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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-06
(45)【発行日】2023-01-17
(54)【発明の名称】金属多孔体、燃料電池および金属多孔体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C25D 7/00 20060101AFI20230110BHJP
C21D 1/74 20060101ALI20230110BHJP
C22C 1/08 20060101ALI20230110BHJP
C23C 10/54 20060101ALI20230110BHJP
H01M 4/86 20060101ALI20230110BHJP
C22C 19/05 20060101ALN20230110BHJP
H01M 8/10 20160101ALN20230110BHJP
【ＦＩ】
C25D7/00 R
C21D1/74 J
C22C1/08 D
C23C10/54
H01M4/86 B
H01M4/86 Z
C22C19/05 J
H01M8/10 101
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2019569856
(86)(22)【出願日】2019-06-05
(86)【国際出願番号】 JP2019022336
(87)【国際公開番号】W WO2020049815
(87)【国際公開日】2020-03-12
【審査請求日】2021-11-22
(31)【優先権主張番号】P 2018168091
(32)【優先日】2018-09-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】591174368
【氏名又は名称】富山住友電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100116713
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 正己
(74)【代理人】
【識別番号】100179844
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 芳國
(72)【発明者】
【氏名】土田 斉
(72)【発明者】
【氏名】西村 淳一
(72)【発明者】
【氏名】馬渕 精治
【審査官】松村 駿一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１７３０７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０３３９１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１４９０４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０２７２６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／１３１５３６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２５Ｄ ７／００
Ｃ２１Ｄ １／７４
Ｃ２３Ｃ １０／５４
Ｈ０１Ｍ ４／８６
Ｃ２２Ｃ １／０８
Ｃ２２Ｃ １９／０５
Ｈ０１Ｍ ８／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケルとクロムとを含む合金で、かつ、鉄が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり１０個以下であり、
前記骨格は、酸化クロム層と炭化クロム層とを有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下である、
金属多孔体。
【請求項2】
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、
前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケルとクロムとを含む合金で、かつ、鉄が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ ２ 当たり１０個以下であり、
前記骨格は、最表層が酸化クロム層であり、前記酸化クロム層の下に炭化クロム層を有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ未満である、
金属多孔体。
【請求項3】
前記金属多孔体は、気孔率が６０％以上、９８％以下である、請求項１または請求項２に記載の金属多孔体。
【請求項4】
前記金属多孔体は、平均気孔径が５０μｍ以上、５０００μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金属多孔体。
【請求項5】
ガス拡散層を備えている燃料電池であって、前記ガス拡散層は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属多孔体である、
燃料電池。
【請求項6】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法であって、三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程と、
前記多孔体を、少なくとも、クロム、酸化アルミニウム粉末、および塩化アンモニウムを含む粉末中に埋めて熱処理することにより、前記クロムを前記骨格に拡散浸透させて少なくともニッケルとクロムとを合金化させた金属多孔体を得る工程と、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるように除去する工程と、
を有する、金属多孔体の製造方法。
【請求項7】
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を除去する工程は、前記金属多孔体に高圧の水を噴射することにより行う、請求項６に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項8】
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を除去する工程は、前記金属多孔体を酸処理することにより行う、請求項６に記載の金属多孔体の製造方法。
【請求項9】
前記多孔体は、三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体の前記骨格の表面に、炭素粉末を塗布することにより、前記樹脂成形体の前記骨格の表面を導電化処理する工程と、
前記導電化処理する工程後に、前記樹脂成形体の前記骨格の表面にニッケルをめっきする工程と、
前記めっきする工程後に、酸化性雰囲気下で熱処理することにより前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程後に、水蒸気を含む還元性雰囲気下で熱処理することにより前記ニッケル中に残留する炭素を低減させる工程と、
を経ることにより得られたものである、
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は金属多孔体、燃料電池および金属多孔体の製造方法に関する。本出願は、２０１８年９月７日に出願した日本特許出願である特願２０１８－１６８０９１号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
【背景技術】
【0002】
従来、気孔率が高く表面積の大きな金属多孔体の製造法として、発泡樹脂等の樹脂多孔体の表面に金属層を形成する方法が知られている。例えば、三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体の骨格の表面を導電化処理し、この骨格の上に金属からなる電気めっき層を形成し、必要に応じて樹脂成形体を焼却して除去することにより金属多孔体を製造することが出来る。
金属多孔体は種々の用途に利用されており、用途によっては骨格が高い耐食性を有していることが要求される場合がある。高い耐食性を有する金属多孔体としては、例えば、骨格がニッケル－クロム合金によって形成されている金属多孔体が知られている。
金属多孔体は種々の用途に利用されており、用途によっては骨格が高い耐食性を有していることが要求される場合がある。高い耐食性を有する金属多孔体としては、例えば、骨格がニッケル－クロム合金によって形成されている金属多孔体が知られている。
【0003】
特開２０１２－１４９２８２号公報（特許文献１）には、骨格がニッケルによって構成されている金属多孔体（以下、「ニッケル多孔体」とも記載する）の骨格の表面にクロム層をめっきによって形成してから、熱処理によってクロムを拡散させることによって、ニッケルとクロムとが合金化した金属多孔体を製造する方法が記載されている。
また、特開平０８－０１３１２９号公報（特許文献２）には、ニッケル多孔体をＡｌ、Ｃｒ、およびＮＨ４Ｃｌまたはその化合物を含む粉末中に埋めて、Ａｒガス又はＨ２ガス等の雰囲気中で熱処理をする拡散浸透法によって、ニッケルとクロムとが合金化した金属多孔体を製造する方法が記載されている。
また、特開平０８－０１３１２９号公報（特許文献２）には、ニッケル多孔体をＡｌ、Ｃｒ、およびＮＨ４Ｃｌまたはその化合物を含む粉末中に埋めて、Ａｒガス又はＨ２ガス等の雰囲気中で熱処理をする拡散浸透法によって、ニッケルとクロムとが合金化した金属多孔体を製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１２－１４９２８２号公報
【文献】特開平０８－０１３１２９号公報
【発明の概要】
【0005】
本開示の一態様に係る金属多孔体は、
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、
前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり１０個以下であり、
前記骨格は、酸化クロム層と炭化クロム層とを有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下である、
金属多孔体、である。
本開示の別の態様に係る金属多孔体は、
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、
前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ ２ Ｏ ３ ）粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ ２ 当たり１０個以下であり、
