JPH04110493A - 赤外線放射用部材およびその製造方法 - Google Patents
赤外線放射用部材およびその製造方法Info
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- JPH04110493A JPH04110493A JP2228971A JP22897190A JPH04110493A JP H04110493 A JPH04110493 A JP H04110493A JP 2228971 A JP2228971 A JP 2228971A JP 22897190 A JP22897190 A JP 22897190A JP H04110493 A JPH04110493 A JP H04110493A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、暖房、調理などのように輻射加熱を利用する
分野において、赤外線、遠赤外線を有効に利用し得る赤
外線放射用部材およびその製造方Ｃ去に関するものであ
る。
分野において、赤外線、遠赤外線を有効に利用し得る赤
外線放射用部材およびその製造方Ｃ去に関するものであ
る。
「従来の技術」
従来、赤外線を利用したヒータ類等においては、放射体
の放射率が高く、１００°Ｃ以」二の比較的低い表面温
度で可視領域の放射が少なく、遠赤外線領域の放射が多
いものが要求されるため、放射体としてこのような要求
特性を比較的良く満たしているアルミナ、グラファイト
、ジルコニア等の各種セラミック＋４３４で構成したも
のが実用化されている。
の放射率が高く、１００°Ｃ以」二の比較的低い表面温
度で可視領域の放射が少なく、遠赤外線領域の放射が多
いものが要求されるため、放射体としてこのような要求
特性を比較的良く満たしているアルミナ、グラファイト
、ジルコニア等の各種セラミック＋４３４で構成したも
のが実用化されている。
これらの中でも、遠赤外線放射特性の面では、アルミナ
が他のセラミックに比べて優れた特性を何することが知
られている。そこでこのような点に着目し、高純度のア
ルミニウムの表面を陽極酸化処理してアルマイト層を形
成させ熱伝導性と遠赤外線の放射特性に優れノこ放射体
としての利用が種々試みられている１゜ 「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来のアルミニウムを陽極酸化処理した
放射体は、以下に記載するような欠点を有するために、
限られた用途にしか適用てきないという問題があった。
が他のセラミックに比べて優れた特性を何することが知
られている。そこでこのような点に着目し、高純度のア
ルミニウムの表面を陽極酸化処理してアルマイト層を形
成させ熱伝導性と遠赤外線の放射特性に優れノこ放射体
としての利用が種々試みられている１゜ 「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来のアルミニウムを陽極酸化処理した
放射体は、以下に記載するような欠点を有するために、
限られた用途にしか適用てきないという問題があった。
■２００℃以十でアルマイト皮膜にクラックを生じ、放
射率が不安定になるとともに、耐食性か悪くなる。
射率が不安定になるとともに、耐食性か悪くなる。
■３〜７μｍの波長域における放射率が低い。
■アルマイト処理後の成形加工が困難である。
以」二のような問題のうち■については、２００℃以−
ヒの高温でクラックを生じにくいアルミニウム合金を用
いれば、問題は解消することができる。
ヒの高温でクラックを生じにくいアルミニウム合金を用
いれば、問題は解消することができる。
しかし、このようブｊアルマイト皮膜にタラツクを生じ
にくいアルミニウム合金は現在のところ知られていない
。
にくいアルミニウム合金は現在のところ知られていない
。
又、前記■に記載の問題については、赤外線放射体を染
料で着色することにより、同波長域にお（つる放射率を
改善できることが知られている。ところが、この方法で
は、染料による着色工程が増えるとともに、２００°Ｃ
以上の高温では着色料が分解するなどして退色し、赤外
線放射特性が低下してゆく問題がある。
料で着色することにより、同波長域にお（つる放射率を
改善できることが知られている。ところが、この方法で
は、染料による着色工程が増えるとともに、２００°Ｃ
以上の高温では着色料が分解するなどして退色し、赤外
線放射特性が低下してゆく問題がある。
更に、前記■に記載（７た問題については、成型加工性
を向」ニさせるために、アルマイト皮膜を薄く形成する
ことが考えられる。しか（２、アルマイト皮膜が薄い場
合には赤外線の放射率が低下するとともに、放射率が不
安定になるという問題がある９、更にその］ム耐食性が
低下するという問題がある。
を向」ニさせるために、アルマイト皮膜を薄く形成する
ことが考えられる。しか（２、アルマイト皮膜が薄い場
合には赤外線の放射率が低下するとともに、放射率が不
安定になるという問題がある９、更にその］ム耐食性が
低下するという問題がある。
本発明は」二記のような問題を解決するためになされた
もので、２００℃以」二の高温においても熱歪により皮
