多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法與流程

文檔序號：11441675閱讀：478來源：國知局

本發明涉及一種由多個鋁基材彼此燒結而成的多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法。

本申請基于2014年10月30日于日本申請的專利申請2014-221244號主張優先權，并將其內容援用于此。

背景技術：

上述多孔鋁燒結體例如可被用作各種電池中的電極及集電體、熱交換器用部件、消音部件、過濾器、沖擊吸收部件等。

以往，這種多孔鋁燒結體例如通過專利文獻1-5中所公開的方法來制造。

專利文獻1中，將混合鋁粉末、石蠟顆粒及粘合劑而形成的混合物成型為片狀，并將其自然干燥后，浸漬于有機溶劑中以去除蠟顆粒后，通過進行干燥、脫脂、燒結來制造多孔鋁燒結體。

并且，專利文獻2-4中，將鋁粉末、包含鈦的燒結助劑粉末、粘合劑、增塑劑及有機溶劑混合而形成粘性組合物，并使該粘性組合物成型并發泡后，通過在非氧化氣氛下加熱燒結來制造多孔鋁燒結體。

而且，專利文獻5中，通過混合由鋁構成的基礎粉末和包含共晶元素的橋接形成用al合金粉末等，并將其在氫氣氛或氫和氮的混合氣氛中加熱燒結來制造多孔鋁燒結體。另外，該多孔鋁燒結體為由鋁構成的基礎粉末通過由過共晶組織構成的橋接部而相互連結的結構。

專利文獻1：日本特開2009-256788號公報(a)

專利文獻2：日本特開2010-280951號公報(a)

專利文獻3：日本特開2011-023430號公報(a)

專利文獻4：日本特開2011-077269號公報(a)

專利文獻5：日本特開平08-325661號公報(a)

然而，專利文獻1中記載的多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法中存在難以得到高氣孔率的多孔鋁燒結體的問題。而且還存在如下問題：對鋁基材彼此進行燒結時，鋁基材彼此的結合因形成于鋁基材表面的堅固的氧化膜而受到阻礙，從而無法得到具有足夠強度的多孔鋁燒結體。

并且，專利文獻2-4中記載的多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法中，存在如下問題：由于使粘性組合物成型、發泡，因此無法有效地制造多孔鋁燒結體。而且還存在如下問題：由于粘性組合物含有較多的粘合劑，因此脫粘合劑處理需要較多的時間，并且燒結時的成型體的收縮率較大，無法制造尺寸精度優異的多孔鋁燒結體。

而且，專利文獻5中記載的多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法中，設為使由鋁構成的基礎粉末通過由過共晶組織構成的橋接部而結合的結構。該橋接部通過由共晶成分的低熔點al合金粉末熔融而產生液相且該液相在基礎粉末之間凝固而形成。

因此，專利文獻5中記載的多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法中，難以得到高氣孔率的多孔鋁燒結體。

而且，專利文獻5中記載的多孔鋁燒結體中存在如下問題，由于橋接部整體由過共晶組織構成，因此導致橋接部的電阻或熱阻較高，多孔鋁燒結體的導電性及導熱性下降。

技術實現要素：

本發明是以如上情況為背景而完成的，其目的在于提供一種氣孔率高且具有足夠的強度，并且導電性和導熱性優異的多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法。

為解決這種課題并實現所述目的，本發明的多孔鋁燒結體為由多個鋁基材燒結而成的多孔鋁燒結體，其特征在于，在所述鋁基材的外表面形成有朝向外側突出的柱狀突起，且具有所述鋁基材彼此經由所述柱狀突起結合而成的結合部，該結合部中存在ti-al系化合物，所述結合部的表層中存在含有al和si的共晶合金相。

根據設為上述結構的本發明的多孔鋁燒結體，鋁基材彼此的結合部中存在ti-al系化合物，因此鋁的擴散移動得到抑制，能夠維持鋁基材彼此之間的空隙，能夠得到高氣孔率的多孔鋁燒結體。

而且，設為經由在鋁基材的外表面形成的柱狀突起而鋁基材彼此結合的結構，因此無需另外實施發泡工序等，就能夠制成高氣孔率的多孔鋁燒結體。由此，能夠高效且以低成本制造該多孔鋁燒結體。

