(57)【要約】【課題】準結晶合金を含有させた場合であっても、断熱性を充分確保できる断熱材料を提供することを目的とする。【解決手段】ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、所定量以上の中空ナノシリカを含有させると、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカの配合比から予測され得る熱伝導率よりも低い熱伝導率を得られることに着目し、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、中空ナノシリカが１７質量％以上混合された断熱材料として、断熱性を一層向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、中空ナノシリカが１７質量％以上混合された断熱材料。
【請求項２】
前記中空ナノシリカが４０質量％以下混合された、請求項１に記載の断熱材料。
【請求項３】
前記中空ナノシリカの粒子が、前記ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子間に、均一に分散されている、請求項１又は２に記載の断熱材料。
【請求項４】
前記ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、及び不可避的不純物からなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の断熱材料。
【請求項５】
前記ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金が、Ｃｕ：２４〜２６原子％、及びＦｅ：１２〜１３原子％を含有し、残部をＡｌ及び不可避的不純物とする、請求項４に記載の断熱材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材料、特に、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と酸化物とを混合した断熱材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、中空ナノシリカの粒子とバインダー樹脂を混合した断熱材料が開示されている。また、中空ナノシリカの混合量は、１０〜７０体積％であることが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、加熱炉の内壁に断熱反射板として配置された、準結晶合金が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献２には、好ましい例として、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｓｉ及びＰｄの１種及び２種以上を５〜４５原子％含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる準結晶合金が開示されている。さらに、実施例として、Ａｌ７０Ｃｏ１０Ｆｅ１３Ｃｒ７準結晶合金、及びＡｌ６５Ｃｕ１９Ｆｅ８Ｃｒ８準結晶合金が開示されている。
【０００５】
なお、準結晶とは、非晶質（アモルファス）でもなく、結晶質でもない材料組織をいう。即ち、準結晶とは、長距離秩序は有しているが、並進対照性はない材料組織をいう。
【０００６】
通常の合金における熱伝導の高さは、結晶の周期性に由来している。しかし、準結晶には、上述したように、完全な周期性がないため、準結晶合金の熱伝導率は低い。したがって、準結晶合金は、断熱材料として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−９２６１号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された断熱材料に関しては、中空ナノシリカの断熱性は非常に高いものの、樹脂バインダーの断熱性が低いため、断熱材料全体の断熱性を高めることは困難であった。
【０００９】
準結晶合金は、熱を反射するため、特許文献２に開示されるように、加熱炉の内壁に断熱反射板として使用すると、炉内の保温効率を向上させることができる。しかし、準結晶合金そのものの断熱性が不足することがあった。
【００１０】
本発明は、準結晶合金を含有させた場合であっても、断熱性を充分確保できる断熱材料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】
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討の結果、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、所定量以上の中空ナノシリカを混合させると、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカの混合比から予測され得る熱伝導率よりも低い熱伝導率を得られることを知見した。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づくものであり、その要旨は次のとおりである。
〈１〉ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、中空ナノシリカが１７質量％以上混合された断熱材料。
〈２〉前記中空ナノシリカが４０質量％以下混合された、〈１〉項に記載の断熱材料。
〈３〉前記中空ナノシリカの粒子が、前記ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子間に、均一に分散されている、〈１〉項又は〈２〉項に記載の断熱材料。
〈４〉前記ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、及び不可避的不純物からなる、〈１〉〜〈３〉項のいずれか１項に記載の断熱材料。
〈５〉前記ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金が、Ｃｕ：２４〜２６原子％、及びＦｅ：１２〜１３原子％を含有し、残部をＡｌ及び不可避的不純物とする、〈４〉項に記載の断熱材料。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、所定量以上の中空ナノシリカを混合することにより、断熱性を一層向上させた断熱材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】断熱材料中の中空ナノシリカの混合率（質量％）と熱伝導率の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の断熱材料のエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による分析結果の一例を示す図である。