膜にクラックを生じにくいとともに、赤外線の放射特性
に優れ、加工性にも優れた赤外線放ｆＡｌＩ用部十オを
提供することを目的とする。
もので、２００℃以」二の高温においても熱歪により皮
膜にクラックを生じにくいとともに、赤外線の放射特性
に優れ、加工性にも優れた赤外線放ｆＡｌＩ用部十オを
提供することを目的とする。
「課題を解決するための手段−１
請求項１に記載ｊ５た発明は前記課題を解決するたｙ）
に、Ｍｎを０３〜４３重量％含有し、残部がΔｌ及び不
可避不純物とからなる組成を有し、かつ、ＭｎとＡ［の
金属間化合物が分散析出しているアルミニウム合金材と
その表面に形成されているアルマイト層とからなるもの
である。
に、Ｍｎを０３〜４３重量％含有し、残部がΔｌ及び不
可避不純物とからなる組成を有し、かつ、ＭｎとＡ［の
金属間化合物が分散析出しているアルミニウム合金材と
その表面に形成されているアルマイト層とからなるもの
である。
請求項２に記載した発明は前記課題を解決するために、
Ｉｖｉ ｎを０．３〜４．３重量％とＭｇを００５〜６
重虫％含有し、残部かＡｌおよび不可避不純物とからな
る組成を有し、かつ、ｉ＼４ｎとＡｌの金属間化合物が
分散析出しているアルミニウム合金材とその表面に形成
されているアルマイト層とからなるらのである。
Ｉｖｉ ｎを０．３〜４．３重量％とＭｇを００５〜６
重虫％含有し、残部かＡｌおよび不可避不純物とからな
る組成を有し、かつ、ｉ＼４ｎとＡｌの金属間化合物が
分散析出しているアルミニウム合金材とその表面に形成
されているアルマイト層とからなるらのである。
請求項３に記載した発明は前記課題を解決するために、
請求項Ｉまたは２記載の赤夕１線放射用部材において、
アルマイ［・層の厚ざを少なくともＩＯμｍ以」二とし
たものである。
請求項Ｉまたは２記載の赤夕１線放射用部材において、
アルマイ［・層の厚ざを少なくともＩＯμｍ以」二とし
たものである。
請求項４に記載した発明は前記課題を解決するために、
Ｍｒ＋を０３〜４３重重％含有１７、残部がＡｌ及び不
可避不純物とからなる組成のアルミニウム合金を熱処理
してＭｎとＡｌの金属間化合物を分散析出させたアルミ
ニウム合金材に陽極酸化処理を施して表面部分にアルマ
イト層を形成ずろものである。
Ｍｒ＋を０３〜４３重重％含有１７、残部がＡｌ及び不
可避不純物とからなる組成のアルミニウム合金を熱処理
してＭｎとＡｌの金属間化合物を分散析出させたアルミ
ニウム合金材に陽極酸化処理を施して表面部分にアルマ
イト層を形成ずろものである。
請求項５に記載した発明は前記課題を解決するために、
Ｍｎを０．３〜４．３重重％含有し、残部がＡｌ及び不
可避不純物とからなる組成のアルミニウム合金を塑性加
工した後、熱処理を施（７てＭｎとＡｌの金属間化合物
を分散析出させ、次いで陽極酸化処理を施してアルマイ
ト層を形成するものである。
Ｍｎを０．３〜４．３重重％含有し、残部がＡｌ及び不
可避不純物とからなる組成のアルミニウム合金を塑性加
工した後、熱処理を施（７てＭｎとＡｌの金属間化合物
を分散析出させ、次いで陽極酸化処理を施してアルマイ
ト層を形成するものである。
請求項６に記載した発明は前記課題を解決するために、
Ｍｎを０．３〜４３重量％含有し、残部ｈ＜ Ａ ］及
び不可避不純物とからなるアルミニウム合金に切削ある
いは局部エツチングで加工した後、熱処理を施してＭｎ
とＡｌの金属間化合物を分散析出させ、次いで陽極酸化
処理してアルマイト層を形成するものである。
Ｍｎを０．３〜４３重量％含有し、残部ｈ＜ Ａ ］及
び不可避不純物とからなるアルミニウム合金に切削ある
いは局部エツチングで加工した後、熱処理を施してＭｎ
とＡｌの金属間化合物を分散析出させ、次いで陽極酸化
処理してアルマイト層を形成するものである。
「作用 」
本発明は特定型のＭｎを含むアルミニウム合金を熱処理
することにより得られるＭｎとＡｌの金属間化合物が全
体に分散析出されている合金材を基ヰ」として用いるも
のである。そして、この合金材を陽極酸化することによ
り、アルミニウム合金材の表面に黒色の赤外線放射特性
に優れたアルマイトの多孔質層が形成された放射体が得
られるものである。
することにより得られるＭｎとＡｌの金属間化合物が全
体に分散析出されている合金材を基ヰ」として用いるも
のである。そして、この合金材を陽極酸化することによ
り、アルミニウム合金材の表面に黒色の赤外線放射特性
に優れたアルマイトの多孔質層が形成された放射体が得
られるものである。
ここで、アルマイトの多孔質層が成長する過程において
、Ｍ ｎとＡｌの金属間化合物の析出部分を避＋）るよ
うにして成長することから、生成するアルマイト層は枝
分かれした複雑な多孔質構造となる。この枝分かれした
複雑な多孔質構造のアルマイト皮膜は、歪の吸収能力が
高いのて熱歪に起因するクラック発生のおそれが少ない
とともに仮に小さなりラックを生じたとしてもクラック
が伝播する恐れがないためにヒートショックにも強くな
り、アルマイトの耐熱性が向上する。
、Ｍ ｎとＡｌの金属間化合物の析出部分を避＋）るよ
うにして成長することから、生成するアルマイト層は枝
分かれした複雑な多孔質構造となる。この枝分かれした
複雑な多孔質構造のアルマイト皮膜は、歪の吸収能力が
高いのて熱歪に起因するクラック発生のおそれが少ない
とともに仮に小さなりラックを生じたとしてもクラック
が伝播する恐れがないためにヒートショックにも強くな
り、アルマイトの耐熱性が向上する。
また、生成するアルマイト皮膜白身が黒色を呈するため
に、高温において退色する様な欠点もなく低温から高温
まで安定した赤外線の放射特性が得られる利点を有する
ものである。
に、高温において退色する様な欠点もなく低温から高温
まで安定した赤外線の放射特性が得られる利点を有する
ものである。
以下に本発明について更に詳細に説明する。
本発明の方法を実施して赤外線放射用部材を製造するに
は、まず、アルミニウム中にＭｒ＋を０３〜４３重量％
添加したアルミニウム合金を製造する。
は、まず、アルミニウム中にＭｒ＋を０３〜４３重量％
添加したアルミニウム合金を製造する。
ここで、アルミニウム中にＭｎを添加した合金を得るに
は、溶湯中に塊状あるいは粉末状などのＡｌ−Ｍｎ合金
を添加してから例えば連続鋳造装置で鋳造すれば良い。
は、溶湯中に塊状あるいは粉末状などのＡｌ−Ｍｎ合金
を添加してから例えば連続鋳造装置で鋳造すれば良い。
Ｍｎの添加量について、添加量が４．３重重％を越える
と鋳造時に粗大なＭ ｎ化合物が生じ、圧延などの加工
が困難になると同時に、アルマイト皮膜の形成時にＭｎ
化合物を起点にしてアルマイトにクラックが生じ易くな
るので好ましくない。また、Ｍｎの含有棗が０．４重重
％より少ない場合は、後述するＡ ］ 、、Ｍ ｎなる
組成の金属間化合物の析出量と分散状態に不足を生じ、
十分に枝分かれした状態のアルマイト皮膜が生成できず
、５００℃までクラックの入らないアルマイト皮膜とな
らないので好ましくない。
と鋳造時に粗大なＭ ｎ化合物が生じ、圧延などの加工
が困難になると同時に、アルマイト皮膜の形成時にＭｎ
化合物を起点にしてアルマイトにクラックが生じ易くな
るので好ましくない。また、Ｍｎの含有棗が０．４重重
％より少ない場合は、後述するＡ ］ 、、Ｍ ｎなる
組成の金属間化合物の析出量と分散状態に不足を生じ、
十分に枝分かれした状態のアルマイト皮膜が生成できず
、５００℃までクラックの入らないアルマイト皮膜とな
らないので好ましくない。
なお、本発明方法の実施にあたり、Ｍｎに加えてＭｇを
００５〜６重量％の範囲で添加してアルミニウム合金を
形成しても良い。このＭｇの添加により後述する金属間
化合物の析出が促進されるが、添加量が０．０５重量％
より少ない場合にはその析出促進の効果がなく、また一
方、添加中が６重重％を越えると鋳造性や圧延性が低下
するので、Ｍｇの添加量は０．０５〜６重量％の範囲と
する必要がある。
００５〜６重量％の範囲で添加してアルミニウム合金を
形成しても良い。このＭｇの添加により後述する金属間
化合物の析出が促進されるが、添加量が０．０５重量％
より少ない場合にはその析出促進の効果がなく、また一
方、添加中が６重重％を越えると鋳造性や圧延性が低下
するので、Ｍｇの添加量は０．０５〜６重量％の範囲と
する必要がある。
また、本発明の方法に用いるアルミニウム合金母相にお
いては、以下に記載する範囲で不純物元素を含んでいて
し差し支えない。Ｆｅ＜０．５重重％、ｓｉ＜ｏ、！５
重量％、ｃｒ＜０．３重量％、Ｚ、 ｒく０．３重上％
、■〈０３重量％、Ｎｉ＜Ｉ重量％、Ｃｕ＜１重量％、
Ｚｎ＜１重量％、Ｔｉ＜０．２重重％、Ｂｉ＜０．０５
重量％、Ｂｅ＜０．０５重置火である。なお、不純物が
前記範囲を越えると、後述するように生成される金属間
化合物の質の変化を来（７、赤外線放射特性が悪くなる
とともに、鋳造性と圧延性などが低下して製造加工が困
難となる。
いては、以下に記載する範囲で不純物元素を含んでいて
し差し支えない。Ｆｅ＜０．５重重％、ｓｉ＜ｏ、！５
重量％、ｃｒ＜０．３重量％、Ｚ、 ｒく０．３重上％
、■〈０３重量％、Ｎｉ＜Ｉ重量％、Ｃｕ＜１重量％、
Ｚｎ＜１重量％、Ｔｉ＜０．２重重％、Ｂｉ＜０．０５
重量％、Ｂｅ＜０．０５重置火である。なお、不純物が
前記範囲を越えると、後述するように生成される金属間
化合物の質の変化を来（７、赤外線放射特性が悪くなる
とともに、鋳造性と圧延性などが低下して製造加工が困
難となる。
前記のようにＭｎなどを添加１．たアルミニウム合金を
製造したならば、この合金母材に熱処理を施す。この熱
処理は、３００〜６００℃で０５〜２４時間程度加熱す
ることによって行う。この熱処理によって第１図（ａ）
に示すように、アルミニウム合金素地ｌ中に、００１〜
３μｍ程度の粒径のＡｌｌｌＭｎなる組成の金属間化合
物の粒子２が分散析出する。なお、Ｍｇを添加（７てな
るアルミニウム合金を用いた場合は、ＡＬＭｎなる組成
の金属＋１ＪＪ化合物の析出を促進させることができる
。
製造したならば、この合金母材に熱処理を施す。この熱
処理は、３００〜６００℃で０５〜２４時間程度加熱す
ることによって行う。この熱処理によって第１図（ａ）
に示すように、アルミニウム合金素地ｌ中に、００１〜
３μｍ程度の粒径のＡｌｌｌＭｎなる組成の金属間化合
物の粒子２が分散析出する。なお、Ｍｇを添加（７てな