并且，在鋁基材彼此之間不像粘性組合物那樣存在較多的粘合劑，因此能夠得到燒結時的收縮率較小且尺寸精度優異的多孔鋁燒結體。

并且，所述鋁基材彼此結合而成的結合部中存在包含al和si的共晶合金相，因此可通過該共晶合金相來強化結合部，能夠提高多孔鋁燒結體整體的強度。

而且，由于包含al和si的共晶合金相存在于結合部的表層，因此結合部的內部的si濃度比外層部分的si濃度更低，從而結合部的電阻或熱阻抑制為較低，能夠確保多孔鋁燒結體的導電性和導熱性。

在此，本發明的多孔鋁燒結體中，優選所述共晶合金相還含有mg。

此時，與未含有mg的共晶合金相相比共晶點較低，因此能夠通過該共晶合金相進一步強化結合部，能夠進一步提高多孔鋁燒結體整體的強度。另外，關于mg濃度，與結合部的外層部分相比內部的mg濃度更低，因此結合部的電阻或熱阻低，能夠確保多孔鋁燒結體的導電性和導熱性。

并且，本發明的多孔鋁燒結體中，優選所述鋁基材為鋁纖維及鋁粉末中的任意一種或兩種。并且，只要鋁基材的合金成分是純鋁以外的通常的鋁合金就能夠適當地使用。

使用鋁纖維作為所述鋁基材的情況下，當經由柱狀突起使得鋁纖維彼此結合時，處于容易保持空隙且氣孔率變高的趨勢。因此，作為所述鋁基材而使用鋁纖維及鋁粉末并調整它們的混合比，由此能夠控制多孔鋁燒結體的氣孔率。并且，即使是一樣長度的纖維，在直線狀的纖維和被賦予了彎曲或扭曲等形狀的纖維中氣孔率或所形成的氣孔的形狀會發生變化，因此通過將包括長度的各種纖維形狀因素作為變量，能夠控制多孔鋁燒結體的氣孔率或氣孔結構。

本發明的多孔鋁燒結體的制造方法是由多個鋁基材燒結而成的多孔鋁燒結體的制造方法，其特征在于，具有：燒結用鋁原料形成工序，在所述鋁基材的外表面固著含有ti和si的ti-si顆粒而形成燒結用鋁原料；燒結用鋁原料層疊工序，層疊所述燒結用鋁原料；及燒結工序，加熱已層疊的所述燒結用鋁原料而進行燒結，所述多孔鋁燒結體的制造方法形成從所述鋁基材中的固著有所述ti-si顆粒的部位朝向外側突出的多個柱狀突起，經由該柱狀突起而將多個所述鋁基材彼此結合。

該結構的多孔鋁燒結體的制造方法中，通過對在所述鋁基材的外表面固著有含有ti和si的ti-si顆粒的燒結用鋁原料進行燒結來制造多孔鋁燒結體。

當在燒結工序中將上述燒結用鋁原料加熱至鋁基材的熔點附近時，鋁基材熔融，但由于在鋁基材的表面形成有氧化膜，因此熔融的鋁通過氧化膜被保持，從而鋁基材的形狀得以維持。

在此，對于鋁基材的外表面中的固著有ti-si顆粒的部分而言，因si和al的共晶反應而熔點局部降低，并且通過與ti的反應而使氧化膜被破壞，從而內部的熔融鋁向外側噴出，噴出的熔融鋁通過與鈦的反應而生成熔點高的化合物并固化。由此在鋁基材的外表面形成朝向外側突出的多個柱狀突起。此時，al和ti的包晶反應為吸熱反應，因此所噴出的熔融鋁在短時間內固化，從而抑制si擴散至柱狀突起的內部，在柱狀突起的表層形成包含al和si的共晶合金相。

如此，多個所述鋁基材彼此經由存在ti-al系化合物的結合部而結合，因此鋁的擴散移動得到抑制，鋁基材彼此之間的空隙得以維持，能夠制造高氣孔率的多孔鋁燒結體。

并且，在柱狀突起的表層中形成有包含al和si的共晶合金相，因此能夠強化經由柱狀突起結合的結合部，能夠制造強度高的多孔鋁燒結體。

而且，si向柱狀突起內部的擴散得到抑制，因此能夠將經由柱狀突起結合的結合部的電阻和熱阻控制為較低，能夠制造導電性和導熱性優異的多孔鋁燒結體。

在此，本發明的多孔鋁燒結體的制造方法中，優選所述ti-si顆粒含有mg。

此時，柱狀突起的表層中存在的共晶合金相除al和si以外還含有mg，進而能夠強化柱狀突起，能夠制造強度更高的多孔鋁燒結體。并且，mg向柱狀突起內部的擴散也得到抑制，因此能夠將經由柱狀突起結合的結合部的電阻和熱阻控制為較低，能夠制造導電性和導熱性優異的多孔鋁燒結體。

