水に浮く発泡金属材料 / 日経BP

耐熱性に優れ、製造コストを従来の約半分にできる発泡金属材料の製造法を名古屋大学大学院の小橋眞准教授が開発した。超軽量、高剛性、衝撃エネルギー吸収性などの発泡金属の特徴を備え、水にも浮く。新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の助成事業で、同機構が6月2日発表した。

水に浮かぶ発泡金属材料（写真：NEDO）

　「燃焼発泡法」と名付けた発泡金属製造方法で、粉末状のアルミニウムとチタンを燃焼合成する際の高い反応熱を利用して、発泡が自動的に広がってゆく仕組み。従来の製造プロセスで必要だった加熱エネルギーを10分の1以下に削減して、製造コストを半減できる。

　製造したアルミニウム－チタン発泡金属は、気孔率（体積当たりの空隙の割合）が約90％、比重0.35と水に浮く超軽量。アルミの発泡金属に比べて融点がセ氏1340度と高く、耐熱性に優れる。金属を融かしてガスを封入する従来の製造方法では、融点が高い合金で製造するのは難しかった。

発泡金属材料の断面と気孔構造（写真：NEDO）

建築への利用方法は

アルミサッシなど建築用アルミニウム中空部材の中空部分に発泡金属を充てんすれば、火災に耐える超軽量の構造用部材をつくれる。また、気孔がつながった構造も可能で、長尺部材や大型中空部材の内部に充てんするのも容易だ。実験では、長さ1mの長尺パイプの製造にも成功した。

このほか、他のさまざまな材料に適用可能で、材料の種類によって気孔形状が変化して異なる特徴を持った材料ができる。アルミニウム－チタン系では丸い泡状で高剛性を持ち、ニッケル－チタン系では平板状の気泡で高断熱性になる。チタン－炭素系のセラミックの場合は気孔が連結して流体を通せる構造になるため、ガスフィルターや触媒などへの応用も期待できる。

小橋准教授は今後、気孔形状の高度な制御、気孔サイズのミクロ・ナノ化、より長尺の発泡などの開発を進め、超軽量耐熱材料として展開できる複合構造体の実現を目指している。

素材種による気孔形状の違い（写真：NEDO）