るアルミニウム合金を用いた場合は、ＡＬＭｎなる組成
の金属＋１ＪＪ化合物の析出を促進させることができる
。
以」二説明した組成のアルミニウム合金は連続鋳造材を
圧延、押出等の塑性加工（７たものだ（りでなく、鋳造
材（鋳物、鋳塊）のままでもその他の加工を施したもの
でも差し支えない。必要なのは前記したような金属間化
合物の析出状態になっていることと所望の形状を有して
いることである。
圧延、押出等の塑性加工（７たものだ（りでなく、鋳造
材（鋳物、鋳塊）のままでもその他の加工を施したもの
でも差し支えない。必要なのは前記したような金属間化
合物の析出状態になっていることと所望の形状を有して
いることである。
次イここの金属間化合物の粒子２・・・を析出さぜたア
ルミニウム合金材を通常の多孔質系硫酸電解液にて陽極
酸化処理すると、第１図（ｂ）に示すように表面部分に
アルマイト皮膜Ｉが形成された赤外線放射用の部材５を
得ることができる。
ルミニウム合金材を通常の多孔質系硫酸電解液にて陽極
酸化処理すると、第１図（ｂ）に示すように表面部分に
アルマイト皮膜Ｉが形成された赤外線放射用の部材５を
得ることができる。
ここで、前述のアルミニウム合金材３に陽極酸化処理を
施すと、陽極酸化処理によって形成されるアルマイト皮
膜４は、アルミニウム合金材３中に分散析出されている
Ａｌ１．１Ｍｎなる組成の金属間化合物粒子２がそのま
ま残存（７た状態で成長する。
施すと、陽極酸化処理によって形成されるアルマイト皮
膜４は、アルミニウム合金材３中に分散析出されている
Ａｌ１．１Ｍｎなる組成の金属間化合物粒子２がそのま
ま残存（７た状態で成長する。
このため、通常、アルマイト皮膜は微細孔が直線状に発
達するのに対１２、この場合は、第１図（Ｉ））に示す
ように直線状態からずれて左右に分断された枝分かれし
た多孔質層の構造となる。これは、アルマイ］・皮膜が
成長する過程で微細孔が、Ａ、Ｉ６Ｍｎなる組成の金属
間化合物の析出部分を避（つるように成長するためであ
る。
達するのに対１２、この場合は、第１図（Ｉ））に示す
ように直線状態からずれて左右に分断された枝分かれし
た多孔質層の構造となる。これは、アルマイ］・皮膜が
成長する過程で微細孔が、Ａ、Ｉ６Ｍｎなる組成の金属
間化合物の析出部分を避（つるように成長するためであ
る。
また、このアルマイト皮膜４は、不均質な枝分かれ多孔
質層構造のために、５００°Ｃまで加熱（。
質層構造のために、５００°Ｃまで加熱（。
ても肉眼観察上、通常のアルマイト皮膜に見られるよう
なりラックの発生は見られない。これは、不均質な枝分
かれ多孔質構造のために、熱膨張差に起因する応力が吸
収されろことによるものと考えられる。即ち、このアル
マイト皮膜４は、５００℃までの高温加熱によっても黒
色皮膜の色変化ｉ やクラックの発生がなく、高温で長期間にわたり安定し
た赤外線放射体と１２で使用することができる。また、
この黒色外観を示す性質のために、従来のアルマイト皮
膜に比べ、３〜７μｍの波長域においても優れた赤外線
放射特性を有する。
なりラックの発生は見られない。これは、不均質な枝分
かれ多孔質構造のために、熱膨張差に起因する応力が吸
収されろことによるものと考えられる。即ち、このアル
マイト皮膜４は、５００℃までの高温加熱によっても黒
色皮膜の色変化ｉ やクラックの発生がなく、高温で長期間にわたり安定し
た赤外線放射体と１２で使用することができる。また、
この黒色外観を示す性質のために、従来のアルマイト皮
膜に比べ、３〜７μｍの波長域においても優れた赤外線
放射特性を有する。
従って従来の赤外線放射体は、２００°Ｃ以上の高温に
対（７て、クラックが発生し、その赤外線放射特性を大
幅に低下させていたものを、本発明では、その耐熱性を
３００°Ｃ以上も大幅に引き上げることができる。
対（７て、クラックが発生し、その赤外線放射特性を大
幅に低下させていたものを、本発明では、その耐熱性を
３００°Ｃ以上も大幅に引き上げることができる。
ところで前記アルマイト皮膜４は、厚さ１０μｍ以−ヒ
であることが好ましい。アルマイト皮膜の厚さが、１０
μｍよりも薄い時は、黒色度が不足するとともに、微細
孔が枝分かれした多孔質構造のアルマイト皮膜４の熱歪
を吸収する能力も低下するため赤外線の放射特性が低下
するだｌでなく、２００８Ｃ以下でもクラックを生じ易
くなる。これこ対し、アルマイ［・皮膜４の厚さが、１
０μｍ以」−てあれば、表面の明度を示すマンセル値は
明度３５以上の黒色度を示す様になるとともに、５００
°Ｃまで加熱してもクラックの発生がなく、黒色度変化
の恐れもないから、広い波長域で安定した赤外線放射特
性か得られる。
であることが好ましい。アルマイト皮膜の厚さが、１０
μｍよりも薄い時は、黒色度が不足するとともに、微細
孔が枝分かれした多孔質構造のアルマイト皮膜４の熱歪
を吸収する能力も低下するため赤外線の放射特性が低下
するだｌでなく、２００８Ｃ以下でもクラックを生じ易
くなる。これこ対し、アルマイ［・皮膜４の厚さが、１
０μｍ以」−てあれば、表面の明度を示すマンセル値は
明度３５以上の黒色度を示す様になるとともに、５００
°Ｃまで加熱してもクラックの発生がなく、黒色度変化
の恐れもないから、広い波長域で安定した赤外線放射特
