a granular structure is formed between the pores with a thickness close to 100 layers. I found out. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types and distribution states of elements constituting the granular fine particles in the cross section of the sample were analyzed. The vicinity of the vacancies is covered with a collection of iron atoms, and nickel, copper, and a few iron atoms are evenly dispersed outside the iron atom layer, and the layer thickness is nearly three times that of the iron atom cluster. It was confirmed that it exists in thickness. In addition, since the ratio of nickel atoms, copper atoms and iron atoms was a ratio close to 30 to 15: 1, from the molar concentration ratio of the three kinds of lauric acid metal compounds, the outer side of the multilayer structure was nickel. Is made of a ternary alloy of 65%, copper 33% and iron 2%.
From the observation results of the above samples, the space between the vacancies is filled with a collection of granular fine particles falling in a width of 40-60 nm, and the iron fine particles form a layer of about 25 layers to form the vacancies. The alloy fine particles covered the iron fine particle layer by forming a layer almost three times outside the iron fine particle layer, and it was confirmed that the pores were bound by the alloy fine particles. As a result, the foamed metal produced has a foaming rate of about 82%, and the density of the container is 1.636 g / cm ³ which is 1.5 times that of 6 nylon resin.
This cylindrical container made of foam metal has a superior property of a ternary alloy (called Monel 400) made of nickel, copper, and iron. For this reason, the container has corrosion resistance to salt water, and stress corrosion cracking due to chloride does not occur, and the container is filled with such a corrosive substance. Moreover, since it is excellent in mechanical properties from low temperature to 550 ° C., it can be used for containers filled with high-temperature corrosive substances up to 480 ° C.

実施例４
本実施例は、鉄微粒子の集まりで多層構造の第1層として形成し、その外側にニッケルとクロムと鉄とからなる三元合金の微粒子の集まりで多層構造の第２層を形成し、これらの多層構造で空孔の殻を構成し、この空孔の集まりからなる発泡金属で容器を製造する。有機化合物として実施例１と同様にテレフタル酸を用い、平均粒径が２５μｍの粉体として微粉化した。また、鉄微粒子の原料は、実施例1と同様にオクチル酸鉄を合成した。さらに、ニッケルの原料としてラウリン酸ニッケル（例えば、日油株式会社の製品）を用意し、鉄の原料としてラウリン酸鉄（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）を用意し、クロムの原料としてラウリン酸クロム（三津和化学薬品株式会社の試作品）を用意した。
図４に容器を製造する製造工程を示す。オクチル酸鉄の１０モルとラウリン酸ニッケルの２１．９モルとラウリン酸クロムの５．１モルとラウリン酸鉄３モルとを、８０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ４０工程）。この分散液にテレフタル酸の微粉１ｋｇを加えて混合する（Ｓ４１工程）。この混合液を容器に充填する（Ｓ４２工程）。次に、容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ４３工程）。さらに、オクチル酸鉄と３種類のラウリン酸金属化合物とが吸着したテレフタル酸の微粉の集まりを、実施例1と同じ２重同心円筒からなる円筒の隙間に充填する（Ｓ４４工程）。次に、容器を２９０℃の熱処理炉に1分間放置し、オクチル酸鉄を熱分解する（Ｓ４５工程）。さらに、容器を３６０℃の熱処理炉に1分間放置し、３種類のラウリン酸金属化合物を熱分解する（Ｓ４６工程）。次に、容器を４１０℃の熱処理炉に２分間放置してテレフタル酸を昇華させ、昇華したテレフタル酸は回収機で回収する（Ｓ４７工程）。最後に２重同心円筒の内側の円筒を外して、容器内に製造された発泡金属からなる容器を取り出す。製作された容器は、外径が２０ｃｍで内径が１９ｃｍで厚みが５ｍｍで高さが１６ｃｍからなる円筒形状である。
次に、製作した容器を構成する発泡金属の観察と分析を行なった。容器の一部を試料として切り出し、試料を実施例1と同様に電子顕微鏡によって観察した。最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面の凹凸を観察した。４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状の微粒子が、試料の表面全体を覆っていることが分かった。試料の断面の観察から、空孔は直径が０．１５ｍｍの球に近い形状であり、空孔と空孔との間は、粒状微粒子が１００層に近い厚みで多層構造を形成していることが分かった。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料の断面における粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。空孔の近傍は鉄原子の集まりで覆われ、鉄原子の層の外側に、ニッケル原子とクロム原子と鉄原子とが均一に分散し、層の厚みが鉄原子の集まりの３倍近い厚みで存在することが確認できた。またニッケル原子と銅原子と鉄原子とが存在する比率は、７対２対１に近い比率であったため、３種類のラウリン酸金属化合物のモル濃度の比率から、多層構造の外側は、ニッケルが７３％、クロムが１７％、鉄が１０％の三元合金で構成されていると考えられる。
以上に説明した電子顕微鏡による試料の観察結果から、空孔と空孔との間は、４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状微粒子の集まりで充填され、鉄微粒子が２５層前後の層をなして空孔を覆い、合金の微粒子は鉄微粒子の層の外側に３倍に近い層をなして鉄微粒子の層を覆い、空孔は合金の微粒子で結合されていることが確認できた。この結果、作成した発泡金属の発泡率は約８２％で、容器の密度は６ナイロン樹脂の１．３倍に近い１．４６８ｇ／ｃｍ^３になる。
この発泡金属からなる円筒容器は、ニッケルとクロムと鉄とからなる三元合金（インコネル６００と呼ばれる）の性質が優勢になり、大気中で１１００℃の耐熱性を持ち、水素ガスや一酸化炭素ガスの還元性ガス雰囲気では１１５０℃までの耐熱性を有し、亜硫酸ガスを含む大気中で８１５℃の耐熱性を持ち、硫化水素を含む還元性雰囲気では５３５℃の耐熱性を持ち、塩化水素に対しては５４０℃の耐熱性を持ち、塩素ガスに対して５１０℃の耐熱性を持つ。このため、高温の各種雰囲気での使用や、腐食性が強い各種液体の充填が可能になる。 Example 4
In this example, a group of iron fine particles is formed as a first layer of a multilayer structure, and a second layer of a multilayer structure is formed of a group of fine particles of a ternary alloy composed of nickel, chromium and iron on the outside thereof. A multi-layer structure is used to form a shell of pores, and a container is manufactured from a foam metal made up of a collection of pores. As the organic compound, terephthalic acid was used in the same manner as in Example 1, and the powder was pulverized as a powder having an average particle diameter of 25 μm. In addition, iron octylate was synthesized as a raw material for the iron fine particles in the same manner as in Example 1. Furthermore, nickel laurate (for example, a product of NOF Corporation) is prepared as a raw material for nickel, iron laurate (for example, a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) is prepared as a raw material for iron, and a raw material for chromium. Chromium laurate (a prototype from Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) was prepared.
