JP6716296B2

JP6716296B2 - 多孔体複合部材

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Publication number: JP6716296B2
Application number: JP2016047689A
Authority: JP
Inventors: 勝哉高岡; 和浩黒澤; 邦治田中; 高木　保宏; 保宏高木
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2020-07-01
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: JP2017160095A

Description

本発明は、多孔体と金属部材とが界面接合層を介して接合された多孔体複合部材に関する。

セラミックス製の多孔体は、耐熱性や対薬品性、吸音性等の機能に優れており、耐火部材や断熱材、触媒担持部材、吸音部材等の様々な用途で使用されている。また、連通気孔を有する場合には流体を通過させるので、気体や液体等のフィルター部材としても利用される。

セラミックス製の多孔体は、金属部材に接合した多孔体複合部材の形態で利用される場合も多い。但し、この場合には、多孔体と接合部材（例えばガラス）と金属部材の間の熱膨張係数の差に起因して、昇温時に接合状態が破壊されてしまう可能性がある。特許文献１，２には、この点を考慮して、多孔体の熱膨張係数に近いガラスを選択する技術が記載されている。

特開昭５９−１９４８３６号公報特開昭６１−９１０７４号公報

しかしながら、上述した従来技術でも必ずしも十分な接合強度が得られない場合があり、また、材料選択の余地も少ないという問題があった。また、多孔体複合部材に対しては接合強度以外の機械的強度についても向上させたいという要望があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、セラミックス製の多孔体と金属部材とが界面接合層を介して接合された多孔体複合部材が提供される。前記多孔体は、連通する多数の気孔を有し、その気孔率が３２％以上９６％以下である。前記界面接合層は、ガラスで形成された酸化物相と、セラミックス繊維との複合物であり、前記多孔体は、酸化物製の多孔質基材と、前記多孔質基材を補強する繊維状物質とを備える繊維強化多孔体であり、前記繊維状物質は、前記多孔質基材の気孔を充填すること無く前記気孔の壁面に層状に密着した繊維強化層として形成されており、前記繊維強化多孔体は、前記繊維強化多孔体の表面に存在する表層部分と、前記表層部分の下に存在する本体部分とを有し、前記表層部分と前記本体部分のそれぞれは前記多孔質基材と前記繊維状物質とを含み、前記表層部分における前記繊維状物質の含有量が前記本体部分における前記繊維状物質の含有量よりも多いことを特徴とする。
この多孔体複合部材は、多孔体の気孔率が３２％以上９６％以下であって金属部材との界面に接する多孔体の骨格の面積が小さく、両者の間に熱膨張差による大きな歪みが発生しにくいので、昇温時にも接合状態を維持しやすい。また、多孔体と金属部材とを接合する界面接合層が、酸化物相とセラミックス繊維との複合物なので、昇温時にも強固な接合状態を維持することができる。この結果、十分な接合強度を得ることが可能である。また、繊維強化多孔体の表層部分における繊維状物質の含有量を本体部分よりも多くすることによって、耐衝撃性などの機械的強度を高めることができる。また、本体部分の一部が破損した場合でも多孔体全体の形状を維持することが可能となる。

（２）上記多孔体複合部材において、前記多孔体の平均厚みが３ｍｍ以上４０ｍｍ以下であるものとしてもよい。
この構成によれば、十分な接合強度を確保することが容易である。一方、多孔体の平均厚みがこの範囲を外れると、昇温時に熱膨張差によって接合強度が過度に低下する可能性がある。

（３）上記多孔体複合部材において、前記多孔体は、酸化物製の多孔質基材と、前記多孔質基材を補強する繊維状物質とを備える繊維強化多孔体である。前記繊維状物質は、前記多孔質基材の気孔を充填すること無く前記気孔の壁面に層状に密着した繊維強化層として形成されているものとしてもよい。
この構成によれば、繊維状物質が気孔の壁面に層状に堆積した繊維強化層として形成されているので、多孔質基材の気孔を充填すること無く多孔体の機械的強度を高めることができる。

（４）上記多孔体複合部材において、前記繊維強化層は、前記繊維状物質を前記気孔の壁面に接合する接合相を含み、前記接合相は、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏの内の少なくとも２つ元素の酸化物を含むものとしてもよい。
この構成によれば、接合相によって繊維状物質を多孔質基材の気孔の壁面に強固に密着させることができるので、機械的強度を高めることができる。