前記骨格は、最表層が酸化クロム層であり、前記酸化クロム層の下に炭化クロム層を有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ未満である、
金属多孔体、である。
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、
前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり１０個以下であり、
前記骨格は、酸化クロム層と炭化クロム層とを有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下である、
金属多孔体、である。
本開示の別の態様に係る金属多孔体は、
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、
前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ ２ Ｏ ３ ）粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ ２ 当たり１０個以下であり、
前記骨格は、最表層が酸化クロム層であり、前記酸化クロム層の下に炭化クロム層を有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ未満である、
金属多孔体、である。
【0006】
本開示の一態様に係る燃料電池は、
ガス拡散層を備えている燃料電池であって、
前記ガス拡散層は、上記金属多孔体である、燃料電池である。
ガス拡散層を備えている燃料電池であって、
前記ガス拡散層は、上記金属多孔体である、燃料電池である。
【0007】
本開示の一態様に係る金属多孔体の製造方法は、
上記本開示の一態様に係る金属多孔体を製造する方法であって、
三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程と、
前記多孔体を、少なくとも、クロム（Ｃｒ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末、および塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を含む粉末中に埋めて熱処理することにより、前記クロムを前記骨格に拡散浸透させて少なくともニッケルとクロムとを合金化させた金属多孔体を得る工程と、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるように除去する工程と、
を有する、金属多孔体の製造方法、である。
上記本開示の一態様に係る金属多孔体を製造する方法であって、
三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程と、
前記多孔体を、少なくとも、クロム（Ｃｒ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末、および塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を含む粉末中に埋めて熱処理することにより、前記クロムを前記骨格に拡散浸透させて少なくともニッケルとクロムとを合金化させた金属多孔体を得る工程と、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるように除去する工程と、
を有する、金属多孔体の製造方法、である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
[本開示が解決しようとする課題]
近年、燃料電池を含む各種電池、キャパシタ等の蓄電デバイスに対してますます高出力化、高容量化（小型化）が望まれている。
燃料電池のガス拡散層には、一般に、カーボン構造体又はステンレス鋼（ＳＵＳ）構造体が利用されている。カーボン構造体又はＳＵＳ構造体にはガス流路となる溝が形成されている。溝の幅は約５００μｍ程度であり、一繋がりの線状になっている。溝は、カーボン構造体又はＳＵＳ構造体が電解質と接触する面の面積の約１／２程度に設けられているため、ガス拡散層の気孔率は５０％程度である。このような従来の燃料電池におけるガス拡散層は、気孔率がそれほど高くなく、また、圧力損失も大きいため、燃料電池を小型化しつつ出力を大きくすることが出来ていなかった。
近年、燃料電池を含む各種電池、キャパシタ等の蓄電デバイスに対してますます高出力化、高容量化（小型化）が望まれている。
燃料電池のガス拡散層には、一般に、カーボン構造体又はステンレス鋼（ＳＵＳ）構造体が利用されている。カーボン構造体又はＳＵＳ構造体にはガス流路となる溝が形成されている。溝の幅は約５００μｍ程度であり、一繋がりの線状になっている。溝は、カーボン構造体又はＳＵＳ構造体が電解質と接触する面の面積の約１／２程度に設けられているため、ガス拡散層の気孔率は５０％程度である。このような従来の燃料電池におけるガス拡散層は、気孔率がそれほど高くなく、また、圧力損失も大きいため、燃料電池を小型化しつつ出力を大きくすることが出来ていなかった。
【0010】
そこで本発明者等は、燃料電池のガス拡散層としてカーボン構造体又はＳＵＳ構造体の代わりに三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体を用いることを検討した。気孔率が高い金属多孔体を燃料電池のガス拡散層として用いることで、ガスの拡散性能を高くし、ガスの利用効率を上げることができる。金属多孔体を例えば、固体高分子型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ；ＰＥＦＣ）のガス拡散層として用いる場合には、膜電極複合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）から発生する強酸に曝されるため、金属多孔体は高耐食性である必要がある。
【0011】
骨格がニッケル－クロム合金により構成されている金属多孔体は、高耐食性を有するため燃料電池のガス拡散層として用いることができる。
前記特許文献１に記載の方法のように、めっき法によって金属多孔体を製造するには、環境への配慮から３価のクロムめっき液を使用する必要がある。しかしながら、３価のクロムめっき液を用いた場合には成膜速度が０．３μｍ／ｈ程度と遅いため、クロムの合金比率が２０％以上である金属多孔体を製造するためには時間がかかり、生産性を高くするという点で改良の余地があった。
前記特許文献１に記載の方法のように、めっき法によって金属多孔体を製造するには、環境への配慮から３価のクロムめっき液を使用する必要がある。しかしながら、３価のクロムめっき液を用いた場合には成膜速度が０．３μｍ／ｈ程度と遅いため、クロムの合金比率が２０％以上である金属多孔体を製造するためには時間がかかり、生産性を高くするという点で改良の余地があった。
【0012】
そこで本発明者らは、前記特許文献２に記載の方法のように拡散浸透法によって製造した金属多孔体を燃料電池のガス拡散層として用いるために、骨格の表面状態を詳細に調べた。その結果、骨格の表面には微量ではあるが拡散していないＣｒ粉末、酸化アルミニウム粉末、炭化ケイ素粉末等が残留していることが見出された。微量ではあってもこのような粉末が骨格の表面に残留していると、燃料電池を作動させた場合に、ガスの圧力損失に影響を与える可能性が懸念される。
【0013】
本開示は上記事情に鑑みて、耐食性に優れ、かつ、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体を安価に提供することを課題とする。
【0014】
[本開示の効果]
本開示によれば、耐食性に優れ、かつ、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体を安価に提供することができる。
本開示によれば、耐食性に優れ、かつ、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体を安価に提供することができる。
【0015】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係る金属多孔体は、
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、
前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり１０個以下である、
金属多孔体、である。
上記（１）に記載の態様によれば、耐食性に優れ、かつ、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体を安価に提供することができる。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係る金属多孔体は、
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体であって、
前記金属多孔体は、その外観がシート状であり、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の付着数は、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり１０個以下である、
金属多孔体、である。
上記（１）に記載の態様によれば、耐食性に優れ、かつ、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体を安価に提供することができる。
【0016】
（２）上記（１）に記載の金属多孔体は、
前記骨格が、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層と炭化クロム層とを有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下である、
ことが好ましい。
上記（２）に記載の態様によれば、骨格の表面に酸化クロムを有していることにより撥水性が高い金属多孔体を提供することができる。
前記骨格が、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層と炭化クロム層とを有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下である、
ことが好ましい。
上記（２）に記載の態様によれば、骨格の表面に酸化クロムを有していることにより撥水性が高い金属多孔体を提供することができる。
【0017】
（３）上記（１）に記載の金属多孔体は、