FIG. 4 shows a manufacturing process for manufacturing the container. 10 mol of iron octylate, 21.9 mol of nickel laurate, 5.1 mol of chromium laurate, and 3 mol of iron laurate are dispersed in 80 liters of n-butanol (step S40). 1 kg of terephthalic acid fine powder is added to the dispersion and mixed (step S41). The mixed solution is filled into a container (step S42). Next, the container is placed in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S43). Further, a collection of fine powders of terephthalic acid adsorbed with iron octylate and three kinds of lauric acid metal compounds is filled into the gap between the cylinders of the same double concentric cylinder as in Example 1 (step S44). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose iron octylate (step S45). Further, the container is left in a heat treatment furnace at 360 ° C. for 1 minute to thermally decompose the three types of metal laurate (step S46). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 410 ° C. for 2 minutes to sublimate terephthalic acid, and the sublimated terephthalic acid is recovered by a recovery machine (step S47). Finally, the inner cylinder of the double concentric cylinder is removed, and the container made of foam metal manufactured in the container is taken out. The manufactured container has a cylindrical shape having an outer diameter of 20 cm, an inner diameter of 19 cm, a thickness of 5 mm, and a height of 16 cm.
Next, the foam metal constituting the manufactured container was observed and analyzed. A part of the container was cut out as a sample, and the sample was observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1. First, the secondary electron beam between 900-1000 V of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing, and the unevenness of the sample surface was observed. It was found that granular fine particles falling within a width of 40-60 nm covered the entire surface of the sample. From observation of the cross section of the sample, the pores have a shape close to a sphere with a diameter of 0.15 mm, and a multilayer structure is formed between the pores and the granular fine particles have a thickness close to 100 layers. I understood. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types and distribution states of elements constituting the granular fine particles in the cross section of the sample were analyzed. The vicinity of the vacancies is covered with a collection of iron atoms, nickel, chromium and iron atoms are uniformly dispersed outside the iron atom layer, and the thickness of the layer is nearly three times the thickness of the iron atom collection. It was confirmed that it existed. In addition, since the ratio of nickel atoms, copper atoms, and iron atoms was a ratio close to 7 to 2: 1, from the molar concentration ratio of the three types of metal laurate compounds, the outer side of the multilayer structure was made of nickel. It is thought to be composed of a ternary alloy of 73%, chromium 17%, and iron 10%.
From the observation result of the sample by the electron microscope described above, the space between the vacancies is filled with a collection of granular fine particles falling within a width of 40-60 nm, and the iron fine particles are about 25 layers. Then, the pores were covered, and the fine particles of the alloy formed a layer almost three times the outer side of the fine iron particles layer to cover the fine iron particles layer, and it was confirmed that the fine holes were bonded with fine particles of the alloy. As a result, the foaming rate of the prepared foamed metal is about 82%, and the density of the container is 1.468 g / cm ³ which is 1.3 times that of 6 nylon resin.
This cylindrical container made of foam metal has the advantage of a ternary alloy (called Inconel 600) made of nickel, chromium and iron, has a heat resistance of 1100 ° C. in the atmosphere, hydrogen gas and carbon monoxide It has a heat resistance of up to 1150 ° C in a reducing gas atmosphere of gas, has a heat resistance of 815 ° C in an atmosphere containing sulfurous acid gas, and has a heat resistance of 535 ° C in a reducing atmosphere containing hydrogen sulfide. Has a heat resistance of 540 ° C. and 510 ° C. of chlorine gas. For this reason, use in various high-temperature atmospheres and filling of various liquids having strong corrosive properties are possible.

実施例５
本実施例は、鉄微粒子の集まりで多層構造の第1層を形成し、その外側に鉄とニッケルとコバルトとからなる三元合金の微粒子の集まりで多層構造の第２層を形成し、これらの多層構造で空孔の殻を構成し、この空孔の集まりからなる発泡金属で容器を製造する実施例である。有機化合物として実施例１と同様にテレフタル酸を用い、平均粒径が２５μｍの粉体として微粉化した。また、鉄微粒子の原料は、実施例1と同様にオクチル酸鉄を合成した。さらに、鉄の原料としてラウリン酸鉄（例えば三津和化学薬品株式会社の製品）を用意し、ニッケルの原料としてラウリン酸ニッケル（例えば、日油株式会社の製品）を用意し、コバルトの原料としてラウリン酸コバルト（三津和化学薬品株式会社の試作品）を用意した。
図５に容器を製造する製造工程を示す。オクチル酸鉄の１０モルと、ラウリン酸鉄の１６．２モルと、ラウリン酸ニッケルの８．７モルと、ラウリン酸コバルトの５．１モルとを、８０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ５０工程）。この分散液に、テレフタル酸の微粉１ｋｇを加えて混合する（Ｓ５１工程）。この混合液を容器に充填する（Ｓ５２工程）。容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ５３工程）。さらに、オクチル酸鉄と３種類のラウリン酸金属化合物とが吸着したテレフタル酸の微粉の集まりを、実施例1と同じ２重同心円筒からなる円筒の隙間に充填する（Ｓ５４工程）。次に、容器を２９０℃の熱処理炉に1分間放置し、オクチル酸鉄を熱分解する（Ｓ５５工程）。さらに、容器を３６０℃の熱処理炉に1分間放置し、３種類のラウリン酸金属化合物を同時に熱分解する（Ｓ５６工程）。次に、容器を４１０℃の熱処理炉に２分間放置してテレフタル酸を昇華させ、昇華したテレフタル酸は回収機で回収する（Ｓ５７工程）。最後に２重同心円筒の内側の円筒を外して、容器内に製作された容器を取り出す。製作された容器は、外径が２０ｃｍで内径が１９ｃｍで厚みが５ｍｍで高さが１６ｃｍからなる円筒形状である。
次に、製作した容器を構成する発泡金属の観察と分析とを行なった。容器の一部を試料として切り出し、試料を実施例1と同様に電子顕微鏡によって観察した。最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面の凹凸を観察した。４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状の微粒子が、試料の表面全体を覆っていることが分かった。また、試料の断面の観察から、空孔は直径が０．１５ｍｍの球に近い形状であり、空孔と空孔との間は、粒状微粒子が１００層の厚みで多層構造を形成していることが分かった。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料の断面における粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。空孔の近傍は鉄原子の集まりで覆われ、鉄原子の層の外側に鉄原子とニッケル原子とコバルト原子とが均一に分散し、層の厚みが鉄原子の集まりの３倍近い厚みで存在することが確認できた。また、鉄原子とニッケル原子とコバルト原子とが存在する比率は、３対２対１に近い比率であったため、３種類のラウリン酸金属化合物のモル濃度の比率から、多層構造の外側は、鉄が５４％、ニッケルが２９％、コバルトが１７％の三元合金（コバールと呼ばれる）で構成されていると考えられる。
以上の試料の観察結果から、空孔と空孔との間は、４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状微粒子の集まりで充填され、鉄微粒子が２５層前後の層をなして空孔を覆い、合金の微粒子は鉄微粒子の層の外側に３倍に近い層をなして鉄微粒子の層を覆い、空孔は合金の微粒子で結合されていることが確認できた。この結果、作成した発泡金属の発泡率は約８２％で、容器の密度は６ナイロン樹脂の１．３倍に近い１，４４６ｇ／ｃｍ^３になる。
この発泡金属からなる円筒容器は、鉄とニッケルとコバルトとからなる三元合金の性質が優勢になる。この三元合金は、熱膨張係数が４．９−５．３×１０^−６／Ｋと小さい。このような性質を生かす高温で使用する軽量な容器として用いられる。 Example 5
In this example, a first layer of a multilayer structure is formed by a collection of iron fine particles, and a second layer of a multilayer structure is formed by a collection of fine particles of a ternary alloy composed of iron, nickel, and cobalt on the outside thereof. This is an embodiment in which a hole shell is formed of a multilayer structure and a container is made of a foam metal made of a collection of holes. As the organic compound, terephthalic acid was used in the same manner as in Example 1, and the powder was pulverized as a powder having an average particle diameter of 25 μm. In addition, iron octylate was synthesized as a raw material for the iron fine particles in the same manner as in Example 1. Furthermore, iron laurate (for example, a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) is prepared as an iron raw material, nickel laurate (for example, a product of NOF Corporation) is prepared as a nickel raw material, and laurin is used as a cobalt raw material. Cobalt acid (a prototype of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) was prepared.
FIG. 5 shows a manufacturing process for manufacturing the container. 10 moles of iron octylate, 16.2 moles of iron laurate, 8.7 moles of nickel laurate and 5.1 moles of cobalt laurate are dispersed in 80 liters of n-butanol (S50). Process). To this dispersion, 1 kg of terephthalic acid fine powder is added and mixed (step S51). The mixed solution is filled in a container (step S52). The container is put in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S53). Further, a collection of fine powders of terephthalic acid adsorbed with iron octylate and three kinds of lauric acid metal compounds is filled into the gap between the cylinders of the same double concentric cylinder as in Example 1 (step S54). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose iron octylate (step S55). Further, the container is left in a heat treatment furnace at 360 ° C. for 1 minute to thermally decompose the three types of metal laurate simultaneously (step S56). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 410 ° C. for 2 minutes to sublimate terephthalic acid, and the sublimated terephthalic acid is recovered by a recovery machine (step S57). Finally, the cylinder inside the double concentric cylinder is removed, and the container manufactured in the container is taken out. The manufactured container has a cylindrical shape having an outer diameter of 20 cm, an inner diameter of 19 cm, a thickness of 5 mm, and a height of 16 cm.
Next, observation and analysis of the foam metal constituting the manufactured container were performed. A part of the container was cut out as a sample, and the sample was observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1. First, the secondary electron beam between 900-1000 V of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing, and the unevenness of the sample surface was observed. It was found that granular fine particles falling within a width of 40-60 nm covered the entire surface of the sample. In addition, from observation of the cross section of the sample, the pores have a shape close to a sphere having a diameter of 0.15 mm, and the particulate fine particles form a multilayer structure with a thickness of 100 layers between the pores. I understood that. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types and distribution states of elements constituting the granular fine particles in the cross section of the sample were analyzed. The vicinity of the vacancies is covered with a group of iron atoms, and iron, nickel, and cobalt atoms are evenly distributed outside the layer of iron atoms, and the thickness of the layer is nearly three times that of the group of iron atoms. I was able to confirm. In addition, since the ratio of iron atoms, nickel atoms, and cobalt atoms was a ratio close to 3 to 2 to 1, from the molar concentration ratio of the three types of lauric acid metal compounds, Is composed of a ternary alloy (called Kovar) of 54%, nickel 29%, and cobalt 17%.
From the observation results of the above samples, the space between the vacancies is filled with a collection of granular fine particles falling in a width of 40-60 nm, and the iron fine particles form a layer of about 25 layers to form the vacancies. The alloy fine particles covered the iron fine particle layer by forming a layer almost three times outside the iron fine particle layer, and it was confirmed that the pores were bound by the alloy fine particles. As a result, the foamed metal produced has a foaming rate of about 82%, and the density of the container is 1,446 g / cm ³ which is 1.3 times that of 6 nylon resin.
The cylindrical container made of the foam metal has the advantage of the properties of the ternary alloy made of iron, nickel and cobalt. This ternary alloy has a thermal expansion coefficient as small as 4.9-5.3 × 10 ⁻⁶ / K. It is used as a lightweight container that can be used at high temperatures that take advantage of these properties.