（５）上記多孔体複合部材において、前記繊維強化多孔体の表面に存在する表層部分における前記繊維状物質の含有量が、前記表層部分の下に存在する前記繊維強化多孔体の本体部分における前記繊維状物質の含有量よりも多いものとしてもよい。
この構成によれば、繊維強化多孔体の表層部分における繊維状物質の含有量を本体部分よりも多くすることによって、耐衝撃性などの機械的強度を高めることができる。また、本体部分の一部が破損した場合でも多孔体全体の形状を維持することが可能となる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、多孔体複合部材を用いた吸音材やフィルター等の装置、及び、それらの作製方法等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態としての多孔体複合部材を示す説明図。本発明の第２実施形態としての多孔体複合部材を示す説明図。多孔体複合部材の製造方法を示すフローチャート。多孔体複合部材のサンプルの仕様を示す図。各サンプルの実験結果を示す図。

図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態としての多孔体複合部材の模式的な断面図である。多孔体複合部材４００は、セラミックス製の多孔体１００と、界面接合層２００と、金属部材３００とを有している。多孔体１００と金属部材３００は、界面接合層２００を介して接合されている。

金属部材３００としては、多孔体複合部材４００の用途に合わせて任意の材質の部材を選択可能である。具体的には、例えば、鉄（Ｆｅ）や、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、クロム鋼、モリブデン鋼、その他のＦｅ合金、Ｔｉ合金等を利用可能である。また、金属部材３００の形状も用途に合わせて種々の形状を採用することが可能である。例えば、フィルター部材や排気管用の吸音部材として多孔体複合部材４００を用いる場合には、中空円筒状の金属部材３００を利用可能である。

界面接合層２００は、セラミックス繊維２１０と酸化物相２２０の混合物で形成されている。酸化物相２２０としては、例えば、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏの内の少なくとも２つ元素の酸化物を含むものを利用可能である。このような酸化物相２２０の代表的な材質は、ガラスである。利用可能なガラスの代表例は、ホウケイ酸ガラスなどのケイ酸塩ガラスである。なお、本明細書において「ガラス」という語句は、その一部が結晶化している結晶化ガラスも含む広い意味で使用される。このような酸化物相２２０を用いて界面接合層２００を形成すれば、金属部材３００に多孔体１００を強固に接合することが可能である。

セラミックス繊維２１０としては、例えば、いわゆるセラミックファイバーや、ガラスファイバー、ロックウールなどを利用可能であり、酸化物製の繊維を利用することが好ましい。セラミックファイバーとしては、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を主成分とするアルミナファイバーや、シリカ（ＳｉＯ₂）を主成分とするシリカファイバー、チタニア（ＴｉＯ₂）を主成分とするチタニアファイバー、ジルコニア（ＺｒＯ₂）を主成分とするジルコニアファイバー、アルミナとシリカを主成分とするアルミナ／シリカファイバー、アルミナとジルコニアを主成分とするアルミナ／ジルコニアファイバー、アルミナとガラスを主成分とするアルミナ／ガラスファイバーなどを利用可能である。このようなセラミックス繊維２１０を界面接合層２００に含めることによって、その接合強度を高めることが可能であり、昇温時にも強固な接合状態を維持することができる。また、セラミックス繊維２１０の材質や含有量を調整することによって、界面接合層２００の熱膨張係数を多孔体１００の熱膨張係数と金属部材３００の熱膨張係数の中間の好ましい範囲に調整することができる。この結果、接合強度を更に高めることが可能である。

多孔体１００は、連通する多数の気孔１１４を有する多孔質基材１１０を有している。図１（Ａ）では、図示の便宜上、気孔１１４は互いに連通する様子は描かれていないが、実際には多数の気孔１１４は互いに連通しており、任意の方向に流体（気体や液体）を通過可能に形成されている。また、図１では、実際の寸法とは異なる寸法で個々の部材が描かれており、気孔１１４のサイズが大きく誇張されて描かれている。本明細書において、多孔質基材１１０の気孔１１４以外の部分を「多孔体の骨格」とも呼ぶ。

多孔体１００の平均厚みＴ１００は、３ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。多孔体１００の平均厚みＴ１００をこの範囲外の値とした場合には、昇温時に熱膨張係数差によって接合強度が過度に低下する可能性がある。

図１（Ｂ）は、多孔質基材１１０の断面の一部を拡大した模式図である。多孔質基材１１０の気孔１１４の壁面（すなわち、多孔体の骨格表面）には、多孔質基材１１０を補強する繊維強化層１２０が層状に密着している。この繊維強化層１２０は、多数の繊維状物質１２２を含む層である。繊維状物質１２２は、例えば、ガラス相などの接合相１２４で気孔１１４の壁面に接合される。この場合に、繊維強化層１２０は、繊維状物質１２２と接合相１２４とを混合した層となる。或いは、接合相１２４を用いることなく、繊維状物質１２２を焼成によって気孔１１４の壁面に密着させてもよい。焼成を利用して密着させる場合に、繊維状物質１２２と多孔質基材１１０の材質が異なる場合には、焼成により繊維強化層１２０と多孔質基材１１０の界面に両者の反応相が形成される。一方、繊維状物質１２２と多孔質基材１１０の材質が同じ場合には、焼成により繊維強化層１２０と多孔質基材１１０が焼結して互いに接合する。

なお、繊維強化層１２０を構成する繊維状物質１２２は、気孔１１４を充填しないことが好ましい。本明細書において、繊維状物質１２２が「気孔１１４を充填する」という語句は、繊維状物質１２２が気孔１１４の中央を横切るように配置されていることを意味する。一方、繊維状物質１２２が「気孔１１４を充填しない」という語句は、繊維状物質１２２が気孔１１４の中央を横切ること無く、その壁面に層状に配置されていることを意味する。本実施形態では、繊維状物質１２２が気孔１１４を充填していないので、気孔１１４の機能（フィルター機能や消音機能）を損なうことを抑制できるという利点がある。

多孔質基材１１０の素材としては、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）や、シリカ（ＳｉＯ₂）、コージェライト、ムライト、又は、それらの混合物等の種々の酸化物を利用することが可能である。これらの素材に、連通する多数の気孔１１４を形成する方法は後述する。

多孔体１００の気孔率は、３２％以上９６％以下とすることが好ましい。この気孔率の範囲を採用すれば、連通する気孔１１４の機能を損なうことなく、比較的高い機械的強度を確保することができる。繊維強化層１２０を含まない多孔質基材１１０の気孔率は、多孔体１００の気孔率よりも大きく、その差は、例えば１％以上３％以下とすることが好ましい。多孔体１００の気孔率を３２％以上９６％以下の範囲とすれば、金属部材３００との界面に接する多孔体１００の骨格の面積が小さく、両者の間に熱膨張差による大きな歪みが発生しにくいので、昇温時にも接合状態を維持しやすいという利点がある。

繊維状物質１２２としては、上述したセラミックス繊維２１０と同様の材料を利用可能である。例えば、セラミックファイバーや、ガラスファイバー、ロックウールなどを利用可能であり、酸化物製の繊維を利用することが好ましい。

繊維状物質１２２の寸法に関しては、平均繊維径が２μｍ以上３０μｍ以下で、平均繊維長が４５０μｍ以下である短繊維を使用することが好ましい。このような短繊維で多孔質基材１１０を補強すれば、気孔１１４を充填することなく気孔１１４の壁面に繊維強化層１２０を容易に密着させることができる。なお、平均繊維径が２μｍ未満の場合には、繊維が細すぎて補強効果が十分得られない可能性がある。また、平均繊維径が３０μｍを超える場合には、繊維状物質１２２の密着状態が低下する傾向にあるので、十分な補強効果が得られない可能性がある。また、平均繊維長が４５０μｍを超えると、繊維同士が絡んでしまい、十分な補強効果が十分得られない可能性がある。一方、繊維長が過度に短くても十分な補強効果を得られない可能性があるので、平均繊維長は８０μｍ以上とすることが更に好ましい。

なお、接合相１２４を含む繊維強化層１２０を使用する場合には、その接合相１２４の材質として、上述した酸化物相２２０と同様の材料を利用可能である。具体的には、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏの内の少なくとも２つ元素の酸化物を含むものを利用可能である。このような接合相１２４を用いて繊維状物質１２２を気孔１１４の壁面に密着させるようにすれば、繊維状物質１２２の密着性が向上し、また、繊維量を増やすことが容易なので、繊維強化層１２０の補強効果を更に向上させることができる。

また、繊維強化層１２０が接合相１２４を含む場合には、多孔体１００と界面接合層２００との境界において、接合相１２４と界面接合層２００の酸化物相２２０とが互いに接合するので、多孔体１００と金属部材３００の接合強度が更に高くなる。この意味では、接合相１２４と酸化物相２２０とを同じ成分で形成することが特に好ましい。

