(57)【要約】【課題】伝熱特性に優れるとともに、皮膜の気孔率、気孔径、及び膜厚を制御することで伝熱特性の制御が可能な伝熱体を提供する。【解決手段】実施形態によれば、伝熱体１２は、固体状の基材１上に、気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜２を分散して形成したものである。また、皮膜２の周囲に膜厚が皮膜２より薄い薄膜を分散して形成するようにしてもよい。皮膜２の周囲の基材１上全面に、皮膜２より薄い薄膜を形成するようにしてもよい。さらに、皮膜２の面積比率は、３０％以上７０％以下であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体状の基材上に、気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜を分散して形成したことを特徴とする伝熱体。
【請求項２】
前記皮膜の周囲に、膜厚が前記皮膜より薄い薄膜を分散して形成したことを特徴とする請求項１に記載の伝熱体。
【請求項３】
前記皮膜の周囲の前記基材上全面に、膜厚が前記皮膜より薄い薄膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載の伝熱体。
【請求項４】
前記基材の表面積に対する前記皮膜の面積比率は、３０％以上７０％以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の伝熱体。
【請求項５】
前記皮膜は、前記基材において加熱されて液体が蒸発する側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の伝熱体。
【請求項６】
前記皮膜は、酸化物セラミックスからなる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の伝熱体。
【請求項７】
前記皮膜は、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、若しくはＺｒＴｉＯ４又はこれらの混合物である酸化物セラミックスからなることを特徴とする請求項６に記載の伝熱体。
【請求項８】
固体状の基材上に、セラミックスの前駆体組成中に複数種類の粒径の気孔形成用物質を同時に配合して調製した組成物を塗布する組成物塗布工程と、
前記組成物塗布工程の後に、前記複数種類の粒径の気孔形成用物質を消失させて前記基材上に気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜を分散して形成する皮膜形成工程と、
を有することを特徴とする伝熱体の製造方法。
【請求項９】
前記複数種類の粒径の気孔形成用物質は、平均粒径０．１μｍ以下の第１気孔形成用物質と、平均粒径０．５μｍ以上の第２気孔形成物質を含むことを特徴とする請求項８に記載の伝熱体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１気孔形成用物質及び前記第２気孔形成用物質は、カーボンからなることを特徴とする請求項９に記載の伝熱体の製造方法。
【請求項１１】
前記皮膜形成工程は、大気中において５００℃以上の温度で加熱処理を施すことによって前記気孔形成用物質を分解消失させることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の伝熱体の製造方法。
【請求項１２】
前記組成物塗布工程は、ディップコーティング、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、及びロールコーティングを含む湿式コーティングによることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の伝熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、熱交換器に利用可能な伝熱体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱交換器における固体伝熱体は、温度差のある流体間に設けられ、高温側の流体の熱を低温側の流体へ輸送することにより熱交換を図るものである。この熱交換の効率は、固体である伝熱体の材質で決まる熱伝導率、低温側の流体と伝熱体との界面における熱伝達率、及び高温側の流体と伝熱体との界面における熱伝達率の３つの因子によって決定される。このうち、伝熱体の材質で決まる熱伝導率は、環境温度と伝熱体の材質が決まれば一義的に決まる物性値である。
【０００３】