性か得られる。
なお、アルマイト皮膜の形成方法は、特に限定されず、
硫酸、しゅう酸などの無機酸、有機酸あるいはこれらの
混合酸等の電解浴で電流波形も直流、交流あるいは交直
（〕［用、交直畳重あるいは、−瞬であっても正極性を
有する電流波形てあれば、いずれで・も使用できる。
硫酸、しゅう酸などの無機酸、有機酸あるいはこれらの
混合酸等の電解浴で電流波形も直流、交流あるいは交直
（〕［用、交直畳重あるいは、−瞬であっても正極性を
有する電流波形てあれば、いずれで・も使用できる。
ノコだし、経済性、作業効率の観点から硫酸浴で直流電
流を用いるのが好ま（７い。
流を用いるのが好ま（７い。
また、本発明のアルミニウム合金は展延性に優れたアル
ミニウム合金であるために、アルマイト皮膜を形成させ
る前に従来のアルミニウム合金よりもその加工度を大き
くとることができる。更にまノこ、ＭｎとＡｌの金属間
化合物が分散析出された合金材にアルマイ］・皮膜を形
成させた後においても従来のアルミニウム合金材に比べ
て優れた加工性を有する１こめ、軽度の加工であれば、
アルマイト処理後においても成形加工できる特性を有す
る。
ミニウム合金であるために、アルマイト皮膜を形成させ
る前に従来のアルミニウム合金よりもその加工度を大き
くとることができる。更にまノこ、ＭｎとＡｌの金属間
化合物が分散析出された合金材にアルマイ］・皮膜を形
成させた後においても従来のアルミニウム合金材に比べ
て優れた加工性を有する１こめ、軽度の加工であれば、
アルマイト処理後においても成形加工できる特性を有す
る。
以」二説明のように、本発明のアルマイｊ−にあっては
、赤外線放射材として好ましい耐熱性を有する黒色アル
ミナ（アルマイト皮膜３はαアルミナと考えられる）が
安定して存在するために、赤外線分光放射や分光放射用
力が優れることになる。
、赤外線放射材として好ましい耐熱性を有する黒色アル
ミナ（アルマイト皮膜３はαアルミナと考えられる）が
安定して存在するために、赤外線分光放射や分光放射用
力が優れることになる。
なお、前述の製造工程において、アルミニウム合金材が
鋳物、鋳塊などの場合、更に切削加工後に陽極酸化処理
を施してアルマイト皮膜４を形成した場合であっても、
全く同等の赤外線放射効果を得ることができる。更に、
成型加工として、絞り加工、張り出し加工、曲げ等の成
型加工を施すことも自由にできる。
鋳物、鋳塊などの場合、更に切削加工後に陽極酸化処理
を施してアルマイト皮膜４を形成した場合であっても、
全く同等の赤外線放射効果を得ることができる。更に、
成型加工として、絞り加工、張り出し加工、曲げ等の成
型加工を施すことも自由にできる。
［実施例ＩＪ
本発明の効果を実証するために、以下の比較試験を行っ
た。
た。
Ｍｎを０３％、２０％、２．５％、４．３％それぞれ含
有する厚さ１ｍｍのアルミ合金の板を作成し、４００℃
、１２時間の熱処理を行いＡｌ。Ｍｎなる組成の金属間
化合物が均一に分散しているアルミニウム合金板を作成
した。
有する厚さ１ｍｍのアルミ合金の板を作成し、４００℃
、１２時間の熱処理を行いＡｌ。Ｍｎなる組成の金属間
化合物が均一に分散しているアルミニウム合金板を作成
した。
次にこれらのアルミニウム合金板に、２５％硫酸浴中、
７°Ｃにおいて５ １０ １５ ２０ ３０４０．５０
μｍ厚のアルマイト皮膜を形成した部材を得た。
７°Ｃにおいて５ １０ １５ ２０ ３０４０．５０
μｍ厚のアルマイト皮膜を形成した部材を得た。
次にこれらの各部材を分光放射率測定装置にセラ）・シ
て８０℃と３００℃における赤外線放射率を波長６μｍ
で測定し結果を第１表に示した。
て８０℃と３００℃における赤外線放射率を波長６μｍ
で測定し結果を第１表に示した。
更に、２００，２５０，３００ ４００ ５００°Ｃで
各１時間加熱し加熱後のクラック発生の有無を観察した
。その結果Ｍｎを０３％含有するもので、アルマイト皮
膜を厚く形成した場合に若干クラックの発生が見られた
が、その他のものにおいてはいずれの温度でも肉眼によ
るクラックの発生は認められなかった。従って第１表に
は、２００℃で１時間加熱後の結果のみを代表して示し
た。
各１時間加熱し加熱後のクラック発生の有無を観察した
。その結果Ｍｎを０３％含有するもので、アルマイト皮
膜を厚く形成した場合に若干クラックの発生が見られた
が、その他のものにおいてはいずれの温度でも肉眼によ
るクラックの発生は認められなかった。従って第１表に
は、２００℃で１時間加熱後の結果のみを代表して示し
た。
「比較例」
また、比較例として、以下のように試料を作成した。
Ａｌ０５０材（純アルミニウム）からなる厚さ１ｍｌ′
１１の板体を２５％硫酸浴中、７℃において、５１０．
１５．２０．３０，４０．５０μｍの各膜厚のアルマイ
ト皮膜を形成した。
１１の板体を２５％硫酸浴中、７℃において、５１０．
１５．２０．３０，４０．５０μｍの各膜厚のアルマイ
ト皮膜を形成した。
これらの試料について実施例］と同様に赤外線放射率を
分光放射率測定装置にて８０’Ｃと３’ＯＯ℃の温度で
波長６μ和で測定した。これらの結果を第１表に示す。
分光放射率測定装置にて８０’Ｃと３’ＯＯ℃の温度で