前記骨格が、最表層が酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層であり、前記酸化クロム層の下に炭化クロム層を有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ未満である、
ことが好ましい。
上記（３）に記載の態様によれば、骨格の靭性が優れ、かつ撥水性が高い金属多孔体を提供することができる。
前記骨格が、最表層が酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層であり、前記酸化クロム層の下に炭化クロム層を有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ未満である、
ことが好ましい。
上記（３）に記載の態様によれば、骨格の靭性が優れ、かつ撥水性が高い金属多孔体を提供することができる。
【0018】
（４）上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載の金属多孔体は、
気孔率が６０％以上、９８％以下であることが好ましい。
上記（４）に記載の態様によれば、気孔率が非常に高い金属多孔体を提供することができる。
気孔率が６０％以上、９８％以下であることが好ましい。
上記（４）に記載の態様によれば、気孔率が非常に高い金属多孔体を提供することができる。
【0019】
（５）上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載の金属多孔体は、
平均気孔径が５０μｍ以上、５０００μｍ以下であることが好ましい。
上記（５）に記載の態様によれば、燃料電池のガス拡散層として用いた場合に、ガスの拡散性能が高く、かつ、発電により発生した水の排出性が高い金属多孔体を提供することができる。
平均気孔径が５０μｍ以上、５０００μｍ以下であることが好ましい。
上記（５）に記載の態様によれば、燃料電池のガス拡散層として用いた場合に、ガスの拡散性能が高く、かつ、発電により発生した水の排出性が高い金属多孔体を提供することができる。
【0020】
（６）本開示の一態様に係る燃料電池は、
ガス拡散層を備えている燃料電池であって、
前記ガス拡散層は、上記（１）から上記（５）のいずれかに記載の金属多孔体である、燃料電池、である。
上記（６）に記載の態様によれば、小型でかつ高出力の燃料電池を提供することができる。
ガス拡散層を備えている燃料電池であって、
前記ガス拡散層は、上記（１）から上記（５）のいずれかに記載の金属多孔体である、燃料電池、である。
上記（６）に記載の態様によれば、小型でかつ高出力の燃料電池を提供することができる。
【0021】
（７）本開示の一態様に係る金属多孔体の製造方法は、
上記（１）から上記（５）のいずれかに記載の金属多孔体を製造する方法であって、
三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程と、
前記多孔体を、少なくとも、クロム（Ｃｒ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末、および塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を含む粉末中に埋めて熱処理することにより、前記クロムを前記骨格に拡散浸透させて少なくともニッケルとクロムとを合金化させた金属多孔体を得る工程と、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるように除去する工程と、
を有する、金属多孔体の製造方法、である。
上記（７）に記載の態様によれば、耐食性に優れ、かつ、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体を安価に製造することが可能な金属多孔体の製造方法を提供することができる。
上記（１）から上記（５）のいずれかに記載の金属多孔体を製造する方法であって、
三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程と、
前記多孔体を、少なくとも、クロム（Ｃｒ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末、および塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を含む粉末中に埋めて熱処理することにより、前記クロムを前記骨格に拡散浸透させて少なくともニッケルとクロムとを合金化させた金属多孔体を得る工程と、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるように除去する工程と、
を有する、金属多孔体の製造方法、である。
上記（７）に記載の態様によれば、耐食性に優れ、かつ、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体を安価に製造することが可能な金属多孔体の製造方法を提供することができる。
【0022】
（８）上記（７）に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を除去する工程は、前記金属多孔体に高圧の水を噴射することにより行うことが好ましい。
（９）上記（７）に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を除去する工程は、前記金属多孔体を酸処理することにより行うことが好ましい。
上記（８）および上記（９）に記載の金属多孔体の製造方法によれば、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体をより簡便に製造することが可能な金属多孔体の製造方法を提供することができる。
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を除去する工程は、前記金属多孔体に高圧の水を噴射することにより行うことが好ましい。
（９）上記（７）に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している前記酸化アルミニウム粉末を除去する工程は、前記金属多孔体を酸処理することにより行うことが好ましい。
上記（８）および上記（９）に記載の金属多孔体の製造方法によれば、骨格の表面に付着している微粒子がより少ない金属多孔体をより簡便に製造することが可能な金属多孔体の製造方法を提供することができる。
【0023】
（１０）上記（７）から上記（９）のいずれかに記載の金属多孔体の製造方法は、
前記多孔体が、
三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体の前記骨格の表面に、炭素粉末を塗布することにより、前記樹脂成形体の前記骨格の表面を導電化処理する工程と、
前記導電化処理する工程後に、前記樹脂成形体の前記骨格の表面にニッケルをめっきする工程と、
前記めっきする工程後に、酸化性雰囲気下で熱処理することにより前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程後に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む還元性雰囲気下で熱処理することにより前記ニッケル中に残留する炭素を低減させる工程と、
を経ることにより得られたものであることが好ましい。
上記（１０）に記載の態様によれば、骨格の表面の撥水性が高い金属多孔体を提供することができる。
前記多孔体が、
三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体の前記骨格の表面に、炭素粉末を塗布することにより、前記樹脂成形体の前記骨格の表面を導電化処理する工程と、
前記導電化処理する工程後に、前記樹脂成形体の前記骨格の表面にニッケルをめっきする工程と、
前記めっきする工程後に、酸化性雰囲気下で熱処理することにより前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程後に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む還元性雰囲気下で熱処理することにより前記ニッケル中に残留する炭素を低減させる工程と、
を経ることにより得られたものであることが好ましい。
上記（１０）に記載の態様によれば、骨格の表面の撥水性が高い金属多孔体を提供することができる。
【0024】
［本開示の実施態様の詳細］
本開示の実施態様に係る金属多孔体、燃料電池、および金属多孔体の製造方法の具体例を、以下に、より詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示の実施態様に係る金属多孔体、燃料電池、および金属多孔体の製造方法の具体例を、以下に、より詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0025】
＜金属多孔体＞
図１に本開示の実施形態に係る金属多孔体の一例の概略図を示す。本開示の実施形態に係る金属多孔体１０は、図１に示すように、三次元網目状構造の骨格１１を有しており、全体としてシート状の外観を有している。また、前記骨格１１によって形成されている気孔部は、金属多孔体１０の表面から内部まで連なるように形成された連通気孔となっている。
図２に、本開示の実施形態に係る金属多孔体１０の、三次元網目状構造の骨格１１を写した断面写真を示す。また、図２に示す金属多孔体１０の断面を拡大視した拡大模式図を図３に示す。骨格１１の形状が三次元網目状構造を有する場合には、典型的には図３に示すように、金属多孔体１０の骨格１１の内部１３は中空になっている。そして、骨格１１は合金膜１２によって形成されている。また、前記骨格１１は、気孔部１４を形成している。
図１に本開示の実施形態に係る金属多孔体の一例の概略図を示す。本開示の実施形態に係る金属多孔体１０は、図１に示すように、三次元網目状構造の骨格１１を有しており、全体としてシート状の外観を有している。また、前記骨格１１によって形成されている気孔部は、金属多孔体１０の表面から内部まで連なるように形成された連通気孔となっている。
図２に、本開示の実施形態に係る金属多孔体１０の、三次元網目状構造の骨格１１を写した断面写真を示す。また、図２に示す金属多孔体１０の断面を拡大視した拡大模式図を図３に示す。骨格１１の形状が三次元網目状構造を有する場合には、典型的には図３に示すように、金属多孔体１０の骨格１１の内部１３は中空になっている。そして、骨格１１は合金膜１２によって形成されている。また、前記骨格１１は、気孔部１４を形成している。
【0026】
