JPH05195110A - 金属多孔体の製造 - Google Patents
金属多孔体の製造Info
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- JPH05195110A JPH05195110A JP25885192A JP25885192A JPH05195110A JP H05195110 A JPH05195110 A JP H05195110A JP 25885192 A JP25885192 A JP 25885192A JP 25885192 A JP25885192 A JP 25885192A JP H05195110 A JPH05195110 A JP H05195110A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属多孔体の新規な製造法を提供すること。
【構成】 金属酸化物成形体を酸化雰囲気中で焼成し
て、通気性の多孔質の還元可能な金属酸化物焼結体、次
いで該金属酸化物を構成する金属またはそれらの間の合
金の融点以下の温度で、還元雰囲気中で還元するか、あ
るいは金属酸化物成形体を還元雰囲気中で焼成して連続
気泡性金属多孔体を生成する。
て、通気性の多孔質の還元可能な金属酸化物焼結体、次
いで該金属酸化物を構成する金属またはそれらの間の合
金の融点以下の温度で、還元雰囲気中で還元するか、あ
るいは金属酸化物成形体を還元雰囲気中で焼成して連続
気泡性金属多孔体を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属多孔体に関し、更に
詳しくはフィルタ、燃料電池用電極その他の電極、その
他任意の用途に使用できる連続気泡性の金属多孔体の製
造方法に関する。
詳しくはフィルタ、燃料電池用電極その他の電極、その
他任意の用途に使用できる連続気泡性の金属多孔体の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属多孔体、セラミック多孔体等の連続
気泡多孔体には、半導体製造に使用される各種ガスや薬
剤溶液等のろ過に使用されるフィルタがあり、またその
内の金属多孔体には更に電池電極、水素吸蔵合金、その
他の用途がある。本発明は特に連続気泡金属多孔体に関
する。
気泡多孔体には、半導体製造に使用される各種ガスや薬
剤溶液等のろ過に使用されるフィルタがあり、またその
内の金属多孔体には更に電池電極、水素吸蔵合金、その
他の用途がある。本発明は特に連続気泡金属多孔体に関
する。
【０００３】連続気泡多孔体に必要な条件は用途に依存
するので、一般的な条件を規定するのは困難であるが、
本発明で応用を意図している微細な粒子の流通が関係し
ている用途では、微細で且つ均一に分布した細孔を有す
ること、機械的に安定していること、細孔容積あるいは
空孔率が大きいこと等である。
するので、一般的な条件を規定するのは困難であるが、
本発明で応用を意図している微細な粒子の流通が関係し
ている用途では、微細で且つ均一に分布した細孔を有す
ること、機械的に安定していること、細孔容積あるいは
空孔率が大きいこと等である。
【０００４】従来、連続気泡金属多孔体の製造には、粒
度の揃った金属粉末又は繊維を原料とし、それにバイン
ダーを加え、圧縮成形し、非酸化性雰囲気中で適当な温
度で処理して部分的に焼結する方法が試みられている。
（例えば山形県工業技術センター報告Ｎｏ．２１、水木
外「工業材料」３０巻、１０号、第８９−９９頁（１９
８２）参照）。しかしながら、小さな粒径の金属粉末の
製造には、溶融金属のスプレーによる方法、線材の切断
とそれに続く粉砕等の方法等が行なわれるので（例え
ば、「金属便覧」の粉末製造の項、特開昭５５−９３７
０１号、同５６−１２５５９号、同５６−５２１４６号
参照）粉末が高価であるのみならず、粉末の表面積が大
きく発火の危険性が大きいので空気中で成形等の作業を
行なうことが困難である。そのため、製造には細心の注
意が要求され又コストがかさむ問題点がある。比較的大
きい粒径のものを使用すると微細な細孔は得られない。
度の揃った金属粉末又は繊維を原料とし、それにバイン
ダーを加え、圧縮成形し、非酸化性雰囲気中で適当な温
度で処理して部分的に焼結する方法が試みられている。
（例えば山形県工業技術センター報告Ｎｏ．２１、水木
外「工業材料」３０巻、１０号、第８９−９９頁（１９
８２）参照）。しかしながら、小さな粒径の金属粉末の
製造には、溶融金属のスプレーによる方法、線材の切断
とそれに続く粉砕等の方法等が行なわれるので（例え
ば、「金属便覧」の粉末製造の項、特開昭５５−９３７
０１号、同５６−１２５５９号、同５６−５２１４６号
参照）粉末が高価であるのみならず、粉末の表面積が大
きく発火の危険性が大きいので空気中で成形等の作業を
行なうことが困難である。そのため、製造には細心の注
意が要求され又コストがかさむ問題点がある。比較的大
