(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する有機金属化合物を、アルコールに分散し、該有機金属化合物が分子状態でアルコールに分散されたアルコール分散液を作成し、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、前記アルコールより粘度が高い第二の性質と、沸点が前記アルコールの沸点より高く、前記有機金属化合物が熱分解する温度より低い第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に混合すると、該有機化合物が前記アルコール分散液のアルコールに溶解ないしは混和し、該アルコール分散液の粘度が増大した混合液に前記有機金属化合物が分子状態で分散した混合液を作成し、該混合液にセラミックス粒子の集まりを混練する、これによって、有機金属化合物のアルコール分散液と有機化合物との混合液に、セラミックス粒子の集まりが混錬された懸濁体が製造される、有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する懸濁体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載した懸濁体の製造方法において、前記有機金属化合物が、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴を兼備するカルボン酸金属化合物であり、前記有機化合物が、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか一種類の有機化合物であり、前記カルボン酸金属化合物と前記一種類の有機化合物とを用い、前記懸濁体を製造する製造方法に従って懸濁体を製造する、請求項１に記載した懸濁体の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載した懸濁体の製造方法において、該懸濁体が複数種類の有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体であって、該懸濁体を製造する製造方法は、請求項１に記載した熱分解で金属を析出する有機金属化合物として、熱分解で互いに異なる複数種類の金属を同時に析出する複数種類の有機金属化合物を用い、該複数種類の有機金属化合物をアルコールに分散し、該複数種類の有機金属化合物が分子状態でアルコールに分散されたアルコール分散液を作成し、請求項１に記載した有機化合物として、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、前記アルコールより粘度が高い第二の性質と、沸点が前記アルコールの沸点より高く、前記複数種類の有機金属化合物が同時に熱分解する温度より低い第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に混合すると、該有機化合物が前記アルコール分散液のアルコールに溶解ないしは混和し、該アルコール分散液の粘度が増大した混合液に前記複数種類の有機金属化合物が分子状態で分散した混合液を作成し、該混合液にセラミックス粒子の集まりを混錬する、これによって、複数種類の有機金属化合物のアルコール分散液と有機化合物との混合液に、セラミックス粒子の集まりが混錬された懸濁体が製造される、複数種類の有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する懸濁体の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載した懸濁体の製造方法において、前記複数種類の有機金属化合物が、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、互いに異なる金属イオンに共有結合した複数種類のカルボン酸金属化合物であり、前記有機化合物が、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか一種類の有機化合物であり、前記複数種類のカルボン酸金属化合物と前記一種類の有機化合物とを用い、前記懸濁体を製造する製造方法に従って懸濁体を製造する、請求項３に記載した懸濁体の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないしは請求項３に記載した製造方法で製造した懸濁体を用いて、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に成形できる懸濁体を製造する製造方法は、請求項１ないしは請求項３に記載した製造方法で製造した懸濁体を、撹拌型の真空脱泡装置に投入し、該懸濁体を大気圧より低い圧力の下で撹拌し、該懸濁体からアルコールを気化し、該懸濁体に有機化合物を残存させることで、該懸濁体の粘度を増大させるとともに、該懸濁体中に含まれる空胞を取り除く、これによって、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に成形できる懸濁体が製造される、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に成形できる懸濁体を製造する製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載した製造方法で製造した懸濁体を用いて、有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが、セラミックス粒子の表面に付着した該セラミックス粒子の集まりからなる成形体を成形する方法は、請求項５に記載した製造方法で製造した懸濁体を、該懸濁体を構成する有機化合物の沸点に昇温した成形機に充填し、該懸濁体から前記有機化合物を気化しながら、前記成形機によって該懸濁体を加圧する、これによって、前記有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、前記複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが、前記懸濁体を構成するセラミックス粒子の表面に付着した該セラミックス粒子の集まりからなる成形体が、前記成形機内に成形される、請求項５に記載した製造した懸濁体を用いて、有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが、セラミックス粒子の表面に付着した該セラミックス粒子の集まりからなる成形体を成形する方法。
【請求項７】
請求項６に記載した方法で成形した成形体を用いて、セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体を製造する製造方法は、
請求項６に記載した方法で成形した成形体を、該成形体を構成する有機金属化合物が熱分解する温度に昇温し、セラミックス粒子の表面に付着していた有機金属化合物の微細結晶の集まりを熱分解させ、該有機金属化合物の微細結晶の大きさに応じた粒状の金属微粒子が集まりが、前記セラミックス粒子の表面に析出し、該金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりが前記セラミックス粒子を覆うとともに、該セラミックス粒子を覆った金属微粒子同士が金属結合することで該セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造される、
ないしは、
請求項６に記載した方法で成形した成形体を、該成形体を構成する複数種類の有機金属化合物が同時に熱分解する温度に昇温し、セラミックス粒子の表面に付着していた複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが同時に熱分解させ、該複数種類の有機金属化合物の微細結晶の大きさに応じた粒状の合金微粒子が集まりが、前記セラミックス粒子の表面に析出し、該合金微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した合金微粒子の集まりが前記セラミックス粒子を覆うとともに、該セラミックス粒子を覆った合金微粒子同士が金属結合することで該セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造される、
請求項６に記載した方法で成形した成形体を用いて、セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体を製造する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ないしは合金の微粒子の金属結合でセラミックス粒子を結合し、金属ないしは合金の性質を持つセラミックス粒子の集まりからなる成形体を製造する製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
本発明に最も近い従来技術として、セラミックス粒子に導電性を付与する技術がある。例えば、特許文献１に、二酸化炭素の超臨界状態において、長尺のカーボンナノチューブを絶縁性のセラミックス粒子に付着させる技術が提案されている。また、特許文献２に、気相法に依って製作した炭素繊維と絶縁性のセラミックス粒子との混合物をホットプレスで燒結することで、導電性のセラミックス焼結体を得る技術が提案されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載されたカーボンナノチューブは４．４×１０−４−１．２×１０−１Ωｃｍの体積抵抗率を持ち、銅の体積抵抗率１．６８×１０−６Ωｃｍに比べ２桁以上抵抗率が高い。さらに、絶縁性のセラミックス粒子にカーボンナノチューブを付着させるため、複合材料の体積抵抗率はカーボンナノチューブの配合割合に比例する。従って、複合材料における導電性を高めるには、カーボンナノチューブの配合割合を高めなければならず、極めて高価な素材であるカーボンナノチューブの配合割合を高めるほど、複合材料が高価になり、複合材料を製造する意味がなくなる。従って、特許文献１の記載では、カーボンナノチューブの配合割合は０．０５重量％以下であり、得られる体積抵抗率は１０８Ωｃｍ以下であり、金属の体積抵抗率に比べると１４桁も高く、複合材料は依然として絶縁材料である。
また、特許文献２に記載された炭素繊維は、最も結晶性が高く純度が高いＣＶＤ法で製作した炭素繊維であっても体積抵抗率は１×１０−４Ωｃｍであり、銅の体積抵抗率に比べ２桁高い。さらに、絶縁性のセラミックス粒子に炭素繊維を分散させるため、複合材料の導電性は炭素繊維の配合割合に比例する。従って、複合材料の導電性を高めるには、結晶性が高く純度が高い高価な炭素繊維の配合割合を高めなければならず、極めて高価な素材である炭素繊維の配合割合を高めるほど複合材料が高価になり、複合材料を製造する意味がなくなる。従って、特許文献２の記載では、炭素繊維の配合割合は３質量％と低く、得られる電気伝導度は４００Ｓ／ｍであり、銅の電気伝導度５９．０×１０６Ｓ／ｍに比べると５桁も低い。
【０００４】
以上に説明した複合材料の導電性は、導電性物質の配合割合に比例する。つまり、導電性物質が直接結合し、導電性物質が連続した導電経路を形成すれば、複合材料は導電性物質の導電性に近づく。しかし、導電性物質をセラミックス粒子に分散させても、導電性物質は直接結合しない。いっぽう、複合材料の導電性を高めるために、導電性物質の配合割合を高めるほど、導電性物質が高価である場合は複合材料が高価になる。また、導電性物質が固体であるため、導電性物質の配合割合を高めるほど、導電性物質とセラミックス粒子とをバインダーに分散させた混合物の粘度が高まり、導電性物質の配合割合には限界がある。さらに、導電性物質の導電率が金属より低いため、導電性物質の配合割合を高めても、複合材料の導電率は金属より著しく低い。この結果、従来技術では、セラミックス粒子との複合材料の導電性は金属より著しく低い。しかし、金属ないしは合金からなる物質の金属結合でセラミックス粒子を結合し、金属結合した金属ないしは合金からなる物質が、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に連続した導電経路を形成する技術はこれまで存在しない。また、金属ないしは合金からなる物質を液相化させる技術もこれまでに存在しない。このため、金属ないしは合金の性質を持つセラミックス粒子の集まりからなる成形体を製造する技術はこれまでに存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０３４４７６号公報
【特許文献２】特開２００６−２４０９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いっぽう、セラミックスの成形体、例えば、代表的なアルミナＡｌ２Ｏ３の成形体は、圧縮強度が３０００ＭＰａと大きく、曲げ強度が４００ＭＰａと大きく、１６００℃の耐熱性と酸やアルカリにも侵されない耐食性を持つ。しかし、セラミックスの成形体は、１３００℃程度の高温でセラミックス粒子を結合させて製作するため、最高温度に至る昇温過程と、最高温度に保持する反応過程と、最高温度からの冷却過程とのいずれの過程も材料の収縮を伴うため、各々の過程で長時間に及ぶ熱処理を行い、成形体内部に構造欠陥が発生することを抑えている。このため、セラミックスの成形体の製造には高いエネルギー費用を要する。さらに、セラミックスの成形体は、瞬間的な物理的応力で破壊する脆性を持つ。
いっぽう、セラミックス粒子を焼結で結合させず、金属ないしは合金からなる物質で結合できれば、金属ないしは合金からなる物質が連続した導電経路をセラミックス粒子の集まりに形成し、金属ないしは合金の性質を持つ成形体が製造できる。また、展性と延性とに優れる金属ないしは合金からなる物質によって、成形体は脆性を持たない。
このため、第一に、金属ないしは合金からなる物質が、液相化された原料によって生成されれば、セラミックス粒子の材質や形状に依らず、セラミックス粒子に液相化された原料が付着できる。第二に、液相化された原料が安価であり、簡単な処理で金属ないしは合金からなる物質が生成できれば、金属ないしは合金からなる物質が安価に生成できる。第三に、金属ないしは合金からなる物質が生成される際に、空隙の発生が抑えられれば、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に構造的な欠陥が発生しない。
こうした全く新たな成形体の製造技術を実現するには、成形体の製作工程に応じて、次の８つの技術課題が発生する。第一に、金属ないしは合金の原料が液相化され、この液相化された物質にセラミックス粒子の集まりを混錬して懸濁体を作成し、セラミックス粒子に液相化された物質が付着できること。第二に、金属ないしは合金の原料が安価であること。第三に、懸濁体から空胞を取り除くとともに粘度を増大させ、懸濁体が成形体に加工できる滑り性と粘り性とを兼備すること。第四に、滑り性と粘り性とを兼備する懸濁体を成形機に充填し、懸濁体を加圧して成形体に加工できること。第五に、セラミックス粒子の焼結温度より著しく低温で成形体を熱処理することで、金属ないしは合金からなる物質の金属結合でセラミックス粒子が結合された成形体が加工できること。第六に、金属ないしは合金からなる物質が連続した導電経路を成形体に形成すること。第七に、金属ないしは合金からなる物質が生成される際に、セラミックス粒子同士の間隙に不要な空隙を形成しないこと。第八に、成形体に瞬間的な物理的応力が加えられた際に、金属ないしは合金からなる物質が塑性変形して応力を吸収すること。これらの８つの課題が解決できれば、様々な金属の性質、ないしは、様々な合金の性質を持ち、様々な形状の成形体が著しく低い温度で安価に製造できる。また、成形体は、従来のセラミックス成形体の固有の欠点である脆性を持たない。本発明はこれら８つの課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に関わる有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する有機金属化合物を、アルコールに分散し、該有機金属化合物が分子状態でアルコールに分散されたアルコール分散液を作成し、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、前記アルコールより粘度が高い第二の性質と、沸点が前記アルコールの沸点より高く、前記有機金属化合物が熱分解する温度より低い第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に混合すると、該有機化合物が前記アルコール分散液のアルコールに溶解ないしは混和し、該アルコール分散液の粘度が増大した混合液に前記有機金属化合物が分子状態で分散した混合液を作成し、該混合液にセラミックス粒子の集まりを混練する、これによって、有機金属化合物のアルコール分散液と有機化合物との混合液に、セラミックス粒子の集まりが混錬された懸濁体が製造される、有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する懸濁体の製造方法。
【０００８】
つまり、本製造方法に依れば、第一に、熱分解で金属を析出する有機金属化合物をアルコールに分散すると、有機金属化合物が分子状態でアルコールに分散されて液相化する。第二に、アルコール分散液に有機化合物を混合すると、有機化合物がアルコールに溶解ないしは混和し、アルコールより粘度が高いため、粘度が増大した混合液に有機金属化合物が分子状態で分散する。第三に、混合液にセラミックス粒子の集まりを混練すれば、アルコールで希釈された有機化合物に分子状態で分散された有機金属化合物と、均一に分散されたセラミックス粒子とからなる懸濁体が製造される。
従って、本製造方法に依って、６段落に記載した第一の課題が解決される。
【０００９】
前記した懸濁体の製造方法において、前記有機金属化合物が、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴を兼備するカルボン酸金属化合物であり、前記有機化合物が、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか一種類の有機化合物であり、前記カルボン酸金属化合物と前記一種類の有機化合物とを用い、前記懸濁体を製造する製造方法に従って懸濁体を製造する、前記した懸濁体の製造方法。
【００１０】
つまり、飽和脂肪酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンに、金属イオンが共有結合する分子構造上の特徴を持つカルボン酸金属化合物は、アルコールに１０重量％近く分散し、また、大気雰囲気の２９０−４３０℃の温度で短時間に熱分解して金属を析出する。このため、カルボン酸金属化合物は、前記した懸濁体の製造方法における有機金属化合物になる。
すなわち、飽和脂肪酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合するカルボン酸金属化合物を構成するイオンの中で、金属イオンが最も大きい。従って、飽和脂肪酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの距離が、他のイオン同士の距離より長い。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると、カルボン酸の沸点を超えると、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの結合部が最初に分断され、カルボン酸と金属とに分離する。さらに、カルボン酸が飽和脂肪酸から構成される場合は、カルボン酸が気化熱を奪って１分程度で気化し、カルボン酸の気化が完了すると金属が析出する。こうしたカルボン酸金属化合物として、オクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物などがある。なお、オクチル酸の沸点は２２８℃で、ラウリン酸の沸点は２９６℃で、ステアリン酸の沸点は３６１℃である。従って、これらのカルボン酸金属化合物は、大気雰囲気の２９０−４３０℃で短時間に熱分解が完了する。