并且，本發明的多孔鋁燒結體的制造方法中，所述燒結用鋁原料可以具有如下成分：除鋁基材以外含有0.1質量％以上且20質量％以下的ti及0.1質量％以上且15質量％以下的si，剩余部分為不可避免雜質。

此時，含有0.1質量％以上的ti、0.1質量％以上的si，因此能夠形成柱狀突起而將鋁基材彼此可靠地結合，并且能夠可靠地形成共晶合金相，從而能夠獲得具有足夠的強度的多孔鋁燒結體。而且，將ti的含量限制為20質量％以下，si的含量限制為15質量％以下，因此抑制過多液相的生成，能夠防止鋁基材彼此之間的空隙被熔融鋁填充，從而能夠獲得高氣孔率的多孔鋁燒結體。并且，能夠抑制電阻和熱阻的上升，能夠制造導電性和導熱性優異的多孔鋁燒結體。

而且，本發明的多孔鋁燒結體的制造方法中，所述燒結用鋁原料也可以具有如下成分：除鋁基材以外含有0.1質量％以上且20質量％以下的ti、0.1質量％以上且15質量％以下的si及0.1質量％以上且5質量％以下的mg，剩余部分為不可避免雜質。

此時，含有0.1質量％以上的ti、0.1質量％以上的si及0.1質量％以上的mg，因此能夠形成柱狀突起而將鋁基材彼此可靠地結合，并且能夠可靠地形成共晶合金相，從而能夠獲得具有足夠的強度的多孔鋁燒結體。而且，將ti的含量限制為20質量％以下，si的含量限制為15質量％以下，mg的含量限制為5質量％以下，因此抑制過多液相的生成，能夠防止鋁基材彼此之間的空隙被熔融鋁填充，從而能夠獲得高氣孔率的多孔鋁燒結體。并且，能夠抑制電阻和熱阻的上升，能夠制造導電性和導熱性優異的多孔鋁燒結體。

并且，本發明的多孔鋁燒結體的制造方法中，優選所述ti-si顆粒通過將包含ti粉末和si粉末的粉末原料與粘合劑一同混煉造粒而成型，所述ti粉末由金屬鈦和氫化鈦中的任意一種或兩種構成。

此時，使用通過將包含由金屬鈦和氫化鈦中的任意一種或兩種構成的ti粉末和si粉末的粉末原料與粘合劑一同混煉造粒而成型的所述ti-si顆粒，因此能夠在鋁基材的外表面的相同部位可靠地固著ti和si，能夠獲得所述多孔鋁燒結體。

根據本發明，能夠提供氣孔率高且具有足夠的強度，并且導電性及導熱性優異的多孔鋁燒結體及多孔鋁燒結體的制造方法。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式的多孔鋁燒結體的放大示意圖。

圖2a是表示圖1所示的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的sem觀察結果的圖。

圖2b是表示圖1所示的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的關于鋁的成分分析結果的圖。

圖2c是表示圖1所示的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的關于硅的成分分析結果的圖。

圖2d是表示圖1所示的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的關于鈦的成分分析結果的圖。

圖3是表示圖1所示的多孔鋁燒結體的制造方法的一例的流程圖。

圖4a是在鋁基材的外表面固著有ti-si顆粒的燒結用鋁原料的說明圖。

圖4b是在鋁基材的外表面固著有ti-si顆粒的燒結用鋁原料的說明圖。

圖5是制造片狀多孔鋁燒結體的連續燒結裝置的概略說明圖。

圖6a是表示在燒結工序中在鋁基材的外表面形成有柱狀突起的狀態的說明圖。

圖6b是表示在燒結工序中在鋁基材的外表面形成有柱狀突起的狀態的說明圖。

圖7是表示制造塊狀的多孔鋁燒結體的制造工序的說明圖。

圖8a是表示本發明的其他實施方式的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的sem觀察結果的圖。

圖8b是表示本發明的其他實施方式的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的關于鋁的成分分析結果的圖。