きい粒径のものを使用すると微細な細孔は得られない。
【０００５】一方、連続気泡セラミック多孔体は、シェ
ディング（表面からの材料の剥脱）の問題があること、
支持体への取付に金属との溶接が出来ないこと等の欠点
があり、又フイルターへの応用では重要な空孔率が小さ
い問題もある。
ディング（表面からの材料の剥脱）の問題があること、
支持体への取付に金属との溶接が出来ないこと等の欠点
があり、又フイルターへの応用では重要な空孔率が小さ
い問題もある。
【０００６】更に、多孔質高分子膜は広く使用されてい
るが、耐熱性が低く、強度も充分でなく、金属との溶接
が出来ないという問題点を有する。
るが、耐熱性が低く、強度も充分でなく、金属との溶接
が出来ないという問題点を有する。
【０００７】従来の連続気泡金属多孔体は上記の欠点が
あるが、セラミック多孔体に比して、シェディングの問
題がなく、金属との溶接が容易であり、一方多孔質高分
子膜に比して、耐熱性が高く、強度も充分なものが期待
でき、金属との溶接が容易である等の利点がある。そこ
で、本発明者らは鋭意研究の末従来の連続気泡金属多孔
体製造法に比して安定で容易な製造法を導くことが出来
た。
あるが、セラミック多孔体に比して、シェディングの問
題がなく、金属との溶接が容易であり、一方多孔質高分
子膜に比して、耐熱性が高く、強度も充分なものが期待
でき、金属との溶接が容易である等の利点がある。そこ
で、本発明者らは鋭意研究の末従来の連続気泡金属多孔
体製造法に比して安定で容易な製造法を導くことが出来
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、従
来の金属粉末を焼結する方法は、原料コストが高く、製
造工程の制御が困難という問題がある。本発明はこれら
の欠点のない、新規な連続気泡金属多孔体を製造する方
法を提供することを発明の課題とする。より具体的に
は、微細な孔径を有する連続気泡金属多孔体を提供する
こと、又好ましくは空孔率の大きい連続気泡金属多孔体
を提供することが課題である。
来の金属粉末を焼結する方法は、原料コストが高く、製
造工程の制御が困難という問題がある。本発明はこれら
の欠点のない、新規な連続気泡金属多孔体を製造する方
法を提供することを発明の課題とする。より具体的に
は、微細な孔径を有する連続気泡金属多孔体を提供する
こと、又好ましくは空孔率の大きい連続気泡金属多孔体
を提供することが課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属酸化物の
粉末を成形し、得られた成形体を焼成して、通気性の多
孔質の金属酸化物焼結体とし、この焼結体を、該金属酸
化物を構成する金属またはそれらの間の合金の融点以下
の温度で、還元雰囲気中で還元することを特徴とする連
続気泡性金属多孔体の製造方法である。ここに、還元雰
囲気は好ましくは水素ガスである。別法として、本発明
は金属酸化物の粉末を成形し、この成形体を還元性雰囲
気中において構成金属又は合金の融点以下でかつ通気性
の多孔質の焼結体となるに十分な温度で還元することを
特徴とする、連続気泡性金属多孔体の製造方法である。
本発明によると、連続気泡金属焼結体が得られる。又原
料の酸化物粉末は微細なものが容易に入手出来るので原
料コストも低い。
粉末を成形し、得られた成形体を焼成して、通気性の多
孔質の金属酸化物焼結体とし、この焼結体を、該金属酸
化物を構成する金属またはそれらの間の合金の融点以下
の温度で、還元雰囲気中で還元することを特徴とする連
続気泡性金属多孔体の製造方法である。ここに、還元雰
囲気は好ましくは水素ガスである。別法として、本発明
は金属酸化物の粉末を成形し、この成形体を還元性雰囲
気中において構成金属又は合金の融点以下でかつ通気性
の多孔質の焼結体となるに十分な温度で還元することを
特徴とする、連続気泡性金属多孔体の製造方法である。
本発明によると、連続気泡金属焼結体が得られる。又原
料の酸化物粉末は微細なものが容易に入手出来るので原
料コストも低い。
【００１０】本発明に従って還元される通気性の多孔質
金属酸化物焼結体は、ＮｉＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、Ｃ
ｏＯ、ＭｏＯ3 等の金属酸化物の一種又は混合物であっ
て焼結して単独又は複合酸化物焼結体を生成し得る任意
の原料粉末を、ポリビニルアルコール、ブチラール樹
脂、アクリル等（例えば和光製ＰＶＡ重合度２０００、
和光社製ＰＶＡ重合度５００、ユニチカ製ポバールＵＭ
Ｒ、第一工業製薬製セラモＰＢ−１５、共栄社油脂製オ
リコックスＫＣ１７２０、いずれも商品名）のバインダ
ーと均一に混合し、金型等で所定の形状に成形し、次い
で空気中又は不活性雰囲気中で所定の温度及び時間焼結
することにより得られる。この方法によると所望形状の
焼結体を容易に得ることが出来るが、一般に細孔の孔径
及び多孔度は使用する原料粉末の種類、粒径、粒度分
布、バインダーの混合割合、焼成温度、及び焼成時間等