これに対し、低温側の流体と伝熱体との界面における熱伝達率、及び高温側の流体と伝熱体との界面における熱伝達率は、いずれも流体の材質、伝熱体の材質の他に、流体の流速や向き等の流れの状態、及び伝熱体の表面性状によっても大きく変わることが知られている。特に、伝熱体の表面性状については、実用性の高さとそのインパクトの大きさの観点から、今まで多くの研究者によって研究がなされてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１、２には、伝熱体の表面にナノオーダからミクロンオーダの孔を有する多孔質層（ナノミクロポーラス層）を形成する手法により、伝熱体の表面熱伝達率を向上できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９５２０号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０３３９８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の手法は、いずれも酸又はアルカリ水溶液中にナノ粒子を分散したエッチング液により金属基材を処理し、金属基材表面を溶かしながらナノ粒子を付着させるものである。
【０００７】
このため、上記の手法は、付着したナノ粒子により形成される皮膜の気孔率、気孔径、及び膜厚を厳密に制御することは困難である。
【０００８】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、伝熱特性に優れるとともに、皮膜の気孔率、気孔径、及び膜厚を厳密に制御することで伝熱特性の制御が可能な伝熱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】
【０００９】
本発明者らは、流体の有する熱を効率良く伝達するため、固体伝熱体表面構造に関して鋭意研究を重ねた結果、基材上に微細な気孔を有する皮膜を不連続に形成することによって、伝熱特性に優れた伝熱体を形成できることを見出し、本実施形態を完成させたものである。
【００１０】
すなわち、本実施形態の伝熱体は、固体状の基材上に、気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜を分散して形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本実施形態の伝熱体の製造方法は、固体状の基材上に、セラミックスの前駆体組成中に複数種類の粒径の気孔形成用物質を同時に配合して調製した組成物を塗布する組成物塗布工程と、前記組成物塗布工程の後に、前記複数種類の粒径の気孔形成用物質を消失させて前記基材上に気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜を分散して形成する皮膜形成工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本実施形態の伝熱体によれば、伝熱特性に優れた実用性の高い伝熱体を提供することが可能となる。また、皮膜の気孔率や皮膜の形成されていない部分の比率を制御することによって伝熱特性を制御することができる。
【００１３】
また、本実施形態の伝熱体の製造方法によれば、上記の高熱伝達率のコーティング皮膜を安価にかつ高品質で安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る伝熱体の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る伝熱体の製造方法の一実施形態において熱処理前に塗布した組成物を示す拡大平面図である。
【図３】本発明に係る伝熱体の製造方法の一実施形態において熱処理前に塗布した組成物を示す拡大断面図である。
【図４】本発明に係る伝熱体の一実施形態の第１変形例を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係る伝熱体の一実施形態の第２変形例を示す概略断面図である。
【図６】一実施形態で用いた伝熱体の沸騰熱伝達率を評価する評価装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る伝熱体及びその製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
なお、以下の実施形態は、伝熱体を例えば加圧水型原子炉の蒸気発生器の伝熱管に適用した例について説明する。
【００１７】
（伝熱体１２の全体構成）
図１は本発明に係る伝熱体の一実施形態を示す概略断面図である。
【００１８】
図１に示すように、伝熱体１２は、固体状の基材１上の一方の側に、気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜２が不連続に分散して形成されている。したがって、この皮膜２内には、複数の微細な気孔３が形成され、上記のような気孔率に設定されている。
【００１９】
本実施形態では、例えば基材１の皮膜２が形成された側に低温の液体（例えば、水）が流通し、その反対側には、高温の流体が流れている。したがって、低温の液体は、その反対側の高温の流体により熱交換される。
【００２０】
次に、沸騰環境場を例にとって伝熱向上のメカニズムを説明する。
【００２１】
伝熱体１２近傍の液体は、図１の矢印に示すように、皮膜２の内部に形成された気孔３の毛細管力によって皮膜２内に引き込まれ基材１と衝突し、この際に液体は蒸気を発生する。