【図３】中空ナノシリカの粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察結果の一例を示す図である。
【図４】本発明の断熱材料の一例である、ＡｌＣｕＦｅ準結晶合金の粒子と図３で示した中空ナノシリカの粒子との焼結体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る断熱材料の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１６】
（ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金）
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の室温における熱伝導率は１．１Ｗ／ｍＫである。本発明におけるＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金は、少なくとも一部に準結晶相を有するＡｌＣｕＦｅ系合金のことをいう。即ち、本発明のＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金において、少なくとも一部の構造は、長距離秩序を有しているが、並進対照性を有していない。この構造に由来して、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金は、金属材料でありながら、低い熱伝導率を有し、断熱材料として用いることができる。
【００１７】
（中空ナノシリカ）
中空ナノシリカの室温における熱伝導率は０．０２Ｗ／ｍＫであり、断熱材料として用いられる。中空ナノシリカは中空であるため、中空ナノシリカの熱伝導率は、塊状シリカ（中実シリカ）の熱伝導率よりも低い。したがって、断熱材料に中空ナノシリカが含まれると、その断熱材料の断熱性は改善される。
【００１８】
（中空ナノシリカの混合率：１７質量％以上）
中空ナノシリカの混合率は、断熱材料全体の質量に対して、１７質量％以上とする。図１は、断熱材料中の中空ナノシリカの混合率（質量％）と熱伝導率の関係を示すグラフである。図１において、実線は、本発明の断熱材料における、中空ナノシリカの混合率（質量％）と熱伝導率の関係を示す。一方、破線は、Ｍａｘｗｅｌｌの複合則から予測され得る、中空シリカの混合率（質量％）と熱伝導率の関係を示す。また、黒丸（プロット）は、熱伝導率の実測値である。
【００１９】
上述したように、ＡｌＣｕＦｅ準結晶合金と中空ナノシリカは、いずれも、断熱材料である。このように、２種類以上の断熱材料が混合された場合、その混合された断熱材料全体の熱伝導率は、Ｍａｘｗｅｌｌの複合則によって算出された熱伝導率となるのが一般的である。
【００２０】
Ｍａｘｗｅｌｌの複合則によって算出された熱伝導率とは、例えば、物質１の熱伝導率をｋ１、物質２の熱伝導率をｋ２とし、物質１の混合率をｘ１、物質２の混合率を（１−ｘ１）として混合した断熱材料全体の熱伝導率ｋのこといい、ｋは、次の（Ａ）式で算出される。
ｋ＝ｋ２＋〔｛３ｋ２（ｋ１−ｋ２）｝／｛２ｋ２＋ｋ１−（ｋ１−ｋ２）・ｘ１｝・ｘ１〕・・（Ａ）
【００２１】
物質１を中空ナノシリカ、物質２をＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金とし、ｋを縦軸、ｘ１を横軸として、（Ａ）式の関係を図示すると、図１の破線が得られる。
【００２２】
一方、図１の実線に示したように、中空ナノシリカの混合率が本発明の範囲内、即ち、１７質量％以上であると、断熱材料全体の熱伝導率は、Ｍａｘｗｅｌｌの複合則で予測されるよりも熱伝導率が小さくなり、優れた断熱性を示す。
【００２３】
これは、中空ナノシリカの混合率が１７質量％以上であると、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカの界面で発生するフォノン散乱によって、Ｍａｘｗｅｌｌの混合則で予測される以上に熱伝導率が低下するためであると考えられる。中空ナノシリカの混合率は、１８質量％以上、１９質量％以上、及び２０質量％以上でもあってもよい。
【００２４】
（中空ナノシリカの混合率：４０質量％以下）
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカの混合物は、好ましくは、焼結体又は被膜である。中空ナノシリカの混合率が４０質量％以下であれば、焼結体又は被膜の強度が低下し、割れが生じることはない。したがって、中空ナノシリカの混合率は、４０質量％以下とすることが好ましい。中空ナノシリカの混合率は、３８質量％以下、３６質量％以下、及び３３質量％以下とすることがより好ましい。
【００２５】
（中空ナノシリカ及びＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金以外の含有物）
中空ナノシリカを所定量混合させたとき、断熱材料の残部は、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金及び不可避的不純物とすることが好ましいが、断熱性に影響を与えない範囲で、中空ナノシリカ及びＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金以外の合金及び／又は酸化物を含んでもよい。ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金以外の合金は、例えば、断熱性を損なわない合金、即ち、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金以外の準結晶相を有する合金等である。中空ナノシリカ以外の酸化物は、例えば、断熱性を有する、アルミナ、マグネシア、及びジルコン等である。これらの酸化物が中空ナノ粒子であれば一層よい。
【００２６】
（ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカの存在状態）
Ｍａｘｗｅｌｌの混合則で予測される以上の熱伝導率の低下は、上述したように、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカの界面で発生するフォノン散乱に起因すると考えられる。したがって、上記界面を多くするには、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカは、いずれも、粒子の状態で存在していることが好ましい。また、中空ナノシリカの粒子は、ＡｌＣｕＦｅ準結晶合金の粒子間に、均一に分散されていることが好ましい。
