1.1960年代から1963年、アメリカの科学者シュヴァルツヴァルダーは有機フォーム含浸法を発明した。セラミックスラリーに有機フォーム骨格を含浸させ、高温で有機物を除去することで多孔質セラミックスが得られ、アルミナをベースとしたフォームセラミックスの製造原理の基礎が築かれた。これがアルミナフォームセラミックチップの技術的源泉である。
2.1970年代から---1978年、米国のモラードFRとデイビッドソンNが開発アルミナセラミックフォームフィルターアルミナとカオリンを主原料とする有機フォーム含浸法を用いてアルミニウム合金鋳造のろ過に使用でき、鋳造品の品質を大幅に向上させ、不良率を低減できるため、酸化アルミニウムフォームセラミックチップが正式に産業応用段階に入り、その大規模開発が促進される。
3.1980年代には---欧米、日本をはじめとする各国は、様々な材質と仕様の発泡セラミックフィルターを開発するため、研究開発競争を繰り広げた。生産は機械化・自動化が進み、製品はシリーズ化・標準化された。
中国は1980年代初頭にアルミナ発泡セラミックスの研究を開始した。ハルビン工業大学、上海機械製造技術学院などの機関が主導して関連研究を進め、徐々に技術的自立と工業化を実現し、国際市場との差を縮めていった。
主流のプロセスは有機フォーム含浸法であり、その手順は以下のとおりです。
1. スラリーの調製：アルミナ粉末、結合剤、分散剤、焼結助剤、水を混合し、攪拌して、固形分濃度が高く粘度の低い均一なスラリーを作る。
2.含浸およびスラリー吊り下げ：予め成形された有機発泡体フレームワーク（ポリウレタンスポンジなど）をスラリーに浸漬し、押し出しと圧延によってスラリーを発泡体フレームワークの穴の壁に均一に付着させ、余分なスラリーを除去する。
3.乾燥と硬化：スラリーを吊り下げた後の発泡体を乾燥炉に入れ、80～120℃で乾燥させて接着剤を固化させ、本体の強度を高め、後続の処理における変形を防ぐ。
4.脱脂および糊抜き：乾燥させた成形体を焼結炉に入れ、400～600℃で加熱して、有機発泡体骨格と結合剤を完全に分解・揮発させ、多孔質アルミナ成形体を形成する。この段階では、成形体にひび割れが生じないよう、加熱速度を制御する必要がある。
5.高温焼結：脱脂した成形体を1400～1600℃に加熱して焼結すると、酸化アルミニウム粒子が固相反応を起こし、粒子が成長して密接に結合し、高強度のセラミック骨格が形成され、最終的に酸化アルミニウム発泡セラミックチップが得られる。
6. 後処理:指定された寸法と精度を備えた完成品を得るために、要件に従って切断、研磨、洗浄を行う。
1.高い多孔性：多孔度は一般的に60%から90%の間で、細孔のサイズは（数十マイクロメートルから数ミリメートルまで）調整可能で、細孔は相互に連結している。
2.低密度:かさ密度はわずか0.3～1.2g/cm³で、高密度アルミナセラミックス（約3.95g/cm³）よりもはるかに低い。
3.高温耐性：長期使用時の耐熱温度は1200～1600℃に達し、短期使用であれば1800℃の高温にも耐え、溶融や軟化は起こりません。
4.耐食性：耐酸性・耐アルカリ性（強アルカリ性媒体を除く）、耐薬品性、金属多孔質材料よりも優れている。
5.優れたろ過性能：連結した細孔構造は、流体抵抗の低い流体中の固体粒子を効率的に捕捉することができる。
6.断熱性：高い多孔性により熱伝導と対流が抑制されるため、優れた高温断熱材となる。
7. 中程度の機械的強度：圧縮強度と曲げ強度は工業用途の要件を満たしており、一定の靭性を持ち、脆くなりにくい。
8. 高いカスタマイズ性：サイズ、形状、PPI（画素密度）はカスタマイズ可能で、様々な用途のニーズに対応できます。
- 高温ろ過分野
1. 金属溶融物の濾過：アルミニウム、銅、亜鉛などの非鉄金属を鋳造する際、溶融金属中の酸化物介在物や不純物粒子を濾過することで、鋳造品の純度を向上させる。
2.高温排ガスろ過：冶金、化学工学、廃棄物焼却などの産業における高温排ガス中の粉塵除去に使用され、粉塵粒子を捕捉し、ガスを浄化する。
- 断熱分野
1. 工業用窯の内張り：陶芸窯、冶金炉、ガラス窯用の断熱層で、熱損失を低減し、エネルギーを節約します。
2.航空宇宙部品：宇宙船やエンジンの断熱材として、高温環境にも耐えることができる。
- 触媒キャリア分野
1.自動車排気ガス処理：排気ガス中の有害物質の触媒変換に使用される、一部の金属担体を置き換える触媒を充填することができる。
2.化学触媒作用：化学反応における触媒担体として、反応接触面積を増加させ、触媒効率を向上させる。
- その他の分野
1.吸音と騒音低減：高温や腐食性の高い環境下における吸音材として使用され、例えばエンジンルームや工業プラントの遮音層などに用いられる。
2. 生物医学：高純度アルミナフォームセラミックスは、良好な生体適合性を有し、骨組織工学用足場として使用できる。
アリナ・ワン
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投稿日時：2026年1月22日