铜多孔烧结体、铜多孔复合部件、铜多孔烧结体的制造方法及铜多孔复合部件的制造方法技术

一种由多个铜纤维(11)烧结而成的铜多孔烧结体(10)，其中，铜纤维(11)由铜或者铜合金构成，直径R在0.02mm以上且1.0mm以下的范围内，长度L与直径R之比L/R在4以上且2500以下的范围内，在铜纤维(11)的表面存在通过氧化还原处理形成的氧化还原层(12)，通过该氧化还原层(12)形成有凹凸，在铜纤维(11、11)彼此的结合部中，形成于相互的表面的氧化还原层(12、12)彼此一体结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜多孔烧结体、铜多孔复合部件、铜多孔烧结体的制造方法及铜多孔复合部件的制造方法
本专利技术涉及由铜或者铜合金构成的铜多孔烧结体、该铜多孔烧结体与部件主体接合而成的铜多孔复合部件以及铜多孔烧结体的制造方法、铜多孔复合部件的制造方法。本申请主张基于2014年10月22日于日本申请的专利申请2014-215339号的优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
上述铜多孔烧结体及铜多孔复合部件例如用作各种电池中的电极及集电体、热交换器用部件、消音部件、过滤器、缓冲部件等。例如，专利文献1中提出一种将呈三维网络状结构体的铜多孔体一体粘附于导电性金属的部件主体的传热部件。在这里，专利文献1中，作为呈三维网络状结构体的金属烧结体(铜多孔烧结体)的制造方法，公开了使用如下成型体的方法：即，由通过加热烧除的材质构成的三维网络状结构体(例如人造橡胶、聚乙烯泡沫等具有连续气泡的合成树脂发泡体、天然纤维布、人造纤维布等)的骨架上涂布粘结剂、并粘附了金属粉状物的成型体，或者由通过加热烧除的材质构成、且能够形成三维网络状结构体的材料(例如纸浆或羊毛纤维)上抄入金属粉状物的片状成型体等。另外，该专利文献1中，在还原气氛下进行烧结。专利文献1：日本特开平08－145592号公报(A)然而，如专利文献1所记载，使用金属粉状物对金属烧结体(铜多孔烧结体)进行成型的情况下，在烧结时存在难以得到收缩率较大、气孔率较高的铜多孔烧结体的问题。并且，专利文献1所记载的金属烧结体(铜多孔烧结体)中，仅在还原气氛下进行烧结，因此存在以下问题：金属粉状物的表面成为比较平滑的面，不能充分确保金属粉状物彼此的接合面积，不能充分确保烧结强度。这样烧结强度不充分，因此可能导致作为金属烧结体(铜多孔烧结体)的传热特性及导电性等各种特性降低。而且，使用由通过加热烧除的材质形成的三维网络状结构体成型金属烧结体(铜多孔烧结体)的情况下，三维网络状结构体通过加热进行烧除时，进行烧结之前成型体变形，有可能导致不能制造尺寸精度优异的金属烧结体(铜多孔烧结体)。
技术实现思路
本专利技术是鉴于如上情况而完成，其目的在于提供烧结时的收缩率较小、尺寸精度优异且具有充分强度的铜多孔烧结体、该铜多孔烧结体接合于部件主体的铜多孔复合部件以及上述铜多孔烧结体的制造方法、铜多孔复合部件的制造方法。为了解决这种课题，实现所述目的，本专利技术的铜多孔烧结体为由多个铜纤维烧结而成的铜多孔烧结体，其特征在于，所述铜纤维由铜或者铜合金构成，直径R在0.02mm以上且1.0mm以下的范围内，长度L与直径R之比L/R在4以上且2500以下的范围内，所述铜纤维的表面存在通过氧化还原处理形成的氧化还原层，通过该氧化还原层形成有凹凸，所述铜纤维彼此的结合部中，形成于相互的铜纤维的表面的所述氧化还原层彼此一体结合。根据该结构的铜多孔烧结体，由于通过直径R在0.02mm以上且1.0mm以下的范围内、长度L与直径R之比L/R在4以上且2500以下的范围内的铜纤维彼此被烧结而构成，因此铜纤维彼此之间可以确保充分的空隙，并且能够抑制烧结时的收缩率，气孔率较高，并且尺寸精度优异。并且，所述铜纤维的表面上存在氧化还原层，通过该氧化还原层形成有凹凸，所述铜纤维彼此的结合部中，形成于相互的表面的所述氧化还原层彼此一体结合，因此可以确保接合面积，并且铜纤维彼此坚固接合，强度优异。而且，所述铜纤维的表面上形成有由氧化还原层形成的微细凹凸，因此表面积变大，例如热交换效率和保水性等各种特性可以得到大幅提高。本专利技术的铜多孔复合部件的特征在于，部件主体与上述铜多孔烧结体接合而成。根据该结构的铜多孔复合部件，上述气孔率较高且尺寸精度优异，并且强度优异的铜多孔烧结体与部件主体坚固地接合，因此在表面积较大且热交换效率或保水性等各种特性优异的铜多孔体烧结体单体的特性的基础上，作为铜多孔复合部件，还发挥优异的传热特性及导电性等各种特性。在这里，本专利技术的铜多孔复合部件中，优选如下结构：所述部件主体中的与所述铜多孔烧结体的接合面由铜或者铜合金构成，所述部件主体的所述接合面上存在通过氧化还原处理形成的氧化还原层，构成所述铜多孔烧结体的所述铜纤维与所述部件主体的所述接合面的结合部中，形成于所述铜纤维表面的氧化还原层与形成于所述部件主体的所述接合面的氧化还原层一体结合。