さらに、前記したカルボン酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、最も汎用的な有機酸であるカルボン酸を、強アルカリと反応させるとカルボン酸アルカリ金属化合物が生成され、カルボン酸アルカリ金属化合物を無機金属化合物と反応させると、様々な金属からなるカルボン酸金属化合物が合成される。従って、カルボン酸金属化合物は、前記した懸濁体の製造方法における安価な有機金属化合物になる。
なお、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物は、飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物に比べて、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、熱分解によって金属酸化物、例えば、オレイン酸銅の場合は、酸化第一銅Ｃｕ２Ｏと酸化第二銅ＣｕＯとが同時に析出し、酸化第一銅Ｃｕ２Ｏと酸化第二銅ＣｕＯとを銅に還元する処理費用を要する。特に、酸化第一銅Ｃｕ２Ｏは、大気雰囲気より酸素がリッチな雰囲気で一度酸化第二銅ＣｕＯに酸化させ、さらに、還元雰囲気で銅に還元させる必要があるため、処理費用がかさむ。
また、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類の中に、アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、アルコールより粘度が高い第二の性質と、沸点がアルコールの沸点より高く、カルボン酸金属化合物の熱分解温度より低い第三の性質とを兼備する有機化合物がある。また、このような有機化合物は汎用的な工業用薬品であり、前記した懸濁体の製造方法における安価な有機化合物になる。
従って、カルボン酸金属化合物をアルコールに分散すると、カルボン酸金属化合物が分子状態でアルコールに分散して液相化される。また、有機化合物がアルコールに溶解ないしは混和し、アルコールより粘度が高いため、カルボン酸金属化合物のアルコール分散液に有機化合物を混合すると、粘度が増大した混合液にカルボン酸金属化合物が分子状態で分散する。この混合液にセラミックス粒子の集まりを混錬すると、前記した懸濁体が製造される。
以上に説明したように、本製造方法におけるカルボン酸金属化合物と有機化合物とは、前記した懸濁体の安価な原料になる。従って、本製造方法に依れば、６段落に記載した第二の課題が解決される。
【００１１】
前記した懸濁体の製造方法において、該懸濁体が複数種類の有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体であって、該懸濁体を製造する製造方法は、前記した熱分解で金属を析出する有機金属化合物として、熱分解で互いに異なる複数種類の金属を同時に析出する複数種類の有機金属化合物を用い、該複数種類の有機金属化合物をアルコールに分散し、該複数種類の有機金属化合物が分子状態でアルコールに分散されたアルコール分散液を作成し、前記した有機化合物として、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、前記アルコールより粘度が高い第二の性質と、沸点が前記アルコールの沸点より高く、前記複数種類の有機金属化合物が同時に熱分解する温度より低い第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に混合すると、該有機化合物が前記アルコール分散液のアルコールに溶解ないしは混和し、該アルコール分散液の粘度が増大した混合液に前記複数種類の有機金属化合物が分子状態で分散した混合液を作成し、該混合液にセラミックス粒子の集まりを混錬する、これによって、複数種類の有機金属化合物のアルコール分散液と有機化合物との混合液に、セラミックス粒子の集まりが混錬された懸濁体が製造される、複数種類の有機金属化合物と有機化合物とセラミックス粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する懸濁体の製造方法。
【００１２】
つまり、本製造方法によれば、第一に、熱分解で互いに異なる複数種類の金属を同時に析出する複数種類の有機金属化合物をアルコールに分散すると、複数種類の有機金属化合物が分子状態でアルコールに分散して液相化される。第二に、アルコール分散液に有機化合物を混合すると、有機化合物がアルコールに溶解ないしは混和し、アルコールより粘度が高いため、粘度が増大した混合液に、複数種類の有機金属化合物が分子状態で分散される。第三に、混合液にセラミックス粒子の集まりを混練すれば、アルコールで希釈された有機化合物に分子状態で分散された複数種類の有機金属化合物と、均一に分散されたセラミックス粒子とからなる懸濁体が製造される。
従って、本製造方法に依れば、６段落に記載した第一の課題が解決される。
【００１３】
前記した懸濁体の製造方法において、前記複数種類の有機金属化合物が、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、互いに異なる金属イオンに共有結合した複数種類のカルボン酸金属化合物であり、前記有機化合物が、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか一種類の有機化合物であり、前記複数種類のカルボン酸金属化合物と前記一種類の有機化合物とを用い、前記懸濁体を製造する製造方法に従って懸濁体を製造する、前記した懸濁体の製造方法。
【００１４】
つまり、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、互いに異なる金属イオンに共有結合した複数種類のカルボン酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると、カルボン酸金属化合物が１０段落で説明したカルボン酸金属化合物で構成されるため、２９０−４３０℃で同時に熱分解し、複数種類のカルボン酸金属化合物のモル数の比率に応じた組成からなる合金を析出する。このため、複数種類のカルボン酸金属化合物は、前記した懸濁体の製造方法における安価な複数種類の有機金属化合物になる。
すなわち、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、互いに異なる金属イオンに共有結合する複数種類のカルボン酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると、飽和脂肪酸の沸点を超える温度で、同一の飽和脂肪酸と互いに異なる金属とに同時に分解する。さらに昇温すると、飽和脂肪酸の気化が１分程度で進み、気化が完了した後に複数種類の金属が同時に析出し、これらの金属は不純物を持たない活性状態にあるため、析出した複数種類の金属からなる合金が生成される。
また、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類の中に、アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、アルコールより粘度が高い第二の性質と、沸点がアルコールの沸点より高く、複数種類のカルボン酸金属化合物が同時に熱分解する温度より低い第三の性質とを兼備する有機化合物がある。このような有機化合物は汎用的な工業用薬品であるため、前記した懸濁体の製造方法における安価な有機化合物になる。
従って、複数種類のカルボン酸金属化合物をアルコールに分散すると、複数種類のカルボン酸金属化合物が分子状態でアルコールに分散して液相化される。また、有機化合物がアルコールに溶解ないしは混和し、アルコールより粘度が高いため、複数種類のカルボン酸金属化合物のアルコール分散液に有機化合物を混合すると、粘度が増大した混合液に複数種類のカルボン酸金属化合物が分子状態で分散する。この混合液にセラミックス粒子の集まりを混錬すると、前記した懸濁体が製造される。
以上に説明したように、本製造方法における複数種類のカルボン酸金属化合物と有機化合物とは、前記した懸濁体の安価な原料になる。従って、本製造方法に依れば、６段落に記載した第二の課題が解決される。
【００１５】
７段落ないしは１１段落に記載した製造方法で製造した懸濁体を用いて、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に成形できる懸濁体を製造する製造方法は、７段落ないしは１１段落に記載した製造方法で製造した懸濁体を、撹拌型の真空脱泡装置に投入し、該懸濁体を大気圧より低い圧力の下で撹拌し、該懸濁体からアルコールを気化し、該懸濁体に有機化合物を残存させることで、該懸濁体の粘度を増大させるとともに、該懸濁体中に含まれる空胞を取り除く、これによって、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に成形できる懸濁体が製造される、セラミックス粒子の集まりからなる成形体に成形できる懸濁体を製造する製造方法。
【００１６】
つまり、７段落ないしは１１段落に記載した懸濁体は、過剰なアルコールを含むため、粘度が低く粘り性がない。この懸濁体を加圧しても懸濁体が崩れて成形体が加工できない。このため、懸濁体を撹拌型の真空脱泡装置に投入し、真空脱泡装置内を大気圧より低い圧力に低下させてアルコールを気化させ、懸濁体の粘度を著しく増大させる。なお、有機化合物は沸点が高いため気化せず、懸濁体に残存して滑り性と粘り性とを発揮する。これによって、懸濁体は成形体に加工できる滑り性と粘り性とを兼備する。
なお、有機金属化合物はアルコールに分散するが、有機化合物には分散しないため、懸濁体に分子状態で分散されていた有機金属化合物ないしは複数種類の有機金属化合物は、アルコールが気化すると、有機金属化合物の微細結晶の集まりを、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりを懸濁体中に析出する。この結果、有機金属化合物の微細結晶の集まりと、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりと、セラミックス粒子とが、有機化合物に均一に分散された懸濁体になる。
また、７段落ないしは１１段落に記載した懸濁体を作成する際に混合液を混錬するため、空気が混合液に空胞として混入する。さらに、混入された空胞は、混練時にさらに微細な空胞となる。これらの空胞がセラミックス粒子の集まりからなる成形体に残存すると、成形体が昇温された際に、ボイルシャルルの法則に従って、昇温された温度差に応じて空胞が体積膨張し、空胞の体積膨張で成形体にクラックが入る。このため、真空脱泡装置において懸濁体を十分に撹拌させ、懸濁体に混入した空胞を取り除く。
この結果、本製造方法に依って、懸濁体から空胞を取り除くとともに懸濁体の粘度が著しく増大し、成形体に加工できる滑り性と粘り性とを兼備する懸濁体が作成できる。
従って、本製造方法に依れば、６段落に記載した第三の課題が解決される。
【００１７】
前記した製造方法で製造した懸濁体を用いて、有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが、セラミックス粒子の表面に付着した該セラミックス粒子の集まりからなる成形体を成形する方法は、前記した製造方法で製造した懸濁体を、該懸濁体を構成する有機化合物の沸点に昇温した成形機に充填し、該懸濁体から前記有機化合物を気化しながら、前記成形機によって該懸濁体を加圧する、これによって、前記有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、前記複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが、前記懸濁体を構成するセラミックス粒子の表面に付着した該セラミックス粒子の集まりからなる成形体が、前記成形機内に成形される、前記した製造した懸濁体を用いて、有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが、セラミックス粒子の表面に付着した該セラミックス粒子の集まりからなる成形体を成形する方法。
【００１８】
つまり、本加工方法に依れば、１５段落に記載した成形体に成形ができる懸濁体を、有機化合物の沸点に昇温した成形機に充填し、成形機で昇温された懸濁体を加圧して成形体（グリーンシート）に加工する。このため、懸濁体が成形機に充填された時点では、懸濁体は十分な液体の有機化合物を含むため、懸濁体は流動性に富み、潰れやすく加工されやすい。いっぽう、懸濁体を加圧して成形体（グリーンシート）に加工する際に、有機化合物の気化が進み、懸濁体から流動性が失われるのに対し、粘り性が増大するため、加工された成形体は壊れにくい。成形体（グリーンシート）への加工が完了すると、形状と大きさとが異なるセラミックス粒子の集まりが隙間を埋めて高密度に圧縮されるため、成形体は潰れにくい。この結果、有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが、セラミックス粒子の表面に付着したセラミックス粒子の集まりからなる成形体（グリーンシート）が製造される。なお、成形機としては、射出成形機、押出成形機、加圧成形機、テープ成形機などがあり、成形機に応じた成形加工が懸濁体に施される。ただし、加工された成形体（グリーンシート）は、液状物質を殆ど持っていないため曲げ加工ができず、例えば、シート成形機で加工した成形体（グリーンシート）は巻き取らずにシート形状として移動させて、次工程の熱処理に用いる。
従って、本加工方法によって、６段落に記載した第四の課題が解決される。
【００１９】
前記した方法で成形した成形体を用いて、セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体を製造する製造方法は、
前記した方法で成形した成形体を、該成形体を構成する有機金属化合物が熱分解する温度に昇温し、セラミックス粒子の表面に付着していた有機金属化合物の微細結晶の集まりを熱分解させ、該有機金属化合物の微細結晶の大きさに応じた粒状の金属微粒子が集まりが、前記セラミックス粒子の表面に析出し、該金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりが前記セラミックス粒子を覆うとともに、該セラミックス粒子を覆った金属微粒子同士が金属結合することで該セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造される、
ないしは、
前記した方法で成形した成形体を、該成形体を構成する複数種類の有機金属化合物が同時に熱分解する温度に昇温し、セラミックス粒子の表面に付着していた複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが同時に熱分解させ、該複数種類の有機金属化合物の微細結晶の大きさに応じた粒状の合金微粒子が集まりが、前記セラミックス粒子の表面に析出し、該合金微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した合金微粒子の集まりが前記セラミックス粒子を覆うとともに、該セラミックス粒子を覆った合金微粒子同士が金属結合することで該セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造される、
前記した方法で成形した成形体を用いて、セラミックス粒子同士が結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体を製造する製造方法。
【００２０】
つまり、本製造方法に依れば、１７段落に記載した成形体を昇温すると、セラミックス粒子の表面に付着していた有機金属化合物の微細結晶の集まりが、ないしは、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが熱分解する。これによって、微細結晶の大きさに応じた金属ないしは合金の粒状微粒子の集まりが、セラミックス粒子の表面に一斉に析出する。この金属ないしは合金の粒状微粒子は、不純物を持たない活性状態にあるため、粒状微粒子が互いに接触する部位で金属結合する。この結果、セラミックス粒子を覆った金属ないしは合金の粒状微粒子の金属結合でセラミックス粒子が結合され、セラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造される。また、金属結合した金属ないしは合金の微粒子の集まりが、成形体に連続した導電経路を形成する。
つまり、熱分解で金属を析出する有機金属化合物を昇温すると、有機金属化合物を構成する有機酸の沸点を超える温度に達すると、有機金属化合物は有機酸と金属に分解する。さらに昇温すると、有機酸が気化熱を奪って短時間で気化し、有機酸の気化が完了すると金属が析出し、有機金属化合物の熱分解が完了する。従って、セラミックス粒子の表面に付着していた有機金属化合物の微細結晶の集まりが熱分解すると、有機金属化合物の微細結晶の大きさに応じた粒状の金属微粒子が、一斉にセラミックス粒子の表面に析出し、不純物を持たない粒状の金属微粒子は、互いに接触する部位で金属結合する。
同様に、熱分解で互いに異なる複数種類の金属を同時に析出する有機金属化合物を昇温すると、複数種類の有機金属化合物は同一の有機酸で構成されるため、有機酸の沸点を超える温度に達すると、複数種類の有機金属化合物は、有機酸と互いに異なる複数種類の金属とに分解する。さらに昇温すると、有機酸が気化熱を奪って短時間で気化し、有機酸の気化が完了すると互いに異なる複数種類の金属が析出し、複数種類の金属からなる合金を生成し、複数種類の有機金属化合物の熱分解が完了する。従って、セラミックス粒子の表面に付着していた複数種類の有機金属化合物の微細結晶の集まりが熱分解すると、複数種類の有機金属化合物の微細結晶の大きさに応じた粒状の合金微粒子が、一斉にセラミックス粒子の表面に析出し、不純物を持たない粒状の合金微粒子は、互いに接触する部位で金属結合する。なお、合金の微粒子は、複数種類の有機金属化合物のモル数に応じた組成からなる合金で構成される。
なお、有機金属化合物として９段落に記載したカルボン酸金属化合物を用いれば、ないしは、複数種類の有機金属化合物として１３段落に記載したが複数種類のカルボン酸金属化合物を用いれば、大気雰囲気の２９０−４３０℃の温度での１分程度の熱処理で、４０−６０ｎｍの大きさの粒状の金属ないしは合金の微粒子の集まりが析出する。
いっぽう、有機酸が気化すると、セラミックス粒子の表面に微細な空隙が形成される。しかし、金属ないしは合金の粒状の微粒子は、隣接する粒状の微粒子が、微粒子の大きさよりさらに小さい空隙を形成して互いに金属結合するため、有機酸が気化した際に形成した微細な空隙を埋めて、金属結合した微粒子の集まりを析出する。このため、成形体の内部に不要な空隙は形成されない。いっぽう、金属結合した微粒子よりさらに小さい空隙が熱膨張すると、金属結合した金属ないしは合金の微粒子の集まりも熱膨張し、空隙の熱膨張を吸収して熱的応力は発生しない。また、成形体に瞬間的に過大な物理的応力が加わっても、金属結合した金属ないしは合金の微粒子の集まりの塑性変形で応力を吸収する。このため、成形体は従来のセラミックス成形体の固有の欠点である脆性を持たない。
以上に説明したように、本製造方法に依って、６段落に記載した第五−第八の４つの課題が同時に解決される。この結果、６段落に記載した８つの課題の全てが解決される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】アルミニウム微粒子の金属結合でアルミナ粒子が結合された状態を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施形態１
