[发明专利]铝多孔体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由多根铝纤维构成的铝多孔体及其制造方法。

背景技术

由铝构成的多孔体多被提议作为例如双电层电容器或锂离子电池的电极集电体、燃料电池的氢回收用过滤器、或者热交换用热导管的冷却剂通道或斯特林发动机机构的再生器。

以往，作为这样的铝多孔体，已知有对铝箔进行成形而得到的铝多孔体，以及如在下述专利文献1中可见到的具有将铝粉末烧结而成的骨架的铝多孔体。

然而，在这些通过铝箔或铝粉末来形成多孔体的情况下，存在难以获得高气孔率的多孔体的问题。另一方面，在上述电容器或锂离子电池中，电极集电体的开口气孔率越高，越能够获得优异的特性，并且同样地，即使作为热交换器的冷却剂通道，也是多孔体的开口气孔率越高，越能够提高热交换效率，因而要求对上述的铝多孔体的形成方法进行改进。

因此，本发明人在下述专利文献2中提出了如下方法：使用将铝粉末与含有钛等的烧结助剂粉末混合而成的混合原料粉末成形为粘性组合物进而使其发泡之后，在非氧化性气氛下进行加热烧结，由此制造出具有三维网眼状骨架结构的铝多孔体。根据该制造方法，能够获得具有70～90％这样的高气孔率的铝多孔体。

但是，由于在上述铝多孔体的制造方法中，特别是在使粘性组合物发泡的工序中，需要规定的保持时间，因此成为所谓的分批处理，存在难以作为整体进行连续且高效的制造的问题。

专利文献1：日本专利公开2009-256788号公报

专利文献2：日本专利公开2010-280951号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于铝多孔体及其制造方法，提供一种能够通过连续且高效的制造工序来制造出具有高气孔率的铝多孔体。

为了解决上述课题，方案1所述的铝多孔体是由多个铝纤维烧结而成的铝多孔体，其特征在于，每个上述铝纤维具有从该铝纤维的外周面向外侧突出的多根柱状突起，上述铝多孔体通过上述铝纤维和上述柱状突起而被一体化。

此外，方案2所述的发明的特征在于，在方案1所述的发明中，上述柱状突起在其前端部含有由钛和铝构成的化合物。

接着，方案3所述的铝多孔体的制造方法的特征在于，在铝纤维的外周面固着钛粉和/或氢化钛粉，并在惰性气体气氛下以655℃～665℃范围的温度进行烧结。

此外，方案4所述的发明的特征在于，在方案3所述的发明中，上述钛粉和/或氢化钛粉，其粒径为1～50μm，并且以重量比计相对于上述铝纤维100添加0.5～20的量。

进而，方案5所述的发明的特征在于，在方案3或4所述的发明中，预先在上述铝纤维中添加上述钛粉和/或氢化钛粉并进行混合之后，将该混合物以规定形状散布在碳衬板上或碳容器内，然后进行上述烧结。

根据方案1或2所述的铝多孔体以及方案3～5中的任意一项所述的铝多孔体的制造方法，能够连续且比较廉价地制造出气孔率为70％以上的铝多孔体。

附图说明

图1是示出本发明的铝多孔体的一实施例的示意图。

图2是示出作为图1的铝多孔体的原料的铝纤维的示意图。

图3是示出在图2的铝纤维的外周面附着有钛或氢化钛粉末的状态的示意图。

图4是示出在图3的铝纤维的外周面形成有柱状突起的状态的示意图。

图5A是示出本发明的铝多孔体的第二实施方式的外观图。

图5B是示出本发明的铝多孔体的第二实施方式的外观图。

图5C是示出本发明的铝多孔体的第二实施方式的外观图。

图6是根据本发明的实施例制备出的铝多孔体的显微镜照片。

图7是对图6的铝纤维部分进行放大后的照片。

图8是同样对图6的另一铝纤维部分进行放大后的照片。

图9是同样对图6的另一铝纤维部分进行放大后的照片。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1～图4为示出本发明的铝多孔体的第一实施方式的图。

该铝多孔体是多个铝纤维1被相互连结而一体化并且成形为板状的铝多孔体。其中，每个铝纤维1的平均线径为40～300μm(优选50～100μm)，且长度为0.2～20mm(优选1～10mm)。

其中，每个铝纤维1在其外周面形成有从该外周面向外侧突出的多根柱状突起2。这些柱状突起2相互隔开间隔形成于该铝纤维的每100μm长度的5～100处。而且，每个柱状突起2与铝纤维1相比直径更小，并且从上述外周面向外侧突出的长度被形成为1～500μm。