の各種の因子で決まるものであり、これらを適宜制御す
ることにより通気性の多孔質金属酸化物焼結体とするこ
とが出来る。この焼結体の形状は最終金属焼結体の形状
を規定するものであるが、周知のように酸化物粉末の成
形は極めて容易であり、焼結後にその形状は保存され
る。別法として、上記の金属酸化物粉末の成形体は直接
還元性雰囲気中で焼成される。これにより直接通気性で
多孔質の金属を得ることができる。
金属酸化物焼結体は、ＮｉＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、Ｃ
ｏＯ、ＭｏＯ3 等の金属酸化物の一種又は混合物であっ
て焼結して単独又は複合酸化物焼結体を生成し得る任意
の原料粉末を、ポリビニルアルコール、ブチラール樹
脂、アクリル等（例えば和光製ＰＶＡ重合度２０００、
和光社製ＰＶＡ重合度５００、ユニチカ製ポバールＵＭ
Ｒ、第一工業製薬製セラモＰＢ−１５、共栄社油脂製オ
リコックスＫＣ１７２０、いずれも商品名）のバインダ
ーと均一に混合し、金型等で所定の形状に成形し、次い
で空気中又は不活性雰囲気中で所定の温度及び時間焼結
することにより得られる。この方法によると所望形状の
焼結体を容易に得ることが出来るが、一般に細孔の孔径
及び多孔度は使用する原料粉末の種類、粒径、粒度分
布、バインダーの混合割合、焼成温度、及び焼成時間等
の各種の因子で決まるものであり、これらを適宜制御す
ることにより通気性の多孔質金属酸化物焼結体とするこ
とが出来る。この焼結体の形状は最終金属焼結体の形状
を規定するものであるが、周知のように酸化物粉末の成
形は極めて容易であり、焼結後にその形状は保存され
る。別法として、上記の金属酸化物粉末の成形体は直接
還元性雰囲気中で焼成される。これにより直接通気性で
多孔質の金属を得ることができる。
【００１１】次ぎに、金属酸化物成形体または金属酸化
物焼結体は水素ガス等の還元性雰囲気中で焼成される。
焼成温度及び焼成時間は金属酸化物焼結体の種類によっ
て異なる。一般に還元温度は還元されて得た金属が流動
して細孔を塞がないように金属酸化物焼結体の構成金属
の融点よりも低い所定の温度にする必要がある。
物焼結体は水素ガス等の還元性雰囲気中で焼成される。
焼成温度及び焼成時間は金属酸化物焼結体の種類によっ
て異なる。一般に還元温度は還元されて得た金属が流動
して細孔を塞がないように金属酸化物焼結体の構成金属
の融点よりも低い所定の温度にする必要がある。
【００１２】孔径と空孔容積は用途により変わり得るも
のであり、どれが最適ということは出来ないが、上記の
各種の条件を選択することで必要な細孔構造を得ること
が出来る。しかし、大きいところでは数μｍから、小さ
いところでは従来の連続気泡金属多孔体よりもかなり小
さい０．５μｍ程度の細孔は容易に得られる。一般に、
小さな孔径を得るためには、バインダー濃度を小さくす
る、成形圧力を高くする、焼成温度を低くする、及び還
元温度を低くする。大きな孔径を得るにはこれらの条件
を逆にする。ただし、焼成温度と還元温度の影響は比較
的複雑で、ある温度を超えて上昇すると逆に孔径は小さ
くなる。
のであり、どれが最適ということは出来ないが、上記の
各種の条件を選択することで必要な細孔構造を得ること
が出来る。しかし、大きいところでは数μｍから、小さ
いところでは従来の連続気泡金属多孔体よりもかなり小
さい０．５μｍ程度の細孔は容易に得られる。一般に、
小さな孔径を得るためには、バインダー濃度を小さくす
る、成形圧力を高くする、焼成温度を低くする、及び還
元温度を低くする。大きな孔径を得るにはこれらの条件
を逆にする。ただし、焼成温度と還元温度の影響は比較
的複雑で、ある温度を超えて上昇すると逆に孔径は小さ
くなる。
【００１３】
【実施例の説明】ニッケル円板焼結体の場合 酸化ニッケルを原料とする場合の条件は次ぎの通りであ
る。粉末状ＮｉＯに、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
８重量％の水溶液をＮｉＯに対して約０〜２５重量％と
なる量で添加して良く混合し、成形圧力約３０〜１００
Ｋｇ／ｃｍ2 を加えて直径７０ｍｍ、厚さ約２ｍｍに成
形し、約３日間自然乾燥し、次いで空気中約８００〜１
６００℃の温度で、約４〜１６時間焼成して通気性多孔
質酸化物焼結体を得る。成形圧力は３０Ｋｇ／ｃｍ2 は
最低の必要圧力であり、１００Ｋｇ／ｃｍ2 は上限では
なく使用した装置の限界を表わすに過ぎない。したがっ
て、より大きい１５０Ｋｇ／ｃｍ2 といった成形圧力も
可能である。次ぎに、この焼結体を水素を通気しながら
約６００〜８００℃で、約０．５〜２時間還元処理す
る。
る。粉末状ＮｉＯに、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
８重量％の水溶液をＮｉＯに対して約０〜２５重量％と
なる量で添加して良く混合し、成形圧力約３０〜１００
