(57)【要約】【課題】マグネシウムを含むアルミニウム合金を用いた、軽量、高強度な三次元網目状構造を有するアルミニウム合金多孔質体及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は三次元状に連結する骨格とこの骨格の間隙により形成された三次元状に連通する気孔とを有する三次元網目状金属構造体であって、前記骨格が、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末の焼結体からなり、前記骨格の表面に結晶質のスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を有するアルミニウム合金多孔質体及びその製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元状に連結する骨格とこの骨格の間隙により形成された三次元状に連通する気孔とを有する三次元網目状金属構造体であって、前記骨格が、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末の焼結体からなり、前記骨格の表面に結晶質のスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を有するアルミニウム合金多孔質体。
【請求項２】
前記スピネルは、１辺の長さが５０ｎｍ以上、１μｍ以下の立方体の結晶である請求項１に記載のアルミニウム合金多孔質体。
【請求項３】
前記アルミニウム合金多孔質体の気孔率が、９０％以上である請求項１又は２に記載のアルミニウム合金多孔質体。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のアルミニウム合金多孔質体の製造方法であって、三次元状に連結する樹脂骨格とこの樹脂骨格の間隙により形成された三次元状に連通する樹脂気孔とを有する三次元網目状樹脂構造体の前記樹脂骨格の表面に、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末と、この金属粉末と化学結合する界面活性剤及び高分子結着剤を含有する高分子水溶液とから調整される分散液の前記金属粉末を付着させた後、非酸化性雰囲気中又は減圧雰囲気下で加熱して前記三次元網目状樹脂構造体を分解し消失させ、さらに前記金属粉末の固相線温度−２０℃の温度以上、液相線温度＋２０℃の温度以下で焼結するアルミニウム合金多孔質体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムを含むアルミニウム合金からなり、三次元状に連結する骨格を有し、前記骨格により三次元状に連通する連通孔が形成された三次元網目状構造を有するアルミニウム合金多孔質体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
三次元状に連結する骨格を有し、その骨格の間隙により三次元状に連通する連通孔が形成された三次元網目状構造を有する金属多孔質体は、連通する連通孔にガスあるいは液体等の流体を通過させるとともに、これらの流体を濾過処理するフィルタ（特許文献１）、これらの流体を骨格表面に担持した触媒により改質する触媒用担体（特許文献２）、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の電池の電極材料（特許文献３）など多方面に用いられている。
【０００３】
上述の三次元状に連結する骨格を有し、その骨格により三次元状に連通孔が形成された三次元網目構造を有する金属多孔質体は、連通孔を有する発泡樹脂の樹脂骨格表面に粘着性を付与した金属粉末を付着させた後、加熱して発泡樹脂を分解除去するとともに金属粉末を焼結する方法（特許文献４、５）により製造される。
【０００４】
このような三次元網目状構造を有する金属多孔質体は、比表面積が大きく、プラトー変形を示し、かつ軽量であることから、熱交換部材、衝撃吸収材、軽量化材など、様々な用途が期待されている。
【０００５】
アルミニウムは、導電性及び耐腐食性に優れており、また軽量で比強度に優れるとともに、資源が豊富で、リサイクル性にも優れる材料である。このため、軽量化や環境・エネルギー負荷の低減等が強く求められる各種分野製品にアルミニウムやアルミニウム合金が幅広く使用されている。例えば、自動車や飛行機等の交通分野では、アルミニウム合金製の車両部品や機体が利用されており、軽量化に伴う省エネルギー化と高強度化の両立が図られている。また、アルミニウムやアルミニウム合金は伝熱特性が優れているために、パソコン、ラジエーター、エアコン、インタークーラーなどの電気機器の熱交換器部材に使用されている。
【０００６】
アルミニウムは、それ自体の強度は低いが合金化によって高い強度を示す。主な添加元素として銅、ケイ素、マグネシウムなどが挙げられる。中でもＡｌ−Ｍｇ系合金は、Ａｌ−Ｃｕ系合金に比べ耐食性に優れ、かつ強度が高い点が特徴である。またＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金は時効処理を施すことでより高い強度を得られる。マグネシウムを含むアルミニウム合金からなるアルミニウム合金多孔質体を製造すれば、衝撃吸収材、軽量化材などに適したものとなる。
【０００７】
アルミニウムの表面は酸化アルミニウムの皮膜で覆われている。そのため焼結過程で原料とするアルミニウム粉末の粒子間のネック部（結合部分）が形成されず、焼結が十分に進まない。
一方、マグネシウムは、その酸化物の生成自由エネルギーがアルミニウム酸化物のそれよりも小さいことから、アルミニウム粉末の粒子表面を覆う酸化アルミニウム皮膜を還元反応により分解して除去する働きがある。この働きをゲッター作用という。
【０００８】
ゲッター作用の応用例として、例えば、特許文献６に記載の発明では、アルミニウム粉末に、ポリビニルアルコール及び空孔を形成するための粒子を混合混練して、該粒子が分散した成形体とし、溶剤により該粒子を抽出した後、ポリビニルアルコールを加熱脱脂する。その後、マグネシウムを付設した炉内にて焼結することで多孔質アルミニウム焼結体を製造する。また、特許文献７に記載の発明では、マグネシウムを含むアルミニウム合金粉末と窒化アルミニウム粒子を混合し圧粉成形したものを、窒素雰囲気中で加熱保持することで、アルミニウム合金と窒化アルミニウムの複合体を作製している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１１０８５１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０１３９０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７２４２５号公報
【特許文献４】国際公開公報２０１５／０４６６２３号公報
【特許文献５】特開２００６−３２２０６８号公報
【特許文献６】特開２００９−２５６７８８号公報
【特許文献７】特開２０００−１９２１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
純アルミニウムからなるアルミニウム多孔質体は、展性や熱伝導率が高いものの圧縮応力が小さいため、その用途は熱交換器など、強度を必要としない部材に限定される。アルミニウム合金多孔質体を製造できれば、衝撃吸収材、軽量化材として、車両部品などへ用途を広げることができる。しかし、発明者等の研究により、マグネシウムを含むアルミニウム合金からなるアルミニウム合金多孔質体を特許文献４、５に開示された製法で作製すると、マグネシウムはゲッター作用を発揮せず、むしろ酸化皮膜をより強固にする元素として働くことが分かった。
【００１１】
その理由は、特許文献４、５に開示された製法は特許文献６、７に開示された製法とは異なり、成形体を非加圧で作製し、発泡樹脂の樹脂骨格を加熱によって除去しているためである。特許文献４、５の方法では、金属粉末を非加圧で成形するため、焼結前の金属粉末の粒子にひずみが入らない。この状態では、ゲッター作用によって酸化皮膜を除去しても、焼結を十分に進められるほどの効果は得られない。また、樹脂骨格を加熱し除去する時間が長い場合、金属粉末の粒子表面では酸化アルミニウムの還元反応が過剰に進む。そのため、還元反応の副生成物であるマグネシウム酸化物（非晶質の酸化マグネシウム、スピネルなど）が、粒子表面に新たな非晶質の酸化皮膜を生成してしまう。マグネシウム酸化物は酸化アルミニウムよりも生成自由エネルギーが低いため、酸化皮膜は樹脂を除去する前よりも強固なものとなる。その結果、後の焼結工程では、原料となる金属粉末（以下、原料粉末ということがある。）の粒子間のネック部（結合部分）の形成が阻害され、焼結が十分に進まない。このため、得られる焼結体（アルミニウム合金多孔質体）の強度が、用途によっては不充分となる可能性がある。
【００１２】
マグネシウム酸化物からなる強固な酸化皮膜を有する粒子を有する金属粉末を焼結するには、この酸化皮膜を破る必要がある。その手段として、例えば融点を１００℃近く上回る温度まで加熱し、金属粉末の粒子内部で溶融した金属（アルミニウム合金）の熱膨張により酸化皮膜を破る方法が考えられる。しかしこの方法では溶融したアルミニウム合金が過剰に流れ出してしまい、焼結体（アルミニウム合金多孔質体）の三次元網目状構造が歪んでしまう傾向がある。この結果、気孔率の低下による重量の増加等を引き起こす可能性がある。
【００１３】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、マグネシウムを含むアルミニウム合金を用いた、軽量、高強度な三次元網目状構造を有するアルミニウム合金多孔質体及びその製造方法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】
【００１４】
本発明は、以下に関する。
［１］  三次元状に連結する骨格とこの骨格の間隙により形成された三次元状に連通する気孔とを有する三次元網目状金属構造体であって、前記骨格が、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末の焼結体からなり、前記骨格の表面に結晶質のスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を有するアルミニウム合金多孔質体。
［２］  前記スピネルは、１辺の長さが５０ｎｍ以上、１μｍ以下の立方体の結晶である［１］に記載のアルミニウム合金多孔質体。
［３］  前記アルミニウム合金多孔質体の気孔率が、９０％以上である［１］又は［２］に記載のアルミニウム合金多孔質体。
［４］  ［１］から［３］の何れか一項に記載のアルミニウム合金多孔質体の製造方法であって、三次元状に連結する樹脂骨格を有するとともに前記樹脂骨格の間隙により三次元状に連通する樹脂気孔が形成された三次元網目状樹脂構造体の前記樹脂骨格の表面に、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末と、この金属粉末と化学結合する界面活性剤及び高分子結着剤を含有する高分子水溶液とから調整される分散液の前記金属粉末を付着させた後、非酸化性雰囲気中又は減圧雰囲気下で加熱して前記三次元網目状樹脂構造体を分解し消失させ、さらに前記金属粉末の固相線温度−２０℃の温度以上、液相線温度＋２０℃の温度以下で焼結するアルミニウム合金多孔質体の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マグネシウムを含むアルミニウム合金を用いた、軽量、高強度な三次元網目状構造を有するアルミニウム合金多孔質体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のアルミニウム合金多孔質体における、アルミニウム合金粉末の粒子間の結合状態を示す模式図である。図１（ａ）は付着工程後のアルミニウム合金粉末の粒子の状態を示す模式図、図１（ｂ）は加熱工程においてスピネルが結晶化し、粒子が結合した状態を示す模式図である。
【図２】本発明のアルミニウム合金多孔質体の応力−ひずみ線を示す図である。
【図３】本発明の実施例で作製されたアルミニウム多孔質体の骨格表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像の一例を示す図面代用写真である。
【図４】本発明の実施例で使用したアルミニウム合金粉末（Ａｌ−１０Ｓｉ−０．４Ｍｇ粉末）、実施例（試料番号１）及び比較例（試料番号３）で作製されたアルミニウム多孔質体のＸＲＤ解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜アルミニウム合金多孔質体＞
本発明のアルミウム合金多孔質体の一実施形態を説明する。
本実施の形態のアルミニウム合金多孔質体は、三次元状に連結する骨格とこの骨格の間隙により形成された三次元状に連通する気孔とを有する三次元網目状構造体であって、骨格が、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末の焼結体からなり、骨格の表面に結晶質のスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を有する。
【００１８】