実施例６
本実施例は、鉄微粒子の集まりで多層構造の第1層を形成し、その外側に鉄とニッケルとからなる二元合金の微粒子の集まりで多層構造の第２層を形成し、これらの多層構造で空孔の殻を構成し、この空孔の集まりからなる発泡金属で容器を製造する実施例である。有機化合物として実施例１と同様にテレフタル酸を用い、平均粒径が２５μｍの粉体として微粉化した。また、鉄微粒子の原料は、オクチル酸鉄を合成した。さらに、鉄の原料としてラウリン酸鉄（例えば三津和化学薬品株式会社の製品）を用意し、ニッケルの原料としてラウリン酸ニッケル（例えば、日油株式会社の製品）を用意した。
図６に容器を製造する製造工程を示す。オクチル酸鉄の１０モルと、ラウリン酸鉄の１９．２モルと、ラウリン酸ニッケルの１０．８モルとを、８０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ６０工程）。この分散液に、テレフタル酸の微粉１ｋｇを加えて混合する（Ｓ６１工程）。この混合液を容器に充填する（Ｓ６２工程）。容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ６３工程）。さらに、オクチル酸鉄と２種類のラウリン酸金属化合物とが吸着したテレフタル酸の微粉の集まりを、実施例1と同じ２重同心円筒からなる円筒の隙間に充填する（Ｓ６４工程）。次に、容器を２９０℃の熱処理炉に1分間放置し、オクチル酸鉄を熱分解する（Ｓ６５工程）。さらに容器を３６０℃の熱処理炉に1分間放置し、２種類のラウリン酸金属化合物鉄を同時に熱分解する（Ｓ６６工程）。次に、容器を４１０℃の熱処理炉に２分間放置してテレフタル酸を昇華させ、昇華したテレフタル酸は回収機で回収する（Ｓ６７工程）。最後に２重同心円筒の内側の円筒を外して、容器内に製作された発泡金属からなる容器を取り出す。製作された容器は、実施例1と同じ形状で、外径が２０ｃｍで内径が１９ｃｍで厚みが５ｍｍで高さが１６ｃｍからなる円筒形状である。
次に、製作した容器を構成する発泡金属の観察と分析とを行なった。容器の一部を試料として切り出し、試料を実施例1と同様に電子顕微鏡で観察した。最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面の凹凸を観察した。４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状微粒子が、試料の表面全体を覆っていることが分かった。また、試料の断面の観察から、空孔は直径が０．１５ｍｍの球に近い形状であり、空孔と空孔との間は、粒状微粒子が１００層に近い厚みで多層構造を形成していることが分かった。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料の断面における粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。空孔の近傍は鉄原子の集まりで覆われ、鉄原子の層の外側に鉄原子とニッケル原子とが均一に分散し、層の厚みが鉄原子の集まりの３倍近い厚みで存在することが確認できた。また、鉄原子とニッケル原子とが存在する比率は、２対１に近い比率であったため、２種類のラウリン酸金属化合物のモル濃度の比率から、多層構造の外側は、鉄が６４％、ニッケルが３６％の二元合金(インバーと呼ばれる)で構成されていると考えられる。
以上の試料の観察結果から、空孔と空孔との間は、４０−６０ｎｍの大きさの幅に入る粒状微粒子の集まりで充填され、鉄微粒子が２５層前後の層をなして空孔を覆い、合金の微粒子は鉄微粒子の層の外側に３倍に近い層をなして鉄微粒子の層を覆い、空孔は合金の微粒子で結合されていることが確認できた。この結果、作成した発泡金属の発泡率は約８２％で、容器の密度は6ナイロンの１．３に近い１．４３５ｇ／ｃｍ^３になる。
この発泡金属からなる円筒容器は、鉄とニッケルとからなる二元合金の性質が優勢になる。この二元合金は、熱膨張係数が１．７−２．０×１０^−６／Ｋ と極めて小さい。このような性質を生かす高温で使用する軽量な容器として用いられる。
以上、実施例３−６に、鉄微粒子の集まりで多層構造の第1層を形成し、その外側に三元合金ないしは二元合金の微粒子の集まりで多層構造の第２層を形成し、これらの多層構造で空孔の殻を構成し、この空孔の集まりからなる発泡金属で容器を製造する実施例を説明したが、第２層が実施例で示した三元合金ないしは二元合金に限られることはない。ラウリン酸金属化合物もオクチル酸金属化合物と同様に、様々な金属からなるラウリン酸金属化合物が容易に合成できるので、様々な金属を組成として持つ三元合金ないしは二元合金の微粒子によって多層構造の第２層が形成できる。このように、金属微粒子の原料が、合成が容易で安価なカルボン酸金属化合物であるため、様々な金属と様々な合金の組み合わせからなる発泡金属の容器が容易に製造でき、様々な性質を持つ発泡金属からなる容器が安価に製造できる。さらに、製造される容器の形状は、複数種類のカルボン酸金属化合物が吸着したテレフタル酸の微粉の集まりを充填する容器の形状を反映する。テレフタル酸が微粉であるため、容器の間隙に微粉を充填することは容易であり、様々な形状を有する発泡金属からなる容器が製造できる。さらに、容器を構成する発泡金属の発泡率は、テレフタル酸の微粉の大きさで如何様にも変えられ、この結果、容器の密度が変えられる。 Example 6
In this embodiment, a first layer having a multilayer structure is formed by a collection of iron fine particles, and a second layer having a multilayer structure is formed by a collection of fine particles of a binary alloy composed of iron and nickel on the outside thereof. This is an embodiment in which a hole shell is formed by a structure, and a container is manufactured from a foam metal made of a collection of holes. As the organic compound, terephthalic acid was used in the same manner as in Example 1, and the powder was pulverized as a powder having an average particle diameter of 25 μm. Further, iron octylate was synthesized as a raw material for the iron fine particles. Furthermore, iron laurate (for example, a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) was prepared as a raw material for iron, and nickel laurate (for example, a product of NOF Corporation) was prepared as a raw material for nickel.