本実施形態は、１０段落と１４段落とに記載したカルボン酸金属化合物の実施形態である。本発明における熱分解で金属を析出する金属化合物は、第一にアルコールに分散し、第二に熱分解で金属を析出する２つの性質を兼備する必要がある。ここでは金属をアルミニウムとし、アルミニウム化合物を例にしてカルボン酸金属化合物の実施形態を説明する。
塩化アルミニウムは水に溶け、水酸化アルミニウムと塩酸に加水分解する。また、水酸化アルミニウムはアルコールに分散しない。さらに、硫酸アルミニウムはアルコールに溶解し、アルミニウムイオンが溶出してしまい、多くのアルミニウムイオンがアルミニウムの析出に参加できなくなる。また、酸化アルミニウムは、アルコールに分散しない。このため、これらの無機アルミニウム化合物は、アルミニウム化合物として適切でない。
アルミニウム化合物はアルミニウムを析出する。アルミニウム化合物からアルミニウムを析出する最も簡単な化学反応に熱分解反応がある。つまり、アルミニウム化合物を大気雰囲気で昇温するだけでアルミニウムが析出する。さらに、アルミニウム化合物の合成が容易でれば、アルミニウム化合物が安価に製造できる。こうした性質を兼備するアルミニウム化合物にカルボン酸アルミニウム化合物がある。
つまり、カルボン酸アルミニウム化合物を構成するイオンの中で、最も大きいイオンはアルミニウムイオンである。従って、カルボン酸アルミニウム化合物におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、アルミニウムイオンと共有結合すれば、アルミニウムイオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとの距離が、イオン同士の距離の中で最も長い。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸アルミニウム化合物を大気雰囲気で昇温させると、カルボン酸の沸点において、カルボン酸とアルミニウムとに分解する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されれば、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後にアルミニウムが析出する。従って、飽和脂肪酸の沸点が低いほど、カルボン酸アルミニウム化合物の熱分解が始まる温度は低く、飽和脂肪酸の分子量が小さいほど飽和脂肪酸の気化が進み、アルミニウムが析出する温度は低い。なお、還元雰囲気でのカルボン酸アルミニウム化合物の熱分解は、大気雰囲気での熱分解より高温側で進む。つまり、熱分解反応が遅い。このため、大気雰囲気での熱分解がアルミニウムを析出させる条件として望ましい。
一方、カルボン酸が不飽和脂肪酸であれば、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸アルミニウム化合物が熱分解すると、アルミニウムの酸化物が析出する。さらに、カルボン酸アルミニウム化合物の中で、カルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子となってアルミニウムイオンに近づいて配位結合するカルボン酸アルミニウム化合物では、アルミニウムイオンと酸素イオンとの距離が短くなり、反対に、酸素イオンがアルミニウムイオンと反対側で結合するイオンとの距離が最も長くなる。このようなカルボン酸アルミニウム化合物の熱分解反応では、酸素イオンがアルミニウムイオンと反対側で結合するイオンとの結合部が最初に分断され、この結果、酸化アルミニウムが析出する。このようなカルボン酸アルミニウム化合物は、酸化アルミニウムを析出する原料になる。
さらに、カルボン酸アルミニウム化合物は合成が容易で、安価な有機アルミニウム化合物である。つまり、カルボン酸を水酸化ナトリウムなどの強アルカリ溶液中で反応させると、カルボン酸アルカリ金属化合物が生成される。このカルボン酸アルカリ金属化合物を、硫酸アルミニウムなどの無機アルミニウム化合物と反応させると、カルボン酸アルミニウム化合物が生成される。以下に、カルボン酸アルミニウム化合物の実施形態を説明する。
【００２３】
飽和脂肪酸からなるカルボン酸アルミニウム化合物の組成式は、Ａｌ（ＲＣＯＯ）３で表わせられる。Ｒはアルカンで、この組成式はＣｍＨｎである（ここでｍとｎとは整数）。カルボン酸アルミニウム化合物を構成する物質の中で、組成式の中央に位置するアルミニウムイオンＡｌ３＋が最も大きい。従って、アルミニウムイオンＡｌ３＋とカルボキシル基を構成する酸素イオンＯ−とが共有結合する場合は、アルミニウムイオンＡｌ３＋と酸素イオンＯ―との距離が最大になる。ちなみに、アルミニウムイオン原子の共有結合半径は１２１±４ｐｍであり、酸素イオン原子の共有結合半径は６６±２ｐｍであり、炭素原子の共有結合半径は７３ｐｍである。このため、アルミニウムイオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとが共有結合するカルボン酸アルミニウム化合物は、カルボン酸の沸点を超えると、結合距離が最も長いアルミニウムイオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとの結合部が最初に分断され、アルミニウムとカルボン酸とに分離する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸であれば、カルボン酸が気化熱を奪いながら気化し、カルボン酸の気化が完了した後にアルミニウムが析出する。こうしたカルボン酸アルミニウム化合物として、オクチル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウムなどがある。
さらに、飽和脂肪酸の沸点が低ければ、カルボン酸アルミニウム化合物は低い温度で熱分解し、飽和脂肪酸の分子量が小さいほど飽和脂肪酸の気化が進み、アルミニウムが析出する温度は低い。飽和脂肪酸を構成する炭化水素が長鎖構造である場合は、長鎖が長いほど、つまり、飽和脂肪酸の分子量が大きいほど、飽和脂肪酸の沸点が高くなる。ちなみに、分子量が２００．３であるラウリン酸の大気圧での沸点は２９６℃で、分子量が２８４．５であるステアリン酸の大気圧での沸点は３６１℃である。従って、長鎖構造の飽和脂肪酸の分子量が相対的に小さい飽和脂肪酸からなるカルボン酸アルミニウム化合物は、熱分解温度が相対的に低い。なお、ラウリン酸アルミニウムは大気雰囲気の３６０℃で熱分解が完了し、ステアリン酸アルミニウムは大気雰囲気の４３０℃で熱分解が完了する。
また、飽和脂肪酸が分岐鎖構造の飽和脂肪酸である場合は、直鎖構造の飽和脂肪酸より鎖の長さが短く、沸点がさらに低くなり、アルミニウムが析出する温度も低くなる。さらに、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸は極性を持ち、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるカルボン酸アルミニウム化合物も極性を持ち、極性を持つアルコールに相対的に高い割合で分散する。こうした分岐構造の飽和脂肪酸としてオクチル酸がある。すなわち、オクチル酸は構造式がＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）ＣＯＯＨで示され、ＣＨでＣＨ３（ＣＨ２）３とＣ２Ｈ５とのアルカンに分岐され、ＣＨにカルボキシル基ＣＯＯＨが結合する。オクチル酸の大気圧での沸点は２２８℃であり、前記したラウリン酸より沸点が６８℃低い。このため、オクチル酸アルミニウムはカルボン酸アルミニウム化合物の中で最も低い温度で熱分解する。ちなみに、オクチル酸アルミニウムは、大気雰囲気において２９０℃で熱分解が完了してアルミニウムが析出し、メタノールやｎ−ブタノールなどに１０重量％まで分散する。
以上に説明したように、オクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物は金属微粒子の原料になる。また、これらのカルボン酸金属化合物は、様々な金属元素からなる金属化合物が存在し、金属微粒子を構成する金属元素は制約されない。
さらに、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、互いに異なる金属イオンに共有結合する複数種類のカルボン酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると、飽和脂肪酸の沸点を超えると、複数種類のカルボン酸金属化合物が同時に飽和脂肪酸と互いに異なる複数種類の金属とに分解され、さらに、飽和脂肪酸の分子量に応じて飽和脂肪酸の気化が進み、気化が完了した後に互いに異なる複数種類の金属が同時に析出する。これら複数種類の金属はいずれも不純物を持たない活性状態にあるため、カルボン酸金属化合物のモル数に応じた金属の比率からなる合金が生成される。このため、複数種類のオクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物ないしはステアリン酸金属化合物は、合金微粒子の原料になる。
【００２４】
実施形態２
本実施形態は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコールより粘度が高く、第三に、沸点がカルボン酸金属化合物を分散したアルコールより高く、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低い、これら３つの性質を兼備する有機化合物に関する実施形態である。このような有機化合物に、カルボン酸エステル類、グリコール類、ないしは、グリコールエーテル類に属する有機化合物がある。なお、カルボン酸金属化合物は２９０−４３０℃で熱分解する。
【００２５】
最初にカルボン酸エステル類について説明する。カルボン酸エステル類は、飽和カルボン酸からなる第一のエステル類と、不飽和カルボン酸からなる第二のエステル類と、芳香族カルボン酸からなる第三のエステル類に分けられる。