圖8c是表示本發明的其他實施方式的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的關于硅的成分分析結果的圖。

圖8d是表示本發明的其他實施方式的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的關于鎂的成分分析結果的圖。

圖8e是表示本發明的其他實施方式的多孔鋁燒結體中的鋁基材彼此的結合部的關于鈦的成分分析結果的圖。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發明的一實施方式的多孔鋁燒結體10進行說明。

圖1中示出本實施方式的多孔鋁燒結體10。如圖1所示，本實施方式的多孔鋁燒結體10是由多個鋁基材11進行燒結而成為一體的燒結體，在本實施方式中，該多孔鋁燒結體10的氣孔率設定在30％以上且90％以下的范圍內。

在本實施方式中，如圖1所示，使用鋁纖維11a和鋁粉末11b作為鋁基材11。

而且，多孔鋁燒結體10設為如下結構：在該鋁基材11(鋁纖維11a及鋁粉末11b)的外表面形成有朝向外側突出的多個柱狀突起12，并且該多孔鋁燒結體10具有多個鋁基材11(鋁纖維11a及鋁粉末11b)彼此經由該柱狀突起12結合的結合部15。另外，如圖1所示，鋁基材11、11彼此具有柱狀突起12、12彼此結合的部分、柱狀突起12與鋁基材11的側面結合的部分、以及鋁基材11、11的側面彼此結合的部分。

在此，如圖2a至圖2d所示，經由柱狀突起12結合的鋁基材11、11彼此的結合部15中存在ti-al系化合物16。

在本實施方式中，如圖2a至圖2d的分析結果所示，ti-al系化合物16為ti和al的化合物，更具體而言為al3ti金屬間化合物。即，在本實施方式中，在ti-al系化合物16所存在的部分，鋁基材11、11彼此結合。

并且，如圖2a至圖2d所示，該結合部15的表層部分中形成有含有al和si的共晶合金相17。而且，結合部15的內部幾乎未分布有si，與存在共晶合金相17的結合部15相比，該結合部15的內部的si濃度較低。

在此，共晶合金相17的厚度例如設在1μm以上且50μm以下的范圍內。

接著，對成為本實施方式的多孔鋁燒結體10的原料的燒結用鋁原料20進行說明。如圖4a及圖4b所示，該燒結用鋁原料20具備鋁基材11及固著于該鋁基材11外表面的多個ti-si顆粒22。該ti-si顆粒22為含有ti和si的顆粒。另外，只要鋁基材是通常的鋁合金，則均能夠適當使用，在此示例性地假設使用純鋁的情況而說明。

在此，燒結用鋁原料20具有如下成分：除鋁基材以外含有0.1質量％以上且20質量％以下的ti、0.1質量％以上且15質量％以下的si，剩余部分為不可避免雜質。另外，在本實施方式中，作為鋁基材使用純鋁，因此燒結用鋁原料20的成分中ti的含量為0.1質量％以上且20質量％以下，si的含量為0.1質量％以上且15質量％以下，剩余部分為不可避免雜質。

ti-si顆粒22的粒徑設在5μm以上且250μm以下的范圍內，優選設在10μm以上且100μm以下的范圍內。

而且，固著于鋁基材11的外表面的多個ti-si顆粒22彼此的間隔優選設在5μm以上且100μm以下的范圍內。

并且，如上所述，作為鋁基材11使用鋁纖維11a和鋁粉末11b。另外，作為鋁粉末11b可使用霧化粉末。

在此，鋁纖維11a的纖維直徑設在20μm以上且1000μm以下的范圍內，優選設在50μm以上且500μm以下的范圍內。并且，鋁纖維11a的纖維長度設在0.2mm以上且100mm以下的范圍內，優選設在1mm以上且50mm以下的范圍內。

并且，鋁粉末11b的粒徑設在5μm以上且500μm以下的范圍內，優選設在20μm以上且200μm以下的范圍內。

而且，能夠通過調整鋁纖維11a與鋁粉末11b的混合比率來調整氣孔率。即，能夠通過增大鋁纖維11a的比率來提高多孔鋁燒結體10的氣孔率。因此，作為鋁基材11優選使用鋁纖維11a，當混合鋁粉末11b時優選將鋁基材11中的鋁粉末11b的比率設為15質量％以下。