【００２７】
図２は、本発明の断熱材料のエネルギー分散型Ｘ線分光分析法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による分析結果の一例を示す図である。図２に示した断熱材料は、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、中空ナノシリカを３３質量％混合し、焼結体とした断熱材料である。
【００２８】
上述した「中空ナノシリカの粒子は、ＡｌＣｕＦｅ準結晶合金の粒子間に、均一に分散されていること」とは、図３に示したように、中空ナノシリカが存在していることをいう。
【００２９】
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子は、混合された後、焼結されることが好ましい。焼結により、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子同士、中空ナノシリカの粒子同士、及び、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子とが接着し、混合物の形状が保たれる。
【００３０】
焼結された後の混合物の形態は、単独の焼結体であってもよいし、基板に付着又は堆積された被膜であってもよい。
【００３１】
（ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子の粒径）
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子の粒径は、いずれも、１０〜９００ｎｍであることが好ましい。１０〜９００ｎｍの範囲であれば、焼結体又は被膜とするのにも有利である。
【００３２】
図３は、中空ナノシリカの粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察結果の一例を示す図である。図４は、本発明の断熱材料の一例である、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と図３で示した中空ナノシリカの粒子との焼結体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察結果を示す図である。
【００３３】
図３及び図４に示したように、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子の粒径は、いずれも、３０〜１００ｎｍとすることが、特に好ましい。ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子の粒径を同程度の大きさにすることにより、混合の際の偏析が起こり難く、均一になりやすい。また、３０〜１００ｎｍとすると、焼結体の強度が向上する。
【００３４】
（ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の組成）
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、及び不可避的不純物を含有し、少なくとも一部に準結晶相を含めば、その組成は、特に限定されるものではない。少なくとも一部が準結晶相となるＡｌ、Ｃｕ及びＦｅそれぞれの含有量範囲は、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の製造方法及び製造条件によって異なる。次に述べる、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅそれぞれの含有量範囲は、好適範囲を示すものである。
【００３５】
（Ｃｕ：２４〜２６原子％）
Ｃｕの含有量は２４〜２６原子％とすることが好ましい。Ｃｕの含有量が２４原子％以上であると、準結晶相を発現しやすくなる。一方、Ｃｕの含有量が２６原子％以下であれば、結晶相を発現し難い。Ｃｕ含有量の上限は、２５．５原子％、２５．０原子％、及び２４．５原子％であることが、より好ましい。
【００３６】
（Ｆｅ：１２〜１３原子％）
Ｆｅの含有量は１２〜１３％とすることが好ましい。Ｆｅの含有量が１２原子％以上であると、準結晶相を発現しやすくなる。一方、Ｆｅの含有量が１３原子％以下であれば、結晶相を発現し難い。Ｆｅ含有量の上限は、１２．５原子％であることが、より好ましい。
【００３７】
（Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｓｉ、及び希土類元素から選択した１種以上）
本発明のＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金は、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅの他に、さらに、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｓｉ、及び希土類元素から選択した１種以上を含有してもよい。これらの元素を含有しても、本発明の効果を損なわない。
【００３８】
（Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｓｉ、及び希土類元素の含有量の合計が０原子％超１０％以下）
Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅの他に、さらに、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｓｉ、及び希土類元素から選択した１種以上を含有する場合には、これらの元素の含有量の合計を、０原子％超１０％以下とすることが好ましい。この範囲であれば、断熱性以外の特性も、劣化することはない。
【００３９】
（残部：Ａｌ及び不可避的不純物）
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金はＡｌを基本とする合金であり、残部をＡｌ及び不可避的不純物とする。この不可避的不純物は、１原子％以下とすることが好ましい。また、不可避的不純物元素として代表的な元素は、Ｏである。
【００４０】
（ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の製造方法）
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の製造方法は、特に限定されるものではないが、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金が粒子で得られる点で固相拡散法が好ましい。
【００４１】
（固相拡散法）
