JPS60155677A - 高温断熱構造体 - Google Patents
高温断熱構造体Info
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- JPS60155677A JPS60155677A JP59010772A JP1077284A JPS60155677A JP S60155677 A JPS60155677 A JP S60155677A JP 59010772 A JP59010772 A JP 59010772A JP 1077284 A JP1077284 A JP 1077284A JP S60155677 A JPS60155677 A JP S60155677A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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】
本発明は、耐熱性、耐摩耗性及び」熱衝撃性に優れた高
温断熱構造体に関するものである。
温断熱構造体に関するものである。
最近、省エネルギーの見地からディーゼルエンジン、ガ
ソリンエンジンなどの内燃機関における熱損失を低減し
、熱効率を高めようとする研究が盛んに行なわれ、たと
えば断熱型エンジン部品として耐熱性、断熱性及び高温
強度の優れたセラミックスと金属との複合構造体が提案
されているが、これらはエンジンの稼動時の高温による
熱膨張差による「ガタッキ」Ｋよりセラミックスの亀裂
発生や剥落などの損傷をきたすおそれがあり、又、用い
られるセラミックスは、高度の製造技術が必要とされ、
製造コストがいちじるしく高くなるなどの欠点がある。
ソリンエンジンなどの内燃機関における熱損失を低減し
、熱効率を高めようとする研究が盛んに行なわれ、たと
えば断熱型エンジン部品として耐熱性、断熱性及び高温
強度の優れたセラミックスと金属との複合構造体が提案
されているが、これらはエンジンの稼動時の高温による
熱膨張差による「ガタッキ」Ｋよりセラミックスの亀裂
発生や剥落などの損傷をきたすおそれがあり、又、用い
られるセラミックスは、高度の製造技術が必要とされ、
製造コストがいちじるしく高くなるなどの欠点がある。
又、最近、エンジンのシリンダやピストン頂部のセラミ
ック溶射コーティングが試用されているが、これらも良
好な断熱性を得るための膜厚の厚いコーティングが困難
であること及び七うξツク表面の研磨加工コストが高い
などの離点がある。一方、比較的低温度領域用の断熱部
品としては、有機質の真空容器を用い、この中に発泡パ
ーライトやシリカ粉末を充填したものが提案されている
が、エンジン部品のような高温・高圧領域における耐熱
性、耐緑耗性、耐熱衝撃性などを必振とするような断熱
部品としては使用し得ないものである。
ック溶射コーティングが試用されているが、これらも良
好な断熱性を得るための膜厚の厚いコーティングが困難
であること及び七うξツク表面の研磨加工コストが高い
などの離点がある。一方、比較的低温度領域用の断熱部
品としては、有機質の真空容器を用い、この中に発泡パ
ーライトやシリカ粉末を充填したものが提案されている
が、エンジン部品のような高温・高圧領域における耐熱
性、耐緑耗性、耐熱衝撃性などを必振とするような断熱
部品としては使用し得ないものである。
本発明者は、耐熱性、酎に耗性及び耐熱衝撃性に優れた
高温断熱構造体を得べく研究を重ねた結果、金属中空体
の内部に多孔質金属体を充填した真空容器とし表面にセ
ラミック被租を形成した構造体とすることによって目的
を達し得ることを認めて本発明をなしたものである。す
なわち、本発明は、金属板により形成され多孔質金属体
を充填した真空容器の少なくとも高温に対面する外壁素
面にセラミック粉末なｃｒｔｏａにより化学結合してな
るセラミック被＆を形成してなる高温断熱構造体である
。
高温断熱構造体を得べく研究を重ねた結果、金属中空体
の内部に多孔質金属体を充填した真空容器とし表面にセ
ラミック被租を形成した構造体とすることによって目的
を達し得ることを認めて本発明をなしたものである。す