【００２２】
ここで、皮膜２が基材１上に不連続に分散して形成されているため、この蒸気は例えば矢印に示すように皮膜２の側面から排出される。これによって、液体の循環が起こり、固体―液体界面における熱交換が促進される。この原理は、沸騰環境場に限定されるものではなく、液体単相の場合においても温められた液体が伝熱体１２の皮膜２の側面から排出されるため、同じ原理が当てはまる。
【００２３】
皮膜２の気孔率は、２０％以上８０％以下、好ましくは２５％以上６０％以下とする。ここで、皮膜２の気孔率を２０％以上８０％以下に限定したのは、気孔率が２０％より小さい場合、皮膜２の気孔による毛細管力の効果が発揮されず、十分な熱伝達率の向上が得られないためである。また、気孔率が８０％より大きい場合、皮膜２自身の強度が弱くなり、皮膜２が基材１から剥離してしまうためである。
【００２４】
また、皮膜２の膜厚は、０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。皮膜２の膜厚を０．０１μｍ以上としたのは、膜厚が０．０１μｍより小さい場合には、部分的に皮膜２の形成されていない部位が生じたり、あるいはわずかな摩耗により皮膜２が失われてしまったりするためである。
【００２５】
一方、１μｍ以下としたのは、膜厚が１μｍより厚い場合には密着強度が減少すると同時に、被膜２自身が熱抵抗となり、全体として高伝熱特性を達成することができなくなるためである。
【００２６】
また、基材１の表面積に対する皮膜２の面積比率は、３０％以上７０％以下であることが好ましい。皮膜２の面積比率を３０％以上としたのは、皮膜２の面積比率が３０％より小さいと、皮膜２の側面からの蒸気や温められた液体が効率的に排出されず、これにより固体−液体界面での熱交換も促進されないためである。
【００２７】
一方、皮膜２の面積比率を７０％以下としたのは、皮膜２の面積比率が７０％より大きいと、皮膜２内に存在する気孔３の毛細管力による液体の引き込みが全体として小さくなるため、やはり固体−液体界面での熱交換が十分でないためである。
【００２８】
ここで、皮膜２の材質は、酸化物セラミックスであることが好ましい。これは、酸化物セラミックスが様々な流体に対して化学的に安定であると同時に、熱的にも安定であるからである。また、酸化物セラミックスは、高い硬度を有するため、摩耗にも強く様々な環境において高い耐久性を有するからである。
【００２９】
また、皮膜２の材質は、酸化物セラミックスの中でもＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、若しくはＺｒＴｉＯ４又はこれらの混合物であることが好ましい。これらは、例えば加圧水型原子炉で用いられる蒸気発生器の伝熱管の場合、皮膜２は高温水中に晒されるため耐食性という観点から、これらの酸化物セラミックスが特に優れた材質であるからである。ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、及びＺｒＴｉＯ４は、いずれも結晶質であっても良いし、非晶質であっても良い。また結晶質と非晶質の混合体でも良い。
【００３０】
（基材１）
伝熱体１２の基材１は、熱伝導率、コスト、強度、加工性の観点から金属が好ましいが、例えばカーボン等の熱伝導率の高い非金属材料も適用することができる。また、基材１は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物セラミックスや、炭化ケイ素等の炭化物セラミックス等も適用することができる。
【００３１】
（伝熱体１２の製造方法）
次に、上記のような構造を有する伝熱体１２の製造方法について説明する。
【００３２】
セラミックス前駆体組成中に平均粒径０．１μｍ以下の気孔形成用物質（第１気孔形成用物質）と、平均粒径０．５μｍ以上の気孔形成用物質（第２気孔形成用物質）を同時に配合して調製した組成物を基材１の表面に塗布する。
【００３３】
その後、組成物を塗布した基材１を大気中で加熱処理し、平均粒径０．１μｍ以下の気孔形成用物質と平均粒径０．５μｍ以上の気孔形成用物質を消失させて皮膜２を形成する。
【００３４】
図２は本発明に係る伝熱体の製造方法の一実施形態において熱処理前に塗布した組成物を示す拡大平面図である。図３は本発明に係る伝熱体の製造方法の一実施形態において熱処理前に塗布した組成物を示す拡大断面図である。
【００３５】
図２及び図３に示すように、平均粒径０．１μｍ以下の第１気孔形成用物質４ａは、大気中で加熱処理することで消失する。これにより、皮膜２内に微細な気孔３が形成される。また、平均粒径０．５μｍ以上の第２気孔形成用物質４ｂは、大気中で加熱処理することで消失する。これにより、皮膜２が不連続に分散して形成される。
【００３６】
ここで、上記セラミックス前駆体としては、例えば、酸化ジルコニウムの前駆体溶液、酸化チタンの前駆体溶液、酸化アルミニウムの前駆体溶液、又はこれらの混合溶液等を使用することができる。
【００３７】