固相拡散法は、Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末、及びＦｅ粉末を混合して加熱する方法である。Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末、及びＦｅ粉末は、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金になったとき、所望の組成になるように秤量され、混合される。
【００４２】
加熱温度は、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅが相互に拡散する温度であれば、特に制限はない。６７０〜７５０℃が好ましい。６７０℃以上であれば、Ａｌ粉末が溶融し、Ａｌ溶液中に存在する固相のＣｕ及びＦｅが、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅ間で、相互に、効率よく拡散する。一方、７５０℃以下であれば、結晶が生成した場合でも粗大化することはない。６９０〜７１０℃がより好ましい。
【００４３】
Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末、及びＦｅ粉末の粒径は、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅそれぞれが相互に拡散し、かつ、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金になったときの粒径が、中空ナノシリカと混合するのに支障のない大きさであれば、特に限定はされないが、Ａｌ粉末の粒径は１〜５μｍ、Ｃｕ粉末の粒径は０．５〜３μｍ、及びＦｅ粉末の粒径は３〜７μｍであることが好ましい。
【００４４】
Ａｌ粉末の粒径が１μｍ以上であれば、僅かな酸素でＡｌ粉末が酸化されることはない。一方、Ａｌ粉末の粒径が５μｍ以下であれば、加熱時に、Ａｌ粉末が速やかに溶融し、かつ、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金になったときの粒径が、中空ナノシリカと混合するのに支障のない大きさとなる。Ａｌ粉末の粒径は、２〜４μｍであることがより好ましい。
【００４５】
Ｃｕ粉末の粒径が０．５μｍ以上であれば、僅かな酸素でＣｕ粉末が酸化されることはない。一方、Ｃｕ粉末の粒径が３μｍ以下であれば、加熱時に、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅが相互に拡散しかつ、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金になったときの粒径が、中空ナノシリカと混合するのに支障のない大きさとなる。Ｃｕ粉末の粒径は、０．５〜２μｍであることがよい好ましい。
【００４６】
Ｆｅ粉末の粒径が３μｍ以上であれば、僅かな酸素でＦｅ粉末が酸化されることはない。一方、Ｆｅ粉末の粒径が７μｍ以下であれば、加熱時に、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅが相互に拡散し、かつ、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金になったときの粒径が、中空ナノシリカと混合するのに支障のない大きさとなる。Ｆｅ粉末の粒径は、４〜６μｍであることがより好ましい。
【００４７】
加熱中のＡｌ粉末、Ｃｕ粉末及びＦｅ粉末の酸化を防止するため、還元性雰囲気で加熱することが好ましい。水素雰囲気とすることがより好ましい。また、雰囲気圧力は、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅそれぞれが相互に拡散すれば、特に限定はされないが、０．９〜１．１気圧とすることが好ましい。０．９気圧以上であれば、加熱容器中に空気が多量に侵入して、Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末、及びＦｅ粉末が酸化することはない。一方、１．１気圧以下であれば、加熱容器を耐圧容器とすることなく、Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末、及びＦｅ粉末を加熱することができる。０．９５〜１．０５気圧とすることがより好ましい。
【００４８】
加熱時間は、Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末、及びＦｅ粉末の量により適宜決定すればよい。３０分〜３時間が好ましい。３０分以上であれば、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅそれぞれの相互拡散が始まる。一方、３時間以下であれば、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅそれぞれの相互拡散が終了した後、無駄に加熱し続けることはない。１．５〜２．５時間がより好ましい。
【００４９】
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金が、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｓｉ、及び希土類元素から選択した１種以上を含有する場合には、それらの元素の粉末を、所望の組成になるように、さらに加え、混合し、加熱する。これらの元素の粉末の粒径は、それぞれの元素の拡散性を配慮し、かつ、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金になったときの粒径が、中空ナノシリカと混合するのに支障のない大きさとなるように適宜決定すればよいが、０．５〜７μｍとすることが好ましい。０．５μｍ以上であれば、僅かな酸素でＣｕ粉末がこれらの元素が酸化されることはない。一方、７μｍ以下であれば、加熱時に、これらの元素と、Ａｌ、Ｃｕ及びＦｅとが相互に拡散し、かつ、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金になったときの粒径が、中空ナノシリカと混合するのに支障のない大きさとなる。
【００５０】
なお、準結晶合金に関しては、特許文献２を参照することもできる。
【００５１】
（中空ナノシリカの製造方法）
中空ナノシリカの製造方法は、特に限定されず、常法でよい。例えば、有機ビーズテンプレート法、エマルジョンプレート法、噴霧熱分解法、及び静電噴霧法等である。
【００５２】
なお、中空ナノシリカに関しては、特許文献１を参照することもできる。
【００５３】
（本発明の断熱材料の製造方法）
