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公開番号2025138404
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024037477
出願日2024-03-11
発明の名称コアシェル型負熱膨張材およびその製造方法
出願人日本化学工業株式会社
代理人個人
主分類C01B 25/45 20060101AFI20250917BHJP(無機化学)
要約【課題】電気的に低抵抗であり熱伝導性に優れつつ、屋外での使用等の酸化反応が進行するような環境での使用でも耐酸化性に優れる負熱膨張材を提供すること。
【解決手段】コアが負熱膨張性を有する無機酸化物を含み、シェルがニッケル合金層を含むコアシェル型負熱膨張材およびコアとなる負熱膨張性を有する無機酸化物に、無電解ニッケルめっき処理を施してシェルにニッケル合金層を形成するコアシェル型負熱膨張材の製造方法。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
コアが負熱膨張性を有する無機酸化物を含み、シェルがニッケル合金層を含むコアシェル型負熱膨張材。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記負熱膨張性を有する無機酸化物の２５℃以上５００℃以下の線膨張係数が－２０ｐｐｍ／Ｋ以上－０．０５ｐｐｍ／Ｋ以下である請求項１に記載のコアシェル型負熱膨張材。
【請求項３】
前記負熱膨張性を有する無機酸化物が、リン酸タングステン酸ジルコニウムである請求項１または２に記載のコアシェル型負熱膨張材。
【請求項４】
前記ニッケル合金層がニッケル－リン合金層またはニッケル－ホウ素合金層である請求項１または２に記載のコアシェル型負熱膨張材。
【請求項５】
２５℃以上２００℃以下の線膨張係数が－１ｐｐｍ／Ｋ以下である請求項１または２に記載のコアシェル型負熱膨張材。
【請求項６】
体積抵抗値が１×１０
－１
Ω・ｃｍ以下である請求項１または２に記載のコアシェル型負熱膨張材。
【請求項７】
平均粒子径が１μｍ以上５０μｍ以下である請求項１または２に記載のコアシェル型負熱膨張材。
【請求項８】
ＢＥＴ比表面積が６ｍ
２
／ｇ以下である請求項１または２に記載のコアシェル型負熱膨張材。
【請求項９】
コアとなる負熱膨張性を有する無機酸化物に、無電解ニッケルめっき処理を施してシェルとなるニッケル合金層を形成するコアシェル型負熱膨張材の製造方法。
【請求項１０】
負熱膨張性を有する無機酸化物が、リン酸タングステン酸ジルコニウムである請求項９に記載のコアシェル型負熱膨張材の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアに負熱膨張材、シェルにニッケル合金を含むコアシェル型の負熱膨張材およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的に、物質は、温度が上昇すると、熱膨張によって長さや体積が増大する性質を有する。このような物質は温度に対して正の熱膨張を示す（以下、「正熱膨張材」ということもある。）。したがって、このような正熱膨張材を用いた部品等は使用環境の温度変化に伴い、長さおよび体積変化が生じ、寸法安定性に低下する結果となる。
一方で、温度が上昇すると、逆に長さや体積が小さくなる性質を有する物質も知られている。このような物質は温度に対して負の熱膨張を示す（以下、「負熱膨張材」ということもある。）。
【０００３】
負熱膨張材としては、例えば、β－ユークリプタイト、タングステン酸ジルコニウム（ＺｒＷ
２
Ｏ
８
）、リン酸タングステン酸ジルコニウム（Ｚｒ
２
ＷＯ
４
（ＰＯ
４
）
２
）、Ｚｎ
ｘ
Ｃｄ
１－ｘ
（ＣＮ）
２
、マンガン窒化物、ビスマス・ニッケル・鉄複合酸化物、銅・バナジウム複合酸化物等が知られている。
【０００４】
このような負熱膨張材と正熱膨張材とを併用することで、使用環境下での温度変化による長さおよび体積変化が抑制され、寸法安定性に優れた低熱膨張の材料を製造することができる（例えば、特許文献１から３参照）。
このように有用な特性を持つ負熱膨張材であるが、さらなる改善や特性を付与するための研究が行われている。例えば特許文献４では、負熱膨張材と水が接触すると、負熱膨張材を構成する元素が溶出するといった不具合が生じるため、無機化合物で被覆する等の表面処理を行う技術が開示されている。また、非特許文献１および２では、負熱膨張材に電気的に低抵抗性や熱伝導性に優れる特性を付与するために、銅めっきを施すといった技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－３５８４０号公報
特開２０１５－１０００６号公報
国際公開第２０１７／６１４０３号
特開２０２０－１４７４８６号公報
【非特許文献】
【０００６】
ＣｅｒａｍｉｃｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＶｏｌ.３８，ｐ５４１－５４５（２０１２）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭＡＴＥＲＩＡＬＳＲＥＳＥＡＲＣＨ，Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．３，ｐ７８０－７８９（１９９９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記非特許文献のとおり、低抵抗性や優れた熱伝導性を付与する場合の一つの方法として、負熱膨張材に金属めっきを施すことにより前記特性を付与できる。しかしながら例えば、従来技術にある銅めっきの場合、耐酸化性に劣ることから、屋外での使用等、大気に暴露されるような環境で使用した場合、酸化が進行し、大気暴露下での使用後に電気的な抵抗が増加する傾向にあった。そのため電気的な信頼性が必要となる用途ではさらなる改良が求められている。
従って、本発明の目的は、電気的に低抵抗であり熱伝導性に優れつつ、屋外での使用等の酸化反応が進行するような環境での使用でも耐酸化性に優れる負熱膨張材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題に鑑み鋭意研究を重ねた結果、負熱膨張材をニッケルめっきすることによって、優れた耐酸化性を付与することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、コアが負熱膨張性を有する無機酸化物を含み、シェルがニッケル合金層を含むコアシェル型負熱膨張材を提供するものである。
【００１０】
また本発明は、コアとなる負熱膨張性を有する無機酸化物に、無電解ニッケルめっき処理を施してシェルにニッケル合金層を形成するコアシェル型負熱膨張材の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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