[发明专利]绝热材料

说明书

技术领域

本发明涉及由多孔质烧结体形成的、在1000℃以上的高温下的绝热性优异的绝热材料。

背景技术

多孔质烧结体与致密的陶瓷相比体积密度和导热系数低，因此广泛用作绝热材料。

例如，日本特开2011-1204号公报(专利文献1)中公开了一种绝热材料，其是对以超微细气相氧化物为主原料且含有陶瓷超微粉等的原料进行压缩成型而成的，其具有显示如下细孔分布的颗粒结构：在细孔径分布的图中，细孔径的大小在0.01~0.1μm的范围和10~1000μm的范围内分别存在山形的峰，但在0.1~10μm的范围内没有山形的峰。

另外，日本特开2012-229139号公报(专利文献2)中公开了一种由MgAl₂O₄形成的、气孔率为40~95容积%的多孔体陶瓷，其在10~365nm的范围内具有至少1个气孔径分布的峰。

然而，专利文献1中记载的绝热材料的目的在于抑制吸收水分后进行干燥时的收缩，在超过500℃左右的温度下具备耐热性，但在1000℃以上的高温区域中，超微细气相氧化物的颗粒生长产生、细孔减少，因气孔率的降低或细孔径分布的变化而产生绝热性的降低、绝热材料的变形或收缩。

另一方面，上述专利文献2中记载的多孔体陶瓷的技术特征在于，在10~365nm的范围内具有至少1个气孔径分布的峰，即，具有微细的气孔，但该微细的气孔以何种程度存在、此外关于导热系数尚不明确，因此，在何种温度区域内具备何种程度的绝热能力也不一定明确。

发明内容

本发明是鉴于上述技术课题而进行的，其目的在于提供即使在1000℃以上的高温区域中，导热系数的增加也受到抑制且保持优异的绝热性的绝热材料。

本发明的绝热材料的特征在于，其气孔率为65vol%以上且90vol%以下，由化学式XAl₂O₄表示的尖晶石质的多孔质烧结体形成，前述化学式中的X为Zn、Fe、Mg、Ni和Mn中的任一种，孔径大于1000μm的粗大气孔占总气孔容积的25vol%以下，孔径为0.45μm以下的微小气孔占孔径为1000μm以下的气孔的容积中的5vol%以上且40vol%以下，孔径为0.14μm以上且10μm以下的范围内具有至少1个气孔径分布峰，烧结体颗粒的算术平均粒径为0.04μm以上且1μm以下。

这种绝热材料适合作为在1000℃以上的高温区域中使用的绝热材料。

对于前述绝热材料，优选的是，在孔径为0.14μm以上且小于0.45μm的范围内具有至少1个气孔径分布峰，并且，在孔径为0.45μm以上且10μm以下的范围内具有至少1个气孔径分布峰。

对于前述绝热材料，更优选的是，在孔径超过10μm且为1000μm以下的范围内还具有至少1个气孔径分布峰。

另外，本发明的绝热材料的特征在于，其由由MgAl₂O₄制成的、气孔率为73%以上的多孔质烧结体形成，孔径为0.8μm以上且小于10μm的气孔占总气孔容积中的60vol%以上且小于80vol%，并且，孔径为0.01μm以上且小于0.8μm的气孔占总气孔容积中的10vol%以上且小于30vol%，在1000℃以上且1500℃以下的导热系数不超过在20℃以上且1000℃以下的导热系数的1.5倍。

前述绝热材料在高温区域中的导热系数越小，则越能够获得优异的绝热性，因此，在1000℃以上且1500℃以下的导热系数优选为0.3W/m?K以下，更优选为0.26W/m?K以下。

另外，高温区域中的导热系数的增加越受到抑制，则越能够获得优异的绝热性，因此，在1000℃以上且1500℃以下的导热系数优选不超过在20℃以上且1000℃以下的导热系数的1.2倍。

另外，容积比热优选为1.2J/cm³?K以下。

像这样，由于容积比热小，因此能够抑制绝热材料的温度升高所需要的热量，能够以更少的投入能量来加热由该绝热材料形成的绝热空间，另外，由于蓄热量少，因此能够更快速地冷却前述绝热空间内部。

本发明的绝热材料即使在1000℃以上的高温区域中，导热系数的增加也受到抑制且保持优异的绝热性，因此适合作为用于在高温区域中使用的绝热材料。

因此，本发明的绝热材料还能够适用于要求在1000℃以上的高温环境中具备高绝热性的各种结构材料或耐火材料、例如陶瓷、玻璃、钢铁、非铁等的炉等。

附图说明