酸化ジルコニウムの前駆体溶液としては、ジルコニウムのアルコキシド、アシレート、キレート、塩、ゾル等が挙げられる。酸化チタンの前駆体溶液としては、チタンのアルコキシド、アシレート、キレート、塩、ゾル等が挙げられる。酸化アルミニウムの前駆体溶液としては、アルミニウムのアルコキシド、アシレート、キレート、塩、ゾル等が挙げられる。
【００３８】
気孔３を形成するための第１気孔形成用物質４ａ及び第２気孔形成用物質４ｂは、組成物を調製する際や皮膜２を形成する際において、粒状の固形状で存在し、気孔３を形成する際には後述するように、この物質のみが消失する特性を有するものを用いる。これにより、塗布した組成物内に気孔３を形成する。
【００３９】
これら第１気孔形成用物質４ａ及び第２気孔形成用物質４ｂとしては、カーボンが好適である。カーボンには、アモルファス、黒鉛、ダイアモンド等が含まれる。いずれのカーボンも５００℃〜７００℃程度で大気中の酸素と反応して二酸化炭素となり消失する。
【００４０】
したがって、第１気孔形成用物質４ａ及び第２気孔形成用物質４ｂを含むセラミックス前駆体組成物に対して５００℃以上で加熱処理を行うことにより、第１気孔形成用物質４ａ及び第２気孔形成用物質４ｂを消失させてその跡を気孔とすることができる。また、第１気孔形成用物質４ａ及び第２気孔形成用物質４ｂには、カーボンファイバーや、これを短く切断したミルドファイバー（短繊維）、あるいはカーボンウィスカー（針状結晶）も適用することができる。
【００４１】
皮膜２中の気孔３を形成するための第１気孔形成用物質４ａの粒径を０．１μｍ以下に限定したのは０．１μｍより大きい場合、毛細管力が弱くなり、したがって、流体−伝熱体界面において高い熱伝達率が達成できなくなるからである。
【００４２】
皮膜を不連続に分散して形成するための第２気孔形成用物質４ｂの粒径を０．５μｍ以上に限定したのは、０．５μｍより小さい場合、カーボン粒子は皮膜２に取り込まれ、皮膜２内の気孔３となり、皮膜２を不連続に分散して形成することができないためである。
【００４３】
また、前述した皮膜２の形成方法では、調製された伝熱体組成物を用いて、基材１表面に皮膜２を形成する。例えば、コーティング組成物をディップコーティング、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ロールコーティング等の湿式コーティングにより、基材１の表面を覆った後、乾燥させて皮膜２を形成することができる。上記乾燥は、常温で放置することにより行っても良いし、加熱して行ってもよく、これらを適宜組み合わせて行うこともできる。
【００４４】
（伝熱体１２の効果）
本実施形態に係る伝熱体１２によれば、基材１上に、微細な気孔３を有する皮膜２が不連続に分散して形成されているので、伝熱特性に優れた実用性の高い伝熱体を提供することが可能となる。
【００４５】
また、皮膜２の気孔率、気孔径、膜厚等を制御することによって伝熱特性を制御することができる。
【００４６】
したがって、液体の関与する熱交換器システムにおいて、液体と伝熱体との界面における熱伝達率を著しく向上させ、伝熱効率を飛躍的に向上させることができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、皮膜２を基材１の一方の側に形成した例について説明したが、これに限らず、皮膜２を基材１の両側に形成してもよい。このように皮膜２を基材１の両側に形成した場合には、伝熱特性を一段と高めることが可能となる。
【００４８】
また、上記実施形態では、基材１の皮膜２が形成された側に低温の水が流通し、その反対側には、高温の流体が流れている場合について説明したが、これに限らず、基材１の皮膜２が形成された側に高温の流体が流通し、その反対側には、低温の水が流れている場合等、あらゆる場合に適用可能である。
【００４９】
（伝熱体の第１変形例）
図４は本発明に係る伝熱体の一実施形態の第１変形例を示す概略断面図である。なお、以下の変形例では、前記実施形態と同一の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５０】
第１変形例は、前記実施形態の製造方法を用いて伝熱体を製造したときに、皮膜２の周囲に薄膜が分散して形成される例である。
【００５１】
本変形例の伝熱体１２Ａは、図４に示すように前記実施形態と同様に、固体状の基材１上に、気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜２が不連続に分散して形成されている。
【００５２】
本変形例の伝熱体１２Ａは、皮膜２の周囲に膜厚が０．１μｍより薄く、かつ皮膜２より薄い薄膜２ａが分散して形成されている。この薄膜２ａは、膜厚が０．１μｍより薄いため、薄膜２ａ内には、気孔３が形成されていない場合が多い。仮に、気孔３が形成されていたとしてもその数は少ない。
【００５３】
薄膜２ａの膜厚を皮膜２より薄くしたのは、皮膜２より厚く形成すると、皮膜２の側面からの蒸気や温められた液体が効率的に排出されず、これにより固体−液体界面での熱交換も促進されないためである。