Ｋｇ／ｃｍ2 を加えて直径７０ｍｍ、厚さ約２ｍｍに成
形し、約３日間自然乾燥し、次いで空気中約８００〜１
６００℃の温度で、約４〜１６時間焼成して通気性多孔
質酸化物焼結体を得る。成形圧力は３０Ｋｇ／ｃｍ2 は
最低の必要圧力であり、１００Ｋｇ／ｃｍ2 は上限では
なく使用した装置の限界を表わすに過ぎない。したがっ
て、より大きい１５０Ｋｇ／ｃｍ2 といった成形圧力も
可能である。次ぎに、この焼結体を水素を通気しながら
約６００〜８００℃で、約０．５〜２時間還元処理す
る。
【００１４】上記の条件では実験上若干の健全でない連
続気泡ニッケル焼結体が得られた他は、概して健全な製
品が得られた。従って、工程の制御及び管理により充分
工業的な実施が可能である。また孔径は１μ前後のもの
が容易に得られる。
続気泡ニッケル焼結体が得られた他は、概して健全な製
品が得られた。従って、工程の制御及び管理により充分
工業的な実施が可能である。また孔径は１μ前後のもの
が容易に得られる。
【００１５】ニッケル円筒焼結体の場合 酸化ニッケルを原料とする場合の条件は次ぎの通りであ
る。粉末状ＮｉＯに、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
１０重量％の水溶液をＮｉＯに対して約０〜４０重量％
となる量で添加して良く混合し、成形圧力約２００〜２
０００Ｋｇ／ｃｍ2 を加えて外径１７〜２３ｍｍ、厚さ
約２〜３ｍｍの円筒形に成形し、約３日間自然乾燥し、
次いで空気中約１１００〜１７００℃の温度で、約４時
間焼成して通気性多孔質酸化物焼結体を得る。次ぎに、
この焼結体を水素を通気しながら約６００〜１０００℃
で、約０．５〜６時間還元処理する。円筒形に成形する
と健全な焼結体の収率は１００％である。
る。粉末状ＮｉＯに、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
１０重量％の水溶液をＮｉＯに対して約０〜４０重量％
となる量で添加して良く混合し、成形圧力約２００〜２
０００Ｋｇ／ｃｍ2 を加えて外径１７〜２３ｍｍ、厚さ
約２〜３ｍｍの円筒形に成形し、約３日間自然乾燥し、
次いで空気中約１１００〜１７００℃の温度で、約４時
間焼成して通気性多孔質酸化物焼結体を得る。次ぎに、
この焼結体を水素を通気しながら約６００〜１０００℃
で、約０．５〜６時間還元処理する。円筒形に成形する
と健全な焼結体の収率は１００％である。
【００１６】以下に具体例を説明するが、平均孔径と空
気流量をＣｏｕｌｔｅｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ（米国セ
ントポール所在ＴＳＩ社製）を使用して測定した。空気
流量のデータは入口圧力１Kg／cm2 ゲージ及び差圧1Kg/
cm2 でとったもの。更に空孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を
重量、見掛け体積、及びＮｉの真比重を使用して算出し
た。又収率（健全率）での良品の定義は、孔径分布や空
気流量を測るためのホルダーに装着できる程度に歪みが
小さく、肉眼でひびが確認できないものである。焼結し
やすさの目安としての「収縮率」は酸化物を焼結したと
きの直径収縮率である。還元しやすさの目安として「減
量率」を使った。例えば酸化ニッケルの酸素がすべて放
出されたときの減量率は２１．４％である。空孔率は酸
化物がすべて金属に還元されたと仮定して計算したもの
である。
気流量をＣｏｕｌｔｅｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ（米国セ
ントポール所在ＴＳＩ社製）を使用して測定した。空気
流量のデータは入口圧力１Kg／cm2 ゲージ及び差圧1Kg/
cm2 でとったもの。更に空孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を
重量、見掛け体積、及びＮｉの真比重を使用して算出し
た。又収率（健全率）での良品の定義は、孔径分布や空
気流量を測るためのホルダーに装着できる程度に歪みが
小さく、肉眼でひびが確認できないものである。焼結し
やすさの目安としての「収縮率」は酸化物を焼結したと
きの直径収縮率である。還元しやすさの目安として「減
量率」を使った。例えば酸化ニッケルの酸素がすべて放
出されたときの減量率は２１．４％である。空孔率は酸
化物がすべて金属に還元されたと仮定して計算したもの
である。
【００１７】実施例１（円板形） 上記条件のうち、表１の条件を用いて開放気泡多孔質金
属焼結体を製造した。ＮｉＯとＰＶＡの混合物は粗粒を
除くために３０メッシュの篩を使用した。なお、実施例
１から４まではＰＶＡの量は８％水溶液とＮｉＯとの重
量比で表した。
属焼結体を製造した。ＮｉＯとＰＶＡの混合物は粗粒を
除くために３０メッシュの篩を使用した。なお、実施例
１から４まではＰＶＡの量は８％水溶液とＮｉＯとの重
量比で表した。
【００１８】