接著，參考圖3的流程圖等對制造本實施方式的多孔鋁燒結體10的方法進行說明。

在本實施方式中，首先如圖3所示制造ti-si顆粒22(造粒工序s01)。

將ti粉末和si粉末與粘合劑溶液一同投入密封容器內，利用振動混合機等混合裝置進行混合，之后通過干燥制造ti-si顆粒22。

在此，能夠使用金屬鈦粉末或氫化鈦粉末作為ti粉末。ti粉末的粒徑優選設在1μm以上且100μm以下的范圍內。并且，si粉末的粒徑優選設在5μm以上且200μm以下的范圍內。

而且，投入密封容器內的ti粉末和si粉末的質量比ti:si優選設在ti:si＝1～5:0.1～10的范圍內。

作為粘合劑溶液，優選為在空氣中加熱至500℃時燃燒、分解的粘合劑溶液，例如能夠使用利用溶劑(水系、醇系、有機溶劑系的各種溶劑)來稀釋丙烯酸系樹脂或纖維素系高分子體后的粘合劑溶液。

并且，在本實施方式中，將通過調整ti粉末和si粉末的粒徑、ti粉末和si粉末的質量比、粘合劑溶液的濃度及投入量等來制造的ti-si顆粒22的平均粒徑設在5μm以上且250μm以下的范圍內。例如，將粒徑5μm的tih2粉末與粒徑5μm的si粉末的重量比設為tih2:si＝1:1.5而進行造粒時，制造出平均粒徑約20μm的ti-si顆粒22。

接著，使用制造出的ti-si顆粒22和鋁基材11制造燒結用鋁原料20。

首先，在常溫下混合鋁基材11和ti-si顆粒22(混合工序s02)。此時，噴射粘合劑溶液。另外，作為粘合劑，優選為在大氣中加熱至500℃時被燃燒、分解的粘合劑，具體而言，優選使用丙烯酸系樹脂、纖維素系高分子體。并且，作為粘合劑的溶劑，可使用水系、醇系、有機溶劑系的各種溶劑。

該混合工序s02中，例如使用自動研缽、鍋式轉動造粒機、振動混合機、罐式球磨機、高速混合機、v型混合機等各種混合機，而使鋁基材11和ti-si顆粒22邊流動邊混合。

接著，對混合工序s02中所得到的混合體進行干燥(干燥工序s03)。

如圖4a及4b所示，通過該混合工序s02及干燥工序s03，ti-si顆粒22分散并固著于鋁基材11的外表面，由此制造出本實施方式的燒結用鋁原料20。另外，優選以使固著于鋁基材11外表面的多個ti-si顆粒22彼此的間隔在5μm以上且100μm以下的范圍內的方式使ti-si顆粒22分散。

接著，使用以上述方式得到的燒結用鋁原料20來制造多孔鋁燒結體10。

在此，在本實施方式中，使用圖5所示的連續燒結裝置30來制造例如寬度：300mm×厚度：1～5mm×長度：20m的長條的片狀多孔鋁燒結體10。

該連續燒結裝置30具備：使燒結用鋁原料20均勻散布的原料散布機31；保持從原料散布機31供給的燒結用鋁原料20的碳制片材32；驅動該碳制片材32的傳送輥33；將與碳制片材32一同被傳送的燒結用鋁原料20加熱而去除粘合劑的脫脂爐34；及將去除粘合劑的燒結用鋁原料20加熱而燒結的燒成爐35。

首先，從原料散布機31向碳制片材32上散布燒結用鋁原料20，并層疊配置燒結用鋁原料20(原料層疊工序s04)。

層疊在碳制片材32上的燒結用鋁原料20朝向行進方向f移動時，該燒結用鋁原料20向碳制片材32的寬度方向擴展且厚度變得均勻，從而成型為片狀。此時，未施加負載，因此燒結用鋁原料20中的鋁基材11、11彼此之間形成空隙。

接著，在碳制片材32上成型為片狀的燒結用鋁原料20與碳制片材32一同被裝入脫脂爐34內，并通過加熱至規定溫度，由此去除粘合劑(脫粘合劑工序s05)

在此，脫粘合劑工序s05中，在大氣氣氛a下以350～500℃的溫度范圍保持0.5～5分鐘而去除燒結用鋁原料20中的粘合劑。另外，如上所述，在本實施方式中，僅以將ti-si顆粒22固著于鋁基材11的外表面為目的而使用粘合劑，因此與粘性組合物相比粘合劑的含量極少，能夠在短時間內充分去除粘合劑。