本実施の形態のアルミニウム合金多孔質体において、骨格とは、アルミニウム合金多孔質体の固体部分のことをいう。骨格は、アルミニウム合金その他の金属粉末に含まれる金属等を有し、三次元状に連結して三次元網目状構造体を形成する。気孔とは、骨格の間隙により形成される空隙をいい、連通する気孔とは、空隙である気孔同士が繋がって連続した気孔のことをいう。この連通する気孔のことを、連通孔ともいう。アルミニウム合金多孔質体中の気孔は、三次元状に連通した連通孔を形成する。
【００１９】
また、金属粉末とは、金属粒子の集合体のことをいい、金属粉末の粒子とは、金属粉末に含まれる金属粒子のことをいう。このため、アルミニウム合金粉末の粒子とは、アルミニウム合金粉末に含まれるアルミニウム合金粒子のことをいう。
【００２０】
「マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末」とは、マグネシウムを０．１質量％以上含有するアルミニウム合金粒子の集合体をいう。「マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末」とは、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末の含有率が、金属粉末全体の質量に対して５０％を超えること（５０質量％を超えること）をいう。
【００２１】
アルミニウム合金粉末とは、マグネシウムの含有量に関らず、純度が９９．０質量％未満のアルミニウム合金粒子の集合体をいい、後述する純アルミニウム粉末とは、マグネシウムの含有量に関らず、純度が９９．０質量％以上の純アルミニウム粒子の集合体をいう。アルミニウム合金粉末と純アルミニウム粉末を合わせて、単にアルミニウム粉末ということがある。したがって、本実施の形態において、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末とは、マグネシウムを０．１質量％以上含有し、かつ純度９９．０質量％未満のアルミニム合金粒子の集合体をいう。
【００２２】
アルミニウム合金粉末を焼結して得られる多孔質体をアルミニウム合金多孔質体といい、純アルミニウム粉末を焼結して得られる多孔質体を純アルミニウム多孔質体という。また、これらを合わせて単にアルミニウム多孔質体ということがある。
本実施の形態において、スピネルとは、化学式ＭｇＡｌ２Ｏ４で表される化合物のことをいい、非晶質のもの、結晶質のものを含む。
【００２３】
本実施の形態のアルミニウム合金多孔質体は、三次元網目状構造体の骨格が、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末の焼結体からなるので、以下に述べるように、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末（以下、単に「マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末」ということがある）を焼結することによって、軽量、高強度な三次元網目構造を有するアルミニウム合金多孔質体を得ることができる。
【００２４】
このような、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末の粒子を加熱すると、図１（ｂ）に示すように、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末のアルミニウム合金粒子表面に生成したスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が立方体の結晶となる。このように、骨格の表面に生成したスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が結晶化するので、この結晶化に伴い、アルミニウム合金粒子表面の酸化皮膜に亀裂が入る。この亀裂からアルミニウム合金の新生面が露出し、アルミニウム合金粒子同士が結合する。このときアルミニウム合金粒子表面に形成されていた非晶質の酸化皮膜が代用骨格となり、骨格の形状を維持するとともに、互いに結合したアルミニウム合金の表面張力により骨格表面は比較的滑らかとなり、原料粉末（マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末）のアルミニウム合金粒子間のネック部（結合部分）が消失して連続する金属表面となる。
【００２５】
このように、非晶質のスピネルが結晶化する結果、得られる三次元網目状構造を有する金属粉末の焼結体であるアルミニウム合金多孔質体の骨格は、焼結が進み、気孔率が９０％以上であるとともに、もとのマグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末のアルミニウム合金粒子表面に形成されていた酸化皮膜、すなわちアルミニウム酸化物やマグネシウム酸化物が内部に分散するアルミニウム合金として形成される。
したがって、マグネシウムを含むアルミニウム合金を用いた、軽量、高強度な三次元網目状構造を有するアルミニウム合金多孔質体を提供することができる。
【００２６】
スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）は、１辺の長さが５０ｎｍ以上、１μｍ以下の立方体の結晶であるのが好ましい。スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が結晶化する際、マグネシウムを含むアルミニウム合金粒子表面の酸化皮膜に亀裂が入るが、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）の一辺の長さが５０ｎｍ以上では、アルミニウム合金粒子表面に入る亀裂が比較的大きいため、アルミニウム合金の新生面が露出し、焼結が進む。また、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）はアルミニウムよりも硬いため、スピネルの結晶の一辺の長さが1μｍ以下であると、応力を加えた際にスピネルを起点とした破壊が起こりにくくなり、十分な強度が得られる。
【００２７】
アルミニウム合金多孔質体の気孔率が９０％以上であるのが好ましい。図２に示すように、アルミニウム合金多孔質体は気孔率が小さくなれば圧縮応力は大きくなるが、同時にプラトー領域が狭くなる。逆に、気孔率が大きいとプラトー領域が広くなる。必要な衝撃吸収性能に応じて圧縮応力とプラトー領域のバランスを勘案し、気孔率を決定すればよい。
【００２８】
＜アルミニウム合金多孔質体の製造方法＞