なお、繊維強化層１２０は、省略することも可能である。この場合には、多孔質基材１１０自身が「多孔体１００」となる。但し、多孔体１００として、繊維強化層１２０を備える繊維強化多孔体を使用すれば、機械的強度が向上する点で好ましい。

上述した第１実施形態の多孔体複合部材４００は、多孔体１００と金属部材３００とを接合する界面接合層２００が、酸化物相２２０とセラミックス繊維２１０との複合物なので、昇温時にも強固な接合状態を維持することができる。

なお、多孔体複合部材４００は、例えば、高温・高圧の気体が流れるダクト用の吸音材や、内燃機関の排ガスのマフラー用の吸音材、排ガス処理用の触媒フィルター材、水処理用のフィルター材等として利用可能である。

図２は、本発明の第２実施形態としての多孔体複合部材４００ａを示す説明図である。第1実施形態との違いは、多孔体１００ａが、繊維状物質１２２がリッチな表層部分１０１と、表層部分１０１の下に存在する本体部分１０２とを有している点であり、他の構成は第１実施形態の多孔体複合部材４００と同じである。

図２（Ｂ）は、多孔体１００ａの本体部分１０２を一部拡大した模式図であり、図２（Ｃ）は、多孔体１００ａの表層部分１０１を一部拡大した模式図である。本体部分１０２は、第１実施形態の図１（Ｂ）と同じ構成を有している。表層部分１０１は、本体部分１０２に比べて繊維強化層１２０の厚みが大きい。換言すれば、表層部分１０１は、本体部分１０２よりも単位重量当たりの繊維状物質１２２の含有量が多い。但し、表層部分１０１においても、気孔１１４同士が連通している状態は維持されている。このような構成を採用すれば、連通する気孔１１４の機能を損なうこと無く、多孔体１００ａの耐衝撃性などの機械的強度を更に高めることができる。また、本体部分１０２の一部が破損した場合でも多孔体１００ａ全体の形状を維持することが可能となる。表層部分１０１の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。

図３は、多孔体複合部材の製造方法の一例を示すフローチャートである。工程Ｔ１１０では、多孔質基材１１０の原料であるスラリー（セラミックススラリー）を調整する。

工程Ｔ１２０では、工程Ｔ１１０で調整したスラリーを用いて、多孔質基材１１０の未焼成成形体を作製する。この成形方法としては、例えば以下のような方法を採用可能である。

＜成形方法１＞
まず、互いに連通する多数の気孔を有するポリウレタンフォームを準備し、このポリウレタンフォームに、工程Ｔ１１０で調整したスラリーを含浸させる。次に、余分なスラリーを除去し、スラリーを含浸させたポリウレタンフォームを乾燥させる。この結果、多孔性のポリウレタンフォームにセラミックス未焼成部材が含浸した成形体が得られる。

＜成形方法２＞
まず、多孔質基材１１０の外形とほぼ同じ収容サイズを有する容器に、工程Ｔ１１０で調整したスラリーを入れる。次に、焼成により消失する多数の粒状造孔材(樹脂ボールやカーボン等)を投入し、スラリーを乾燥させる。この結果、多数の粒状造孔材を含むセラミックス未焼成部材の成形体が得られる。

工程Ｔ１３０では、工程Ｔ１２０で得た成形体を焼成することによって、多孔質基材１１０を得る。この焼成は、多孔質基材１１０の材質に応じた温度（例えば９００℃以上１６００℃以下の温度）で実行される。

工程Ｔ１４０では、多孔質基材１１０の気孔１１４の壁面に、繊維状物質１２２を密着させることによって、繊維強化層１２０を形成する。この密着方法としては、例えば以下のような方法を採用可能である。

＜密着方法１：接合相１２４を用いる場合＞
まず、接合相１２４の原料（例えばガラス原料）と繊維状物質１２２の混合物のスラリーを準備する。次に、スラリー内に多孔質基材１１０をディップさせた後に乾燥させる工程を、必要に応じて複数回繰り返すことによって、多孔質基材１１０の気孔１１４の壁面にスラリーを付着させる。そして、スラリーが付着した多孔質基材１１０を、接合相１２４の材質に適した焼成温度（例えば８５０℃以上１０５０℃以下の温度）で焼成する。