なわち、本発明は、金属板により形成され多孔質金属体
を充填した真空容器の少なくとも高温に対面する外壁素
面にセラミック粉末なｃｒｔｏａにより化学結合してな
るセラミック被＆を形成してなる高温断熱構造体である
。
本発明における耐熱性金属板としては、使用目的によっ
て避択すればよいが、耐熱性及び強度の点から舟さ０．
３〜１．０訂程度のステンレス鋼又はステンレス合金た
とえばＳＵＳ ３０４．５ＵＳ３１６Ｉ、。
て避択すればよいが、耐熱性及び強度の点から舟さ０．
３〜１．０訂程度のステンレス鋼又はステンレス合金た
とえばＳＵＳ ３０４．５ＵＳ３１６Ｉ、。
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金６００ （インコネル６００）及
びＮ１−Ｍ０合金（）・ステロイＢ）などがあげられる
。
びＮ１−Ｍ０合金（）・ステロイＢ）などがあげられる
。
又、多孔質金属体としては、前記金属材と同様な材質の
直径が２５〜１５０μｍ程度の繊維からなるフェルト状
金属、金属繊維ウェブ及び積層全綱などの多孔質焼結体
があげられる。
直径が２５〜１５０μｍ程度の繊維からなるフェルト状
金属、金属繊維ウェブ及び積層全綱などの多孔質焼結体
があげられる。
次に、セラミックスとしては、Ｚｒ０１、ｓｔｏｗ、Ａ
１＊Ｏｓ、Ｃｒ、０．及びＣａＦ’、からなる群から選
ばれた少なくとも１種類の化合物を（：ｒ、Ｏ，により
セラミック粒子相互及びセラミックスと真空容器外櫨面
に強固に接着させるものである。
１＊Ｏｓ、Ｃｒ、０．及びＣａＦ’、からなる群から選
ばれた少なくとも１種類の化合物を（：ｒ、Ｏ，により
セラミック粒子相互及びセラミックスと真空容器外櫨面
に強固に接着させるものである。
このような諸材料によって形成される本発明構造体の実
施例を添付の図面に基づいて説明する。
施例を添付の図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明構造体の一実施例を示す断面図、第２
図は、第１図中円形部囚の拡大図である。（１）は、真
空容器であって、前記のような金属板によって使用目的
の形状に応じた形状に成形されている。（２）は、多孔
質金属体であって、前記のような多孔質金属体をメ空容
器（１）内に充填し第２図に示すように真空容器（１）
の内壁に固着し、又、相互に結合し、真空容器（１）と
一体様に形成されている。
図は、第１図中円形部囚の拡大図である。（１）は、真
空容器であって、前記のような金属板によって使用目的
の形状に応じた形状に成形されている。（２）は、多孔
質金属体であって、前記のような多孔質金属体をメ空容
器（１）内に充填し第２図に示すように真空容器（１）
の内壁に固着し、又、相互に結合し、真空容器（１）と
一体様に形成されている。
（３）は、セラミック１１＆であって、前記セラミック
相料の少なくとも１祉類をｃｒ、ｏ、にょって真空容器
（１）の少なくとも高温に対面する外壁に強固に化学結
合して被Ｋｉｔ形成されている。。
相料の少なくとも１祉類をｃｒ、ｏ、にょって真空容器
（１）の少なくとも高温に対面する外壁に強固に化学結
合して被Ｋｉｔ形成されている。。
しかして、このような構造体は、まず、前記のような金
属板によって真空容器（１）となる部分を常法により成
形加工して形成し、ついで、その中空部内へ前記のよう
な金属多孔質体（２）をそのフィラメント、ワイヤの太
さやアスペクト比により空隙率が５５〜７０チ程度とな
るように充填し、熱処理して第２図に示すように各繊維
相互間の接触部及び繊維と真空容器（１）の内壁面との
接触部分に相互にＭ Ｗｉ Ｍ合させた後に真空容器（
１）内を１〜０．１ｍｕｇ の真空度になるようにして
封止して真空容器（１）を形成する。このようにして形
成した真空容器（１）は、いちじるしく優れた断熱効果
があり、又、たとえば１０００℃の温度上昇に対し約４
ｋｇ／ｃＩＩＬ”の引張応力が発生するような高温時
の応力発生を緩和し得るものである。ついで、前記のセ
ラミックスの少なくとも１種類をセラミックスと金属容
器との熱膨張特性に近似させるように選定してｃｒｍｏ
ｓの化学結合による焼付けによってセラミック被覆（３
）を真空容器（１）の少なくとも高温に対面する外賊表
面上に皮膜厚を５０〜１５０μｍ程度に施行することに
よって形成することができる。
属板によって真空容器（１）となる部分を常法により成
形加工して形成し、ついで、その中空部内へ前記のよう
な金属多孔質体（２）をそのフィラメント、ワイヤの太
さやアスペクト比により空隙率が５５〜７０チ程度とな
るように充填し、熱処理して第２図に示すように各繊維
相互間の接触部及び繊維と真空容器（１）の内壁面との
接触部分に相互にＭ Ｗｉ Ｍ合させた後に真空容器（
１）内を１〜０．１ｍｕｇ の真空度になるようにして
封止して真空容器（１）を形成する。このようにして形
成した真空容器（１）は、いちじるしく優れた断熱効果
があり、又、たとえば１０００℃の温度上昇に対し約４
ｋｇ／ｃＩＩＬ”の引張応力が発生するような高温時
の応力発生を緩和し得るものである。ついで、前記のセ
ラミックスの少なくとも１種類をセラミックスと金属容
器との熱膨張特性に近似させるように選定してｃｒｍｏ
ｓの化学結合による焼付けによってセラミック被覆（３
）を真空容器（１）の少なくとも高温に対面する外賊表
面上に皮膜厚を５０〜１５０μｍ程度に施行することに
よって形成することができる。
このようにして形成した構造体の熱伝導率は、画成する
諸材料の種類、容器の板犀及び多孔質金属体の繊維径と
充填率、セラミックスの物性とその膜厚などによって決
定され、熱線法による測定結果からｏ、 ｏ ｏ ｉ〜
０． ＯＯＯ１ｃａｌＡＭＬ−ｓｅｅ・℃の範囲にあり
、又、引張り強度は８〜２５ ｋｇ／ｍＦ、’の範囲で
あり、側熱性、耐摩耗性、耐食性、耐熱衝撃性が優れた
断熱構造体が得られる。
諸材料の種類、容器の板犀及び多孔質金属体の繊維径と
充填率、セラミックスの物性とその膜厚などによって決
定され、熱線法による測定結果からｏ、 ｏ ｏ ｉ〜
０． ＯＯＯ１ｃａｌＡＭＬ−ｓｅｅ・℃の範囲にあり
、又、引張り強度は８〜２５ ｋｇ／ｍＦ、’の範囲で
あり、側熱性、耐摩耗性、耐食性、耐熱衝撃性が優れた
断熱構造体が得られる。
本発明は、多孔質金属体を充填した真空容器にセラミッ
ク被覆を形成した構造体としたので、耐熱性、耐屋耗性
及び耐熱ｉ撃性に優れた高温断熱構造体が得られたもの
であって優れた効果が認められる。
ク被覆を形成した構造体としたので、耐熱性、耐屋耗性
及び耐熱ｉ撃性に優れた高温断熱構造体が得られたもの
であって優れた効果が認められる。
次に、本発明の実施例を述べる。
実施例１
淳さ３朋の５ＵＳ３１６Ｌステンレス銅板で１０１００
Ｘ１００Ｘ６の大きさの容器を形成し、答益内に繊維直
径３５μｍの５ＵＳ３１６１．ステンレス餉繊維フェル
トを空隙率６８優になるように充填し、これを水素雰囲
気（露点−３５°Ｃ）下においてＬ２００℃に熱処理す
ることにより各繊維相互の接触部及び繊維と容器壁との
接触部分において相互に焼結結合させ、容器内を１０ｍ
Ｈｇの真空に封止した。次に、この容器の外表面の−面
に、５ｔｏｔ重量部、安定化処理したＺｒＯ，２０重量
部、ＡＩ、０．５重量部、ｃｒｔｏａ ２ｏ重量部及び
ＣａＦ２３５重量部のような組成のセラミック被核を被
榎厚６５μｍになるようにｃｒｔｏｎの化学結合による
焼付けを行ない、断熱構造体を形成した。
Ｘ１００Ｘ６の大きさの容器を形成し、答益内に繊維直
径３５μｍの５ＵＳ３１６１．ステンレス餉繊維フェル
トを空隙率６８優になるように充填し、これを水素雰囲
気（露点−３５°Ｃ）下においてＬ２００℃に熱処理す
ることにより各繊維相互の接触部及び繊維と容器壁との
接触部分において相互に焼結結合させ、容器内を１０ｍ
Ｈｇの真空に封止した。次に、この容器の外表面の−面
に、５ｔｏｔ重量部、安定化処理したＺｒＯ，２０重量
部、ＡＩ、０．５重量部、ｃｒｔｏａ ２ｏ重量部及び
ＣａＦ２３５重量部のような組成のセラミック被核を被
榎厚６５μｍになるようにｃｒｔｏｎの化学結合による
焼付けを行ない、断熱構造体を形成した。
得られた断熱構造体の熱伝導率はｏ、 ｏ ｏ ｏ ２
ｃａｌ□・ｓｅｃ自℃であツタ。
ｃａｌ□・ｓｅｃ自℃であツタ。
実施例２
第３図に示すようなディーゼルエンジン用断熱型ピスト
ンを形成した。すなわち厚さ１．０ｍのインコネル６０
０ステンレス合金板を絞り加工によって真空容器（１）
を形成し、この真空容器（１）内に多孔質金属体（２）
としてインコネル６００ステンレス合金の繊維径約１２
５μｍの繊維ウェブを空隙本釣６３％になるように加圧
充填し、これを１１０−１ｔｎｎＨの真空下１２００℃
において約４０分間加熱処理を行ない各繊維相互間及び
これと真空容器（１）との接触部分において相互拡散焼
結により結合させた後、真空容器（１）内を真空度３
ｘ １０ ｍｗＨｇに減圧し真空封止した。この際、引
張り強度は２３ ｋｇ７ＢＢ”であった。ついで、この
真空容器（１）の高温に対面する外壁表面上に、５ｔｏ
ｔｚｏ重量部、安定化処理したＺｒ０，３０重量部、Ａ
Ｉ、０゜５１量部、ｃｒｔｏ３５重量部及びＣａＦｔ２
ｓ重量部のいずれも４４μｍ以下の微粉末に比重１．７
０Ｈ，ＣｒＯ２１８重量部及び水２０重量部を加え、よ
く混和してスラリーを調製して塗布し、乾燥した後、６
００℃に加熱処理を行ない、厚さ１１０μｍのセラミッ
ク被栓（３）を形成し断熱構造体を製作した。この断熱
構造体の熱伝導率は、０．０００７ｃ ａ １７ｃｍ−
ｓ ｅ ｃ ’Ｃテアツタ。
ンを形成した。すなわち厚さ１．０ｍのインコネル６０
０ステンレス合金板を絞り加工によって真空容器（１）
を形成し、この真空容器（１）内に多孔質金属体（２）
としてインコネル６００ステンレス合金の繊維径約１２
５μｍの繊維ウェブを空隙本釣６３％になるように加圧
充填し、これを１１０−１ｔｎｎＨの真空下１２００℃
において約４０分間加熱処理を行ない各繊維相互間及び
これと真空容器（１）との接触部分において相互拡散焼
結により結合させた後、真空容器（１）内を真空度３
ｘ １０ ｍｗＨｇに減圧し真空封止した。この際、引
張り強度は２３ ｋｇ７ＢＢ”であった。ついで、この
真空容器（１）の高温に対面する外壁表面上に、５ｔｏ
ｔｚｏ重量部、安定化処理したＺｒ０，３０重量部、Ａ
Ｉ、０゜５１量部、ｃｒｔｏ３５重量部及びＣａＦｔ２
ｓ重量部のいずれも４４μｍ以下の微粉末に比重１．７
０Ｈ，ＣｒＯ２１８重量部及び水２０重量部を加え、よ
く混和してスラリーを調製して塗布し、乾燥した後、６
００℃に加熱処理を行ない、厚さ１１０μｍのセラミッ
ク被栓（３）を形成し断熱構造体を製作した。この断熱
構造体の熱伝導率は、０．０００７ｃ ａ １７ｃｍ−
ｓ ｅ ｃ ’Ｃテアツタ。
ついで、アルミニウム合金（４）を通常の方法によって
前記のようにして製作した断熱構造体を鋳ぐるむことに
よって断熱型ピストンを容易に形成した。
前記のようにして製作した断熱構造体を鋳ぐるむことに
よって断熱型ピストンを容易に形成した。
なお、その他の金属部品とも＃接やろう接法などによっ
て容易に接合することもできる。
て容易に接合することもできる。
第１図は、本発明構造体の一実施例を示す断面図、第２
図は、第１図中の円形部（４）の拡大図、第３図は、本
発明をディーゼルエンジン用ＩＦ？ＭＷピストンに適用
した一例を示すピストン頂部の断面図である。 （１）・・・真空容器、（２）・・・多孔質金属体、（
３）・・・セラミック被ａ、（４）・・・アルミニウム
合金。 特許出願人 白井国際産業株式会社 第１［！１２１ 第２図 鳩５図
図は、第１図中の円形部（４）の拡大図、第３図は、本
発明をディーゼルエンジン用ＩＦ？ＭＷピストンに適用
した一例を示すピストン頂部の断面図である。 （１）・・・真空容器、（２）・・・多孔質金属体、（
３）・・・セラミック被ａ、（４）・・・アルミニウム
合金。 特許出願人 白井国際産業株式会社 第１［！１２１ 第２図 鳩５図
Claims (1)
- １）耐熱性金り板により形成され多孔質金属体を充填し
た真空容器の少なくとも高温に対面する外壁表面にセラ
ミック粉末をＣｒ、Ｏ，により化学結合してなるセラミ
ック被覆を形成してなることを特徴とする高温断熱構造