FIG. 6 shows a manufacturing process for manufacturing the container. 10 mol of iron octylate, 19.2 mol of iron laurate, and 10.8 mol of nickel laurate are dispersed in 80 liters of n-butanol (step S60). To this dispersion, 1 kg of terephthalic acid fine powder is added and mixed (step S61). This mixed solution is filled in a container (step S62). The container is placed in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S63). Further, a collection of fine powders of terephthalic acid adsorbed with iron octylate and two kinds of metal laurate is filled in the gap between the cylinders of the same double concentric cylinder as in Example 1 (step S64). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose iron octylate (step S65). Further, the container is left in a heat treatment furnace at 360 ° C. for 1 minute to thermally decompose the two types of metal laurate iron simultaneously (step S66). Next, the container is left in a heat treatment furnace at 410 ° C. for 2 minutes to sublimate terephthalic acid, and the sublimated terephthalic acid is recovered by a recovery machine (step S67). Finally, the inner cylinder of the double concentric cylinder is removed, and the container made of the foam metal produced in the container is taken out. The manufactured container has the same shape as Example 1, and has a cylindrical shape with an outer diameter of 20 cm, an inner diameter of 19 cm, a thickness of 5 mm, and a height of 16 cm.
Next, observation and analysis of the foam metal constituting the manufactured container were performed. A part of the container was cut out as a sample, and the sample was observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1. First, the secondary electron beam between 900-1000 V of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing, and the unevenness of the sample surface was observed. It was found that granular fine particles falling in a width of 40-60 nm covered the entire surface of the sample. In addition, from the observation of the cross section of the sample, the pores have a shape close to a sphere having a diameter of 0.15 mm, and a granular structure is formed between the pores with a thickness close to 100 layers. I found out. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types and distribution states of elements constituting the granular fine particles in the cross section of the sample were analyzed. The vicinity of the vacancies is covered with a group of iron atoms, and iron and nickel atoms are uniformly dispersed outside the layer of iron atoms, and the thickness of the layer is approximately three times as thick as the group of iron atoms. It could be confirmed. In addition, since the ratio of iron atoms to nickel atoms was a ratio close to 2: 1, from the ratio of the molar concentration of the two types of metal laurate compounds, 64% iron and nickel outside the multilayer structure Is composed of 36% binary alloy (called Invar).
From the observation results of the above samples, the space between the vacancies is filled with a collection of granular fine particles falling in a width of 40-60 nm, and the iron fine particles form a layer of about 25 layers to form the vacancies. The alloy fine particles covered the iron fine particle layer by forming a layer almost three times outside the iron fine particle layer, and it was confirmed that the pores were bound by the alloy fine particles. As a result, the foaming rate of the produced foam metal is about 82%, and the density of the container is 1.435 g / cm ³ which is close to 1.3 of 6 nylon.
This cylindrical container made of foam metal has the advantage of a binary alloy made of iron and nickel. This binary alloy has an extremely small thermal expansion coefficient of 1.7-2.0 × 10 ⁻⁶ / K. It is used as a lightweight container that can be used at high temperatures that take advantage of these properties.
As described above, in Example 3-6, the first layer of the multilayer structure is formed by the collection of the iron fine particles, and the second layer of the multilayer structure is formed by the collection of the fine particles of the ternary alloy or the binary alloy on the outside thereof. In the above embodiment, the shell of the hole is constituted by the multilayer structure of the above, and the container is manufactured by the foam metal composed of the collection of the hole. However, the second layer is formed by the ternary alloy or the binary alloy shown in the embodiment. There is no limit. Similarly to the octylate metal compound, the laurate metal compound can be easily synthesized from various metal laurate compounds. Therefore, the lauric acid metal compound has a multilayer structure composed of fine particles of a ternary alloy or a binary alloy containing various metals. Two layers can be formed. Thus, since the raw material of the metal fine particles is a carboxylic acid metal compound that is easy to synthesize and inexpensive, it is possible to easily produce foam metal containers made of combinations of various metals and various alloys and have various properties. A container made of foam metal can be manufactured at low cost. Further, the shape of the manufactured container reflects the shape of the container filled with a collection of fine powders of terephthalic acid adsorbed with a plurality of types of metal carboxylates. Since terephthalic acid is a fine powder, it is easy to fill the gap between the containers with the fine powder, and containers made of foam metal having various shapes can be manufactured. Furthermore, the expansion ratio of the foam metal constituting the container can be changed in any way depending on the size of the fine powder of terephthalic acid, and as a result, the density of the container can be changed.

実施例７
本実施例は、実施例1に基づいて製作した容器の表面に、マグネタイト微粒子の集まりを析出させ、マグネタイト微粒子を容器の表面に満遍なく磁気吸着させた実施例である。マグネタイトの原料となるナフテン酸鉄Ｆｅ（Ｃ_６Ｈ_５ＣＯＯ）_２は、金属石鹸として市販されているナフテン酸鉄(例えば、東栄化工株式会社の製品)を用いた。
図７に容器を製造する製造工程を示す。最初に、実施例１に基づいて発泡金属からなる容器を製作する（Ｓ７０工程）。次に、ナフテン酸鉄の０．１モルを、１０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ７１工程）。この分散液を容器に充填し、発泡金属からなる容器の集まりを分散液に浸漬する（Ｓ７２工程）。さらに、容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ７３工程）。次に、容器を熱処理炉に入れ、熱処理炉の温度を１０℃／分の昇温速度で３００℃まで昇温し、３００℃に１０分間放置して、ナフテン酸鉄をナフテン酸と酸化鉄ＦｅＯに熱分解する（Ｓ７４工程）。熱分解によって生成されたナフテン酸は気化し、気化したナフテン酸は回収機で回収した。この後、３００℃から１℃／分の昇温速度で３５０℃まで昇温し、３５０℃に３０分間放置して、熱分解で生成された酸化鉄ＦｅＯをマグネタイトＦｅ_３Ｏ_４に酸化させた（Ｓ７５工程）。最後に、容器から発泡金属からなる容器の集まりを取り出す（Ｓ７６工程）。
次に、製作した容器の一部を試料として取り出し、試料の観察を行ない、目的とするマグネタイト微粒子が確実に容器の表面に満遍なく磁気吸着されているかを観察した。試料表面は電子顕微鏡で観察した。反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い試料表面の凹凸を観察した。試料には、極めて多数の４０−６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が、試料の表面全体に満遍なく形成されていることが確認できた。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料表面に吸着した粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。鉄原子、酸素原子の双方が表面に均一に存在し、特段に偏在する箇所が見られなかったため、酸化鉄からなる粒状微粒子であることが確認できた。さらに極低加速電圧ＳＥＭの機能にＥＢＳＰ解析機能を付加し、結晶構造の解析を行なった。この結果から、試料表面に形成された粒状微粒子がマグネタイトＦｅ_３Ｏ_４であることが確認できた。なお、ＥＢＳＰ解析機能とは、試料に電子線を照射したとき、反射電子が試料中の原子面によって回折されることによってバンド状のパターンを形成し、このバンドの対称性が結晶系に対応し、バンドの間隔が原子面間隔に対応するため、このパターンを解析することで、結晶方位や結晶系が測定できる。
以上に説明した試料の観察結果から、容器の表面全体にマグネタイトの粒状微粒子が磁気吸着している事実が確認できた。この結果から、前記で説明した条件でナフテン酸鉄を大気中で熱処理することで、容器の表面にマグネタイト微粒子が満遍なく磁気吸着する。容器の表面がマグネタイト微粒子で覆われるため、マグネタイトの性質に基づき、容器の耐食性が向上する。 Example 7
In this example, a collection of magnetite fine particles was deposited on the surface of the container manufactured based on Example 1, and the magnetite fine particles were evenly magnetically adsorbed on the surface of the container. As iron naphthenate Fe (C ₆ H ₅ COO) ₂ used as a raw material for magnetite, iron naphthenate commercially available as a metal soap (for example, a product of Toei Chemical Co., Ltd.) was used.