次に、本発明のアルミウム合金多孔質体の製造方法の一実施形態を説明する。本実施の形態のアルミニウム合金多孔質体の製造方法は、三次元状に連結する樹脂骨格とこの樹脂骨格の間隙により形成された三次元状に連通する樹脂気孔とを有する三次元網目状樹脂構造体の前記樹脂骨格の表面に、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末（マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末ということがある。）と、この金属粉末と化学結合する界面活性剤及び高分子結着剤を含有する高分子水溶液とから調整される分散液の前記金属粉末を付着させた後、非酸化性雰囲気中又は減圧雰囲気下で加熱して前記三次元網目状樹脂構造体を分解し消失させ、さらに前記金属粉末の固相線温度−２０℃の温度以上、液相線温度＋２０℃の温度以下で焼結する。
【００２９】
［三次元網目状樹脂構造体（連通孔発泡樹脂フォーム）］
本実施形態において、三次元状に連結する樹脂骨格とこの樹脂骨格の間隙により形成された三次元状に連通する樹脂気孔とを有する三次元網目状構造体としては、連通孔発泡樹脂フォーム（連通孔を有する発泡樹脂フォーム）を用いる。ここで、樹脂骨格とは、三次元網目状樹脂構造体の固体部分のことをいう。樹脂骨格は、樹脂で形成され、三次元状に連結して三次元網目状構造体を形成する。樹脂気孔とは、樹脂骨格の間隙に形成される空隙をいい、連通する樹脂気孔とは、空隙である樹脂気孔同士が繋がって連続した樹脂気孔のことをいい、連通孔発泡樹脂フォームの連通孔とは、この連通する樹脂気孔のことをいう。連通孔発泡樹脂フォーム中の樹脂気孔は、連通孔を形成している。この連通孔発泡樹脂フォームは、樹脂骨格表面にマグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を付着させて担持するものであり、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末の焼結が開始するまでの間に加熱されて分解、消失する。この連通孔発泡樹脂フォームは、具体的には、ポリウレタンフォームが最も一般的に用いられるが、他にシリコーン樹脂、ポリエステル樹脂のフォーム等を用いることができる。
【００３０】
［金属粉末］
本実施形態において、三次元網目状構造体としての連通孔発泡樹脂フォームに付着させる金属粉末としては、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末を用いる。本実施の形態で用いる、「マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末」としては、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金が挙げられる。アルミニウムは、それ自体の強度は低いが合金化によって高い強度を示す。主な添加元素として銅、ケイ素、マグネシウムなどが挙げられる。中でも、マグネシウムを０．１質量％以上含むＡｌ−Ｍｇ系合金は、Ａｌ−Ｃｕ系合金に比べ耐食性に優れ、かつ強度が高いという特徴がある。また、マグネシウムを０．１質量％以上含むＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金は時効処理を施すことでより高い強度を得られる。このため、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金からなる多孔質体（アルミニウム合金多孔質体）を製造すれば、衝撃吸収材、軽量化材などに適したものとなる。
【００３１】
また、「マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末」とは、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末の含有率が、金属粉末全体の質量に対して５０％を超えること（５０質量％を超えること）をいう。「マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末」を単に「マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末」ということがある。また、主原料である「マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末」以外に含有する金属粉末としては、純アルミニウム粉末（純度９９．０質量％以上）を混合して用いてもよい。なお、一般的にアルミニウム合金粉末及び純アルミニウム粉末は、表面に厚さ数ｎｍ程度の酸化皮膜を有している。
【００３２】
連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格の表面に付着させる、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末は、直径の細い連通孔を有する連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格の表面に密に付着させることから微細なものが好ましい。粉末の粒径が大きくなると連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格の表面に密に付着させることが難しくなるとともに、1粒の粉末（粒子）の質量が増加することにより、連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格の表面に付着し難しくなったり、脱落し易くなったりする。この観点からマグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末及び純アルミニウム粉末は、平均粒径が５０μｍ以下のものを用いることが好ましい。さらに、平均粒径が５０μｍ以下であるとともに、粒径が１００μｍを超える粒子を含まないものであることが好ましい。ただし、アルミニウムは活性な金属であるため、あまりに微細な粉末は取扱いが難しくなる。この観点からマグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末及び純アルミニウム粉末は、平均粒径が１μｍ以上のものを用いることが好ましい。ここで、平均粒径は、レーザー回折散乱式マイクロトラック粒度分布計等を用いて測定される粒度分布のメジアン径（ｄ５０）として求めることができる。
【００３３】
［分散液］