接著，經去除粘合劑的燒結用鋁原料20與碳制片材32一同被裝入燒成爐35內，并通過加熱至規定溫度而被燒結(燒結工序s06)。

該燒結工序s06中，通過在惰性氣體氣氛下，以600～655℃的溫度范圍保持0.5～60分鐘來實施。另外，保持時間優選設為1～20分鐘。另外，對鋁基材使用熔點為tm℃的鋁合金時，調整ti-si顆粒中的ti和si的比率，并在tm-60～tm℃的范圍內適當調整保持溫度。

該燒結工序s06中，燒結用鋁原料20中的鋁基材11熔融，但在鋁基材11的表面形成有氧化膜，因此熔融的鋁通過氧化膜而被保持，鋁基材11的形狀得以維持。

并且，對于鋁基材11的外表面上固著有ti-si顆粒22的部分而言，通過與ti-si顆粒22的ti反應而使氧化膜被破壞，內部的熔融鋁向外側噴出。所噴出的熔融鋁通過與鈦的反應而生成熔點高的化合物并固化。由此，如圖6a及6b所示，在鋁基材11的外表面形成朝向外側突出的多個柱狀突起12。在此，在柱狀突起12的前端存在ti-al系化合物16，通過該ti-al系化合物16，柱狀突起12的生長得到抑制。

另外，使用氫化鈦(tih2)作為ti-si顆粒22的原料時，氫化鈦在300～400℃附近分解，所生成的鈦會與鋁基材11表面的氧化膜進行反應。

并且，在本實施方式中，通過ti-si顆粒22的si與al的反應而形成共晶合金相17。另外，如上所述，所噴出的熔融鋁通過與鈦的反應而生成熔點高的化合物并固化，從而抑制si擴散至柱狀突起12的內部。由此，共晶合金相17存在于柱狀突起12的表層，柱狀突起12的內部的si濃度比柱狀突起12的表層部分的si濃度更低。

此時，相鄰的鋁基材11、11彼此經由相互的柱狀突起12以熔融狀態成為一體或通過固相燒結而結合，如圖1所示，制造出經由柱狀突起12使多個鋁基材11、11彼此結合而成的多孔鋁燒結體10。而且，經由柱狀突起12使鋁基材11、11彼此結合而成的結合部15中存在ti-al系化合物16(本實施方式中為al3ti金屬間化合物)，該結合部15的表層中存在共晶合金相17。

設為如上結構的本實施方式的多孔鋁燒結體10中，鋁基材11、11彼此的結合部15中存在ti-al系化合物16，因此通過該ti-al系化合物16去除形成于鋁基材11表面的氧化膜，鋁基材11、11彼此被良好地結合。由此，能夠得到強度足夠的高品質的多孔鋁燒結體10。

并且，通過該ti-al系化合物16抑制柱狀突起12的生長，因此能夠抑制熔融鋁向鋁基材11、11彼此之間的空隙噴出，能夠得到較高氣孔率的多孔鋁燒結體10。

而且，在本實施方式中，在鋁基材11、11彼此的結合部15中存在作為ti-al系化合物16的al3ti，因此形成于鋁基材11表面的氧化膜可靠地被去除，鋁基材11、11彼此被良好地結合，能夠確保多孔鋁燒結體10的強度。

并且，在本實施方式中，鋁基材11彼此結合的結合部15中存在包含al和si的共晶合金相17，因此結合部15通過該共晶合金相17得到強化，由此能夠提高多孔鋁燒結體10整體的強度。

而且，包含al和si的共晶合金相17存在于結合部15的表層，結合部15的內部的si濃度比表層部分的si濃度更低，因此結合部15的電阻及熱阻變低，能夠確保多孔鋁燒結體10的導電性和導熱性。

并且，設為經由形成于鋁基材11外表面的柱狀突起12使得鋁基材11、11彼此結合的結構，因此無需另外實施發泡工序等，就能夠得到高氣孔率的多孔鋁燒結體10。由此，能夠高效且以低成本制造本實施方式的多孔鋁燒結體10。

尤其，在本實施方式中使用圖5所示的連續燒結裝置30，因此能夠連續制造片狀的多孔鋁燒結體10，可大幅提高生產效率。

而且，在本實施方式中，與粘性組合物相比粘合劑的含量極少，因此能夠在短時間內實施脫粘合劑工序s05。并且，能夠得到燒結時的收縮率減小例如1％左右，且尺寸精度優異的多孔鋁燒結體10。

并且，在本實施方式中，作為鋁基材11使用鋁纖維11a及鋁粉末11b，因此通過調整它們的混合比或基材本身的粒徑或縱橫比、彎曲/扭曲等各種形狀因素，并在成型工序中根據需要進行沖壓成型，由此能夠控制多孔鋁燒結體10的氣孔率。

并且，在本實施方式中，燒結用鋁原料20具有如下成分：除鋁基材以外含有0.1質量％以上且20質量％以下的ti及0.1質量％以上且15質量％以下的si，剩余部分為不可避免雜質，因此能夠形成柱狀突起12而將鋁基材11彼此可靠地結合，并且能夠可靠地形成共晶合金相17，能夠獲得具有足夠的強度的多孔鋁燒結體10。并且，在燒結工序s06中，抑制過多液相的生成，能夠防止鋁基材11彼此之間的空隙被熔融鋁填充，從而能夠獲得高氣孔率的多孔鋁燒結體10。

而且，在本實施方式中，ti-si顆粒22通過將由金屬鈦和氫化鈦中的任意一種或兩種構成的ti粉末和si粉末與粘合劑一同混煉造粒而成型，因此能夠在鋁基材11的外表面的相同的部位可靠地固著ti和si，能夠獲得前述多孔鋁燒結體10。

而且，在本實施方式中，將制造出的ti-si顆粒22的平均粒徑設在5μm以上且250μm以下的范圍內，并將固著于鋁基材11的外表面的多個ti-si顆粒22彼此的間隔設在5μm以上且100μm以下的范圍內，因此多個柱狀突起12以適當的間隔形成，能夠獲得高氣孔率且強度高的多孔鋁燒結體10。

而且，在本實施方式中，作為鋁基材11使用鋁纖維11a和鋁粉末11b，且將鋁基材11中的鋁粉末11b的比率設為15質量％以下，因此能夠得到高氣孔率的多孔鋁燒結體10。

以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明并不限定于此，可以在不脫離本發明的技術思想的范圍內適當進行變更。

例如，說明了使用圖5所示的連續燒結裝置連續制造多孔鋁燒結體的方法，但并不限定于此，也可以通過其他制造裝置來制造多孔鋁燒結體。

并且，在本實施方式中，作為片狀的多孔鋁燒結體進行了說明，但并不限定于此，也可以是例如通過圖7所示的制造工序制造的塊狀的多孔鋁燒結體。

如圖7所示，從散布燒結用鋁原料20的粉末散布機131向碳制容器132內散布燒結用鋁原料20而進行體積填充，并根據需要進行沖壓成型(原料散布工序(原料層疊工序))。將此裝入脫脂爐134內，在大氣氣氛a下進行加熱以去除粘合劑(脫粘合劑工序)。之后，裝入燒成爐135內并在ar氣氛b下加熱保持為600～655℃，由此得到塊狀的多孔鋁燒結體110。另外，對燒結用鋁原料20的鋁基材使用熔點為tm℃的鋁合金時，調整ti-si顆粒中的ti和si的比率，并在tm-60～tm℃的范圍內適當調整保持溫度。

本說明中使用脫模性良好的碳制容器132，并且燒結時發生1％左右的收縮，因此能夠比較輕松地從碳制容器132取出塊狀的多孔鋁燒結體110。

而且，在本實施方式中，對ti-si顆粒22含有ti和si的顆粒的情況進行了說明，但并不限定于此，除ti及si之外還可以含有mg。

此時，優選燒結用鋁原料具有如下成分：除鋁基材以外含有0.1質量％以上且20質量％以下的ti、0.1質量％以上且15質量％以下的si及0.1質量％以上且5質量％以下的mg，剩余部分為不可避免雜質。

如此含有mg的ti-si顆粒(即ti-si-mg顆粒)通過如下方法來制造：將ti粉末、si粉末及mg粉末與粘合劑溶液一同投入密封容器內，并利用振動混合機等混合裝置混合之后進行干燥。

在此，mg粉末的粒徑優選設在20μm以上且500μm以下的范圍內。并且，ti粉末、si粉末及mg粉末的質量比ti:si:mg優選設在0.1～2:0.1～10:0.1～5的范圍內。另外，關于粘合劑溶液，能夠應用上述實施方式中使用的粘合劑溶液。如此，通過調整ti粉末、si粉末及mg粉末的粒徑、ti粉末、si粉末及mg粉末的質量比、粘合劑溶液的濃度及投入量等，能夠將制造出的ti-si顆粒(ti-si-mg顆粒)的平均粒徑設在20μm以上且550μm以下的范圍內。例如，將粒徑5μm的tih2粉末、粒徑5μm的si粉末及粒徑30μm的mg粉末的重量比設為tih2:si:mg＝1:1.5:1而進行造粒時，制造出平均粒徑40μm的ti-si顆粒(ti-si-mg顆粒)。

如圖8a至圖8e所示，如此使用含有mg的ti-si顆粒時，經由柱狀突起12結合的鋁基材11、11彼此的結合部15中存在ti-al系化合物16，并且在結合部15的表層部分存在含有al、si及mg的共晶合金相117。并且，結合部15的內部幾乎未分布有si及mg，與存在共晶合金相117的結合部15相比，si及mg的濃度較低。在此，共晶合金相117的厚度與在實施方式中說明的由al和si構成的共晶合金相17相比形成得更厚，具體而言設在2μm以上且100μm以下的范圍內，進而提高結合部15的強度，能夠獲得強度更高的多孔鋁燒結體。

并且，本實施方式中，作為使用由純鋁構成的鋁基材進行了說明，但并不限定于此，也可以使用由一般的鋁合金構成的鋁基材。

例如，使用由jis中規定的a3003合金(al-0.6質量％si-0.7質量％fe-0.1質量％cu-1.5質量％mn-0.1質量％zn合金)或a5052合金(al-0.25質量％si-0.40質量％fe-0.10質量％cu-0.10質量％mn-2.5質量％mg合金-0.2質量％cr-0.1質量％zn合金)等構成的鋁基材時，合金成分中含有si或mg，但在燒結用鋁原料中與此不同地添加有ti-si顆粒(ti-si-mg顆粒)，鋁原料整體的成分為如下成分：除鋁基材含有的si或mg等合金元素以外還含有0.1質量％以上且20質量％以下的ti及0.1質量％以上且15質量％以下的si，剩余部分為al及不可避免雜質的成分，或者除鋁基材含有的si或mg等合金元素以外還含有0.1質量％以上且20質量％以下的ti、0.1質量％以上且15質量％以下的si及0.1質量％以上且5質量％以下的mg，剩余部分為al及不可避免雜質。

并且，鋁基材也并不限定于一種成分，例如可根據目的適當地調整作為由純鋁構成的纖維與由jisa3003合金構成的粉末的混合物等。

實施例

以下，對為了確認本發明的效果而進行的確認實驗的結果進行說明。

根據如上述實施方式所示的方法，使用表1示出的原料制作了燒結用鋁原料。另外，作為鋁基材使用了由a1070(純鋁)構成并纖維直徑為20μm以上且1000μm以下的鋁纖維及粒徑為5μm以上且500μm以下的鋁粉末。

在本發明例1～8中，根據上述實施方式所示的方法，使用tih2粉末、si粉末及mg粉末制造了ti-si顆粒(ti-si-mg顆粒)。并且根據上述實施方式所示的方法，使用該ti-si顆粒(ti-si-mg顆粒)和鋁基材制造了燒結用鋁原料。

另一方面，在比較例1、2中，將tih2粉末、si粉末及mg粉末直接與鋁基材混合而制造了燒結用鋁原料。

根據上述實施方式所示的制造方法，使用上述燒結用鋁原料制造了寬度30mm×長度200mm×厚度5mm的多孔鋁燒結體。另外，燒結工序的條件設為，燒結溫度：630℃、燒結溫度保持時間：15分鐘。

用如下所示的方法對所獲得的多孔鋁燒結體進行了顯氣孔率、抗拉強度及電阻率的評價。將評價結果示于表1。

(顯氣孔率)

檢測所獲得的多孔鋁燒結體的質量m(g)、體積v(cm³)及真密度d(g/cm³),由下式計算出顯氣孔率。

顯氣孔率(％)＝(1-(m÷(v×d)))×100

另外，使用精密天平且通過水中法檢測真密度(g/cm³)。