FIG. 7 shows a manufacturing process for manufacturing the container. First, a container made of foam metal is manufactured based on Example 1 (Step S70). Next, 0.1 mol of iron naphthenate is dispersed in 10 liters of n-butanol (step S71). The dispersion is filled in a container, and a collection of containers made of foam metal is immersed in the dispersion (step S72). Further, the container is placed in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S73). Next, the container is put into a heat treatment furnace, the temperature of the heat treatment furnace is increased to 300 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min, and left at 300 ° C. for 10 minutes to convert iron naphthenate into naphthenic acid and iron oxide FeO. Is pyrolyzed (step S74). Naphthenic acid produced by pyrolysis was vaporized, and the vaporized naphthenic acid was recovered by a recovery machine. Thereafter, the temperature was raised from 300 ° C. to 350 ° C. at a rate of 1 ° C./min and left at 350 ° C. for 30 minutes to oxidize iron oxide FeO generated by pyrolysis to magnetite Fe ₃ O ₄ . (Step S75). Finally, a collection of containers made of foam metal is taken out from the container (step S76).
Next, a part of the manufactured container was taken out as a sample, and the sample was observed to observe whether the target magnetite fine particles were reliably magnetically adsorbed uniformly on the surface of the container. The sample surface was observed with an electron microscope. A secondary electron beam between 900-1000 V of the reflected electron beam was taken out and image processing was performed to observe the irregularities on the sample surface. It was confirmed that an extremely large number of granular fine particles having a size of 40-60 nm were uniformly formed on the entire surface of the sample. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types of elements constituting the particulate particles adsorbed on the sample surface and their distribution states were analyzed. Both iron atoms and oxygen atoms were present uniformly on the surface, and no particularly uneven locations were found, so it was confirmed that they were granular fine particles made of iron oxide. Furthermore, an EBSP analysis function was added to the function of the extremely low acceleration voltage SEM, and the crystal structure was analyzed. From this result, it was confirmed that the particulate fine particles formed on the sample surface were magnetite Fe ₃ O ₄ . The EBSP analysis function means that when a sample is irradiated with an electron beam, reflected electrons are diffracted by the atomic plane in the sample to form a band-like pattern, and the symmetry of this band corresponds to the crystal system. Since the band interval corresponds to the atomic plane interval, the crystal orientation and the crystal system can be measured by analyzing this pattern.
From the observation results of the samples described above, it was confirmed that the magnetite granular fine particles were magnetically adsorbed on the entire surface of the container. From this result, magnetite fine particles are uniformly magnetically adsorbed on the surface of the container by heat-treating iron naphthenate in the air under the conditions described above. Since the surface of the container is covered with the magnetite fine particles, the corrosion resistance of the container is improved based on the properties of the magnetite.

実施例８
本実施例は、実施例1に基づいて製作した容器の表面に、マグヘマイト微粒子の集まりを析出させ、マグヘマイト微粒子を容器の表面に満遍なく磁気吸着させた実施例である。マグヘマイトの原料は、実施例7と同じナフテン酸鉄Ｆｅ（Ｃ_６Ｈ_５ＣＯＯ）_２を用いた。
図８に容器を製造する製造工程を示す。最初に、実施例１に基づいて発泡金属からなる容器を製作する（Ｓ８０工程）。次に、ナフテン酸鉄の０．１モルを、１０リットルのｎ−ブタノールに分散する（Ｓ８１工程）。この分散液を容器に充填し、発泡金属からなる容器の集まりを分散液に浸漬する（Ｓ８２工程）。さらに、容器を１２０℃の熱処理炉に入れてｎ−ブタノールを気化し、気化したｎ−ブタノールは回収機で回収する（Ｓ８３工程）。次に、容器を熱処理炉に入れ、熱処理炉の温度を１０℃／分の昇温速度で３００℃まで昇温し、さらに３００℃に１０分間放置して、ナフテン酸鉄をナフテン酸と酸化鉄ＦｅＯに熱分解した（Ｓ８４工程）。熱分解によって生成されたナフテン酸は気化し、気化したナフテン酸は回収機で回収した。この後、熱処理炉を３００℃から1℃／分の昇温速度で４００℃まで昇温し、４００℃に３０分間放置して、熱分解で生成された酸化鉄ＦｅＯをマグへマイトγ−Ｆｅ_２Ｏ_３に酸化させた（Ｓ８５工程）。最後に、容器から発泡金属の容器の集まりを取り出す。
次に、製作した容器の一部を試料として取り出し、試料の観察を行ない、目的とするマグへマイト微粒子が確実に容器の表面に満遍なく磁気吸着されているかを、電子顕微鏡で観察した。反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面の凹凸を観察した。試料には、極めて多数の４０−６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が、試料の表面全体に満遍なく形成されていることが確認できた。次に、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料表面に吸着した粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。鉄原子と酸素原子の双方が表面に均一に存在し、特段に偏在する箇所が見られなかったため、酸化鉄からなる粒状微粒子であることが確認できた。さらに極低加速電圧ＳＥＭの機能にＥＢＳＰ解析機能を付加し、結晶構造の解析を行なった。この結果から、試料表面に形成された粒状微粒子がマグへマイトγ−Ｆｅ_２Ｏ_３であることが確認できた。
以上に説明した試料の観察結果から、容器の表面全体にマグヘマイトの粒状微粒子が満遍なく磁気吸着している事実が確認できた。この結果から、前記した条件でナフテン酸鉄を大気中で熱処理すると、容器の表面にマグヘマイト微粒子が満遍なく磁気吸着する。容器の表面がマグヘマイト微粒子で覆われるため、マグヘマイトの性質に基づき、容器の耐食性が増大する。
以上、実施例７および８に、実施例１に基づいて製造した容器の表面を、鉄の酸化物で強磁性の性質を持つマグネタイトないしはマグヘマイトからなる微粒子で覆う実施例を示した。鉄の酸化物からなる微粒子で覆う容器は、実施例１に限られることはない。実施例２から６の容器も強磁性の性質を持つため、鉄の酸化物からなる微粒子の集まりを磁気吸着させることができ、これによって、容器の耐食性が向上する。 Example 8
In this example, a collection of maghemite fine particles was deposited on the surface of the container manufactured based on Example 1, and the maghemite fine particles were evenly magnetically adsorbed on the surface of the container. As the raw material of maghemite, the same iron naphthenate Fe (C ₆ H ₅ COO) ₂ as in Example 7 was used.