【表１】
【００１９】得られた試料の収率は約５０％強であっ
た。健全なものの焼成収縮率、還元減量、空孔率、平均
孔径、空気流量（リットル／ｍｉｎ・ｃｍ2 ／Ｋｇ・１
／ｃｍ2 ）は表２の通りであった。
た。健全なものの焼成収縮率、還元減量、空孔率、平均
孔径、空気流量（リットル／ｍｉｎ・ｃｍ2 ／Ｋｇ・１
／ｃｍ2 ）は表２の通りであった。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２から、平均孔径に対して十分な空気流
量が得られることがわかる。従ってフィルターの用途が
期待出来る。特に１μｍ以下のものは従来の市販金属フ
ィルターには存在しないものであり多くの用途が期待出
来る。なお、平均収率は約５０％強であったので、焼成
・還元時の条件や炉の温度分布、試料の姿勢などの制御
で高収率で良品が得られる可能性が充分ある。酸化ニッ
ケルからの多孔質ニッケルの製造では1000℃以上で焼結
が、600 ℃以上で還元が、ともによく進行する。但し孔
径が小さいときの還元は600 ℃,0.5hrでは不足のようで
ある(No.5,8)。孔径分布、空気流量に最も大きな影響を
与えた要因はＰＶＡ比と成形圧であった。
量が得られることがわかる。従ってフィルターの用途が
期待出来る。特に１μｍ以下のものは従来の市販金属フ
ィルターには存在しないものであり多くの用途が期待出
来る。なお、平均収率は約５０％強であったので、焼成
・還元時の条件や炉の温度分布、試料の姿勢などの制御
で高収率で良品が得られる可能性が充分ある。酸化ニッ
ケルからの多孔質ニッケルの製造では1000℃以上で焼結
が、600 ℃以上で還元が、ともによく進行する。但し孔
径が小さいときの還元は600 ℃,0.5hrでは不足のようで
ある(No.5,8)。孔径分布、空気流量に最も大きな影響を
与えた要因はＰＶＡ比と成形圧であった。
【００２２】実施例２（円板形） 焼成温度の影響を見るために焼成温度１６００℃を採用
し表３の条件を使用した。なお３０メッシュ篩下を使用
した。
し表３の条件を使用した。なお３０メッシュ篩下を使用
した。
【００２３】
【表３】
【００２４】平均収率は約７５％であった。健全な試料
について測定した結果を表４に示す。
について測定した結果を表４に示す。
【００２５】
【表４】
【００２６】表４によると、平均孔径に対して十分な空
気流量が得られることがわかる。また実施例１と同様に
平均孔径と空気流量はＰＶＡ比と成形圧の影響が大き
く、焼成温度の影響は小さかった。しかし、焼成温度に
は孔径−流量に対する要因として、他の要因はすべて孔
径が小さくなれば流量が小さくなるように作用するが、
実施例１と対照すると、温度は1150℃で孔径最小、流量
最大で、1000℃、1600℃の順で孔径は大きく、流量は小
さくなっている。焼成時の直径収縮率は実施例１よりも
やや大きい。つまり焼成温度が高いほど焼結性は良い。
ＰＶＡ比も焼結性に影響があり、1/10のほうが1/4 より
も良い。還元性については800 ℃であっても30min は不
十分で、還元温度よりもむしろ還元時間の方が影響が大
きいことがわかった。
気流量が得られることがわかる。また実施例１と同様に
平均孔径と空気流量はＰＶＡ比と成形圧の影響が大き
く、焼成温度の影響は小さかった。しかし、焼成温度に
は孔径−流量に対する要因として、他の要因はすべて孔
径が小さくなれば流量が小さくなるように作用するが、
実施例１と対照すると、温度は1150℃で孔径最小、流量
最大で、1000℃、1600℃の順で孔径は大きく、流量は小
さくなっている。焼成時の直径収縮率は実施例１よりも
やや大きい。つまり焼成温度が高いほど焼結性は良い。
ＰＶＡ比も焼結性に影響があり、1/10のほうが1/4 より
も良い。還元性については800 ℃であっても30min は不
十分で、還元温度よりもむしろ還元時間の方が影響が大
きいことがわかった。
【００２７】実施例３（円板形） 実施例１、２で孔径と流量への影響が大きかったＰＶＡ
比と成形圧について３水準での実験を行った。条件を表
５に示す。充填高さ（成形時の厚さ）とふるいメッシュ
の影響も調べた。
比と成形圧について３水準での実験を行った。条件を表
５に示す。充填高さ（成形時の厚さ）とふるいメッシュ
の影響も調べた。
【００２８】
【表５】
【００２９】得られた連続気泡金属焼結体の平均収率は
５７％であった。健全なものを測定した結果を表６に示
す。
５７％であった。健全なものを測定した結果を表６に示
す。
【００３０】
【表６】
【００３１】ＰＶＡ比と成形圧の孔径、流量への影響は
実施例１、２と同様の傾向が見られた。充填高さは最終
試料の厚さに直接影響し、したがって流量への影響が大
きい。メッシュは流量に余り影響しなかった。ＰＶＡ比
1/10以下、焼成温度1150℃の条件で直径収縮率はどれも
23％以上で、焼結性は良いと言える。減量率は理論値の
21.4％には遠いものもあり、600 ℃30min の還元ではや