本発明の断熱材料の製造方法は、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金に、中空ナノシリカを所定量混合することができれば、特に限定されるものではない。混合されたＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金と中空ナノシリカを、焼結体として形成したい場合には、例えば、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ：Ｓｐａｒｋ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）が好ましい。また、被膜として形成したい場合には、例えば、溶射が好ましい。
【００５４】
（放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ：Ｓｐａｒｋ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ））
放電プラズマ焼結法は、ホットプレス焼結法と同じく、固体圧縮焼結法の一種であり、機械的な加圧とパルス通電加熱とによって、被加工物を焼結する加工法である。
【００５５】
加熱温度は７００〜８００℃とすることが好ましい。７００℃以上であれば、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空アルミナの粒子を焼結することができる。一方、８００℃以下であれば、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の結晶化が進んだり、結晶粒が粗大化することはない。７３０〜７７０℃がより好ましい。
【００５６】
加圧力は、２０〜１００ＭＰａとすることが好ましい。２０ＭＰａ以上であれば、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子を圧粉体とすることができる。１００ＭＰａ以下であれば金型の耐圧性を確保するために金型が大型化することはない。３０〜７０ＭＰがより好ましい。
【００５７】
加熱及び加圧をする時間、即ち、成形時間は、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子の合計量に応じて適宜決定すればよい。１０〜６０分とすることが好ましい。１０分以上であれば、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子が焼結する。一方、６０分以下であれば、焼結が終了した後も、成形を続けるという無駄はない。２０〜４０分がより好ましい。
【００５８】
放電プラズマ焼結法以外の方法で焼結体とする場合には、放電プラズマ焼結法における上述の条件に準じて、加熱温度、加圧力、及び成形時間を決定すればよい。
【００５９】
（溶射法）
溶射法で本発明の断熱材料の被膜を形成する場合には、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子を同時に溶射する。
【００６０】
溶射時におけるＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子の温度は、７００〜８００℃とすることが好ましい。７００℃以上であれば、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空アルミナの粒子を基板に溶射された断熱材料は焼結被膜となる。一方、８００℃以下であれば、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の結晶化が進んだり、結晶粒が粗大化することはない。７３０〜７７０℃がより好ましい。
【００６１】
基板の温度は、基板の材質によって適宜決定すればよい。基板の材質は、特に制限はないが、金属材料が一般的である。また、基板の温度は、基板の材質によって適宜決定すればよい。
【００６２】
溶射法以外の方法で被膜を形成する場合には、溶射法における上述の条件に準じて、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金の粒子と中空ナノシリカの粒子の温度等を決定すればよい。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。
【００６４】
（試料の製作）
ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金として、組成がＡｌ６３Ｃｕ２４．５Ｆｅ１２．５である合金の粒子を準備した。このＡｌ６３Ｃｕ２４．５Ｆｅ１２．５合金の常温における熱伝導率は１．１Ｗ／ｍＫであった。
【００６５】
また、中空ナノシリカの粒子を準備した。この中空ナノシリカの粒子の常温における熱伝導率は０．０２Ｗ／ｍＫであった。
【００６６】
Ａｌ６３Ｃｕ２４．５Ｆｅ１２．５合金の粒子と中空ナノシリカの粒子を混合し、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ：Ｓｐａｒｋ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）により焼結して、断熱材料を形成した。中空ナノシリカの粒子を混合量は、それぞれ、０、９、１７、２３及び３３質量％とし、それぞれの残部をＡｌ６３Ｃｕ２４．５Ｆｅ１２．５合金の粒子とした。不可避的不純物の量は、測定限界以下であった。加熱温度は７５０℃、加圧力は５０ＭＰａ、及び、加圧時間は３０分とした。
【００６７】
（試料の評価）
各試料の常温における熱伝導率を測定した。また、上記（Ａ）式から、各試料における、Ｍａｘｗｅｌｌの複合則から予測される熱伝導率を算出した。なお、参考までに、各試料の密度を測定した。
【００６８】
結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
表１の結果を図示したものが図１である。図１の破線は、Ｍａｘｗｅｌｌの複合則から予測される熱伝導率を表す。図１から明らかなように、中空ナノシリカの混合量が１７質量％以上である試料番号３〜５の熱伝導率の実測値は、Ｍａｘｗｅｌｌの複合則から予測される熱伝導率よりも顕著に低かった。
【００７１】
以上の結果から、本発明の効果を確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、断熱性を一層向上させた、ＡｌＣｕＦｅ系準結晶合金を含む断熱材料を提供することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性が大きい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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