FIG. 8 shows a manufacturing process for manufacturing the container. First, a container made of foam metal is manufactured based on Example 1 (step S80). Next, 0.1 mol of iron naphthenate is dispersed in 10 liters of n-butanol (step S81). The dispersion is filled in a container, and a collection of containers made of foam metal is immersed in the dispersion (step S82). Further, the container is placed in a heat treatment furnace at 120 ° C. to vaporize n-butanol, and the vaporized n-butanol is recovered by a recovery machine (step S83). Next, the container is placed in a heat treatment furnace, the temperature of the heat treatment furnace is increased to 300 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min, and is further allowed to stand at 300 ° C. for 10 minutes, whereby iron naphthenate is converted to naphthenic acid and iron oxide. Thermal decomposition into FeO (step S84). Naphthenic acid produced by pyrolysis was vaporized, and the vaporized naphthenic acid was recovered by a recovery machine. Thereafter, the temperature of the heat treatment furnace is increased from 300 ° C. to 400 ° C. at a rate of 1 ° C./min, and left at 400 ° C. for 30 minutes to convert the iron oxide FeO generated by pyrolysis into maghemite γ-Fe. Oxidized to ₂ O ₃ (step S85). Finally, the metal foam container collection is removed from the container.
Next, a part of the manufactured container was taken out as a sample, and the sample was observed, and it was observed with an electron microscope whether the target maghemite fine particles were evenly magnetically adsorbed on the surface of the container. A secondary electron beam between 900 and 1000 V of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing, and the unevenness of the sample surface was observed. It was confirmed that an extremely large number of granular fine particles having a size of 40-60 nm were uniformly formed on the entire surface of the sample. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types of elements constituting the particulate particles adsorbed on the sample surface and their distribution states were analyzed. Since both iron atoms and oxygen atoms were uniformly present on the surface and no particularly uneven locations were found, it was confirmed that the particles were granular fine particles made of iron oxide. Furthermore, an EBSP analysis function was added to the function of the extremely low acceleration voltage SEM, and the crystal structure was analyzed. From this result, it was confirmed that the particulate fine particles formed on the sample surface were maghemite γ-Fe ₂ O ₃ .
From the observation results of the samples described above, it was confirmed that the granular fine particles of maghemite were evenly magnetically adsorbed on the entire surface of the container. From this result, when heat-treating iron naphthenate in the air under the above-described conditions, maghemite fine particles are uniformly magnetically adsorbed on the surface of the container. Since the surface of the container is covered with maghemite fine particles, the corrosion resistance of the container is increased based on the properties of maghemite.
As described above, Examples 7 and 8 show examples in which the surface of the container manufactured based on Example 1 is covered with fine particles made of magnetite or maghemite having an iron oxide and ferromagnetic properties. The container covered with fine particles of iron oxide is not limited to the first embodiment. Since the containers of Examples 2 to 6 also have ferromagnetic properties, a collection of fine particles made of iron oxide can be magnetically adsorbed, thereby improving the corrosion resistance of the container.