前記骨格１１は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶している膜によって構成されていればよい。ニッケルは骨格１１において含有比率が一番多い成分であり、主成分となっている。クロムは、前記骨格１１において、ニッケルと合金化してＣｒ２Ｎｉ３となっているか、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）の状態で存在していればよく、もちろん他の金属成分と合金化していても構わない。鉄は、骨格１１を構成する合金成分または金属成分中に固溶していればよい。
【0027】
前記骨格１１におけるクロムの含有率は、５質量％以上、５０質量％以下程度であることが好ましい。前記骨格１１におけるクロムの含有率が５質量％以上であることにより、耐食性に優れ、強酸性下でニッケルが溶出し難い金属多孔体を提供することができる。また、前記骨格１１におけるクロムの含有率が５０質量％以下であることにより、製造コストを抑えつつ、引張強度に優れた金属多孔体を提供することができる。これらの観点から、前記骨格１１におけるクロムの含有率は、１０質量％以上、４５質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以上、４０質量％以下程度であることが更に好ましい。
【0028】
前記骨格１１における鉄の含有率は、５０ｐｐｍ以上、５０００ｐｐｍ以下程度であることが好ましく、１００ｐｐｍ以上、３０００ｐｐｍ以下程度であることがより好ましく、２００ｐｐｍ以上、２０００ｐｐｍ以下程度であることが更に好ましい。前記骨格１１における鉄の含有率が５０ｐｐｍ以上であることにより、ＦｅＯ層の下にスピネル型の複酸化物ＦｅＣｒ２Ｏ４が生成し、前記酸化クロムが骨格１１の表面から脱離することを抑制することができる。また、前記骨格１１における鉄の含有率が５０００ｐｐｍ以下であることにより、金属多孔体の電気抵抗が大きくなることを抑制することができる。
【0029】
前記骨格１１には、ニッケル、クロム、および鉄以外の成分が意図的または不可避的に含まれていても構わない。他の成分としては、例えば、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などを挙げることができる。言い換えると、前記骨格は、マンガン、ケイ素、アルミニウム、及びジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を更に含んでいてもよい。特に、ケイ素がＳｉＯ２として骨格１１中に含まれている場合には、当該ＳｉＯ２は、前記酸化クロムが骨格１１の表面から脱離するのを抑制する効果があるため、撥水性に優れた金属多孔体となる。
【0030】
本開示の実施形態に係る金属多孔体１０は、前記骨格１１の表面に付着している酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の量（付着数）が、金属多孔体１０のみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下である。当該付着数の下限は、例えば、０個以上であってもよいし、１個以上であってもよい。本実施形態において、上述の「酸化アルミニウム粉末の量」は、酸化アルミニウムの粒子の数と把握することもできる。金属多孔体１０の使用用途によっては、使用中に前記骨格１１の表面から酸化アルミニウム粉末が脱離して周囲に飛散する場合があるため、前記骨格１１の表面に付着している酸化アルミニウムの量は少なければ少ないほど好ましい。このため、前記骨格１１の表面に付着している酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の量（付着数）は金属多孔体１０の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、５個以下であることがより好ましく、１個以下であることが更に好ましい。また、上記酸化アルミニウム粉末の付着数が１０個以下であると、上記金属多孔体をガス拡散層として備えている燃料電池において、作動時にガスの圧力損失が抑制される傾向がある。
【0031】
前記骨格１１の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の量は、以下のようにして測定することができる。
平板状の金属多孔体１０の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２の範囲において、図５に示すように、長手方向Ｘ、短手方向Ｙのそれぞれについて、両端部と中央部の９箇所を測定箇所Ａ～Ｉとする。なお、両端部とは、最端部から５ｃｍ程度内側の箇所とする。そして、測定箇所Ａ～Ｉの骨格１１の表面を、１０倍ルーペを用いて観察する。骨格１１の表面をルーペで観察する際には、測定箇所Ａ～Ｉのそれぞれにおいて１０視野を観察し、各視野に観察される酸化アルミニウム粉末の数をカウントする。なお、前記ルーペで観察する際には、金属多孔体の一方の面から観察し、表面部分の焦点が合う部分の骨格のみを観察するものとする。各視野の酸化アルミニウム粉末の数を平均したものを、その測定箇所（例えば、測定箇所Ａ）での酸化アルミニウム粉末の付着数とする。同様に、他の測定箇所（残りの測定箇所Ｂ～Ｉ）における酸化アルミニウム粉末の付着数を決定する。測定箇所Ａ～Ｉにおける酸化アルミニウム粉末の付着数の平均を、金属多孔体１０の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たりの酸化アルミニウム粉末の付着数とする。
平板状の金属多孔体１０の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２の範囲において、図５に示すように、長手方向Ｘ、短手方向Ｙのそれぞれについて、両端部と中央部の９箇所を測定箇所Ａ～Ｉとする。なお、両端部とは、最端部から５ｃｍ程度内側の箇所とする。そして、測定箇所Ａ～Ｉの骨格１１の表面を、１０倍ルーペを用いて観察する。骨格１１の表面をルーペで観察する際には、測定箇所Ａ～Ｉのそれぞれにおいて１０視野を観察し、各視野に観察される酸化アルミニウム粉末の数をカウントする。なお、前記ルーペで観察する際には、金属多孔体の一方の面から観察し、表面部分の焦点が合う部分の骨格のみを観察するものとする。各視野の酸化アルミニウム粉末の数を平均したものを、その測定箇所（例えば、測定箇所Ａ）での酸化アルミニウム粉末の付着数とする。同様に、他の測定箇所（残りの測定箇所Ｂ～Ｉ）における酸化アルミニウム粉末の付着数を決定する。測定箇所Ａ～Ｉにおける酸化アルミニウム粉末の付着数の平均を、金属多孔体１０の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たりの酸化アルミニウム粉末の付着数とする。
【0032】
前記骨格１１は酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層と炭化クロム層とを有することが好ましい。前記骨格１１は、最表層が酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層によって形成されており、かつその酸化クロム層の下には炭化クロム層が形成されていることが好ましい。骨格１１の最表層が酸化クロム層であることにより、撥水性に優れた金属多孔体となる。また、骨格１１に炭化クロム層が含まれていることにより、硬度に優れた金属多孔体となる。なお、炭化クロム層の厚みが厚い場合には、前記骨格１１の一部分において、最表層が炭化クロム層によって形成されており、その炭化クロム層の下に酸化クロム層が形成されていても構わない。骨格１１に含まれる前記酸化クロム層および前記炭化クロム層の厚みは、金属多孔体の使用用途に応じて適宜選択すればよい。
【0033】
前記骨格１１の最表層の酸化クロム層の厚みは０．１μｍ以上、３μｍ以下であることが好ましい。酸化クロム層の厚みが０．１μｍ以上であることにより、金属多孔体の撥水性を高くすることができる。骨格１１の表面の撥水性が高いことにより、例えば、金属多孔体を燃料電池のガス拡散層に用いた場合に、発電時に発生する水を効率よく排出できるようになる。なお、酸化クロム層による撥水性の効果は、酸化クロム層の厚みが３μｍ程度で飽和するため、前記酸化クロム層の厚みは３μｍ以下であればよい。また、前記酸化クロム層の厚みを３μｍ以下程度とすることで金属多孔体の製造コストが高くなることを抑制できる。
【0034】
炭化クロムは硬度が高いため、骨格１１中に炭化クロム層があることで、骨格１１の硬度が大きくなる。一方、炭化クロムが多すぎると骨格１１が脆くなる場合がある。前記炭化クロム層中の炭化クロムは、Ｃｒ７Ｃ３と、Ｃｒ２３Ｃ６の２種類の状態で存在し得る。また、炭化クロムは、前記酸化クロム層における酸化クロム結晶の粒界にも存在し得る。
【0035】
金属多孔体を、例えば、フィルターのように骨格の硬度が大きいことが要求される用途に用いる場合には、前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。
【0036】
また、骨格１１中の炭化クロム層の厚みが薄い場合には、最表層の酸化クロム層の厚みが厚くなる傾向にあり、また、炭化クロム層は、最表層の酸化クロム層の下（骨格の内部側）に形成されるようになる。このため、金属多孔体を例えば、燃料電池のガス拡散層のように骨格の表面の撥水性が高いことが要求される用途に用いる場合には、前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上、０．５μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上、０．３μｍ以下であることが更に好ましい。
【0037】
骨格１１中の前記酸化クロム層および前記炭化クロム層は、金属多孔体の骨格をエネルギー分散型Ｘ線分析（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＥＤＸ）、蛍光Ｘ線分析（Ｘ－ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＸＲＦ）、又はＸ線回折法（Ｘ－ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＸＲＤ）によって分析することにより確認することができる。
【0038】
本開示の実施形態に係る金属多孔体１０の気孔率は、金属多孔体の使用用途に応じて適宜選択すればよい。金属多孔体１０の気孔率は次式で定義される。
気孔率（％）＝［１－｛Ｍｐ／（Ｖｐ×ｄｐ）｝］×１００
Ｍｐ：金属多孔体の質量［ｇ］
Ｖｐ：金属多孔体における外観の形状の体積［ｃｍ３］
ｄｐ：金属多孔体を構成する金属又は合金の密度［ｇ／ｃｍ３］