【００５４】
このように本変形例によれば、皮膜２の周囲に膜厚が０．１μｍより薄く、かつ皮膜２より薄い薄膜２ａを分散して形成したことにより、前記実施形態と同様の効果が得られる。その他の作用及び製造方法は、前記実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５５】
（伝熱体の第２変形例）
図５は本発明に係る伝熱体の一実施形態の第２変形例を示す概略断面図である。
【００５６】
第２変形例は、前記実施形態の製造方法を用いて伝熱体を製造したときに、皮膜２の周囲の基材１上全面に薄膜が形成される例である。
【００５７】
本変形例の伝熱体１２Ｂは、図５に示すように前記実施形態と同様に、固体状の基材１上に、気孔率２０％以上８０％以下、かつ膜厚０．０１μｍ以上１μｍ以下の皮膜２が不連続に分散して形成されている。
【００５８】
本変形例の伝熱体１２Ｂは、皮膜２の周囲の基材１上全面に、膜厚が０．１μｍより薄く、かつ皮膜２より薄い薄膜２ａが形成されている。
【００５９】
このように本変形例によれば、皮膜２の周囲の基材１上全面に、膜厚が０．１μｍより薄く、かつ皮膜２より薄い薄膜２ａを形成したことにより、前記第１変形例と同様の効果が得られる。その他の作用は、前記第１変形例と同様であるので、その説明を省略する。
【００６０】
なお、上記各変形例では、皮膜２及び薄膜２ａを基材１の一方の側に形成した例について説明したが、これに限らず、皮膜２及び薄膜２ａを基材１の両側に形成してもよい。このように皮膜２及び薄膜２ａを基材１の両側に形成した場合には、伝熱特性を一段と高めることが可能となる。
【実施例】
【００６１】
以下の実施例及び比較例において、図１に示したように、基材１を金属製とし、この基材１上に気孔率２０％以上８０％以下の皮膜２が形成された構造を有する伝熱体１２を作製して伝熱性能を評価した。
【００６２】
図６は一実施形態で用いた伝熱体の沸騰熱伝達率を評価する評価装置を示す概略構成図である。
【００６３】
図６に示すように、評価装置は、金属製の容器６に純水７が収容されている。この純水７中には、金属板状試験体５が浸漬される。金属板状試験体５には、パワーコントローラ１１から一定範囲内の電圧が印加されて表面温度が調整される。金属板状試験体５の表面温度は、熱電対９により測定される。純水７の温度は、熱電対１０により測定される。凝縮器８は、純水７が沸騰して水蒸気になり、その水蒸気を水に凝縮するものである。
【００６４】
図６に示す評価装置を用いて伝熱体１２の性能評価は以下のように行った。
【００６５】
まず、金属板状試験体５に皮膜２を形成し、図６に示すように、純水７を収容した金属製の容器６中に金属板状試験体５を挿入する。
【００６６】
次いで、パワーコントローラ１１にて金属板状試験体５を直接通電加熱しながら、熱電対９にて金属板状試験体５の表面の温度を測定するとともに、熱電対１０にて純水７の温度を測定することにより、伝熱特性を評価した。
【００６７】
（実施例１）
ＺｒＴｉＯ４のアルコキシ金属塩（溶媒はイソプロピルアルコール）中に平均粒子径０．０５μｍのアモルファスカーボン粒子（第１気孔形成用物質）と平均粒子径２μｍのグラファイト粒子（第２気孔形成用物質）を配合して分散液とした。このときの配合比率は、皮膜２の気孔率が２５％、皮膜２の面積が５３％になるようにした。
【００６８】
３ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのインコネル（スペシャルメタルズ社の商標）６００の金属板状試験体５の片面にこの分散液をディッピングにより塗布した。塗布後、大気中７００℃で３０分熱処理して微細な気孔３を有する不連続に分散した皮膜２を形成した。このときの皮膜２の膜厚は約０．３μｍであった。
【００６９】
コーティングを行ったインコネル６００の金属板状試験体５を用いて図６に示した装置構成とし、純水７を収容した金属製の容器６中に金属板状試験体５を浸漬し、パワーコントローラ１１にて金属板状試験体５を直接通電加熱しながら、熱電対９にて金属板状試験体５の表面の温度を、熱電対１０にて純水７の温度を、それぞれ測定することにより伝熱特性を評価した。
【００７０】
なお、この金属板状試験体５は、コーティングを施工した面を除いて回りを断熱材で囲み、コーティング面のみから熱交換するようにした。
【００７１】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が大幅に向上していることが認められた。
【００７２】
（実施例２）
皮膜２の気孔率を２０％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００７３】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００７４】
（実施例３）
皮膜２の気孔率を８０％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００７５】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００７６】