波長６μ和で測定した。これらの結果を第１表に示す。
また、２００ ２５０ ３００４００．５００℃で各１
時間加熱し、加熱後のクラックの発生の有無を肉用観察
した。その結果、２００℃以上ではアルマイト皮膜を５
μｍに薄く形成した場合を除いて総ての試料で肉眼によ
るクラックの発生が認められた。従って実施例Ｉと同様
に第１表には２００°ＣにおＩＪる結果のみを代表して
示した。以上の結果を第１表に示す。
時間加熱し、加熱後のクラックの発生の有無を肉用観察
した。その結果、２００℃以上ではアルマイト皮膜を５
μｍに薄く形成した場合を除いて総ての試料で肉眼によ
るクラックの発生が認められた。従って実施例Ｉと同様
に第１表には２００°ＣにおＩＪる結果のみを代表して
示した。以上の結果を第１表に示す。
（以下、余白）
以」二の結果を第１表で比較してみると明らかなように
、ｊｌｓＡｌＤｓＤ材（純アルミニウム）では、８０℃
における放射率はやや良好であるが、３００°Ｃでは放
射率は低下している。これに対し、Ｍ ｎを０．３〜４
．３％含有する本発明例では８０°Ｃと３００°Ｃのい
ずれで乙良好な放射率を示している。
、ｊｌｓＡｌＤｓＤ材（純アルミニウム）では、８０℃
における放射率はやや良好であるが、３００°Ｃでは放
射率は低下している。これに対し、Ｍ ｎを０．３〜４
．３％含有する本発明例では８０°Ｃと３００°Ｃのい
ずれで乙良好な放射率を示している。
なお、Ｍ ｎを０．３％含有している試料にあっては、
Ｍ ｎを２．０〜４３％含有する試料よりも放射率で若
干低下している。。
Ｍ ｎを２．０〜４３％含有する試料よりも放射率で若
干低下している。。
また、比較例の純アルミニウムは２００°ＣＸ１時間の
加熱テス）・でアルマイ］・形成層５μｍを除く総ての
アルマイト厚の試料について第１表に示すように肉眼で
観察されるクラックの発生が見られる。）２かし、本発
明のＭ ｎを０３〜４．３％含有ずろらのについてはＭ
ｎを０３％含有するものてアルマイト層を厚く形成ｊ、
た場合に若干クラックか認められるが、それ以外では肉
眼によるクラックの発生は観察されないことが分かる。
加熱テス）・でアルマイ］・形成層５μｍを除く総ての
アルマイト厚の試料について第１表に示すように肉眼で
観察されるクラックの発生が見られる。）２かし、本発
明のＭ ｎを０３〜４．３％含有ずろらのについてはＭ
ｎを０３％含有するものてアルマイト層を厚く形成ｊ、
た場合に若干クラックか認められるが、それ以外では肉
眼によるクラックの発生は観察されないことが分かる。
［実施例２−１
Ｍｎ２．０重量％、Ｍｇｌ ○重上％を含有する０
６ｍｍ厚のアルミニウム合金板を４００°Ｃで５時間熱
処理）、た後、カップ状に絞り比１９で絞り、厚さ３０
μｍのアルマイト皮膜層を形成した。
６ｍｍ厚のアルミニウム合金板を４００°Ｃで５時間熱
処理）、た後、カップ状に絞り比１９で絞り、厚さ３０
μｍのアルマイト皮膜層を形成した。
この試料について８０°Ｃと３００°Ｃで赤外ｍ 放射
特性を測定（７たが、カップ状でも、板状態のままの放
射率と変わらず、絞り性能に優れていることが判明した
。
特性を測定（７たが、カップ状でも、板状態のままの放
射率と変わらず、絞り性能に優れていることが判明した
。
「実施例３」
Ｍｎを２０％含有するアルミニウム合金利と２工ｌ５Ａ
ｌ０５０材とを用い、これらにそれぞれ同一のアルマイ
ト生成条件で厚さ３０１ｔ ｍのアルマイト皮膜を形成
し、続いて、［１本バイオラッドラボラ）・リーズ社の
フーリエ変換赤外分光光度計ＦＴＳ−７ソステムによっ
て３００°Ｃで３〜２＋１μｍまでの分光放射率を測定
１．た結果を第３図に示す。
ｌ０５０材とを用い、これらにそれぞれ同一のアルマイ
ト生成条件で厚さ３０１ｔ ｍのアルマイト皮膜を形成
し、続いて、［１本バイオラッドラボラ）・リーズ社の
フーリエ変換赤外分光光度計ＦＴＳ−７ソステムによっ
て３００°Ｃで３〜２＋１μｍまでの分光放射率を測定
１．た結果を第３図に示す。
第３図から明らかなように、純アルミニウムにアルマイ
ト皮膜を形成（また比較例状＃１は、７μｍ以下の短波
長域において放射率か極端に低い欠点があるが、本発明
のＶ、札の放ル］率は波長４〜２４μｍの全域において
放射率に優れているとともに、特に４〜８μｍの短波長
域において放射率の低下が少なく、良好な特性を示すこ
とが判明した。
ト皮膜を形成（また比較例状＃１は、７μｍ以下の短波
長域において放射率か極端に低い欠点があるが、本発明
のＶ、札の放ル］率は波長４〜２４μｍの全域において
放射率に優れているとともに、特に４〜８μｍの短波長
域において放射率の低下が少なく、良好な特性を示すこ
とが判明した。
「発明の効果」
以」−説明したように本発明の赤外線放射用部利は特定
量のＭｎを含有１７、かつ、ＭｎとＡｌの金属間化合物
が分散析出しているアルミニウム合金材の表面にアルマ
イトの多孔質層を形成してなるものである１、この多孔
質アルマイト層の微細孔は形成過程で金属間化合物の析
出部分を、１＋：］るようにして種々の方向に成長する
ので、複雑に枝分かれした構造となっている。このため
このアルマイト層は熱歪に起因する応力の緩和作用が強