はり不足のようである。孔径最小のサンプル７の還元性
が最も悪い。
実施例１、２と同様の傾向が見られた。充填高さは最終
試料の厚さに直接影響し、したがって流量への影響が大
きい。メッシュは流量に余り影響しなかった。ＰＶＡ比
1/10以下、焼成温度1150℃の条件で直径収縮率はどれも
23％以上で、焼結性は良いと言える。減量率は理論値の
21.4％には遠いものもあり、600 ℃30min の還元ではや
はり不足のようである。孔径最小のサンプル７の還元性
が最も悪い。
【００３２】実施例４（円板形） ＰＶＡ比を実施例３までにない表７の条件で実験した。
【００３３】
【表７】
【００３４】平均収率は５０％強であった。測定結果を
表８に示す
表８に示す
【００３５】
【表８】
【００３６】ＰＶＡ比1/6 と1/4 の間で孔径−流量に大
きく影響することがわかった。直径収縮率は20％程度
で、他の実験と合わせて、焼成温度、時間が同じ時には
ＰＶＡ比と直径収縮率がよい相関をもっていることがわ
かる。還元温度600 ℃でも1hr ならば減量率は約20％と
なった。
きく影響することがわかった。直径収縮率は20％程度
で、他の実験と合わせて、焼成温度、時間が同じ時には
ＰＶＡ比と直径収縮率がよい相関をもっていることがわ
かる。還元温度600 ℃でも1hr ならば減量率は約20％と
なった。
【００３７】他の金属及び合金の場合 実施例５（円板形） 様々な金属酸化物の混合系について、主に焼結性、還元
性を調べた。参照のため、使用する原料単独でのデータ
も取った。合金系について健全な金属焼結体の得られた
ものの製造条件を表９に、結果を表１０に示す。ただし
全て３０メッシュの篩下を使用し、又充填高さは３ｍｍ
に統一した。ＰＶＡ比は成形しやすいところを選び、統
一しなかった。本例以降におけるＰＶＡ比は固形分％で
表した。焼成温度について、NiO 、Fe2O3 、CoO 、WO3
については融点が1300℃以上なので1150℃（炉の最高温
度）とした。Cu酸化物についてはCuO の融点が1000℃強
なので900 ℃とし、Cu2Oは1200℃強だが高温の酸化性雰
囲気でCuO に変化するのでAr雰囲気の1000℃とした。そ
の二者の焼結性、還元性を比較して、大差はなっかたが
CuO を混合系に使用した。Ｍｏ酸化物についてもMoO3は
融点が低いので５００〜６００℃で２４時間焼成とし、
MoO2は融点は高いが高温の酸化性雰囲気でMoO3に変わる
ので、Ａｒ雰囲気の１１００℃焼成とした。焼結性、還
元性とも原料によって大きく異なる。単独での焼結性の
良いのはNiO 、Fe2O3、 WO3、Cu2O、CuO であった。混合
系での焼結性は必ずしも単独での結果から予想されるも
のではなく、単独で良かったＮｉＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 の混合
物の焼結性は余り良くなく、単独では全く焼結しない例
えばCoO を使ったNiO-CoO と同程度の焼結性だった。Ni
O-MoO3系ではＮｉＯの含有率の高いサンプルの1100℃焼
成では7.9 ％の収縮を得たので、温度、圧力、雰囲気等
の条件を適当に選択することによりこの組成での焼結は
可能と思われる。単独での還元性については、だいたい
文献データ（例えば共立出版社「化学大辞典」（１９６
３）、日ソ通信社「酸化物便覧」（１９７０）等参照）
の通りの傾向が見られた。NiO 、CoO 、CuO は600 ℃で
充分に還元されるが、WO3,MoO3は1000℃が必要である。
Fe2O3 は文献からは600 ℃で充分と思われたが不充分だ
った。混合系での還元性は、その温度で単独の場合に還
元されたものだけ還元されているように見える。NiO-Fe
2O3 やNiO-WO3 は600 ℃では還元は不充分だったが800
℃ではよく還元された。MoO3-Cr2O3の場合には600 ℃で
はほとんど還元されず、1000℃でＭｏのみ還元される。
しかし、Cr2O3 は酸素分圧を低くしまた温度を高くする
ことで焼成できることが知られており（Ｊ．Ａｍ．Ｃｅ
ｒａｍｉｃ Ｓｏｃ．Ｖｏｌ６２，Ｎｏ．３−４、第２
０８−２１１頁）、また温度を高くするとにより水素還
元できることも知られている（日本金属学会誌第５０
巻、第１１号、第９９３−９９８頁）。合金系の平均収
率は試料により３０〜１００％で余り良くないものもあ
った。健全な良品について孔径、流量等を測定し表１０
に示した。
性を調べた。参照のため、使用する原料単独でのデータ
も取った。合金系について健全な金属焼結体の得られた
ものの製造条件を表９に、結果を表１０に示す。ただし
全て３０メッシュの篩下を使用し、又充填高さは３ｍｍ
に統一した。ＰＶＡ比は成形しやすいところを選び、統
一しなかった。本例以降におけるＰＶＡ比は固形分％で
表した。焼成温度について、NiO 、Fe2O3 、CoO 、WO3
については融点が1300℃以上なので1150℃（炉の最高温