（実施例４）
皮膜２の膜厚を０．０１μｍとした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００７７】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００７８】
（実施例５）
皮膜２の膜厚を１μｍとした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００７９】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００８０】
（実施例６）
皮膜２の不連続部分を３０％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００８１】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００８２】
（実施例７）
皮膜２の不連続部分を７０％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００８３】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００８４】
（実施例８）
皮膜２の材質をＺｒＯ２とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００８５】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して大幅に熱伝達率が向上していることが認められた。
【００８６】
（実施例９）
皮膜２の材質をＴｉＯ２とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００８７】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００８８】
（実施例１０）
皮膜２の材質をＡｌ２Ｏ３とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。
【００８９】
その結果、皮膜２を形成した金属板状試験体５は、皮膜２が形成されていない金属板状試験体と比較して熱伝達率が向上していることが認められた。
【００９０】
（比較例１）
皮膜２の気孔率を１５％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜２の形成された金属板状試験体５は、熱伝達率の向上が認められなかった。
【００９１】
（比較例２）
皮膜２の気孔率を８５％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜２の形成された金属板状試験体５は、剥離が生じ熱伝達率を測定することができなかった。
【００９２】
（比較例３）
皮膜２の膜厚を０．００９μｍとした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜２の形成された金属板状試験体５は、熱伝達率の向上が認められなかった。
【００９３】
（比較例４）
皮膜２の膜厚を２μｍとした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜２の形成された金属板状試験体５は、熱伝達率の向上が認められなかった。
【００９４】
（比較例５）
皮膜２の不連続部分の面積を２５％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜２の形成された金属板状試験体５は、熱伝達率の向上が認められなかった。
【００９５】
（比較例６）
皮膜２の不連続部分の面積を７５％とした他は、実施例１と全く同様な方法で皮膜２を形成し、実施例１と同じ方法で伝熱特性を評価した。その結果、皮膜２の形成された金属板状試験体５は、熱伝達率の向上が認められなかった。
【００９６】
（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００９７】
例えば、上記実施形態及び変形例では、伝熱体を加圧水型原子炉の蒸気発生器の伝熱管に適用した例について説明したが、これに限らず、その他の熱交換器の伝熱管にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１…基材、２…皮膜、２ａ…薄膜、３…気孔、４ａ…第１気孔形成用物質、４ｂ…第２気孔形成用物質、５…金属板状試験体、６…容器、７…純水、８…凝縮器、９…熱電対（試験体表面温度測定用）、１０…熱電対（水温測定用）、１１…パワーコントローラ、１２…伝熱体、１２Ａ…伝熱体、１２Ｂ…伝熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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