く、高温からの急冷に」２つでもクラックを生じにくく
、５００℃程度の高温にまで耐える耐熱性を何している
。
量のＭｎを含有１７、かつ、ＭｎとＡｌの金属間化合物
が分散析出しているアルミニウム合金材の表面にアルマ
イトの多孔質層を形成してなるものである１、この多孔
質アルマイト層の微細孔は形成過程で金属間化合物の析
出部分を、１＋：］るようにして種々の方向に成長する
ので、複雑に枝分かれした構造となっている。このため
このアルマイト層は熱歪に起因する応力の緩和作用が強
く、高温からの急冷に」２つでもクラックを生じにくく
、５００℃程度の高温にまで耐える耐熱性を何している
。
また、形成されろアルマイＩ・皮膜は明度が低く黒色に
近い色であるため、従来のアルミナ等の赤外線放射体で
見られる様な２〜７μｍの波長域での放射特性の低下も
なく、広い波長域で安定した良好な放射特性を有する放
射体となる。
近い色であるため、従来のアルミナ等の赤外線放射体で
見られる様な２〜７μｍの波長域での放射特性の低下も
なく、広い波長域で安定した良好な放射特性を有する放
射体となる。
更にまた、アルマイト皮膜を形成する合金材の素地は加
工性の良好なアルミニウム合金であるので、絞り加工、
穴加工、曲げ加工、切削加工、局部エツチング加工など
の諸加工を行って所望の形状に加工（７だ後にアルマイ
ト皮膜を形成することができる）こめ従来の放射体では
不可能な複Ｍｌｌな形状の赤外線放射体を容易に得るこ
とかできるので多大な応用用途の拡大が期待できろもの
である３、また、本発明に係る赤外線放射体伺は以下に
記載する種々の用途に使用することができるものである
。
工性の良好なアルミニウム合金であるので、絞り加工、
穴加工、曲げ加工、切削加工、局部エツチング加工など
の諸加工を行って所望の形状に加工（７だ後にアルマイ
ト皮膜を形成することができる）こめ従来の放射体では
不可能な複Ｍｌｌな形状の赤外線放射体を容易に得るこ
とかできるので多大な応用用途の拡大が期待できろもの
である３、また、本発明に係る赤外線放射体伺は以下に
記載する種々の用途に使用することができるものである
。
スト−ブ、ごたつ、あんか、足温器、フロアヒータ、そ
の他、各種ヒータの暖房用加熱機器。
の他、各種ヒータの暖房用加熱機器。
炊飯器、ステーキ皿、焼肉器具、電子Ｉノンジ用容器、
パン菓子焼き器、コーヒー豆や茶の焙煎器、石焼芋器、
食品搬送ベル）・等のげＭＪ理用加熱機器。
パン菓子焼き器、コーヒー豆や茶の焙煎器、石焼芋器、
食品搬送ベル）・等のげＭＪ理用加熱機器。
めん、果実酒、［１本酒、ウィスキーなどの４熟成・醸
成用装置。
成用装置。
プラスデックやフィルムなどの加熱加工装置。
塗装、印刷、電子基盤、繊維等の工業用各種乾燥装置。
美容ザウナ、腰痛治療器、温炎器、美顔器、靴敷等の健
康機器。
康機器。
徳利、ぐいのみ等の食器。
水浄化装置、水槽、魚飼育槽の殺菌・腐敗防止用。
冷蔵庫、保ｑ容器、包装材等の鮮度保持用。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は本発明方法の一例を説明す
るためのもので、第１図（ａ）は金属間化合物をアルミ
ニウム合金素地中に分散析出させ１こ状態を示す断面図
、第１図（１））はアルミニウム合金母料にアルマイト
皮膜を形成した状態を示す断面図、第２図は赤外線分光
放射率の測定結果を示すグラフである。 アルミニウム合金素地、２・・金属間化合物、３ アル
ミニウム合金材、４ アルマイト皮ＩＪ！、５ 赤外線
放射体祠。
るためのもので、第１図（ａ）は金属間化合物をアルミ
ニウム合金素地中に分散析出させ１こ状態を示す断面図
、第１図（１））はアルミニウム合金母料にアルマイト
皮膜を形成した状態を示す断面図、第２図は赤外線分光
放射率の測定結果を示すグラフである。 アルミニウム合金素地、２・・金属間化合物、３ アル
ミニウム合金材、４ アルマイト皮ＩＪ！、５ 赤外線
放射体祠。
Claims (6)
- （１）Ｍｎを０．３〜４．３重量％含有し、残部がＡｌ
及び不可避不純物とからなる組成を有し、かつ、Ｍｎと
Ａｌの金属間化合物が分散析出しているアルミニウム合
金材とその表面に形成されているアルマイト層とからな
ることを特徴とする赤外線放射用部材。 - （２）Ｍｎを０．３〜４．３重量％とＭｇを０．０５〜
６重量％含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物とから
なる組成を有し、かつ、ＭｎとＡｌの金属間化合物が分
散析出しているアルミニウム合金材とその表面に形成さ
れているアルマイト層とからなることを特徴とする赤外
線放射用部材。 - （３）請求項１または２記載の赤外線放射用部材におい
て、アルマイト層の厚さが少なくとも１０μｍ以上であ
ることを特徴とする赤外線放射用部材。 - （４）Ｍｎを０．３〜４．３重量％含有し、残部がＡｌ
及び不可避不純物とからなる組成のアルミニウム合金を
熱処理してＭｎとＡｌの金属間化合物を分散析出させた
アルミニウム合金材に陽極酸化処理を施して表面部分に
アルマイト層を形成することを特徴とする赤外線放射用
部材の製造方法。 - （５）Ｍｎを０．３〜４．３重量％含有し、残部がＡｌ