度）とした。Cu酸化物についてはCuO の融点が1000℃強
なので900 ℃とし、Cu2Oは1200℃強だが高温の酸化性雰
囲気でCuO に変化するのでAr雰囲気の1000℃とした。そ
の二者の焼結性、還元性を比較して、大差はなっかたが
CuO を混合系に使用した。Ｍｏ酸化物についてもMoO3は
融点が低いので５００〜６００℃で２４時間焼成とし、
MoO2は融点は高いが高温の酸化性雰囲気でMoO3に変わる
ので、Ａｒ雰囲気の１１００℃焼成とした。焼結性、還
元性とも原料によって大きく異なる。単独での焼結性の
良いのはNiO 、Fe2O3、 WO3、Cu2O、CuO であった。混合
系での焼結性は必ずしも単独での結果から予想されるも
のではなく、単独で良かったＮｉＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 の混合
物の焼結性は余り良くなく、単独では全く焼結しない例
えばCoO を使ったNiO-CoO と同程度の焼結性だった。Ni
O-MoO3系ではＮｉＯの含有率の高いサンプルの1100℃焼
成では7.9 ％の収縮を得たので、温度、圧力、雰囲気等
の条件を適当に選択することによりこの組成での焼結は
可能と思われる。単独での還元性については、だいたい
文献データ（例えば共立出版社「化学大辞典」（１９６
３）、日ソ通信社「酸化物便覧」（１９７０）等参照）
の通りの傾向が見られた。NiO 、CoO 、CuO は600 ℃で
充分に還元されるが、WO3,MoO3は1000℃が必要である。
Fe2O3 は文献からは600 ℃で充分と思われたが不充分だ
った。混合系での還元性は、その温度で単独の場合に還
元されたものだけ還元されているように見える。NiO-Fe
2O3 やNiO-WO3 は600 ℃では還元は不充分だったが800
℃ではよく還元された。MoO3-Cr2O3の場合には600 ℃で
はほとんど還元されず、1000℃でＭｏのみ還元される。
しかし、Cr2O3 は酸素分圧を低くしまた温度を高くする
ことで焼成できることが知られており（Ｊ．Ａｍ．Ｃｅ
ｒａｍｉｃ Ｓｏｃ．Ｖｏｌ６２，Ｎｏ．３−４、第２
０８−２１１頁）、また温度を高くするとにより水素還
元できることも知られている（日本金属学会誌第５０
巻、第１１号、第９９３−９９８頁）。合金系の平均収
率は試料により３０〜１００％で余り良くないものもあ
った。健全な良品について孔径、流量等を測定し表１０
に示した。
【００３８】
【表９】
【００３９】
【表１０】
【００４０】実施例６（円板） この例は成形体の直接還元の例（試料４）を示す。ニッ
ケル酸化物とモリブデン酸化物を、表１１に示す条件で
焼成し、次いで還元した。得られた試料の測定結果を表
１２に示す。減量率から見てニッケルだけでなく、モリ
ブデンも還元されている。なお、試料１〜３は空気中で
焼結体とし、次いで還元した例であるが、歪みが大きい
ので測定できなかった。
ケル酸化物とモリブデン酸化物を、表１１に示す条件で
焼成し、次いで還元した。得られた試料の測定結果を表
１２に示す。減量率から見てニッケルだけでなく、モリ
ブデンも還元されている。なお、試料１〜３は空気中で
焼結体とし、次いで還元した例であるが、歪みが大きい
ので測定できなかった。
【００４１】
【表１１】
【００４２】
【表１２】
【００４３】実施例７（円筒形） 上記ニッケル円筒焼結体の場合の条件のうち、表１３に
示した条件を使用して円筒体を製造した。すべての試料
が健全であった。測定結果を表１４に示す。
示した条件を使用して円筒体を製造した。すべての試料
が健全であった。測定結果を表１４に示す。
【００４４】
【表１３】 注：Ａは乳鉢による。Ｂはスプレードライヤーによる。
【００４５】
【表１４】
【００４６】以上のように本発明によると、金属酸化物
の成形体から容易に通気性で多孔質の金属焼結体を製造
することができる。本発明の範囲内で多くの変形例が可
能なことは当業者には明らかであろう。
の成形体から容易に通気性で多孔質の金属焼結体を製造
することができる。本発明の範囲内で多くの変形例が可
能なことは当業者には明らかであろう。
Claims (6)
- 【請求項１】 金属酸化物の粉末を成形し、焼成して通
気性の多孔質の還元可能な金属酸化物焼結体を生成し、
次いで該金属酸化物を構成する金属またはそれらの間の
合金の融点以下の温度で、還元雰囲気中で還元すること
を特徴とする連続気泡性金属多孔体の製造方法。 - 【請求項２】 金属酸化物の粉末を成形し、この成形体
を還元性雰囲気中において構成金属又は合金の融点以下
でかつ通気性の多孔質の焼結体となるに十分な温度で還
元することを特徴とする、連続気泡性金属多孔体の製造
方法。 - 【請求項３】 還元雰囲気は水素ガスである請求項１ま
たは２に記載の金属多孔体の製造方法。 - 【請求項４】 金属酸化物の粉末はＮｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、