例えば、金属多孔体１０を燃料電池のガス拡散層として用いる場合には、ガス拡散性能に優れる、かつ、圧力損失が少ないことが好ましい。そのため、前記気孔率は、６０％以上、９８％以下であることが好ましく、７０％以上、９８％以下とすることがより好ましく、９０％以上、９８％以下とすることが更に好ましい。
気孔率（％）＝［１－｛Ｍｐ／（Ｖｐ×ｄｐ）｝］×１００
Ｍｐ：金属多孔体の質量［ｇ］
Ｖｐ：金属多孔体における外観の形状の体積［ｃｍ３］
ｄｐ：金属多孔体を構成する金属又は合金の密度［ｇ／ｃｍ３］
例えば、金属多孔体１０を燃料電池のガス拡散層として用いる場合には、ガス拡散性能に優れる、かつ、圧力損失が少ないことが好ましい。そのため、前記気孔率は、６０％以上、９８％以下であることが好ましく、７０％以上、９８％以下とすることがより好ましく、９０％以上、９８％以下とすることが更に好ましい。
【0039】
本開示の実施形態に係る金属多孔体１０の平均気孔径は、金属多孔体の使用用途に応じて適宜選択すればよい。なお、金属多孔体１０の平均気孔径とは、金属多孔体１０の表面を顕微鏡等で少なくとも１０視野観察し、１インチ（２５．４ｍｍ＝２５４００μｍ）あたりのセル部の平均の数（ｎｃ）を求め、次式で算出されるものをいうものとする。
平均気孔径（μｍ）＝２５４００μｍ／ｎｃ
平均気孔径（μｍ）＝２５４００μｍ／ｎｃ
【0040】
例えば、金属多孔体１０を燃料電池のガス拡散層として用いる場合には、金属多孔体１０の平均気孔径は、気孔部１４を通気するガスの拡散性と圧力損失とを勘案して選択すればよい。具体的には、金属多孔体を燃料電池のガス拡散層として用いる場合には、平均気孔径を５０μｍ以上、５０００μｍ以下とすることが好ましく、１００μｍ以上、１０００μｍ以下とすることがより好ましく、２００μｍ以上、７００μｍ以下とすることが更に好ましい。
【0041】
本開示の実施形態に係る金属多孔体１０の外観における厚みは特に限定されるものではなく、金属多孔体の使用用途に応じて適宜選択すればよい。金属多孔体１０の外観における厚みは、例えば、デジタルシックネスゲージによって測定が可能である。
多くの場合、金属多孔体の外観における厚みを０．１ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下とすることで、軽量でかつ強度が高い金属多孔体とすることができる。これらの観点から、金属多孔体１０の外観における厚みは、０．３ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．４ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下とすることが更に好ましい。
多くの場合、金属多孔体の外観における厚みを０．１ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下とすることで、軽量でかつ強度が高い金属多孔体とすることができる。これらの観点から、金属多孔体１０の外観における厚みは、０．３ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．４ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下とすることが更に好ましい。
【0042】
＜燃料電池＞
本開示の実施形態に係る燃料電池は、上記の本開示の実施形態に係る金属多孔体をガス拡散層として備えていればよく、他の構成は従来の燃料電池と同様の構成を採用することができる。燃料電池の種類は特に限定されるものではなく、固体高分子型燃料電池であってもよいし、固体酸化物型燃料電池であってもよい。また、金属多孔体１０は導電性を有するため、燃料電池においては、ガス拡散層兼集電体として用いることもできる。
本開示の実施形態に係る燃料電池は、ガス拡散層においてガスの拡散性が高くガスの利用効率が高いため、燃料電池を小型化しつつ出力を大きくすることが出来る。更に、本開示の実施形態に係る燃料電池は、金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の量が少ないため、燃料電池の使用時において酸化アルミニウム粉末が飛散せず、また、ガス拡散層での圧力損失が少ない。
本開示の実施形態に係る燃料電池は、上記の本開示の実施形態に係る金属多孔体をガス拡散層として備えていればよく、他の構成は従来の燃料電池と同様の構成を採用することができる。燃料電池の種類は特に限定されるものではなく、固体高分子型燃料電池であってもよいし、固体酸化物型燃料電池であってもよい。また、金属多孔体１０は導電性を有するため、燃料電池においては、ガス拡散層兼集電体として用いることもできる。
本開示の実施形態に係る燃料電池は、ガス拡散層においてガスの拡散性が高くガスの利用効率が高いため、燃料電池を小型化しつつ出力を大きくすることが出来る。更に、本開示の実施形態に係る燃料電池は、金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の量が少ないため、燃料電池の使用時において酸化アルミニウム粉末が飛散せず、また、ガス拡散層での圧力損失が少ない。
【0043】
＜金属多孔体の製造方法＞
本開示の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、上記の本開示の実施形態に係る金属多孔体を製造する方法であり、少なくとも、ニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程（用意工程）と、前記多孔体のニッケルをクロムと合金化させて金属多孔体を得る工程（合金化工程）と、前記金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウムを除去する工程（除去工程）と、を有する。更に、必要に応じて、前記多孔体に残留する炭素を低減させる工程（炭素除去工程）を有する。以下に各工程を詳述する。
本開示の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、上記の本開示の実施形態に係る金属多孔体を製造する方法であり、少なくとも、ニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程（用意工程）と、前記多孔体のニッケルをクロムと合金化させて金属多孔体を得る工程（合金化工程）と、前記金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウムを除去する工程（除去工程）と、を有する。更に、必要に応じて、前記多孔体に残留する炭素を低減させる工程（炭素除去工程）を有する。以下に各工程を詳述する。
【0044】
（用意工程）
用意工程は、三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程である。前記多孔体は、全体としてシート状の外観形状を有している。本開示の実施形態に係る金属多孔体は前記多孔体のニッケルをクロムと合金化して得られるものであるため、前記多孔体の構造（気孔率、平均気孔径等）は、金属多孔体に要求される構造と同じものを用意すればよい。前記多孔体は、金属多孔体と同様に、典型的には骨格の内部が中空になっており、前記骨格によって気孔部が形成されているものを用意すればよい。多孔体の気孔率および平均気孔径は、前記金属多孔体の気孔率および平均気孔径と同様に定義される。
なお、前記骨格がニッケルを主成分とするとは、多孔体の骨格が、ニッケルを一番多く含むことをいう。
用意工程は、三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する工程である。前記多孔体は、全体としてシート状の外観形状を有している。本開示の実施形態に係る金属多孔体は前記多孔体のニッケルをクロムと合金化して得られるものであるため、前記多孔体の構造（気孔率、平均気孔径等）は、金属多孔体に要求される構造と同じものを用意すればよい。前記多孔体は、金属多孔体と同様に、典型的には骨格の内部が中空になっており、前記骨格によって気孔部が形成されているものを用意すればよい。多孔体の気孔率および平均気孔径は、前記金属多孔体の気孔率および平均気孔径と同様に定義される。
なお、前記骨格がニッケルを主成分とするとは、多孔体の骨格が、ニッケルを一番多く含むことをいう。
【0045】
三次元網目状構造の骨格を有する多孔体としては、例えば、住友電気工業株式会社製のセルメット（Ｎｉを主成分とする金属多孔体。「セルメット」は登録商標）を好ましく用いることができる。所望の多孔体を市場から入手することが出来ない場合には、以下の方法によって製造してもよい。
－導電化処理工程－
まず、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂成形体（以下、単に「樹脂成形体」とも記す）を用意する。樹脂成形体としては、ポリウレタン樹脂又はメラミン樹脂等を用いることができる。図４に三次元網目状構造の骨格を有する発泡ウレタン樹脂の写真を示す。
続いて、樹脂成形体の骨格の表面に炭素粉末を塗布することにより前記樹脂成形体の前記骨格の表面を導電化処理する工程（導電化処理工程）を行なう。導電化処理に用いる炭素粉末としては、例えば、カーボンブラック等の非晶質炭素粉末、黒鉛等のカーボン粉末が挙げられる。
－導電化処理工程－
まず、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂成形体（以下、単に「樹脂成形体」とも記す）を用意する。樹脂成形体としては、ポリウレタン樹脂又はメラミン樹脂等を用いることができる。図４に三次元網目状構造の骨格を有する発泡ウレタン樹脂の写真を示す。
続いて、樹脂成形体の骨格の表面に炭素粉末を塗布することにより前記樹脂成形体の前記骨格の表面を導電化処理する工程（導電化処理工程）を行なう。導電化処理に用いる炭素粉末としては、例えば、カーボンブラック等の非晶質炭素粉末、黒鉛等のカーボン粉末が挙げられる。
【0046】
－めっき工程－
めっき工程では、骨格の表面を導電化処理した樹脂成形体を基材として用いて、ニッケルの電気めっきを行う。なお、電気めっきでなくともニッケルにスパッタリング又は無電解めっきによってニッケル膜を形成することは可能であるが、生産性およびコストの観点から電気めっきを採用することが好ましい。
ニッケルの電気めっきは公知の手法によって行なえばよい。めっき浴としては、公知または市販のものを使用することができ、例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等を用いることができる。上記の導電化処理をした樹脂成形体をめっき浴に浸し、樹脂成形体を陰極に、ニッケルの対極板を陽極に接続して、直流又はパルス断続電流を通電させることにより、ニッケルの電気めっきを行うことができる。