＜密着方法２：接合相１２４を用いない場合＞
まず、多孔質基材１１０の原料と繊維状物質１２２の混合物のスラリーを準備する。次に、スラリー内に多孔質基材１１０をディップさせた後に乾燥させる工程を、必要に応じて複数回繰り返すことによって、多孔質基材１１０の気孔１１４の壁面にスラリーを付着させる。そして、スラリーが付着した多孔質基材１１０を、多孔質基材１１０の材質に適した焼成温度（例えば９００℃以上１６００℃以下の温度）で焼成する。

以上の工程Ｔ１１０〜Ｔ１４０によって、多孔質基材１１０の気孔１１４の壁面に繊維強化層１２０が密着した多孔体１００（図１）が得られる。

次の工程Ｔ１５０では、必要に応じて、多孔体１００の表面に繊維リッチな表層部分１０１（図２）を形成する。この工程Ｔ１５０では、表層部分１０１に対して上述した工程Ｔ１４０と同様な工程を実行することによって、表層部分１０１における繊維強化層１２０の厚みを増大させる。この結果、図２で示したように、表層部分１０１における繊維状物質１２２の含有量が、本体部分１０２における繊維状物質１２２の含有量よりも多い多孔体１００ａが得られる。なお、繊維リッチな表層部分１０１を設けない場合には、工程Ｔ１５０は不要である。工程Ｔ１５０を実行する場合には、工程Ｔ１４０で行う焼成を省略し、工程Ｔ１５０において繊維強化層１２０の密着のための焼成を行うようにしてもよい。

なお、多孔質基材１１０の気孔１１４の壁面に繊維状物質１２２を密着させない場合には、上述した工程Ｔ１４０，Ｔ１５０は省略可能である。

工程Ｔ１６０では、多孔体１００を金属部材３００に接合させる。具体的には、まず、酸化物相２２０の原料粉末にセラミックス繊維２１０を混合したペーストを調整する。次に、調整したペーストを金属部材３００の表面に塗布し、乾燥させる。そして、金属部材３００の表面上のペースト層に多孔体１００を押しつけることによって、多孔体１００をペースト層に圧入し、その後、余分なペーストを除去する。更に、界面接合層２００の材質に適した熱処理温度（例えば８５０℃以上１０５０℃以下の温度）で熱処理を行うことによって、接合が完了する。

図４は、多孔体複合部材に関する実験で用いたサンプルの仕様を示す図であり、図５はそれらのサンプルの実験結果を示す図である。実験による評価項目は、図５の右端に示すように、剥がれ量評価と圧縮強度の２項目とした。なお、図５では、図４に示した仕様の一部を簡略化している。

サンプルＳ０１〜Ｓ２５は実施例のサンプルであり、サンプル番号に＊が付されたサンプルＳ３１〜Ｓ３３は比較例のサンプルである。実施例のサンプルＳ０１〜Ｓ２５は、上述した図３の工程に従ってそれぞれ作製した。但し、サンプルＳ０１〜Ｓ１３では多孔質基材１１０の気孔１１４内に繊維強化層１２０を形成せず、サンプルＳ１４〜Ｓ２５では繊維強化層１２０を形成した。なお、繊維強化層１２０としては、繊維状物質１２２と接合相１２４とを有するものを形成した。また、サンプルＳ２０〜Ｓ２５では、繊維リッチな表層部分１０１（図２）を形成した。

比較例のサンプルＳ３１〜Ｓ３３は、いずれも界面接合層２００にセラミックス繊維２１０を含んでおらず、酸化物相２２０のみで界面接合層２００が形成されている。なお、サンプルＳ３１の多孔体１００は連通する気孔１１４を有していないが、サンプルＳ３２，Ｓ３３の多孔体１００は連通する気孔１１４を有している。サンプルＳ３１〜Ｓ３３は、図３の手順に従って作製したが、多孔体１００の気孔１１４内に繊維強化層１２０は形成しなかった。