及び不可避不純物とからなる組成のアルミニウム合金を
塑性加工した後、熱処理を施してＭｎとＡｌの金属間化
合物を分散析出させ、次いで陽極酸化処理を施してアル
マイト層を形成することを特徴とする赤外線放射用部材
の製造方法。 - （６）Ｍｎを０．３〜４．３重量％含有し、残部がＡｌ
及び不可避不純物とからなるアルミニウム合金に切削あ
るいは局部エッチングで加工した後、熱処理を施してＭ
ｎとＡｌの金属間化合物を分散析出させ、次いで陽極酸
化処理してアルマイト層を形成することを特徴とする赤
外線放射用部材の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228971A JPH07116639B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 赤外線放射用部材およびその製造方法 |
| US07/753,098 US5336341A (en) | 1990-08-30 | 1991-08-30 | Infrared radiation element and process of producing the same |
| DE69120627T DE69120627T2 (de) | 1990-08-30 | 1991-08-30 | Infrarote Strahlung abgebendes Element und Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP91307987A EP0479429B1 (en) | 1990-08-30 | 1991-08-30 | Infrared radiation element and process of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228971A JPH07116639B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 赤外線放射用部材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04110493A true JPH04110493A (ja) | 1992-04-10 |
| JPH07116639B2 JPH07116639B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=16884741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2228971A Expired - Lifetime JPH07116639B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 赤外線放射用部材およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5336341A (ja) |
| EP (1) | EP0479429B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07116639B2 (ja) |
| DE (1) | DE69120627T2 (ja) |
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| US7276293B1 (en) | 2000-05-24 | 2007-10-02 | Fujikura Ltd. | Far-infrared radiator and method for producing method |
| JP5830468B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2015-12-09 | スタンレー電気株式会社 | 発電装置 |
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- 1990-08-30 JP JP2228971A patent/JPH07116639B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1991
- 1991-08-30 DE DE69120627T patent/DE69120627T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-30 US US07/753,098 patent/US5336341A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-30 EP EP91307987A patent/EP0479429B1/en not_active Expired - Lifetime
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| US5336341A (en) | 1994-08-09 |
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