めっき工程では、骨格の表面を導電化処理した樹脂成形体を基材として用いて、ニッケルの電気めっきを行う。なお、電気めっきでなくともニッケルにスパッタリング又は無電解めっきによってニッケル膜を形成することは可能であるが、生産性およびコストの観点から電気めっきを採用することが好ましい。
ニッケルの電気めっきは公知の手法によって行なえばよい。めっき浴としては、公知または市販のものを使用することができ、例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等を用いることができる。上記の導電化処理をした樹脂成形体をめっき浴に浸し、樹脂成形体を陰極に、ニッケルの対極板を陽極に接続して、直流又はパルス断続電流を通電させることにより、ニッケルの電気めっきを行うことができる。
【0047】
－樹脂成形体除去工程－
前記めっき工程後に、骨格の表面にニッケルのめっき膜を有する樹脂成形体を酸化性雰囲気下で熱処理することにより、基材として用いた前記樹脂成形体を除去する。この樹脂成形体の除去処理は、例えば、大気等の酸化性雰囲気下で、６００℃以上、８００℃以下程度、好ましくは６００℃以上、７００℃以下程度に昇温することにより行うことができる。これにより、基材として用いた樹脂成形体が燃焼除去されて、ニッケルを主成分とする多孔体が得られる。
前記めっき工程後に、骨格の表面にニッケルのめっき膜を有する樹脂成形体を酸化性雰囲気下で熱処理することにより、基材として用いた前記樹脂成形体を除去する。この樹脂成形体の除去処理は、例えば、大気等の酸化性雰囲気下で、６００℃以上、８００℃以下程度、好ましくは６００℃以上、７００℃以下程度に昇温することにより行うことができる。これにより、基材として用いた樹脂成形体が燃焼除去されて、ニッケルを主成分とする多孔体が得られる。
【0048】
－炭素除去工程－
上記の樹脂成形体除去工程により、基材として用いた樹脂成形体を除去することができるが、ニッケルを主成分とする多孔体の骨格（ニッケルのめっき膜）の内部（中空部）には導電化処理に用いた非晶質炭素粉末やカーボン粉末が残留してしまう場合がある。これらの炭素粉末は、後述するニッケルとクロムとの合金化工程において炭化クロムの発生源となる。このため、本開示の実施形態に係る金属多孔体の骨格に含まれる炭化クロムの量を減らしたい場合には、炭素粉末を除去しておくことが好ましい。なお、ニッケルを主成分とする多孔体の骨格に残留する炭素量が０．７質量％以上であると、後述する合金化工程（クロマイズ処理）においてＣｒ７Ｃ３が生成する。更に、クロムが多く供給されることでＣｒ２３Ｃ６が生成する。
上記の樹脂成形体除去工程により、基材として用いた樹脂成形体を除去することができるが、ニッケルを主成分とする多孔体の骨格（ニッケルのめっき膜）の内部（中空部）には導電化処理に用いた非晶質炭素粉末やカーボン粉末が残留してしまう場合がある。これらの炭素粉末は、後述するニッケルとクロムとの合金化工程において炭化クロムの発生源となる。このため、本開示の実施形態に係る金属多孔体の骨格に含まれる炭化クロムの量を減らしたい場合には、炭素粉末を除去しておくことが好ましい。なお、ニッケルを主成分とする多孔体の骨格に残留する炭素量が０．７質量％以上であると、後述する合金化工程（クロマイズ処理）においてＣｒ７Ｃ３が生成する。更に、クロムが多く供給されることでＣｒ２３Ｃ６が生成する。
【0049】
炭素除去工程は、前記ニッケルを主成分とする多孔体を、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む還元性雰囲気下で熱処理することにより行えばよい。熱処理は７５０℃以上で行えばよい。熱処理温度はより高い方が好ましいが、コスト的に不利となること及び還元炉の炉体材質の面から１０００℃以下とすればよい。
還元性ガスとしては、水素ガス、または水素と、二酸化炭素又は不活性ガスとの混合ガスを用いたり、必要に応じてこれらを組み合わせて用いたりすることもできる。特に、水素ガスを還元性ガスに必ず加えるようにすれば、酸化還元性の効率が良くなる点で好ましい。この還元性ガスに水蒸気（Ｈ２Ｏ）を添加しておくことにより、前記ニッケルを主成分とする多孔体の骨格の内部に残留する炭素を除去することができる。
還元性ガスとしては、水素ガス、または水素と、二酸化炭素又は不活性ガスとの混合ガスを用いたり、必要に応じてこれらを組み合わせて用いたりすることもできる。特に、水素ガスを還元性ガスに必ず加えるようにすれば、酸化還元性の効率が良くなる点で好ましい。この還元性ガスに水蒸気（Ｈ２Ｏ）を添加しておくことにより、前記ニッケルを主成分とする多孔体の骨格の内部に残留する炭素を除去することができる。
【0050】
なお、炭素除去工程は、還元性雰囲気下での処理のため、前記樹脂成形体除去工程によって酸化されたニッケルを還元して緻密な金属膜にすることができる。ニッケルを主成分とする多孔体の骨格の内部に残留する炭素の除去を望まない場合には、還元性ガスに水蒸気を含ませないで熱処理を行えばよい。
【0051】
（合金化工程）
合金化工程は、前記ニッケルを主成分とする多孔体の骨格にクロムを拡散浸透させることで、ニッケルとクロムを合金化する工程である。クロムを拡散浸透させる方法は、公知の手法を採用することができる。例えば、少なくとも、クロム、酸化アルミニウム粉末、および塩化アンモニウムを含む粉末中に、前記ニッケルを主成分とする多孔体を埋めて、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気または熱処理により生成するガスと同一成分ガスの雰囲気中で８００℃以上、１１００℃以下程度に加熱する方法を採用することができる。
なお、上記のクロムの拡散浸透を鉄製またはステンレス製の炉を用いて行うことで、前記多孔体の骨格中に鉄又はマンガンを固溶させることができる。
合金化工程は、前記ニッケルを主成分とする多孔体の骨格にクロムを拡散浸透させることで、ニッケルとクロムを合金化する工程である。クロムを拡散浸透させる方法は、公知の手法を採用することができる。例えば、少なくとも、クロム、酸化アルミニウム粉末、および塩化アンモニウムを含む粉末中に、前記ニッケルを主成分とする多孔体を埋めて、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気または熱処理により生成するガスと同一成分ガスの雰囲気中で８００℃以上、１１００℃以下程度に加熱する方法を採用することができる。
なお、上記のクロムの拡散浸透を鉄製またはステンレス製の炉を用いて行うことで、前記多孔体の骨格中に鉄又はマンガンを固溶させることができる。
【0052】
（粉末除去工程）
前記合金化工程を経ることで、少なくともニッケルとクロムとを含む合金で、かつ、鉄が固溶した骨格を有する金属多孔体を得ることができるが、本発明者等が詳細に検討したところ、前記骨格の表面にはわずかではあるが酸化アルミニウム粉末が付着していることが見出された。このため、本開示の実施形態に係る金属多孔体の製造方法においては、前記合金化工程後に、酸化アルミニウム粉末を除去する工程（粉末除去工程）を行なう。粉末除去工程では、前記金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるようにする。
前記合金化工程を経ることで、少なくともニッケルとクロムとを含む合金で、かつ、鉄が固溶した骨格を有する金属多孔体を得ることができるが、本発明者等が詳細に検討したところ、前記骨格の表面にはわずかではあるが酸化アルミニウム粉末が付着していることが見出された。このため、本開示の実施形態に係る金属多孔体の製造方法においては、前記合金化工程後に、酸化アルミニウム粉末を除去する工程（粉末除去工程）を行なう。粉末除去工程では、前記金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるようにする。
【0053】
前記骨格の表面から酸化アルミニウム粉末を除去する方法としては、例えば、高圧洗浄、酸処理、超音波照射、振動による方法が挙げられる。
高圧洗浄は、前記金属多孔体の骨格に高圧の水を噴射することにより行う方法である。例えば、高圧洗浄機を用いて、５ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以下程度の圧力の水を、５Ｌ／ｍｉｎ以上、１０Ｌ／ｍｉｎ以下程度の水量で金属多孔体の骨格に噴射すればよい。水温が高い方が、洗浄効果が高いため、５５℃以上、７０℃以下程度の温度の水を使用することが好ましい。
高圧洗浄は、前記金属多孔体の骨格に高圧の水を噴射することにより行う方法である。例えば、高圧洗浄機を用いて、５ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以下程度の圧力の水を、５Ｌ／ｍｉｎ以上、１０Ｌ／ｍｉｎ以下程度の水量で金属多孔体の骨格に噴射すればよい。水温が高い方が、洗浄効果が高いため、５５℃以上、７０℃以下程度の温度の水を使用することが好ましい。
【0054】
酸処理による方法は、前記金属多孔体を、ＮｉＣｒが溶解しにくい酸に浸漬することにより行うことができる。前記酸としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等を使用することができる。浸漬する時間は、使用する酸の種類及び濃度に応じて適宜変更すればよい。
【0055】
超音波照射による方法は、前記金属多孔体を水中に浸漬し、超音波を照射することにより行うことができる。
振動による方法は、前記金属多孔体に物理的な振動を与えて酸化アルミニウム粉末を前記骨格から脱離させる方法である。例えば、金属多孔体を振動板上に載置し、振動板を振動させる方法等が挙げられる。
振動による方法は、前記金属多孔体に物理的な振動を与えて酸化アルミニウム粉末を前記骨格から脱離させる方法である。例えば、金属多孔体を振動板上に載置し、振動板を振動させる方法等が挙げられる。
【0056】
上記の方法によって骨格の表面から酸化アルミニウム粉末を除去したら、水切りおよび乾燥を行い、骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の数を測定する。測定方法は、上述の本開示の実施形態に係る金属多孔体の説明において記載した方法と同じ方法とすればよい。
金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の数が金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１１個以上である場合には、更に洗浄を行なって酸化アルミニウム粉末を除去し、１０個以下となるようにする。
