[发明专利]热辐射元件及其生产方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及热辐射元件及其生产方法。

2.相关技术描述

形成不规则形或者将高发射比无机颗粒置于基础材料表面的形状以有效地将传递到基础材料中的热辐射到外部的技术是已知的。例如，当布置无机颗粒时，在基础材料表面上形成涂层，且无机颗粒分散于涂层中。

作为这种技术，提出例如下文所示的热辐射元件。例如在日本专利申请公开No.2010-168998(JP 2010-168998 A)中，提出包含由不锈钢、镍合金等制成的基础材料和涂覆在基础材料表面上的热辐射涂层的热辐射元件。由锰、铁、铜、钴和铬中的至少一种制备的氧化物构成的无机颗粒分散于构成热辐射元件、具有无机粘合剂如玻璃粘合剂等作为粘合剂的热辐射涂层中。

另外，作为另一技术，在日本专利申请公开No.2004-43612(JP 2004-43612 A)中提出热辐射元件，其中在基础材料如铝等的表面上形成热辐射涂层。锡和锑的氧化物的无机颗粒分散于构成热辐射元件、具有聚合物树脂作为粘合剂的热辐射涂层中。

根据这些技术，由具有比基础材料的材料更高的反射比的材料(氧化物)制成的无机颗粒分散于涂覆在基础材料表面上的热辐射涂层中；因此，传递到基础材料中的热可有效地辐射到外部。

然而，JP 2010-168998 A中所述热辐射元件使用玻璃粘合剂作为无机粘合剂。因此，在沉积期间，必须使用玻璃软化温度或更高温度将热辐射涂层沉积。因此，当金属材料如铝等具有低于基础材料的玻璃软化温度的熔点时，基础材料可熔融。另外，当热辐射元件在玻璃软化温度或更高温度的温度范围内使用时，热辐射涂层本身可能由于玻璃粘合剂的软化而变形。

另一方面，JP 2004-43612 A中所述热辐射元件使用聚合物树脂作为粘合剂。然而，在热辐射元件的使用期间，聚合物树脂可降解。此外，由于作为粘合剂的聚合物树脂与构成基础材料的金属如铝等之间的热膨胀差，在基础材料和热辐射涂层的界面中可能产生热应力，并将热辐射涂层剥离。发明概述

本发明提供可对于宽范围金属基础材料生产并确保在宽温度区域中的可靠性和耐久性的热辐射元件，及其生产方法。

根据本发明第一方面的热辐射元件包含：由第一金属材料制成的金属基础材料；和多个热辐射部分，所述热辐射部分分开地附着以分散于金属基础材料的表面上且包含不同于第一金属材料的第二金属材料和暴露于各热辐射部分各自的表面上的第二金属材料的氧化物。

根据上述方面，由于贡献于热辐射的热辐射部分分开地附着以分散于由第一金属材料制成的金属基础材料的表面上，并可降低由于构成金属基础材料的金属与构成热辐射部分的金属的线性膨胀系数差导致的热应力。

即，在金属基础材料的表面上形成连续涂层的情况下，金属基础材料与整个涂层之间的热膨胀差充当对其界面的热应力。然而，根据上述方面，不同于涂层，由于布置了分开地附着于金属基础材料表面上以分散的多个热辐射部分，热辐射部分具有其中涂层在平面中按复数分隔的结构。因此，金属基础材料与各热辐射部分之间的热膨胀差与其中布置涂层的情况相比更小。金属基础材料与各热辐射部分之间产生的热应力可降低。因此，在宽温度范围内，可确保热辐射元件的可靠性和耐久性。

另外，金属氧化物具有比金属非氧化物更高的辐射系数。因此，由于暴露在各热辐射部分表面上的第二金属材料的氧化物，输入金属基础材料中的热可从热辐射部分的表面上有效地辐射(热辐射)到外部。

在以上方面中，各热辐射部分的第二金属材料可由多种金属制成。一个热辐射部分包含多种金属，通过多种金属氧化而得到的氧化物由热辐射部分暴露。因此，热辐射部分具有与其中使用一种金属材料的情况相比在宽波长区域中的高辐射系数。

在以上方面中，各热辐射部分各自的第二金属材料可由主要由单一金属材料制成的金属形成，且多个热辐射部分可包含多种单一金属材料。根据该方面，与其中使用一种金属材料的情况相比，可得到在宽波长区域中的高辐射系数。

在以上方面中，第一金属材料为铝基材料或不锈钢，第二金属材料可以为主要由锰制成的金属材料。

根据该方面，锰主要具有高辐射系数，并且在其中主要使用铝基材料的温度区域(200℃至300℃)中具有优异的辐射系数。当铝基材料或不锈钢用作第一金属材料时，本发明中所用材料可应用于其中需要散热性能的部位，例如车辆的发动机、电机壳等。