Claims (5)

第一の金属と第二の金属とからなる２種類の金属の粒状微粒子の集まりが空孔の殻を形成し、前記第二の金属の粒状微粒子同士の金属結合で前記空孔の殻同士が接合された該空孔の殻の集合体である発泡金属からなる容器を製造する方法は、
熱分解で磁性を有する金属が析出する第一の有機金属化合物と、熱分解で金属を析出する熱分解温度が前記第一の有機金属化合物の熱分解温度より高い第二の有機金属化合物とを、アルコールに分散して分散液を作成する第一の製造工程と、前記アルコールの沸点より融点が高い第一の性質と、前記第二の有機金属化合物の熱分解温度より気化点が高い第二の性質とを兼備する有機化合物の粉体の集まりを前記分散液に投入し、該有機化合物の粉体の集まりと前記分散液とからなる混合物を作成する第二の製造工程と、該混合物を第一の容器に充填する第三の製造工程と、前記第一の容器を前記アルコールの沸点に昇温する第四の製造工程と、前記第一の容器内に充填されている充填物を第二の容器に充填する第五の製造工程と、前記第二の容器を大気雰囲気で前記第一の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温する第六の製造工程と、前記第二の容器を大気雰囲気で前記第二の有機金属化合物が熱分解する温度に昇温する第七の製造工程と、前記第二の容器を大気雰囲気で前記有機化合物の気化点を超える温度に昇温する第八の製造工程とからなる、これら８つの製造工程を連続して実施する製造方法によって、第一の金属と第二の金属とからなる２種類の金属の粒状微粒子の集まりが空孔の殻を形成し、前記第二の金属の粒状微粒子同士の金属結合で前記空孔の殻同士が接合された該空孔の殻の集合体である発泡金属で構成された容器が、前記第二の容器内に該容器の形状を反映した容器として製造される、発泡金属からなる容器の製造方法。 A collection of two kinds of granular fine particles of the first metal and the second metal forms a vacancy shell, and the vacancy shells are formed by a metal bond between the granular fine particles of the second metal. A method of manufacturing a container made of a foam metal that is an aggregate of the shells of the joined pores ,
A first organic metal compound a metal having a magnetic thermal decomposition is precipitated, an organic metal compound high second than the thermal decomposition temperature of the pyrolysis temperature to deposit metal is the first organic metal compound by thermal decomposition a first manufacturing step of creating a dispersion dispersed in an alcohol, a first property is a higher melting point than the boiling point of the alcohol, a high vaporization point than the thermal decomposition temperature before Symbol second organometallic compound a second manufacturing step to create a second collections of powder of an organic compound having both a property was added to the dispersion, a mixture consisting of a collection of the powder of the organic compound with the dispersion, a third manufacturing step of filling the mixture into a first container, a fourth fabrication step of heating the first container to the boiling point of the alcohol, is filled in the first container a fifth manufacturing step of filling the filler in a second container, the second Vessels and sixth manufacturing process the first organic metal compound in an air atmosphere to raise the temperature to thermally decompose temperature, the second container to the second organic metal compound is thermally decomposed temperature in an air atmosphere These eight manufacturing steps comprising the seventh manufacturing step for raising the temperature and the eighth manufacturing step for raising the temperature of the second container to a temperature exceeding the vaporization point of the organic compound in the atmosphere are continuously performed. Depending on the manufacturing method to be carried out, a collection of particulate fine particles of two kinds of metal consisting of a first metal and a second metal forms a shell of pores, and the metal bonds between the particulate fine particles of the second metal shells each other holes are composed of a metal foam which is an aggregate of the shell of the air holes joined container is produced as a container that reflects the shape of the container to the second container, foamed A method for producing a container made of metal. 請求項１に記載した発泡金属からなる容器の製造方法において、請求項１に記載した第二の有機金属化合物が、同一の有機酸が異なる金属イオンに共有結合する複数種類の有機金属化合物である、請求項１に記載した発泡金属からなる容器の製造方法。 In the method for manufacturing a container made of metal foam according to claim 1, the second organic metal compound as claimed in claim 1, are a plurality of types of the organometallic compound identical organic acid is covalently linked to a different metal ion A method for producing a container made of a foam metal according to claim 1 . 請求項１または請求項２に記載した発泡金属からなる容器の製造方法において、前記有機金属化合物が、カルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンと共有結合で結合する第一の特徴と、カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物である、請求項１または請求項２に記載した発泡金属からなる容器の製造方法。 The method for producing a container made of a foam metal according to claim 1 or 2, wherein the organometallic compound has a first feature in which an oxygen ion constituting a carboxyl group is covalently bonded to a metal ion, and a carboxylic acid. There Ru metal carboxylate compound der having both a second feature consisting of saturated fatty acids, a method of manufacturing a container made of metal foam according to claim 1 or請 Motomeko 2. 請求項１または請求項２に記載した発泡金属からなる容器の製造方法において、前記有機化合物が、飽和脂肪酸ないしは芳香族カルボン酸ないしは多環芳香族炭化水素からなるいずれかの有機化合物である、請求項１または請求項２に記載した発泡金属からなる容器の製造方法。 In the method for manufacturing a container made of metal foam according to claim 1 or claim 2, wherein the organic compound is Ru or organic compounds der consisting of saturated fatty acids or aromatic carboxylic acids or polycyclic aromatic hydrocarbons, The manufacturing method of the container which consists of a metal foam of Claim 1 or Claim 2 . 大気雰囲気での熱処理で酸化鉄ＦｅＯを析出する有機鉄化合物を、アルコールに分散して分散液を作成する第一の製造工程と、該分散液を容器に充填する第二の製造工程と、請求項１ないしは請求項２に記載した製造方法で製造した発泡金属からなる容器の集まりを、前記分散液に浸漬する第三の製造工程と、分散液が充填された前記容器を前記アルコールの沸点に昇温する第四の製造工程と、分散液が充填された前記容器を大気雰囲気で前記有機鉄化合物が熱分解する温度に昇温する第五の製造工程と、分散液が充填された前記容器を大気雰囲気で、前記有機鉄化合物の熱分解で析出した酸化鉄ＦｅＯが、磁性を有する金属酸化物であるマグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしはマグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ に酸化される温度に昇温する第六の製造工程とからなる、これら６つの製造工程を連続して実施する製造方法によって、請求項１ないしは請求項２に記載した製造方法で製造した発泡金属からなる容器の表面に、前記マグネタイトＦｅ _３ Ｏ _４ ないしは前記マグヘマイトγ−Ｆｅ _２ Ｏ _３ からなる粒状微粒子の集まりが磁気吸着した、発泡金属からなる容器が製造される、発泡金属からなる容器の製造方法。 A first manufacturing process for preparing a dispersion by dispersing an organic iron compound in which iron oxide FeO is precipitated by heat treatment in an atmospheric atmosphere in alcohol; a second manufacturing process for filling the container with the dispersion; and a collection container made of metal foam was prepared by the method described in claim 1 or claim 2, a third manufacturing step of immersing the dispersion, the vessel dispersion was filled to the boiling point of the alcohol A fourth manufacturing step for raising the temperature; a fifth manufacturing step for raising the temperature of the container filled with the dispersion to a temperature at which the organic iron compound is thermally decomposed in an air atmosphere; and the vessel filled with the dispersion. Is heated to a temperature at which iron oxide FeO deposited by thermal decomposition of the organic iron compound is oxidized to magnetite Fe ₃ O ₄ or maghemite γ-Fe ₂ O ₃ which is a magnetic metal oxide. Sixth Comprising a granulation step, the manufacturing method of performing in succession these six manufacturing process, the surface of the container made of metal foam was prepared by the method of claim 1 or claim 2, wherein the magnetite Fe ₃ O ₄ or a collection of granular particles consisting of the maghemite γ-Fe ₂ O ₃ is magnetically attracted, container made of metal foam is manufactured, a manufacturing method of a container made of metal foam.

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