该情况下，所述部件主体的所述接合面上存在通过氧化还原处理形成的氧化还原层，构成所述铜多孔烧结体的所述铜纤维与所述部件主体的所述接合面的结合部中，形成于所述铜纤维表面的氧化还原层与形成于所述部件主体的所述接合面的氧化还原层一体结合，因此所述铜多孔烧结体与所述部件主体坚固地接合，作为铜多孔复合部件发挥优异的强度、传热特性及导电性等各种特性。本专利技术的铜多孔烧结体的制造方法为由多个铜纤维烧结而成的铜多孔烧结体的制造方法，其特征在于，所述铜纤维由铜或者铜合金构成，直径R在0.02mm以上且1.0mm以下的范围内，长度L与直径R之比L/R在4以上且2500以下的范围内，所述制造方法具有层叠多个所述铜纤维的铜纤维层叠工序和对层叠的多个所述铜纤维体彼此进行烧结的烧结工序，在所述铜纤维层叠工序中，以堆积密度DP成为所述铜纤维的真密度DT的50％以下的方式层叠配置多个所述铜纤维，在所述烧结工序中，使所述铜纤维氧化后，对氧化的所述铜纤维进行还原并使所述铜纤维彼此结合。根据上述结构的本专利技术的铜多孔烧结体的制造方法，具备如下的铜纤维层叠工序：以堆积密度DP成为所述铜纤维的真密度DT的50％的方式层叠配置直径R在0.02mm以上且1.0mm以下的范围内、长度L与直径R之比L/R在4以上且2500以下的范围内的铜纤维，因此可以确保铜纤维彼此之间的空隙，并且，通过利用铜纤维，与粉末彼此的烧结相比，烧结部位大幅减少，因此能够抑制烧结时的收缩率即形状变化，作为结果，能够得到气孔率较高且尺寸精度优异的铜多孔烧结体。并且，在烧结工序中，使铜纤维氧化后，对氧化的铜纤维进行还原并使铜纤维彼此结合，因此在铜纤维表面形成氧化还原层而产生微细凹凸，能够通过该氧化还原层将铜纤维彼此接合，可以提高铜多孔烧结体的强度。本专利技术的铜多孔复合部件的制造方法为部件主体与多个铜纤维烧结而成的铜多孔烧结体相接合的铜多孔复合部件的制造方法，其特征在于，具备将通过上述铜多孔烧结体的制造方法制造的铜多孔烧结体与所述部件主体进行接合的接合工序。该结构的铜多孔复合部件的制造方法中，具备与通过上述铜多孔烧结体的制造方法制造的铜多孔烧结体同等的气孔率较高且强度优异的铜多孔烧结体，可以制造传热特性及导电性等各种特性优异的铜多孔复合部件。在这里，本专利技术的铜多孔复合部件的制造方法中，优选所述部件主体中的接合有所述铜多孔烧结体的接合面由铜或者铜合金构成，在所述铜纤维层叠工序中，所述部件主体的所述接合面上层叠配置多个所述铜纤维，在所述烧结工序及所述接合工序中，使所述铜纤维及所述部件主体的所述接合面氧化后，对氧化的所述铜纤维及所述部件主体的所述接合面进行还原、并使所述铜纤维彼此及所述铜纤维与所述部件主体的所述接合面结合。该情况下，能够同时实施将铜纤维彼此结合得到铜多孔烧结体的烧结工序和结合铜纤维与部件主体的接合工序，可以简化制造工艺。并且，在所述烧结工序及所述接合工序中，使所述铜纤维及所述部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜多孔烧结体，其由多个铜纤维烧结而成，其特征在于，所述铜纤维由铜或者铜合金构成，直径R在0.02mm以上且1.0mm以下的范围内，长度L与直径R之比L/R在4以上且2500以下的范围内，所述铜纤维的表面存在通过氧化还原处理形成的氧化还原层，通过该氧化还原层形成有凹凸，所述铜纤维彼此的结合部中，形成于相互的表面的所述氧化还原层彼此一体结合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.22 JP 2014-2153391.一种铜多孔烧结体，其由多个铜纤维烧结而成，其特征在于，所述铜纤维由铜或者铜合金构成，直径R在0.02mm以上且1.0mm以下的范围内，长度L与直径R之比L/R在4以上且2500以下的范围内，所述铜纤维的表面存在通过氧化还原处理形成的氧化还原层，通过该氧化还原层形成有凹凸，所述铜纤维彼此的结合部中，形成于相互的表面的所述氧化还原层彼此一体结合。2.一种铜多孔复合部件，其特征在于，由部件主体与权利要求1所述的铜多孔烧结体接合而成。3.根据权利要求2所述的铜多孔复合部件，其特征在于，所述部件主体中的与所述铜多孔烧结体的接合面由铜或者铜合金构成，所述部件主体的所述接合面上存在通过氧化还原处理形成的氧化还原层，构成所述铜多孔烧结体的所述铜纤维与所述部件主体的所述接合面的结合部中，形成于所述铜纤维的表面的氧化还原层与形成于所述部件主体的所述接合面的氧化还原层一体结合。4.一种铜多孔烧结体的制造方法，其为由多个铜纤维烧结而成的铜多孔烧结体的制造方法，其特征在于，所述铜纤维由铜或者铜合金构成，直径R在0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：喜多晃一，星野孝二，幸俊彦，加藤纯，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP