[发明专利]复合结构物形成方法、调制粒子以及复合结构物形成系统

说明书

技术领域

本发明的方式涉及利用气溶胶沉积法的复合结构物形成方法、该方法使用的调制粒子以及复合结构物形成系统，所述气溶胶沉积法通常是通过向基材上喷射将脆性材料微粒分散在气体中形成的气溶胶，从而在基材上形成由微粒的构成材料所形成的结构物。

背景技术

作为使基材表面上形成由脆性材料所形成的结构物的方法，有“气溶胶沉积法”(例如参照专利文献1(日本特许第3348154号公报)、专利文献2(日本特开2006-200013号公报)、专利文献3(日本特开2006-233334号公报))。这是从吐出口向基材上喷射将含有脆性材料的微粒分散在气体中形成的气溶胶，使微粒与金属、玻璃、陶瓷、塑料等基材发生碰撞，通过该碰撞的冲击使脆性材料微粒发生变形、破碎从而使这些微粒结合起来，在基材上直接形成由微粒的构成材料形成的膜状结构物的方法。根据该方法，特别是在不需要加热手段等的情况下，可在常温下形成膜状结构物，可得到与烧结体相比具有同等以上机械强度的膜状结构物。此外，通过控制使微粒碰撞的条件、微粒的形状、组成等，可使结构物的密度、机械强度、电气特性等发生多样变化。

在该气溶胶沉积法中，实施大面积的膜状结构物的形成时，需要将微粒在规定的时间连续供给。特别是在要求高的膜厚精度时，期望微粒的供给量常保持稳定。

但是，如专利文献1(日本特许第3348154号公报)所示，如果要在收容作为原料的微粒的收容机构内发生气溶胶化，收容在收容机构内的微粒随着时间的延长有时会发生状态变化，存在气溶胶稳定供给的问题。此外，为了获得用于进行气溶胶化的容积，需要使收容机构的容积远远大于微粒的体积，这样又可能需要大规模装置。

于是提出了如下技术：使收容微粒的收容机构和使微粒与气体混合而进行气溶胶化的气溶胶化机构分离，从收容机构向气溶胶化机构中每次供给必要量的微粒的技术(参照专利文献2(日本特开2006-200013号公报))。

但是，作为一次粒子使用亚微米以下的微粒时，因为其粘性、附着性强，所以在从收容机构内部、收容机构向气溶胶化机构供给的过程中，容易发生在壁面上附着、堆叠等问题，有可能难于实现准确的供给。例如由于在收容机构内部微粒的搅拌、移动而使微粒容易发生凝集，其流动性发生变化。而且，最终在收容机构内部发生堆叠，由于该堆叠的产生而妨碍粉体向气溶胶化机构的移动，供给量的定量性有可能失去。此外，如果在收容机构内部发生附着，有可能产生不能达到原计划的粉体使用量的不良影响。

因此提出了如下技术：设置从收容机构向气溶胶化机构供给微粒的分割供给机构，通过分割供给机构将在收容机构中收容的微粒分成复数组来供给的技术(专利文献3(参照特开(日本2006-233334号公报))。

但是，将收容机构中收容的一组脆性材料微粒粉体在分割供给机构内分割成复数组而供给时有可能产生以下问题。即：由于原来在收容机构中收容的脆性材料微粒粉体的密度未控制、流动性不均匀，所以在由收容机构供给时，被分割成规定大小、形状的微粒的集团的形状、密度有可能不均匀。根据情况还会产生在收容机构内脆性材料微粒粉体发生堆叠的不良情况。在这种情况下，即使使用具有规定破碎力的气溶胶化机构，也难于产生始终稳定的微粒浓度的气溶胶。此外，在供给过程中，被分割成规定大小、形状的微粒集团的形状、密度变化时，也可能难于正确控制气溶胶的微粒浓度。此外，密度低时供给途中形状发生崩解，微粒附着在装置内壁上从而有可能破坏定量性。

专利文献1日本特许第3348154号公报

专利文献2日本特开2006-200013号公报

专利文献3日本特开2006-233334号公报

发明内容

本发明方式提供：可以使气溶胶中的微粒浓度更加稳定，并且可以使稳定的状态长时间维持的复合结构物形成方法、调制粒子以及复合结构物形成系统。

根据本发明的一种方式提供复合结构物形成方法，其为通过气溶胶沉积法来形成复合结构物的方法，所述气溶胶沉积法通过向基材上喷射将脆性材料微粒分散在气体中形成的气溶胶，从而在基材上形成由所述脆性材料微粒的构成材料所形成的结构物，其特征在于，通过将复数使包含所述脆性材料微粒的复数粒子凝聚成的作为集合体的调制粒子收容在收容机构中，从所述收容机构向气溶胶化机构供给所述调制粒子，在所述气溶胶化机构中将所述供给的所述调制粒子破碎而形成气溶胶，向基材上喷射所述气溶胶从而形成所述结构物和所述基材的复合结构物。