第一のエステル類で、メタノールに溶解し、メタノールより粘度が高く、沸点が２９０℃より低いカルボン酸エステルは、分子量が２５６．４で沸点が２９５℃であるミリスチン酸エチルより分子量が小さいカルボン酸エステルである。
第二のエステル類で、メタノールに混和し、メタノールより粘度が高く、沸点が２９０℃より低いカルボン酸エステルは、分子量が２９６．６であるオレイン酸メチルより分子量が小さいカルボン酸エステルである。なお、メタクリル酸フェニルの沸点は２４９℃で、オレイン酸メチルの沸点は３５１℃である。  
第三のエステル類で、メタノールに溶解し、メタノールより粘度が高く、沸点が２９０℃より低いカルボン酸エステルは、分子量が１９４であるフタル酸ジメチル以下の分子量のカルボン酸エステルである。なお、フタル酸ジメチルの沸点は２８４℃である。
以上に説明したように、カルボン酸エステル類には、２４段落で説明した３つの性質を兼備する多くの有機化合物が存在し、カルボン酸金属化合物のアルコール分散液と均一に混ざり合って混合液を構成する。
【００２６】
次に、グリコール類について説明する。グリコール類は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールからなる６種類のグリコールが存在し、これらのグリコール類はいずれも、メタノールに溶解ないしは混和し、メタノールより粘度が高い。
エチレングリコールは沸点が１９７℃の液状モノマーである。ジエチレングリコールは沸点が２４４℃の液状モノマーである。プロピレングリコールは沸点が１８８℃の液状モノマーである。ジプロピレングリコールは沸点が２３２℃の液状モノマーである。トリプロピレングリコールは沸点が２６５℃の液状モノマーである。いずれも沸点が２９０℃より低い。
以上に説明したように、グリコール類は２４段落で説明した３つの性質を兼備し、カルボン酸金属化合物のアルコール分散液と均一に混ざり合って混合液を構成する。
【００２７】
最後に、グリコールエーテル類について説明する。グリコールエーテル類は、エチレングリコール系エーテルと、プロピレングリコール系エーテルと、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの各々の末端の水素をアルキル基で置換したジアルキルグリコールエーテルとの３種類がある。いずれのグリコールエーテルも、メタノールに溶解し、メタノールより粘度が高い。
エチレングリコール系エーテルの中で、沸点が２９０℃より低い性質を持つものは、沸点が２２９℃の２エチルヘキシルグリコールと、沸点が２３１℃の部ジルジグリコールと、沸点が２４５℃のフェニルグリコールと、沸点が２４９℃のメチルトリグリコールと、沸点が２５６℃のベンジルグリコールと、沸点が２５９℃のヘキシルジグリコールと、沸点が２７１℃のブチルトリグリコールと、沸点が２７２℃の２エチルヘキシルグリコールと、沸点が２８３℃のフェニルジグリコールがある。
プロピレングリコール系エーテルの中で、沸点が２９０℃より低い性質を持つものは、沸点が２３１℃のブチルプロピレンジグリコールと、沸点が２４２℃のメチルプロピレンジグリコールと、沸点が２４３℃のフェニルプロピレングリコールと、沸点が最も高い２７４℃のブチルプロピレントリグリコールとがある。
ジアルキルグリコールエーテルの中で、沸点が２９０℃より低い性質を持つものは、沸点が１８９℃のジエチルジグリコールと、沸点が２１６℃のジメチルトリグリコールと、沸点が２５５℃のジブチルジグリコールがある。
以上に説明したように、グリコールエーテル類には、２４段落で説明した３つの性質を兼備する多くの有機化合物が存在し、カルボン酸金属化合物のアルコール分散液と均一に混ざり合って混合液を構成する。
【００２８】
実施形態３
本実施形態は、セラミックス粒子に関わる実施形態である。セラミックス粒子は、様々な部品に使用される構造用セラミックス粒子と、イオン導電性、サーミスター特性、バリスター特性、誘電体特性、圧電性、強磁性などの機能を持つ機能性セラミックス粒子とに大別される。機能性セラミックス粒子は、固有の機能を発揮するセラミックス粒子であるため、機能性セラミックス粒子に金属ないしは合金の性質を付与するニーズは、構造用セラミックス粒子に比べると相対的に低い。
いっぽう、構造用セラミックス粒子は下記に説明するように、各々が固有の特長を持ち、主成分の純度によって物性値が変わるが、炭化ケイ素ＳｉＣを除くと、１０８Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つ絶縁体である。なお、炭化ケイ素ＳｉＣは半導体の機能を持つとともに、耐熱性と耐摩耗性と摺動性と熱伝導性と耐薬品性とに優れるため、構造用セラミックスと機能性セラミックスとの双方に用いられる。つまり、絶縁性である構造用セラミックス粒子が金属ないしは合金の性質を持てば、炭化ケイ素のように機能性セラミックスとして新たな用途が開拓される。従って、本発明に依れば、構造用セラミックス粒子を金属ないしは合金の機能を持つ機能性セラミックス粒子に変えることができる。
【００２９】
アルミナＡｌ２Ｏ３は耐薬品性に優れたセラミックスで、体積抵抗率が１０１４Ωｃｍ以上の絶縁体で、曲げ強度が３２０−４００ＭＰａと大きく、圧縮強度が２４００−３０００ＭＰａと大きく、ヤング率が３．８× １０５ＭＰａで、熱伝導率が２３−３６Ｗ／ｍＫと大きく、熱膨張係数が７．０−７．７×１０−６／℃で、１５００℃の耐熱性と酸やアルカリにも侵されない。
ムライト３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２は耐熱性と耐熱衝撃性に優れたセラミックスで、体積抵抗率は１０８−１０１４Ωｃｍの絶縁体で、曲げ強度が２８０ＭＰａで、ヤング率が２．１×１０５ＭＰａで、熱伝導率が３．８−５．０Ｗ／ｍＫで、熱膨張係数が４．２−５．６×１０−６／℃と小さく、１６００℃の耐熱性を持つ比較的安価なセラミックスである。
コージライト２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２は耐熱衝撃性に優れたセラミックスで、体積抵抗率が１０１４Ωｃｍの絶縁体で、曲げ強度が４５ＭＰａで、ヤング率が１．４×１０５ＭＰａで、熱膨張係数が４．７−５．０×１０−６／℃と小さく、１２００℃の耐熱性を持つ。
ステアタイトＭｇＯ・ＳｉＯ２は高温環境下でも優れた絶縁性を示すセラミックスで、体積抵抗率が１０１４Ωｃｍ以上の絶縁体で、曲げ強度が１４５−２００ＭＰａで、ヤング率が１．３×１０５ＭＰａで、熱伝導率が２．５−２．９Ｗ／ｍＫで、熱膨張係数が７．８−８．５×１０−６／℃で、１０００℃の耐熱性を持つ安価なセラミックスである。
フォルステライト２ＭｇＯ・ＳｉＯ２は高周波絶縁抵抗が大きく、高周波誘電損失が少ないセラミックスで、体積抵抗率は１０１４Ωｃｍ以上の絶縁体で、曲げ強度が１４５−２００ＭＰａで、圧縮強度が１１５０ＭＰａで、ヤング率が１．５×１０５ＭＰａで、熱伝導率が３．３−５．０Ｗ／ｍＫで、熱膨張係数が１０×１０−６／℃と金属に近く、９００℃の耐熱性を持つセラミックスである。
窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４は高温環境下で機械的強度を失わず、優れた耐熱衝撃性と低熱膨張性とを持つセラミックスであり、体積抵抗率は１０１４Ωｃｍ以上の絶縁体で、曲げ強度が７３０−９００ＭＰａと極めて大きく、圧縮強度が２４５２ＭＰａと大きく、ヤング率が２．７−３．０×１０５ＭＰａで、熱伝導率が２０−２８Ｗ／ｍＫと大きく、熱膨張係数が２．６−３．５×１０−６／℃と小さく、１２００℃の耐熱性を持つセラミックスである。
窒化アルミＡｌＮは熱伝導性と熱衝撃性に優れ、体積抵抗率は１０１４Ωｃｍ以上の絶縁体で、嵩比重が３．２−３．３ｇ／ｃｍ３で、曲げ強度が３４０−３６０ＭＰａで、圧縮強度が２６００ＭＰａと大きく、ヤング率が３．２×１０５ＭＰａで、熱伝導率が９０−２００Ｗ／ｍＫと大きく、熱膨張係数が４．５×１０−６／℃で、１０００℃の耐熱性を持つセラミックスである。
サイアロンＳｉ３Ｎ４・Ａｌ２Ｏ３は、窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４をベースに、アルミナＡｌ２Ｏ３とシリカＳｉＯ２とを合成したセラミックスで、窒化珪素より熱的、機械的特性が優れ、体積抵抗率は１０１４Ωｃｍ以上の絶縁体で、曲げ強度が６９０ＭＰａと大きく、圧縮強度が３５００ＭＰａと大きく、ヤング率が２．７５×１０５ＭＰａで、熱伝導率が２１Ｗ／ｍＫと大きく、熱膨張係数が２．６×１０−６／℃と小さく、１２００℃の耐熱性を持つセラミックスである。
炭化ケイ素ＳｉＣは耐熱性と耐摩耗性と摺動性と熱伝導性と耐薬品性とに優れ、唯一半導体の性質を持ち、体積抵抗率は１０５Ωｃｍと１０８Ωｃｍとを持ち、曲げ強度が４９０ＭＰａで、圧縮強度が２５００ＭＰａと大きく、ヤング率が４．３×１０５ＭＰａで、熱伝導率が５５−１３０Ｗ／ｍＫと大きく、熱膨張係数が４．０×１０−６／℃で、１６００℃の耐熱性を持つ。
【００３０】
実施例１
本実施例は、カルボン酸アルミニウム化合物のアルコール分散液と、有機化合物とアルミナ粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する実施例である。アルミニウムは銀、銅、金に次いで優れた熱伝導率２３６Ｗ／ｍＫと導電率（電気抵抗率が２６．５×１０−８Ωｍ）とを有し、比重が２．７０と小さい。また、アルミナＡｌ２ Ｏ３の純度が９９．６％の場合は、熱伝導率が３２Ｗ／ｍＫで、圧縮強度が２３５０ＭＰａで、３点曲げ強度が３６０ＭＰａで、９．８Ｎの荷重におけるビッカース硬度が１６．０と硬い。従って、本実施例における懸濁体を用いて製作した成形体がアルミニウムに近い導電性を持てば、軽量で機械的強度が大きい放熱基材となる。
また、成形体を板厚が薄いシートに成形すれば、成形体は軽量で機械的強度が大きい透明導電性基材となる。つまり、成形体が透明体であるためには、第一に、入射光が高い透過率で成形体を透過しなければならない。いっぽう、成形体に光が入射する際に、空気の屈折率との差によって表面反射が生じる。成形体の表面はアルミニウム微粒子で構成されるため、成形体に光が入射する際に、アルミニウム微粒子が表面反射をもたらす。表面反射率は、空気との屈折率の差を両者の和で割った値の２乗になる。屈折率が１．４８のアルミニウムからなる微粒子は表面反射率が３．７％になり、９６．３％の光が成形体に入射する。なお、屈折率が１．７５のアルミナ粒子は表面反射率が７．４％になる。さらに、成形体に入射する光の割合は全光線透過率で表され、全光線透過率は入射光の全体を１とした場合、１から表面反射率を差し引いた値の２乗になる。従って、アルミニウム微粒子の全光線透過率は９３％になる。フロートガラスの２ｍｍの板厚の全光線透過率が９０％であるため、成形体は入射光に対する高い透過率を持つ。
第二に、表面を透過した光は成形体に入り込んで光が散乱する。成形体が透明体であるためには光の散乱が起こりにくい、つまり、散乱係数が小さいことが必要になる。光の散乱はレイリー散乱に基づき、成形体がアルミナ粒子にアルミニウム微粒子の集まりが分散された形態であり、アルミナの屈折率に対するアルミニウムの屈折率の比率ｍについて、レイリー散乱係数は｛（ｍ２−１）／（ｍ２＋１）｝２に比例する。比率ｍは０．８５になり、｛（ｍ２−１）／（ｍ２＋１)｝２は２．６×１０−２になる。さらに、散乱係数は、可視光の波長λに対する粒子径Ｄの比率Ｄ／λの４乗と、粒子径Ｄの２乗とに比例する。アルミニウム微粒子の平均粒径を５０ｎｍとすると、可視光の波長３８０−７８０ｎｍに対する比率Ｄ／λの４乗は１．３×１０−５−２．９×１０−４になり、粒子径Ｄの２乗が２．５×１０−１５になる。従って２．６×１０−２と１．３×１０−５−２．９×１０−４と２．５×１０−１５との積からなる散乱係数は極めて小さな値になる。この結果、成形体は高い透明性を示す。従って、成形体がアルミニウムに近い導電性を持てば、つまり、アルミニウム微粒子の金属結合でアルミナ粒子が結合された成形体であれば、透明導電性基材になる。
【００３１】
アルミニウム微粒子の原料は、大気雰囲気の２９０℃で熱分解するオクチル酸アルミニウムＡｌ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）３（例えば、ホープ製薬株式会社の製品）を用いた。有機化合物は、沸点が２６３℃で、メタノールに混和し、メタノールの粘度の３．６倍を有するラウリン酸メチルＣＨ３（ＣＨ２）１０ＣＯＯＣＨ３（例えば、当栄ケミカル株式会社の製品）を用いた。ラウリン酸メチルは、合成繊維油剤、金属油剤、合成潤滑剤、合成樹脂用、化粧品用、界面活性剤などの原料などに用いられる汎用の工業用薬品である。アルミナ粒子は、バイヤー法で製造したアルミナの粗粒品を粉砕した粉砕品（例えば、住友化学株式会社のＡＭ−２１０）を用いた。このアルミナ粒子におけるアルミナＡｌ２Ｏ３の純度が９９．６％であり、前記した物性を持ち、真比重が３．９５ｇ／ｃｍ３で、中心粒径が４．８μｍからなる粒子である。
最初に、オクチル酸アルミニウムの１８．２８ｋｇ（４０モルに相当する）が１０重量％になるようにメタノールに分散し、この分散液にラウリン酸メチルが２０重量％になるように混合した。この混合液に、５１６ｍｇのアルミナ粒子（２×１０９個に相当する）を混合して撹拌し、懸濁体を製造した。
ここで、アルミナ粒子の平均的な形状を直径が５μｍからなる球状粒子とすると、1個の粒子の重量は２．５８×１０−１０ｇになる。また、アルミニウム微粒子が直径５０ｎｍからなる球状粒子とすると、１個のアルミナ粒子を覆うアルミニウム微粒子の数は４×１０８個になる。また、１モルのオクチル酸アルミニウム（４５７ｇに相当する）から析出する１モルのアルミニウム（２７．０ｇに相当する）は、アルミニウム微粒子の数では１．５２×１０１７個になる。従って、１２．９ｍｇのアルミナ粒子（５×１０７個に相当する）を用いると、金属結合したアルミニウム微粒子の集まりが平均で７．６層の多重構造を形成してアルミナ微粒子を覆う。従って、アルミニウム微粒子が７層ないし８層からなる多層構造でアルミナ微粒子の全体を覆う。
【００３２】
実施例２
実施例１で製造した懸濁体を容器に充填し、真空撹拌脱泡機（例えば、有限会社タクミ技研の製品）に容器を入れて、容器を回転させながらメタノールを気化させた。この懸濁体をシート成形機によって、厚さが１ｍｍのシート状の成形体（グリーンシート）を製作した。つまり、懸濁体は、ドクターブレードとキャリアフィルムとの間に設けた１ｍｍのギャップによって、一定速度で移動するキャリアフィルム上に１ｍｍの厚みでキャストされ、厚さが１ｍｍの成形体（グリーンシート）が製作される。なお、キャリアフィルムを２６３℃に昇温し、懸濁体から多くのラウリン酸メチルを気化させ、粘り性が増大した懸濁体によって１ｍｍの厚みのキャストを成形した。こうして製作した成形体（グリーンシート）は、多くのラウリン酸メチルが気化して粘り性を持たないため、シート巻き取り装置で巻き取らず、シート状の形状で移動させて成形体（グリーンシート）を得た。
【００３３】
実施例３
実施例２で製作した成形体（グリーンシート）を３ｃｍ×３ｃｍの大きさに切断し、大気雰囲気の２９０℃の熱処理炉に1分間放置して熱処理した。
製作した試料の表面と切断面との複数個所を電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は、ＪＦＥテクノリサーチ株式会社が所有する極低加速電圧ＳＥＭを用いた。この装置は１００Ｖからの極低加速電圧による表面観察が可能で、さらに導電性の被膜を形成せずに直接試料の表面が観察できる。
最初に、試料の表面と切断面との複数個所について、９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。試料表面はいずれの部位も、４０−６０ｎｍの大きさからなる粒状微粒子の集まりが、表面全体に満遍なく形成されていた。また、試料の断面は、８層前後の厚みで粒状微粒子がアルミナ粒子の表面に積層され、粒状微粒子の集まりでアルミナ粒子が結合されていた。
次に、試料の表面と切断面との複数個所からの反射電子線について、９００−１０００Ｖの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡で微粒子の材質を観察した。いずれの粒状微粒子にも濃淡が認められず、単一原子から構成されていることが分かった。
さらに、試料の表面と切断面との複数個所からの特性エックス線のエネルギーとその強度を画像処理し、微粒子を構成する元素の種類を分析した。粒状微粒子はアルミニウム原子のみで構成されていたため、アルミニウムの粒状微粒子である。
以上の観察結果から、アルミナ粒子表面が多数のアルミニウム微粒子で覆われと共に、アルミニウム微粒子の集まりでアルミナ粒子が金属結合されていることが分かった。この結果を図１に模式的に示した。１はアルミナ粒子で、２はアルミニウム微粒子である。
さらに、試料表面の複数個所の表面抵抗を表面抵抗計（例えば、シムコジャパン株式会社の表面抵抗計ＳＴ−４）によって測定した。表面抵抗値は１×１０３Ω／□未満であったため、試料はアルミニウムに近い表面抵抗を有した。
また、５つの試料を１ｍの高さからコンクリートの床に落としたが破壊されなかった。さらに、２ｍの高さから床に落としたが、僅かな打痕が確認されたが、破壊されなかった。これらの結果から、試料はセラミックス固有の脆性を持たないことが分かった。
以上の結果から、アルミナ粒子がアルミニウム微粒子の集まりで覆われ、アルミニウム微粒子の金属結合で結合されたアルミナ粒子の集まりはアルミニウムに近い導電性を持つ。この結果、本実施例で製作したシートは、放熱基材や透明導電性基材として用いることができる。なお、本実施例は一例に過ぎない。２９段落で説明した様々な材質からなるセラミックス粒子を用い、オクチル酸金属化合物の熱分解で様々な金属が析出するため、様々な金属微粒子の集まりで様々なセラミックス粒子が金属結合されたセラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造できる。この成形体は金属の性質を持ち、脆性を持たない。
【００３４】
実施例４
次に、実施例１で製造した懸濁体を容器に充填し、実施例２で用いた真空撹拌脱泡機に容器を入れて、容器を回転させながらメタノールを気化させた。この懸濁体を下方の金型に充填し、上方の金型を下して最大で４００ＭＰａの圧力を加え、高さが１ｃｍで幅が２ｍｍで長さが１ｃｍの４つのプレートフィンを有する厚さが２ｍｍの櫛歯状の成形体（グリーンシート）を加圧成形で製作した。なお、懸濁体は、２６３℃に昇温された下方の金型に充填し、多くのラウリン酸メチルを気化させて懸濁体の粘り性を増大させ、この後、上方の金型を下して徐々に加圧し、ラウリン酸メチルをさらに気化させた後に、最大の加圧力に１分近く放置した。この後、金型から成形体（グリーンシート）を抜き出した。
【００３５】
実施例５
さらに、実施例４で製作した成形体（グリーンシート）を大気雰囲気の２９０℃の熱処理炉に1分間放置して熱処理した。
製作した試料の表面と切断面との複数個所を、実施例３で用いた電子顕微鏡で観察した。実施例３と同様に、アルミナ粒子表面が多数のアルミニウム微粒子で覆われと共に、アルミニウム微粒子の集まりでアルミナ粒子が金属結合されていることが分かった。この結果は、実施例３に類似しているため図示しない。
さらに、試料表面の複数個所の表面抵抗を、実施例３で用いた表面抵抗計によって測定した。表面抵抗は１×１０３Ω／□未満であり、アルミニウムに近い表面抵抗を有した。
また、５つの試料を１ｍの高さからコンクリートの床に落としたが破壊されなかった。さらに、２ｍの高さから床に落としたが、僅かな打痕が確認されたが、破壊されなかった。これらの結果から、試料はセラミックス固有の脆性を持たないことが分かった。
以上の結果から、アルミナ粒子がアルミニウム微粒子の集まりで覆われ、アルミニウム微粒子の金属結合で結合されたアルミナ粒子の集まりはアルミニウムに近い導電性を持つ。なお、本実施例は一例に過ぎない。実施例３のシート成形と本実施例の加圧成形に限らず、様々な成形法に依って、金属微粒子の金属結合で様々なセラミックス粒子が結合されたセラミックス粒子の集まりからなる様々な成形体が製造できる。この成形体は金属の性質を持ち、脆性を持たない。
【００３６】
実施例６
本実施例は、パーマロイと呼ばれるニッケルと鉄とを主成分とする合金微粒子の原料を、アルコールに分散したアルコール分散液と、有機化合物とアルミナ粒子の集まりとからなる懸濁体を製造する実施例である。本実施例におけるパーマロイは、モル比がニッケル８０、モリブデン５、鉄１５の割合からなるＰＣパーマロイである。このＰＣパーマロイの直流磁気特性は、初透磁率が６０，０００、最大透磁率が１８０，０００、飽和磁束密度が０．６５テスラ、保持力が１．２Ａ／ｍの特性を持つ。交流のインダクタンスは、板厚が薄いほど高く、０．３５ｍｍの板厚では、０．３ｋＨｚで１５，０００、１ｋＨｚで８，０００、３０ｋＨｚで３，３００のインダクタンスを持つ。このため、１００ｋＨｚ付近までの電磁波を吸収する性能を持つ。また、比重が８．６２で、アルミナの３．２倍の値を持つ。従って、本実施例における懸濁体を用いて製作した成形体がＰＣパーマロイに近い性質を持てば、軽量で機械的強度が大きい電磁波吸収基材になる。
なお、従来のＰＢパーマロイないしはＰＣパーマロイからなる薄体は、パーマロイを水素雰囲気の１１００℃で磁気焼鈍し、表面の酸化膜や内部に存在する不純物としての酸化物を除去し、さらに、圧延して箔状に引き伸ばした後に、加工に伴う歪を除去する歪取焼鈍を行う。これに対し本実施例では、３種類の金属化合物の熱分解でニッケルとモリブデンと鉄とを同時に析出させ、不純物を持たない合金が生成するため、従来のパーマロイの製造における水素焼鈍と歪取焼鈍との双方が不要になる。
【００３７】
ニッケルと鉄の原料となるオクチル酸金属化合物は市販されていないため次の製法で精製した。組成式がＣ７Ｈ１５ＣＯＯＨで表されるオクチル酸（協和発酵ケミカル株式会社の製品）を水酸化ナトリウムＮａＯＨ（試薬一級品）の水溶液と反応させると、オクチル酸のカルボキシル基ＣＯＯＨを構成する水素が電離し、電離したカルボキシル基にナトリウムが結合し、オクチル酸ナトリウムＣ７Ｈ１５ＣＯＯＮａが析出する。このオクチル酸ナトリウムを水洗して、オクチル酸ナトリウムを精製する。次に、オクチル酸ナトリウムを硫酸ニッケル（試薬一級品）ないしは硫酸鉄（試薬一級品）の水溶液と反応させると、オクチル酸ニッケルＮｉ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）２ないしはオクチル酸鉄Ｆｅ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）３が析出する。析出したオクチル酸ニッケルないしはオクチル酸鉄を水洗して、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸鉄を精製する。なお、オクチル酸モリブデンＭｏ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）６（ＣＡＳ番号が３４０４１−０９−３に相当する工業薬品）は前記の製法では合成できないため輸入品を用いた。なお、有機化合物は、実施例１と同様にラウリン酸メチルを用いた。アルミナ粒子は、実施例１のアルミナ粒子を用いた。
最初に、オクチル酸ニッケルの１３８０ｇ（４モルに相当する）と、オクチル酸モリブデンの２３９ｇ（０．２５モルに相当する）とオクチル酸鉄の３６４ｇ（０．７５モルに相当する）の各々が１０重量％になるようにメタノールに分散し、これらのメタノール分散液を混合した。この混合液にラウリン酸メチルが２０重量％になるように混合した。さらに、４３ｍｇのアルミナ粒子を混合して撹拌した。
ここで、アルミナ粒子の平均的な形状を直径が５μｍの球状粒子とすると、1個の粒子の重量は２．５８×１０―１０ｇになる。また、ＰＣパーマロイ微粒子が直径５０ｎｍの球状粒子とすると、1個のアルミナ粒子を覆うＰＣパーマロイ微粒子の数は４×１０８個になる。また、1モルのＰＣパーマロイ（６０．１３ｇに相当する）は、ＰＣパーマロイ微粒子の数では１．０６×１０１７個になる。従って、８．６ｍｇのアルミナ粒子（３．３×１０７個に相当する）を用いると、金属結合したＰＣパーマロイ微粒子が平均で８層の多重構造を形成してアルミナ粒子を覆う。
【００３８】
実施例７
実施例６で製造した懸濁体を容器に充填し、実施例２で用いた真空撹拌脱泡機に容器を入れて、容器を回転させながらメタノールを気化させた。この懸濁体を実施例２で用いたシート成形機によって、厚さが０．３５ｍｍのシート状の成形体（グリーンシート）を製作した。製作した成形体（グリーンシート）は、ラウリン酸メチルが気化して粘り性を持たないため、実施例２と同様に、シート巻き取り装置で巻き取らず、シート状の形状で移動させて成形体（グリーンシート）を得た。
【００３９】
実施例８
実施例７で製作した成形体（グリーンシート）を３ｃｍ×３ｃｍの大きさに切断し、大気雰囲気の２９０℃の熱処理炉に1分間放置して熱処理した。
製作した試料の表面と切断面との複数個所を、実施例３で用いた電子顕微鏡で観察した。最初に、試料の表面と複数の断面からの反射電子線について、９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。試料表面はいずれの部位も、４０−６０ｎｍの大きさからなる粒状微粒子の集まりが、表面全体に満遍なく形成されていた。また、試料の断面は、８層前後の厚みで粒状微粒子がアルミナ粒子の表面に積層され、粒状微粒子の集まりでアルミナ粒子が結合されていた。
次に、試料の表面と複数の断面からの反射電子線について、９００−１０００Ｖの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡で粒子の材質を分析した。いずれの粒状微粒子にも濃淡が認められたため、複数種類の原子から構成されていることが分かった。
さらに、試料の表面と複数の断面からの特性エックス線のエネルギーとその強度を画像処理し、微粒子を構成する元素の種類を分析した。多量のニッケル原子と少量の鉄原子と僅かなモリブデン原子とで構成されていた。使用したオクチル酸金属化合物のモル比から、粒状微粒子はニッケル８０、モリブデン５、鉄１５の割合からなる粒状微粒子である。
以上の観察結果から、アルミナ粒子が多数のＰＣパーマロイ微粒子で覆われ、ＰＣパーマロイ微粒子の金属結合でアルミナ粒子が結合されていることが分かった。この結果は、実施例３の結果に類似しているため図示しない。
また、実施例３と同様に、試料表面の複数個所の表面抵抗を表面抵抗計で測定した。表面抵抗値は１×１０３Ω／□未満であり、試料はＰＣパーマロイに近い表面抵抗を有した。なお、ＰＣパーマロイの比抵抗は５５μΩｃｍであり、鉄の比抵抗１０μΩｃｍに近い値を持つ。
また、５つの試料を１ｍの高さからコンクリートの床に落としたが破壊されなかった。さらに、２ｍの高さから床に落としたが、僅かな打痕が確認されたが、破壊されなかった。これらの結果から、試料はセラミックス固有の脆性を持たないことが分かった。
以上の結果から、アルミナ粒子がＰＣパーマロイ微粒子の集まりで覆われ、ＰＣパーマロイ微粒子の金属結合で結合されたアルミナ粒子の集まりはＰＣパーマロイに近い性質を持つ。なお、本実施例は一例に過ぎない。３３段落で説明した様々な材質からなるセラミックス粒子を用い、複数種類のオクチル酸金属化合物の熱分解で様々な合金が析出するため、様々な成形法に依って、合金微粒子の金属結合で様々なセラミックス粒子が結合されたセラミックス粒子の集まりからなる様々な成形体が製造できる。この成形体は合金の性質を持ち、脆性を持たない。
【００４０】
以上に説明した８つの実施例は一部の事例に過ぎない。つまり、２９段落で説明した様々な材質からなるセラミックス粒子は、２３段落で説明したカルボン酸金属化合物の熱分解温度より耐熱性が著しく高い。さらに、２５−２７段落で説明したように、アルコールに溶解ないしは混和し、アルコールより粘度が高く、沸点がアルコールの沸点より高く、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低い、これら３つの性質を兼備する有機化合物は、カルボン酸エステル類、グリコール類、ないしは、グリコールエーテル類に属する多くの有機化合物が存在する。このため、様々なセラミックス粒子を様々な金属ないしは合金の微粒子で金属結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造できる。
また、実施例１と実施例６とで説明したように、カルボン酸金属化合物のアルコール分散液と有機化合物とセラミックス粒子とを混錬するだけで、懸濁体が製造できる。
さらに、実施例２、実施例４と実施例７とで説明したように、懸濁体を撹拌型の真空脱泡装置で処理するだけで、懸濁体から不要な空胞が取り除かれ、メタノールが気化した粘り性を有する懸濁体が得られる。これによって、様々な形状の成形体（グリーンシート）の加工が可能になる。従って、従来の成形体を成形する製法上の制約はない。ただし成形体（グリーンシート）は、液状物質を殆ど持っていないため曲げ加工ができず、シート成形においては、シート成形機で加工した成形体（グリーンシート）は巻き取らずにシート形状として移動させて、次工程の熱処理に用いる。
また、実施例３、実施例５と実施例８とで説明したように、成形体（グリーンシート）を大気雰囲気の２９０℃で短時間熱処理するだけで、セラミックス粒子を金属ないしは合金の微粒子で金属結合したセラミックス粒子の集まりからなる成形体が製造でき、この成形体は金属ないしは合金の性質を持ち、脆性を持たない。
以上に説明したように、本発明は、セラミックス粒子の焼結温度より著しく低い温度で、金属ないしは合金の性質を持つとともに、脆性破壊しない全く新たな性質を持つセラミックス粒子の集まりからなる成形体を、極めて簡単な処理で安価に製造する技術である。
【符号の説明】
【００４１】
１  アルミナ粒子    ２  アルミニウム微粒子
【図１】
0006626333.tif 000002