[发明专利]复合陶瓷材料及其制造方法、电饭锅用内胆、垫子、以及纤维

说明书

技术领域

本发明涉及将纳米尺寸的白金、金、银、金刚石或钯的微粒担载于表面的复合陶瓷材料及其制造方法、以及使用该复合陶瓷材料的电饭锅用内胆、垫子、以及纤维。

背景技术

近年来，通过各种途径在开发具有新功能的材料。其中，已知由铂等形成的微粒发挥催化剂的作用。然而，对于铂单体而言，因凝聚等而功能容易下降，而且为了发挥所需的性能需要大量的微粒，还会成为高成本的主要原因。

因此，本申请的发明人等开发了在由无机材料构成的基材上担载铂的方法(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本再表2009/125847公报

发明内容

本发明是鉴于上述实情而完成的，所要解决的课题是提供将铂等担载于无机材料时能够追加进一步的效果的复合陶瓷材料及其制造方法、使用该复合陶瓷材料的电饭锅用内胆、垫子、以及纤维。

(1)解决上述课题的复合陶瓷材料的制造方法的特征在于，具有如下工序：附着工序，即，使由碳化锆、氧化锆和/或碳化钛、碳化钨、碳化硅、碳化硼的无机材料构成的基材与含粒子材料胶体的分散液接触而得到附着物，该含粒子材料胶体的分散液含有：具有由体积平均粒径为1～300nm的白金、金、银、金刚石或钯构成的粒子材料和由使上述粒子材料胶体化的有机物构成的胶体化剂的粒子材料胶体，以及胶体二氧化硅；以及加热工序，即，在还原气氛下加热上述附着物。

通过作为分散性极高的胶体使粒子材料在分散的状态下担载于基材，可以使极微小的粒子材料在基材的表面均匀地分散。此外，即使在基材的表面形成有细孔，也因胶体化剂的存在，能够减少粒子材料混入该细孔内而阻碍催化剂作用的可能性。进而，为了胶体化而使用的胶体化剂是由有机物构成的，因此可以去除，不会对粒子材料的催化剂作用产生影响。其中，碳化物、尤其是碳化锆的散热性优异，可将受到的热迅速释放。此外，氧化锆是白色且稳定的材料，因此具有作为牙科材料的应用，或由于在高温下作为电解质发挥作用，因此具有作为燃料电池、传感器的用途，进而，由于与铂等粒子材料结合，因此可发挥预想不到的效果(作为牙科材料时改善口腔内环境，作为电解质时赋予催化剂作用)。

采用上述(1)的制造方法时，可以采用以下(2)～(5)中的任一项所述的构成要素。进而，采用(4)的构成要素时，可以进一步采用(6)的构成要素。

(2)上述胶体化剂是增稠剂、表面活性剂或有机酸。通过采用增稠剂、表面活性剂或有机酸作为胶体化剂，能够实现极高的分散。

(3)上述胶体化剂是聚丙烯酸(包括盐)。尤其通过采用聚丙烯酸(包括盐)作为胶体化剂，能够实现更高度的粒子材料的分散以及防止混入至细孔内的效果。

(4)上述加热温度为800℃～1100℃。通过在800℃～1100℃进行加热，能够可靠地去除胶体化剂，并且能够使胶体二氧化硅的至少一部分熔解而充分发挥粒子材料与基材的粘接效果。

(5)上述基材是体积平均粒径为10μm以下的无机材料微粒。通过采用如上所述的微粒状的物质作为基材，能够得到在微粒状的基材上均匀地分散有粒子材料的复合陶瓷材料。复合陶瓷材料由于将粒子材料担载于基材上，因此担载的粒子材料不会发生凝聚等，并且通过设为微粒状，可容易地向其它材料进行混合或附着。

(6)如权利要求4所述的复合陶瓷材料的制造方法，其中，上述附着物是对上述含粒子材料胶体的分散液进一步分散了由上述无机材料构成的粒子材料而成的附着物分散液，在上述加热工序前具有将上述附着物分散液在高温气氛中进行喷雾而干燥的喷雾干燥工序。通过对在粒子材料胶体分散液中进一步分散了无机材料微粒的分散液进行喷雾干燥，能够成为粉末状的形态，通过利用其后进行的加热工序将胶体化剂氧化去除，可容易地制造复合陶瓷材料的粉末。

(7)解决上述课题的复合陶瓷材料的特征在于，其具有：

由体积平均粒径为1～300nm的白金、金、银、金刚石或钯构成的粒子材料，

将上述粒子材料担载于表面的由碳化锆、氧化锆和/或碳化钛、碳化钨、碳化硅、碳化硼的无机材料构成的基材，以及

夹设于上述粒子材料与上述基材之间的由胶体二氧化硅构成的粘接层。