金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の数が金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、１１個以上である場合には、更に洗浄を行なって酸化アルミニウム粉末を除去し、１０個以下となるようにする。
【0057】
＜付記＞
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
（付記１）
三次元網目状構造の骨格を有するシート状の金属多孔体であって、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の付着量は、前記金属多孔体のみかけの面積１ｃｍ２当たり１０個以下である、
金属多孔体。
（付記２）
前記骨格は、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層と炭化クロム層とを有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下である、
付記１に記載の金属多孔体。
（付記３）
前記骨格は、最表層が酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層であり、前記酸化クロム層の下に炭化クロム層を有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ未満である、
付記１に記載の金属多孔体。
（付記４）
前記金属多孔体は、気孔率が６０％以上、９８％以下である、付記１から付記３のいずれかに記載の金属多孔体。
（付記５）
前記金属多孔体は、平均気孔径が５０μｍ以上、５０００μｍ以下である、付記１から付記４のいずれかに記載の金属多孔体。
（付記６）
付記１から付記５のいずれかに記載の金属多孔体をガス拡散層として用いた燃料電池。
（付記７）
付記１に記載の金属多孔体を製造する方法であって、
三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する用意工程と、
前記多孔体を、少なくとも、クロム（Ｃｒ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、および塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を含む粉末中に埋めて熱処理することにより、前記クロムを前記骨格に拡散浸透させて少なくともニッケルとクロムとを合金化させた金属多孔体を得る合金化工程と、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体のみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるようにする、粉末除去工程と、
を有する、金属多孔体の製造方法。
（付記８）
前記粉末除去工程は、前記金属多孔体に高圧の水を噴射することにより行う、付記７に記載の金属多孔体の製造方法。
（付記９）
前記粉末除去工程は、前記金属多孔体を酸処理することにより行う、付記７に記載の金属多孔体の製造方法。
（付記１０）
前記多孔体は、
三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体の前記骨格の表面に炭素粉末を塗布するこ
とにより前記樹脂成形体の前記骨格の表面を導電化処理する導電化処理工程と、
前記導電化処理工程後に、前記樹脂成形体の前記骨格の表面にニッケルをめっきするめ
っき工程と、
前記めっき工程後に、酸化性雰囲気下で熱処理することにより前記樹脂成形体を除去する樹脂成形体除去工程と、
前記樹脂多孔体除去工程後に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む還元性雰囲気下で熱処理することにより前記ニッケル中に残留する炭素を低減させる炭素除去工程と、
を経ることにより得られたものである、
付記７から付記９のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
（付記１）
三次元網目状構造の骨格を有するシート状の金属多孔体であって、
前記骨格は、少なくともニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）とを含む合金で、かつ、鉄（Ｆｅ）が固溶しており、
前記骨格の表面に付着した酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末の付着量は、前記金属多孔体のみかけの面積１ｃｍ２当たり１０個以下である、
金属多孔体。
（付記２）
前記骨格は、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層と炭化クロム層とを有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、１μｍ以上、２０μｍ以下である、
付記１に記載の金属多孔体。
（付記３）
前記骨格は、最表層が酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）層であり、前記酸化クロム層の下に炭化クロム層を有し、
前記酸化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
前記炭化クロム層の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ未満である、
付記１に記載の金属多孔体。
（付記４）
前記金属多孔体は、気孔率が６０％以上、９８％以下である、付記１から付記３のいずれかに記載の金属多孔体。
（付記５）
前記金属多孔体は、平均気孔径が５０μｍ以上、５０００μｍ以下である、付記１から付記４のいずれかに記載の金属多孔体。
（付記６）
付記１から付記５のいずれかに記載の金属多孔体をガス拡散層として用いた燃料電池。
（付記７）
付記１に記載の金属多孔体を製造する方法であって、
三次元網目状構造の骨格を有し、前記骨格がニッケルを主成分とする多孔体を用意する用意工程と、
前記多孔体を、少なくとも、クロム（Ｃｒ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、および塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を含む粉末中に埋めて熱処理することにより、前記クロムを前記骨格に拡散浸透させて少なくともニッケルとクロムとを合金化させた金属多孔体を得る合金化工程と、
前記金属多孔体の骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末を、前記金属多孔体のみかけの面積１ｃｍ２当たり、１０個以下となるようにする、粉末除去工程と、
を有する、金属多孔体の製造方法。
（付記８）
前記粉末除去工程は、前記金属多孔体に高圧の水を噴射することにより行う、付記７に記載の金属多孔体の製造方法。
（付記９）
前記粉末除去工程は、前記金属多孔体を酸処理することにより行う、付記７に記載の金属多孔体の製造方法。
（付記１０）
前記多孔体は、
三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体の前記骨格の表面に炭素粉末を塗布するこ
とにより前記樹脂成形体の前記骨格の表面を導電化処理する導電化処理工程と、
前記導電化処理工程後に、前記樹脂成形体の前記骨格の表面にニッケルをめっきするめ
っき工程と、
前記めっき工程後に、酸化性雰囲気下で熱処理することにより前記樹脂成形体を除去する樹脂成形体除去工程と、
前記樹脂多孔体除去工程後に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む還元性雰囲気下で熱処理することにより前記ニッケル中に残留する炭素を低減させる炭素除去工程と、
を経ることにより得られたものである、
付記７から付記９のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
【0058】
（付記１１）
前記少なくともニッケルとクロムとを含む合金がＣｒ２Ｎｉ３である、付記１に記載の金属多孔体。
（付記１２）
前記骨格におけるクロムの含有率は、５質量％以上、５０質量％以下である、付記１に記載の金属多孔体。
（付記１３）
前記骨格における鉄の含有率は、５０ｐｐｍ以上、５０００ｐｐｍ以下である、付記１に記載の金属多孔体。
（付記１４）
前記骨格は、マンガン、ケイ素、アルミニウム、及びジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を更に含む、付記１に記載の金属多孔体。
前記少なくともニッケルとクロムとを含む合金がＣｒ２Ｎｉ３である、付記１に記載の金属多孔体。
（付記１２）
前記骨格におけるクロムの含有率は、５質量％以上、５０質量％以下である、付記１に記載の金属多孔体。
（付記１３）
前記骨格における鉄の含有率は、５０ｐｐｍ以上、５０００ｐｐｍ以下である、付記１に記載の金属多孔体。
（付記１４）
前記骨格は、マンガン、ケイ素、アルミニウム、及びジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を更に含む、付記１に記載の金属多孔体。
【実施例】
【0059】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は例示であって、本発明の金属多孔体等はこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によって示され、請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0060】
（実施例１）
＜用意工程＞
次のようにして三次元網目状構造の骨格を有する多孔体を用意した。
－導電化処理工程－
三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体として１ｍ幅で厚みが１．０ｍｍのポリウレタンシートを用いた。樹脂成形体の気孔率は９６％であり、平均気孔径は４５０μｍであった。
粒径が０．０１μｍから０．２０μｍの非晶性炭素であるカーボンブラック１００ｇを０．５Ｌの１０％アクリル酸エステル系樹脂水溶液に分散し、この比率で粘着塗料を作製した。
次に、前記樹脂成形体を前記粘着塗料に連続的に漬け、ロールで絞った。その後乾燥させて樹脂成形体の骨格の表面に導電層を形成することにより樹脂成形体を導電化処理した。
－めっき工程－
導電化処理を施した前記樹脂成形体の骨格の表面に、ニッケルを電気めっきにより５００ｇ／ｍ２付着させ、骨格の表面にニッケルのめっき膜を有する樹脂構造体を作製した。
－樹脂成形体除去工程－