Ｃｏ、Ｍｏ、及びＷの酸化物より選択された少なくとも
一種である、請求項１または２に記載の金属多孔体の製
造方法。 - 【請求項５】 金属酸化物の粉末はＮｉの酸化物である
請求項４に記載の金属多孔体の製造方法。 - 【請求項６】 金属酸化物の粉末はＮｉの酸化物とＭｏ
の酸化物である請求項４に記載の金属多孔体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25885192A JP3481962B2 (ja) | 1991-09-04 | 1992-09-03 | 金属多孔体フィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-250220 | 1991-09-04 | ||
| JP25022091 | 1991-09-04 | ||
| JP25885192A JP3481962B2 (ja) | 1991-09-04 | 1992-09-03 | 金属多孔体フィルタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195110A true JPH05195110A (ja) | 1993-08-03 |
| JP3481962B2 JP3481962B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=26539690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25885192A Expired - Fee Related JP3481962B2 (ja) | 1991-09-04 | 1992-09-03 | 金属多孔体フィルタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481962B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162243A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-22 | Osaka Gas Co Ltd | 水素ガス除去装置 |
| US7674401B2 (en) | 2001-12-18 | 2010-03-09 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method of producing a thin conductive metal film |
| KR101235017B1 (ko) * | 2011-06-10 | 2013-02-21 | 한국기계연구원 | 나노 다공질 금속체의 제조방법 |
| JP2021517210A (ja) * | 2018-03-09 | 2021-07-15 | セルモビリティ・インコーポレイテッドＣｅｌｌｍｏｂｉｌｉｔｙ， Ｉｎｃ． | 銅ニッケル合金発泡体の作製方法 |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP25885192A patent/JP3481962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7674401B2 (en) | 2001-12-18 | 2010-03-09 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method of producing a thin conductive metal film |
| JP2006162243A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-22 | Osaka Gas Co Ltd | 水素ガス除去装置 |
| KR101235017B1 (ko) * | 2011-06-10 | 2013-02-21 | 한국기계연구원 | 나노 다공질 금속체의 제조방법 |
| JP2021517210A (ja) * | 2018-03-09 | 2021-07-15 | セルモビリティ・インコーポレイテッドＣｅｌｌｍｏｂｉｌｉｔｙ， Ｉｎｃ． | 銅ニッケル合金発泡体の作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3481962B2 (ja) | 2003-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030225 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030924 |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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