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010772A JPS60155677A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 高温断熱構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010772A JPS60155677A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 高温断熱構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155677A true JPS60155677A (ja) | 1985-08-15 |
| JPH0157665B2 JPH0157665B2 (ja) | 1989-12-06 |
Family
ID=11759619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010772A Granted JPS60155677A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 高温断熱構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155677A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6235017A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関の燃焼室断熱構造 |
| US5360634A (en) * | 1988-12-05 | 1994-11-01 | Adiabatics, Inc. | Composition and methods for densifying refractory oxide coatings |
| WO2019163173A1 (ja) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 三菱重工業株式会社 | 整流構造体及び飛しょう体 |
| CN114686862A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-07-01 | 华中科技大学 | 一种氧化铬和氧化锆复合涂层及其制备方法 |
-
1984
- 1984-01-24 JP JP59010772A patent/JPS60155677A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6235017A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関の燃焼室断熱構造 |
| US5360634A (en) * | 1988-12-05 | 1994-11-01 | Adiabatics, Inc. | Composition and methods for densifying refractory oxide coatings |
| WO2019163173A1 (ja) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 三菱重工業株式会社 | 整流構造体及び飛しょう体 |
| US11299252B2 (en) | 2018-02-23 | 2022-04-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rectification structure body and flying vehicle |
| CN114686862A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-07-01 | 华中科技大学 | 一种氧化铬和氧化锆复合涂层及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0157665B2 (ja) | 1989-12-06 |
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