本実施形態において分散液は、この分散液中に連通孔発泡樹脂フォームを浸漬することで、連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格の表面に金属粉末を付着させるためのものである。本実施の形態においては、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を分散媒に分散させた分散液（本実施の形態において、「アルミニウムスラリー」ともいう。）を用いる。金属粉末としては、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末（マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末ということがある。）を使用し、分散媒としては、水やアルコール等の揮発性を有する液体が使用できる。しかしながら、分散媒としてアルコール等の揮発性を有する液体を用いる場合、揮発した液体が環境中に放出されると、人体等に影響を与えるおそれがあるため、揮発した液体が環境中に流出しないよう防止するとともにこれを回収するための設備が必要となり、装置が大型化するとともに、これをメンテナンスするための労力が必要となる。このため、本発明においては、分散媒として水を使用する。
【００３４】
連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格の表面に付着させた、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末が、乾燥後に衝撃や振動で容易に脱落しないように保持するため、分散媒は結着剤を溶解した液を用いる。水を分散媒とする場合の結着剤としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、水溶性セルロースなどの高分子結着剤を使用できる。高分子結着剤の濃度は数質量％程度でよい。本実施の形態において、分散媒として水を用い、高分子結着剤を溶解させた水溶液を、「高分子水溶液」という。この高分子水溶液にマグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を混合することで、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を分散媒である高分子水溶液に分散させた分散液（アルミニウムスラリー）とすることもできる。マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末の混合量は、分散液の粘度が付着工程で作業しやすい粘度となる量であればよい。
【００３５】
本実施の形態に用いる分散液（アルミニウムスラリー）では、分散媒として、上記高分子結着剤を水に溶解した高分子水溶液に、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末の粒子表面の酸化皮膜に化学結合する界面活性剤を添加した高分子水溶液を用いる。つまり、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を三次元網目状金属構造体の樹脂骨格の表面に保持するための高分子結着剤に加えて、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末と化学結合する界面活性剤を含有する高分子水溶液を、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末の分散媒として用いる。前記界面活性剤がマグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末の粒子の表面に吸着した吸着層を形成することで、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末の粒子表面の酸化皮膜の化学安定性や防食性、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末粒子の分散媒中での分散性を高めることができる。この機能は、水を主成分として含む分散媒のときに顕著に現れる。界面活性剤の好ましい添加量は、分散媒１００質量部に対し、０．１〜３０．０質量部、より好ましくは０．５〜１０．０質量部である。
【００３６】
界面活性剤としては陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤が使用できる。具体的には、シラン系界面活性剤、リン酸系界面活性剤、カルボン酸系界面活性剤、カテコール系界面活性剤、アミン系界面活性剤、チオール系界面活性剤、アルキン系界面活性剤、アルケン系界面活性剤などが使用できる。
【００３７】
前記界面活性剤は、本発明の主旨に反しない限り特に限定されないが、リン酸系界面活性剤、中でもリン酸エステルが好ましい。当該リン酸エステルとしては特に限定されるものではなく、一塩基酸もしくは二塩基酸のリン酸エステルが好適に用いられる。例えばビックケミー社製Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１８、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９２、第一工業製薬社製プライサーフＡ２０８Ｂ、プライサーフＡ２０８Ｆ、プライサーフＡ２１０Ｂ、プライサーフＡ２１２Ｃ、プライサーフＡ２１３Ｂ、プライサーフＡ２１５Ｃ、プライサーフＡ２１２Ｃ、プライサーフＡ２１９Ｂ、プライサーフＡＬ、プライサーフＭ２０８Ｆ、アデカ社製アデカコールＴＳ−２３０Ｅ、アデカコールＣＳ−１４１Ｅ、アデカコールＣＳ−１３６１Ｅ、アデカコールＣＳ−２７９、アデカコールＰＳ−４４０Ｅ、アデカコールＰＳ−８１０Ｅ、アデカコールＰＳ−８０７、アデカコールＰＳ−９８４等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、エステル化していないリン酸を少量加えてもよい。
【００３８】
前記マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を、界面活性剤及び高分子結着剤を溶解した高分子水溶液に分散させた分散液（アルミニウムスラリー）は、必要に応じて消泡剤を添加してもよい。これら消泡剤の具体例としては、日信化学株式会社製ＳＫ−１４、ＡＤＥＫＡ株式会社製２５Ｒ−１、ＬＧ−１０９、ＬＧ−２９９、和光純薬工業株式会社製の消泡剤Ｌなどがある。消泡剤の好ましい添加量はアルミニウムスラリー１００質量部に対し、０．１〜１．０質量部、より好ましくは０．２〜０．５質量部である。
［付着工程］
【００３９】
本実施形態において、付着工程とは、アルミニウムスラリーを連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格の表面に付着させる工程である。アルミニウムスラリーに連通孔発泡樹脂フォームを浸漬した後、余分なアルミニウムスラリーは絞って排除する。絞る方法は特に限定されないが、一定間隔に固定した２本のロールに挟んで通過させる方法が、連通孔発泡樹脂フォームに付着するアルミニウムスラリーの量を一定とすることができるので好ましい。その後、分散媒を揮発させるため恒温槽で加熱するが、その温度は連通孔発泡樹脂フォームが変形しない程度に設定するのが好ましい。
【００４０】