各サンプルの仕様や特性は、以下のように測定した。
＜気孔率の測定＞
気孔率（体積％）は、水銀圧入法で測定した。
＜酸化物相２２０の含有元素の同定＞
各サンプルの一部を切り出し、研磨したものをＥＰＭＡで分析することによって、酸化物相２２０のの含有元素を同定した。
＜多孔体の平均厚み＞
多孔体複合部材４００を２０ｍｍ以上の長さに切り出し、その長さ方向に沿った１ｍｍ毎の位置で多孔体１００の厚みを測定し、その平均値を平均厚みとして算出した。このとき、金属部材３００と界面接合層２００の厚みを含まない多孔体１００のみの厚みを測定した。
＜界面の剥がれ量評価（図５）＞
窒素ガスフローさせながら各サンプルの熱処理を行い、その後、金属部材３００と多孔体１００との間の界面に発生している剥がれ量（クラック長さ）を測定した。熱処理温度としては、５００℃、６００℃、７００℃の３つの温度を採用した。その後、金属部材３００と多孔体１００の界面のうち、長さ２０ｍｍの範囲を３箇所観察し、３箇所におけるクラック長さの平均値を算出した。こうして得られたクラックの平均長さに応じて、各サンプルに以下の「○」「△」「×」評価を付した。
・「○」：クラックの平均長さが２ｍｍ未満
・「△」：クラックの平均長さが２ｍｍ以上５ｍｍ未満
・「×」：クラックの平均長さが５ｍｍ以上
＜圧縮強度の測定（図５）＞
圧縮強度は、ＪＩＳ１６８１（ファインセラミックス多孔体の球圧子押し込み試験法）に従って測定した。なお、いくつかのサンプルの気孔率は、ＪＩＳ１６８１で対象としている多孔体の気孔率（３０％〜６０％）の範囲外にあるが、試験方法としてはＪＩＳ１６８１と同じである。

実施例のサンプルＳ０１〜Ｓ２５は、多孔体１００の気孔率が３２％以上９６％以下の範囲にあるが、界面の剥がれ量は少なく、比較例に比べて接合強度が十分に高いことが確認できた。

サンプルＳ０１〜Ｓ０７は、多孔体１００の平均厚みが３ｍｍ未満又は４０ｍｍを超えており、いずれも７００℃程度の高温で熱処理した場合に界面の剥がれ量がかなり増加した。一方、サンプルＳ０８〜Ｓ１３では、多孔体１００の平均厚みが３ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲にあり、７００℃程度の高温で熱処理した場合にも、界面の剥がれ量がそれほど増加しなかった。これらの点を考慮すると、多孔体１００の平均厚みは３ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることが好ましい。

サンプルＳ１４〜Ｓ２５は、多孔体１００が繊維強化層１２０（図１，図２）を有するという特徴を有している。これらのサンプルＳ１４〜Ｓ２５は、７００℃で熱処理した場合の界面の剥がれ量が低下しており、接合強度が特に高いことが確認できた。サンプルＳ１４〜Ｓ２５は、更に、圧縮強度がいずれも３．０ＭＰａ以上であって十分に高い機械的強度を有する。この圧縮強度の改善は、繊維強化層１２０の寄与であるものと考えられる。サンプルＳ２０〜Ｓ２５は、繊維リッチな表層部分１０１（図２）を有しており、サンプルＳ１４〜Ｓ１９よりも更に高い圧縮強度が得られた。

・変形例
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

１００，１００ａ…多孔体
１０１…表層部分
１０２…本体部分
１１０…多孔質基材
１１４…気孔
１２０…繊維強化層
１２２…繊維状物質
１２４…接合相
２００…界面接合層
２１０…セラミックス繊維
２２０…酸化物相
３００…金属部材

Claims

セラミックス製の多孔体と金属部材とが界面接合層を介して接合された多孔体複合部材であって、
前記多孔体は、連通する多数の気孔を有し、気孔率が３２％以上９６％以下であり、
前記界面接合層は、ガラスで形成された酸化物相と、セラミックス繊維との複合物であり、
前記多孔体は、酸化物製の多孔質基材と、前記多孔質基材を補強する繊維状物質とを備える繊維強化多孔体であり、
前記繊維状物質は、前記多孔質基材の気孔を充填すること無く前記気孔の壁面に層状に密着した繊維強化層として形成されており、
前記繊維強化多孔体は、前記繊維強化多孔体の表面に存在する表層部分と、前記表層部分の下に存在する本体部分とを有し、前記表層部分と前記本体部分のそれぞれは前記多孔質基材と前記繊維状物質とを含み、前記表層部分における前記繊維状物質の含有量が前記本体部分における前記繊維状物質の含有量よりも多いことを特徴とする多孔体複合部材。
請求項１に記載の多孔体複合部材であって、
前記多孔体の平均厚みが３ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることを特徴とする多孔体複合部材。
請求項１又は２に記載の多孔体複合部材であって、
前記繊維強化層は、前記繊維状物質を前記気孔の壁面に接合する接合相を含み、前記接合相は、ガラスを含むことを特徴とする多孔体複合部材。