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ポーラス構造体の製造中間体及びポーラス構造体の製造方法 NEW

国内特許コード P170014660
整理番号 1744
掲載日 2017年10月31日
出願番号 特願2016-038384
公開番号 特開2017-155271
出願日 平成28年2月29日(2016.2.29)
公開日 平成29年9月7日(2017.9.7)
発明者
  • 鈴木 進補
  • 吉田 智徳
  • 武藤 大輝
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 ポーラス構造体の製造中間体及びポーラス構造体の製造方法 NEW
発明の概要 【課題】方向性気孔が確実に形成され、高い強度を有するポーラス構造体を得る。
【解決手段】中間体作製工程S1では、複数の棒状部材を配列させた状態で溶湯に浸漬し、各棒状部材の周囲に溶湯を充填した後溶湯を冷却して中間体を作製する。中間体は、棒状部材の部分に孔が形成された構造体部と、孔内の棒状部材からなる。塑性加工工程S2では、孔内に棒状部材が入った中間体に対して塑性加工を施して構造体部の強度を高くする。塑性加工後、除去工程S3で棒状部材が除去されて構造体部がポーラス構造体となる。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


内部に多数の気孔が形成されたポーラス金属が知られており、さらに内部に存在している気孔(ポア)を一方向に整列させるように形成した、ロータス金属等と称されるポーラス金属が知られている。このポーラス金属は、気孔が一方向に整列されるように形成されているため、軽量かつ高剛性という観点から、例えば自動車や航空機の構造材料として期待されている。また、ポーラス金属は、断熱材料や吸音材料などとしても注目されている。



ポーラス金属の製造方法としては、浮遊帯溶融法を用いた特許文献1の製造方法が知られている。特許文献1の製造方法では、水素等のガス雰囲気下で、棒状金属を連続的に移動させる。この棒状金属の移動方向の上流側に加熱手段を設けるとともに、下流側に冷却手段を設けて、棒状金属を部分的に順次加熱溶融した後に順次冷却凝固させている。これにより、棒状金属の溶融部分にガスを溶解させた後、そのガスが溶解した溶融部分を凝固させて、ガスの溶解度の差によって気泡を発生させる。そして、冷却位置の移動によって、発生した気泡を冷却位置の移動方向に成長させて、一方向に延びた方向性気孔を棒状金属に形成する。



一方、出願人は、パイプを用いたポーラス金属を含むポーラス構造体の製造方法を特許文献2において提案している。この特許文献2の製造方法は、例えば、ポーラス金属の基材となる溶湯がパイプ内に侵入しないようにしながら、パイプを溶湯に浸漬させる。そして、パイプが浸漬した溶湯を凝固させることで、パイプの外壁と基材とを一体化させてポーラス金属を作製する。この製造方法によれば、パイプの中空部を方向性気孔としてポーラス金属を製造するため、パイプの内径や配列を適宜変えることによって、ポーラス金属における方向性気孔の大きさ(気孔の長さや気孔径等)、断面形状を含む気孔の形状、配列(気孔同士の間隔や並び方等)、気孔率を容易に所望のものにすることができる。

産業上の利用分野


本発明は、ポーラス構造体の製造中間体及びポーラス構造体の製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の方向性気孔を有するポーラス構造体の製造方法において、
配列された複数の棒状部材のそれぞれの周囲の空間を無機材料の溶湯で充たし、この溶湯を凝固させることによって、前記棒状部材と前記棒状部材のそれぞれが内部に入った複数の孔が形成された前記無機材料の構造体部とを有する製造中間体を得る中間体作製工程と、
前記製造中間体に塑性加工を施す塑性加工工程と、
前記塑性加工工程を経た前記製造中間体から前記棒状部材を除去する除去工程と
を有することを特徴とするポーラス構造体の製造方法。

【請求項2】
前記塑性加工工程は、ECAE法によって前記製造中間体ワークにせん断変形を与えることを特徴とする請求項1に記載のポーラス構造体の製造方法。

【請求項3】
前記溶湯として固液共存状態のセミソリッドスラリーを用いることを特徴とする請求項1または2に記載のポーラス構造体の製造方法。

【請求項4】
前記棒状部材は、炭素、ガラスまたはアルミナのいずれかで形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のポーラス構造体の製造方法。

【請求項5】
複数の方向性気孔を有するポーラス構造体の製造中間体において、
無機材料で形成された構造体部と、
前記方向性気孔となる前記構造体本体部の各孔内に配された棒状部材と
を備えることを特徴とするポーラス構造体の製造中間体。

【請求項6】
前記棒状部材は、炭素、ガラスまたはアルミナのいずれかで形成されていることを特徴とする請求項5に記載のポーラス構造体の製造中間体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016038384thum.jpg
出願権利状態 公開
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