［乾燥工程］
付着工程の後、形成体が変形しない程度の風を吹きつけて付着した水を除去し、さらに乾燥を行う。乾燥工程は１００℃以下の温度で所定時間行うが、例えば、８０℃で１時間で乾燥させることにより完了する。
【００４１】
［加熱工程］
上記付着工程によりマグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末が付着した連通孔発泡樹脂フォームを加熱する。第一段階は、連通孔発泡樹脂フォームを加熱分解して除去する。上記説明で挙げたポリウレタンフォームであれば、加熱温度は５００℃程度で十分である。
【００４２】
第二段階として、非酸化性雰囲気中で、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を加熱し、粉末の粒子同士を溶融接着させる。マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末は、表面に強固な酸化皮膜（酸化アルミニウム：Ａｌ２Ｏ３）を有している。マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を加熱すると、酸素との親和力が大きいマグネシウムは、酸素の豊富な粒子表面に濃縮する。続いて、マグネシウムは酸化アルミニウムを還元し、図１（ａ）に示すように、自身は酸化物（酸化マグネシウム、スピネルなど）からなる酸化皮膜へと変化する。粒子表面を覆う酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、スピネルなどの酸化物からなる酸化皮膜の融点はそれぞれ２０７２℃、２８５２℃、約２０００℃であるため、通常のアルミニウム合金の焼結温度（融点の８０％程度）では溶融しない。これらの酸化物が非晶質として粒子を覆っていれば、バリヤとなって焼結による粉末の粒子同士の拡散接合を阻害する。
【００４３】
本実施の形態では、界面活性剤が吸着した、マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末を用いるが、このような、金属粉末を加熱すると、マグネシウムが酸化アルミニウムを還元し、自身は酸化物（酸化マグネシウム、スピネルなど）からなる酸化皮膜へと変化する過程で、図１（ｂ）に示すように、金属粉末のアルミニウム合金粒子表面の非晶質のスピネルが立方体の結晶となる。このスピネルの結晶化に伴い、アルミニウム合金粒子表面に形成されていた非晶質の酸化物からなる酸化皮膜に亀裂が入る。この亀裂からアルミニウム合金の新生面が露出し、アルミニウム合金粒子同士が結合する。このときアルミニウム合金粒子表面に形成されていた非晶質の酸化物からなる酸化皮膜が代用骨格となり、骨格の形状を維持するとともに、互いに結合したアルミニウム合金の表面張力により骨格表面は比較的滑らかとなり、原料粉末（マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末。）のアルミニウム合金粒子間のネック部（結合部分）が消失して連続する金属表面となる。
【００４４】
このように、非晶質のスピネルが結晶化する結果、得られる三次元網目状構造を有する金属粉末の焼結体である多孔質体の骨格は、焼結が進み、気孔率が９０％以上であるとともに、もとの金属粉末のアルミニウム合金粒子表面に形成されていた、非晶質の酸化物からなる酸化皮膜、すなわち酸化アルミニウムや酸化マグネシウムが内部に分散するアルミニウム合金として形成される。この現象は、用いるアルミニウム合金粉末の粒径が小さければ小さいほど、アルミニウム合金粒子同士の接点数が増大し、接触しやすくなるため、結合反応が促進される傾向にある。
【００４５】
この第二段階の加熱は、加熱工程における雰囲気を窒素ガス、不活性ガス等の非酸化性の雰囲気とすることが望ましい。加熱工程における雰囲気が大気等の酸化性の雰囲気であると、金属粉末のアルミニウム合金粒子の表面から露出したアルミニウム合金が直ちに酸化され、アルミニウム合金粒子の表面に濡れて覆ったり、各アルミニウム合金粒子から発生したアルミニウム合金が混ざり合うことが阻止され、アルミニウム合金粒子同士の結合が阻害されるためである。なお、上記の加熱工程は、アルミニウム合金粒子の表面の酸化皮膜を除去することが目的ではないため、水素ガスもしくは水素混合ガス等の還元性の雰囲気で行う必要はないが、還元性の雰囲気は非酸化性の雰囲気として適用できるため、還元性の雰囲気としてもよい。また、圧力が１０−３Ｐａ以下の減圧雰囲気（真空雰囲気）下で加熱工程を行ってもよい。
【００４６】
前記加熱工程における加熱温度は、マグネシウムを０．１質量％以上含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末（マグネシウムを含有するアルミニウム合金粉末ということがある。）の液相線温度＋２０℃の温度以下とすることが好ましい。連通孔発泡樹脂フォームに付着させた前記金属粉末の液相線温度（融点）近辺では、金属粉末のアルミニウム合金粒子同士の接点にて新生面が露出できるが、液相線温度（融点）を大きく超える温度、具体的には液相線温度＋２０℃を超える温度で加熱すると、その分余分なエネルギーが必要となるとともに、溶融したアルミニウム合金の粘度が低下して型崩れが生じ易くなり、加えて溶融したアルミニウム合金が集合した金属塊も発生しやすくなる。また、金属粉末の粒子同士間に強固な結合を生成するため、加熱温度は固相線温度−２０℃の温度以上とすることが好ましい。このように、第二段階の加熱においてアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末の焼結を行うときは、前記金属粉末の固相線温度−２０℃の温度以上、液相線温度＋２０℃の温度以下に設定することが好ましい。
【００４７】
［気孔率］
アルミニウム合金多孔質体の気孔率は、使用する連通孔発泡樹脂フォームの気孔率に依存する。気孔率が大きくなれば通気抵抗は小さくなる。前記の製造方法によって製造したアルミニウム合金多孔質体の三次元網目状構造は、連通孔発泡樹脂フォームの三次元網目状構造がそのまま維持されたものとなる。したがって、連通孔発泡樹脂フォームの三次元網目状構造を変更することで、アルミニウム系合金多孔質体の三次元網目状構造を変更することができ、アルミニウム合金多孔質体全体の気孔率、気孔の大きさを所望のものに調整することが可能である。具体的には、前記発泡樹脂フォームは気孔率を８５〜９８％のものとし、連通孔の大きさを３０〜４０００μｍのものとすることにより、６〜４０ｐｐｉ（ｐｏｒｅｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ、気孔の数／２５．４ｍｍ）のアルミニウム合金多孔質体を容易に製造することができる。
【００４８】
本実施の形態において、連通孔発泡樹脂フォームの気孔率又はアルミニウム合金多孔質体の気孔率とは、連通孔発泡樹脂フォーム又はアルミニウム合金多孔質体の縦、横、高さ寸法から得られる体積に対する、連通孔発泡樹脂フォーム中又はアルミニウム合金多孔質体の気孔（連通孔）の体積の割合（体積％）をいう。
気孔率は次式（１）によって算出することができる。
（１−質量／真密度／見かけ体積)×１００      ・・・式（１）
見かけ体積：連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格と樹脂気孔、又は、アルミニウム合
金多孔質体の骨格と気孔、を含んだ全体積。
真密度    ：固体（本実施の形態では、連通孔発泡樹脂フォームの樹脂骨格又はアル
ミニウム合金多孔質体の骨格）が占める体積だけを密度算出用の体積と
する密度のことで、密度算出用の体積には樹脂気孔又は気孔を含まない
、気孔率０％の部分の密度。
【００４９】
図２に示すように、アルミニウム合金多孔質体は気孔率が小さくなれば圧縮応力は大きくなるが、同時にプラトー領域が狭くなる。逆に、気孔率が大きいとプラトー領域が広くなる。必要な衝撃吸収性能に応じて圧縮応力とプラトー領域のバランスを勘案し、気孔率を決定すればよい。なお、連通孔発泡樹脂フォームの気孔率が小さいと付着工程時にアルミニウム合金粉末が連通孔に詰まりやすくなる。このため、使用する連通孔発泡樹脂フォームの気孔率は９５％以上であることが好ましく、前記連通孔発泡樹脂フォームの加熱分解及び消失によって得られるアルミニウム合金多孔質体の気孔率は９０％以上であることが好ましい。
【００５０】
本実施の形態のアルミニウム合金多孔質体の製造方法によれば、マグネシウムを含むアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末を使用して、焼結を十分に進行させるので、形成されたマグネシウムを含むアルミニウム合金粉末の焼結体によって、熱伝導率、耐食性に優れ、軽量で強度の高い金属多孔質体としてのアルミニム合金多孔質体を提供できる。これらのアルミニウム合金多孔質体は、熱交換部材、衝撃吸収材、軽量化材に利用できる。
【実施例】
【００５１】
本発明の実施例を用いてさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５２】
実施例（表１の試料番号１、２）に用いる三次元網目状構造を有する樹脂製の連通孔発泡樹脂フォームとして、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み２０ｍｍのポリウレタンフォーム（商品名エバーライトＳＦ、株式会社ブリヂストン製）を使用した。セル数は２０ｐｐｉである。
【００５３】
実施例（表１の試料番号１、２）に用いるアルミニウム合金粉末として、エカグラニュラー株式会社製のＡｌ−１０Ｓｉ−０．４Ｍｇを用いた。このアルミニウム合金粉末は、Ａｌ（アルミニウム）を８９．６質量％、Ｓｉ（ケイ素）を１０質量％、Ｍｇ（マグネシウム）を０．４質量％含むアルミニウム合金粒子で構成される。このアルミニウム合金粉末は球状で、固相線温度は５６０℃、液相線温度は５８８℃である。結着剤としては、高分子結着剤である、日本合成化学工業株式会社製のポリビニルアルコール（商品名：ゴーセノールＧＨ−２３）を用いた。分散媒は純水を用い、この高分子結着剤を２質量％溶解した高分子水溶液を作成した。上記で準備したアルミニウム合金粉末と、この高分子水溶液を質量比５：３で混合し、アルミニウムスラリーを作製した。
【００５４】
実施例（表１の試料番号１、２）に用いるアルミニウムスラリーとしては、そのアルミニウムスラリーに、界面活性剤として２〜６質量％の平均分子量６００以上のリン酸エステル（エチルアシッドホスフェート）と０．３〜０．７質量％のリン酸（８５．０質量％、和光純薬工業株式会社）とを添加した。
【００５５】
一方、比較例（表１の試料番号３、４）では、アルミニウムスラリーとして、実施例と同じアルミニウム合金粉末と高分子結着剤を用いるが、界面活性剤としてのリン酸エステル（エチルアシッドホスフェート）及びリン酸を添加しないものを用いた。
【００５６】
また、他の比較例（表1の試料番号５）では、アルミニウムスラリーとして、実施例のアルミニウム合金粉末の代わりに、純度９９．７質量％の純アルミニウム粒子で構成される純アルミニウム粉末（品番２５Ｅ、エカグラニュラー株式会社）を使用したものを用いた。
【００５７】
上記のようにして作製したそれぞれのアルミニウムスラリーに、上記で用意した樹脂製の連通孔発泡樹脂フォームを浸漬し、次いで余分なアルミニウムスラリーを除去した。その後、８０℃の恒温槽中で６０分乾燥させて、アルミニウム合金粉末又は純アルミニウム粉末が付着した連通孔発泡樹脂フォームを用意した。これを、炉内雰囲気を制御可能な電気炉中に設置して、非酸化性雰囲気である窒素中で室温から昇温し５００℃で１時間保持して三次元網目状樹脂構造体を分解し消失させた。その後、圧力を１０−３Ｐａの減圧雰囲気（真空雰囲気）としてから昇温し、５８０℃で３．５時間加熱してアルミニウム合金粉末又は純アルミニウム粉末を焼結させ、アルミニウム合金多孔質体又は純アルミニウム多孔質体（これらを合わせて、アルミニウム多孔質体ということがある。）を作製した。
【００５８】
得られたアルミニウム多孔質体の気孔率は、以下のようにして求めた。
以下、実施例の試料番号１を例にアルミニウム多孔質体の気孔率の求め方を記載する。
まず、アルミニウム多孔質体の縦、横、高さをノギスで2箇所ずつ測り、それぞれの平均値（ｃｍ）からみかけ体積（ｃｍ３）を算出した。
見かけ体積 = 縦 8.02 cm×横7.98cm×高さ 1.42cm = 90.9 cm3    （１）
次に、このみかけ体積の値を用い、アルミニウム多孔質体（Al多孔質体）の密度を算出した。
Al多孔質体の密度 = Al多孔質体の質量g / Al多孔質体の見かけ体積 cm3
= 10.3 g / 90.9 cm3
= 0.113 g/cm3    （２）
続いて、使用したアルミニウム合金粉末（Al-10Si-0.4Mg；Al 89.6 wt %, Si 10 wt %, Mg 0.4 wt %)の真密度を求めた。
真密度 = 100 / (89.6 / 2.7 + 10 / 2.3 + 0.4 / 1.7 ) = 2.65 g/cm3    （３）
式（２）（３）から算出した値を用い、気孔率を求めた。
気孔率 = 100 - 多孔質体の密度 / 使用した金属の真密度
= (1-0.113 / 2.65) × 100
= 95.7 %
【００５９】
また、得られたアルミニウム合金多孔質体の体積比は、以下のようにして求めた。ここで、体積比とは、焼結前のみかけ体積に対する焼結後の見かけ体積の割合をいう。以下、実施例の試料番号１を例にアルミニウム多孔質体の体積比の求め方を記載する。
まず、アルミニウムスラリーに樹脂製の連通孔発泡樹脂フォームを浸漬し、余分なアルミニウムスラリーを除去した後、８０℃の恒温槽中で６０分乾燥させて、アルミニウム粉末が付着した連通孔発泡樹脂フォームを用意した。
このアルミニウム粉末が付着した連通孔発泡樹脂フォームの縦、横、高さをノギスで2箇所ずつ測り、それぞれの平均値（ｃｍ）から、焼結前のみかけ体積（ｃｍ３）を算出した。
焼結前の見かけ体積 = 縦10.03cm×横10.01cm×高さ2.01cm =202 cm3    （１）
次に、焼結後のアルミニウム多孔質体の縦、横、高さをノギスで2箇所ずつ測り、それぞれの平均値（ｃｍ）からみかけ体積（ｃｍ３）を算出した。
見かけ体積 = 縦 8.02 cm×横7.98cm×高さ 1.42cm = 90.9 cm3    （２）
次に、焼結前と焼結後のみかけ体積の値を用い、アルミニウム多孔質体（Al多孔質体）の体積比（（焼結後／焼結前）×100）を算出した。
体積比 = ( 90.9cm3 / 202cm3 ) × 100
= 45
【００６０】
上記の実施例（試料番号１、２）及び比較例（試料番号３〜５）で得られたアルミニウム多孔質体の体積比及び気孔率の測定結果を、表１に示す。マグネシウムを０．４質量％以上含むアルミニウム合金粉末を用い、界面活性剤としてリン酸エステルを添加したアルミニウムスラリーを用いた試料番号１、２（実施例）は、リン酸エステルを添加していない試料番号３（比較例）よりも体積比が小さくなった。これは焼結が進み、アルミニウム合金多孔質体が緻密化したことを示している。また、リン酸エステルの添加量が多い試料番号１とリン酸エステルの添加量が少ない試料番号２を比べると、試料番号１の方が試料番号２に比べて、焼結前に対する焼結後の体積比が小さいことから、リン酸エステルの添加量が多い方が、焼結が進むことが分かった。
【００６１】
【表１】
2018104768.tif 000003
【００６２】
リン酸エステルを添加しないアルミニウムスラリーを用いて作製した試料番号３、４（比較例）についてみてみると、加熱温度を５７０℃から６６０℃に変えても体積比は変わらなかった。純アルミニウム（純度９９，７質量％以上）を用い、リン酸エステルを添加しないアルミニウムスラリーを用いて作製した試料番号５（比較例）は、試料番号４と同じ６６０℃まで加熱したところ、焼結が進み、体積比が試料番号４よりも小さい６７％となった。
【００６３】
試料番号１、２、３の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を図３に示す。リン酸エステルを添加したアルミニウムスラリーを用いて作製した試料番号１、２（実施例）のアルミニウム合金多孔質体では、球状の粒子が見られず、焼結が進んでいる。一方、リン酸エステルを添加しないアルミニウムスラリーを用いた試料番号３（比較例）のアルミニウム合金多孔質体では、６６０℃まで加熱しても粒界が残っており、焼結が進んでいないことが確認できた。また、試料番号１、２のアルミニウム合金多孔質体の表面には、立方体をした結晶が見られた。この結晶は、図３に示すＳＥＭ画像から大きさを測定した結果、１辺の長さが５０ｎｍ以上、１μｍ以下の範囲にあることが分かった。この結晶は、リン酸エステルの添加量が多いアルミニウムスラリーを用いて作製した試料番号１のアルミニウム合金多孔質体に多く見られた。それに対して、リン酸エステルを添加しないアルミニウムスラリーを用いて作製した試料番号３のアルミニウム合金多孔質体では、立方体の結晶は観察されなかった。
【００６４】
焼結前のＡｌ−１０Ｓｉ−０．４Ｍｇの粉末、リン酸エステルを添加したアルミニウムスラリーを用いて作製した試料番号１のアルミニウム合金多孔質体、リン酸エステルを添加しないアルミニウムスラリーを用いて作製した試料番号３のアルミニウム合金多孔質体、をそれぞれＸ線回折装置（ＸＲＤ）にて分析した結果を図４に示す。試料番号１、３にはＡｌ４Ｃ３の明確な回折ピークが認められたが、試料番号３はＡｌ４Ｃ３のブロードな回折ピークが測定されるだけである。試料番号１は、Ａｌ４Ｃ３に加えて、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）の明確な回折ピークが測定され、結晶化が認められた。スピネルの単位格子は立方晶構造をしており、その結晶は立方体になることから、図３の立方体をした結晶はスピネルであることが分かる。
【００６５】
なお、Ｘ線回折による分析は、以下の測定条件において、広角Ｘ線回折装置（株式会社リガク製）で測定を行った。
・線源：ＣｕＫα線（波長＝０．１５４１８ｎｍ）
・出力：４０ｋＶ、２０ｍＡ
・サンプリング幅：０．０１０°
・走査範囲（２θ）：１０〜１００°
・スキャンスピード：０．５°／ｍｉｎ
【００６６】
図３及び図４から、試料番号１にてスピネルの結晶化、焼結の進行が確認できたが、これはリン酸エステルを添加したことでスピネルが結晶化し、結晶化に伴って酸化皮膜に亀裂が入り、その亀裂からアルミニウム合金の新生面が露出し粒子が結合するという機構によるものである。
【００６７】
表１において、試料番号１〜５のぞれぞれについて、焼結後のアルミニウム合金多孔質体の気孔率を測定した。その結果、気孔率が９０％以上であり、軽量性を確保できることが確認できた。
【００６８】
以上のように本発明では、マグネシウムを含むアルミニウム合金と、界面活性剤としてリン酸エステル及び少量のリン酸を含有するアルミニウムスラリーとを利用することにより、軽量性に優れ、強度の高いアルミニウム合金多孔質体及びその製造方法を提供できる。また、本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法によれば、成形体を非加圧で作製し、樹脂骨格を加熱によって除去する製法を用いても、アルミニウム粉末の融点付近の比較的低温で、スピネルの結晶化によって粒子表面の酸化皮膜に亀裂が入り、粒子内部のアルミニウム合金の新生面が露出するため、９０％以上の気孔率を維持しつつ焼結を進ませることができ、軽量で高強度なアルミニウム合金多孔質体を作製できる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のアルミニウム多孔質体は、熱伝導率と耐食性に優れ、しかも軽量で高い強度を有することから熱交換部材、衝撃吸収材、軽量化材等に適用できる各種多孔質材として使用することができる。
【図１】
2018104768.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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