次いで、上記により得られた樹脂構造体から樹脂成形体を除去するため、前記樹脂構造体を大気下（酸化性雰囲気下）で７００℃に加熱した。これにより、樹脂成形体が除去されたニッケルを主成分とする多孔体が得られた。
－還元工程－
次いで、上記により得られた多孔体のニッケルを還元するために、前記多孔体を、Ｈ２とＮ２の混合気体（アンモニア分解ガス）を用いた還元性ガスからなる還元性雰囲気中で１０００℃に加熱した。
これにより、ニッケルが還元され、かつアニールされた多孔体が得られた。
＜用意工程＞
次のようにして三次元網目状構造の骨格を有する多孔体を用意した。
－導電化処理工程－
三次元網目状構造の骨格を有する樹脂成形体として１ｍ幅で厚みが１．０ｍｍのポリウレタンシートを用いた。樹脂成形体の気孔率は９６％であり、平均気孔径は４５０μｍであった。
粒径が０．０１μｍから０．２０μｍの非晶性炭素であるカーボンブラック１００ｇを０．５Ｌの１０％アクリル酸エステル系樹脂水溶液に分散し、この比率で粘着塗料を作製した。
次に、前記樹脂成形体を前記粘着塗料に連続的に漬け、ロールで絞った。その後乾燥させて樹脂成形体の骨格の表面に導電層を形成することにより樹脂成形体を導電化処理した。
－めっき工程－
導電化処理を施した前記樹脂成形体の骨格の表面に、ニッケルを電気めっきにより５００ｇ／ｍ２付着させ、骨格の表面にニッケルのめっき膜を有する樹脂構造体を作製した。
－樹脂成形体除去工程－
次いで、上記により得られた樹脂構造体から樹脂成形体を除去するため、前記樹脂構造体を大気下（酸化性雰囲気下）で７００℃に加熱した。これにより、樹脂成形体が除去されたニッケルを主成分とする多孔体が得られた。
－還元工程－
次いで、上記により得られた多孔体のニッケルを還元するために、前記多孔体を、Ｈ２とＮ２の混合気体（アンモニア分解ガス）を用いた還元性ガスからなる還元性雰囲気中で１０００℃に加熱した。
これにより、ニッケルが還元され、かつアニールされた多孔体が得られた。
【0061】
＜合金化工程＞
ステンレス製の炉に、Ａｌ粉末が１質量％、Ｃｒ粉末が５０質量％、ＮＨ４Ｃｌが０．５質量％、Ａｌ２Ｏ３粉末が残部となるように配合した混合粉末を用意し、その中に前記多孔体を埋めた。そして、１０００℃で１０時間の熱処理を行った。
ステンレス製の炉に、Ａｌ粉末が１質量％、Ｃｒ粉末が５０質量％、ＮＨ４Ｃｌが０．５質量％、Ａｌ２Ｏ３粉末が残部となるように配合した混合粉末を用意し、その中に前記多孔体を埋めた。そして、１０００℃で１０時間の熱処理を行った。
【0062】
＜粉末除去工程＞
合金化工程後に得られた金属多孔体に、高圧洗浄機（アサダ株式会社製、ホビー８０）を用いて、８ＭＰａの圧力で水量を６Ｌ／ｍｉｎとして水を噴射し、骨格の表面に残留している粉末を除去した。噴射する水の温度は６５℃とした。金属多孔体とノズルとの距離は２００ｍｍから３００ｍｍとし、約６０秒間洗浄した後、反対側の面も同様にして洗浄した。高圧水による洗浄後、乾燥させて金属多孔体Ｎｏ．１を得た。
合金化工程後に得られた金属多孔体に、高圧洗浄機（アサダ株式会社製、ホビー８０）を用いて、８ＭＰａの圧力で水量を６Ｌ／ｍｉｎとして水を噴射し、骨格の表面に残留している粉末を除去した。噴射する水の温度は６５℃とした。金属多孔体とノズルとの距離は２００ｍｍから３００ｍｍとし、約６０秒間洗浄した後、反対側の面も同様にして洗浄した。高圧水による洗浄後、乾燥させて金属多孔体Ｎｏ．１を得た。
【0063】
（実施例２）
粉末除去工程を以下のようにして行なったこと以外は、実施例１と同様にして金属多孔体Ｎｏ．２を得た。
＜粉末除去工程＞
合金化工程後に得られた金属多孔体を、１ｍｏｌ／Ｌの硝酸に１時間浸漬した。浸漬している間、金属多孔体をかるく揺すった。硝酸による処理後に、水洗し、金属多孔体Ｎｏ．２を得た。
粉末除去工程を以下のようにして行なったこと以外は、実施例１と同様にして金属多孔体Ｎｏ．２を得た。
＜粉末除去工程＞
合金化工程後に得られた金属多孔体を、１ｍｏｌ／Ｌの硝酸に１時間浸漬した。浸漬している間、金属多孔体をかるく揺すった。硝酸による処理後に、水洗し、金属多孔体Ｎｏ．２を得た。
【0064】
（実施例３）
実施例１の用意工程において、還元工程を以下の炭素除去工程に替えたこと以外は、実施例１と同様にして金属多孔体Ｎｏ．３を得た。
－炭素除去工程－
実施例１で行った還元工程において、Ｈ２とＮ２の混合気体（アンモニア分解ガス）に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を添加したガスを用いたこと以外は、実施例１と同様にして熱処理をし、残留カーボンを除去した多孔体を得た。
実施例１の用意工程において、還元工程を以下の炭素除去工程に替えたこと以外は、実施例１と同様にして金属多孔体Ｎｏ．３を得た。
－炭素除去工程－
実施例１で行った還元工程において、Ｈ２とＮ２の混合気体（アンモニア分解ガス）に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を添加したガスを用いたこと以外は、実施例１と同様にして熱処理をし、残留カーボンを除去した多孔体を得た。
【0065】
（比較例１）
実施例１において粉末除去工程を行なわなかったこと以外は実施例１と同様にして金属多孔体Ｎｏ．Ａを得た。
実施例１において粉末除去工程を行なわなかったこと以外は実施例１と同様にして金属多孔体Ｎｏ．Ａを得た。
【0066】
（比較例２）
実施例３において粉末除去工程を行なわなかったこと以外は実施例３と同様にして金属多孔体Ｎｏ．Ｂを得た。
実施例３において粉末除去工程を行なわなかったこと以外は実施例３と同様にして金属多孔体Ｎｏ．Ｂを得た。
【0067】
（評価）
＜骨格の表面に付着した酸化アルミニウム粉末の計測＞
金属多孔体Ｎｏ．１～Ｎｏ．３および金属多孔体Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂの骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の数を、上述のようにして測定した。
その結果、金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、金属多孔体Ｎｏ．１は０個であり、金属多孔体Ｎｏ．２は１個であり、金属多孔体Ｎｏ．３は１個であり、金属多孔体Ｎｏ．Ａは２０個であり、金属多孔体Ｎｏ．Ｂは２５個であった。
これにより、本開示の実施形態に係る金属多孔体Ｎｏ．１～Ｎｏ．３は、従来の金属多孔体Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂに比べて、骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の数が非常に少ないことが確認できた。
測定結果を表１にまとめた。
＜骨格の表面に付着した酸化アルミニウム粉末の計測＞
金属多孔体Ｎｏ．１～Ｎｏ．３および金属多孔体Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂの骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の数を、上述のようにして測定した。
その結果、金属多孔体の外観におけるみかけの面積１ｃｍ２当たり、金属多孔体Ｎｏ．１は０個であり、金属多孔体Ｎｏ．２は１個であり、金属多孔体Ｎｏ．３は１個であり、金属多孔体Ｎｏ．Ａは２０個であり、金属多孔体Ｎｏ．Ｂは２５個であった。
これにより、本開示の実施形態に係る金属多孔体Ｎｏ．１～Ｎｏ．３は、従来の金属多孔体Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂに比べて、骨格の表面に付着している酸化アルミニウム粉末の数が非常に少ないことが確認できた。
測定結果を表１にまとめた。
【0068】
＜骨格の表面の拡大写真＞
金属多孔体Ｎｏ．１および金属多孔体Ｎｏ．Ａの骨格の表面を、光学顕微鏡で観察した写真を図７および図８に示す。光学顕微鏡の倍率は４０倍とした。
図７に示すように、金属多孔体Ｎｏ．１の骨格の表面には酸化アルミニウム粉末が殆ど確認できなかった。一方、図８に示すように、金属多孔体Ｎｏ．Ｂの骨格の表面には酸化アルミニウム粉末がところどころに確認された。
金属多孔体Ｎｏ．１および金属多孔体Ｎｏ．Ａの骨格の表面を、光学顕微鏡で観察した写真を図７および図８に示す。光学顕微鏡の倍率は４０倍とした。
図７に示すように、金属多孔体Ｎｏ．１の骨格の表面には酸化アルミニウム粉末が殆ど確認できなかった。一方、図８に示すように、金属多孔体Ｎｏ．Ｂの骨格の表面には酸化アルミニウム粉末がところどころに確認された。
【0069】
＜骨格の成分の測定＞
金属多孔体Ｎｏ．１～Ｎｏ．３および金属多孔体Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂの各骨格をＥＤＸ、ＸＲＤによって分析することにより、組成および合金成分を調べた。また、各金属多孔体の骨格の断面をＳＥＭによって観察した。さらに、各金属多孔体の骨格の表面を硝酸によりエッチングしてから骨格の断面をＳＥＭによって観察し、炭化クロム層の有無を確認した。
測定結果を表１にまとめた。
金属多孔体Ｎｏ．１～Ｎｏ．３および金属多孔体Ｎｏ．Ａ、Ｎｏ．Ｂの各骨格をＥＤＸ、ＸＲＤによって分析することにより、組成および合金成分を調べた。また、各金属多孔体の骨格の断面をＳＥＭによって観察した。さらに、各金属多孔体の骨格の表面を硝酸によりエッチングしてから骨格の断面をＳＥＭによって観察し、炭化クロム層の有無を確認した。
測定結果を表１にまとめた。
【0070】
＜撥水性＞
各金属多孔体を静置し、それぞれの外観における主面にスポイトで１滴の純水（約０．０３～０．０５ｍｌ）を滴下した。金属多孔体を側面から目視により観察し、上面の辺から水滴がなくなるまで（気孔部に浸み込むまで）の時間を測定した。
その結果を表１にまとめた。
各金属多孔体を静置し、それぞれの外観における主面にスポイトで１滴の純水（約０．０３～０．０５ｍｌ）を滴下した。金属多孔体を側面から目視により観察し、上面の辺から水滴がなくなるまで（気孔部に浸み込むまで）の時間を測定した。
その結果を表１にまとめた。
【0071】
＜圧力損失＞
各金属多孔体の気孔部の長軸方向にガスを通流して、流量－圧力損失試験を行なうことにより、圧力損失を測定した。具体的には、図６に示す回路図の装置のように、ポンプ７３から流量が０．５Ｌ／ｍｉｎとなるようにガスを試験試料（金属多孔体）７０に供給し、試験試料（金属多孔体）７０を透過する前の圧力Ｐ１と、透過した後の圧力Ｐ２を圧力計測器７２によって測定した。そして、各試験試料（金属多孔体）７０における圧力損失ΔＰをＰ１－Ｐ２として算出した。ガスの流量は流量計７１により測定した。
その結果を表１にまとめた。
各金属多孔体の気孔部の長軸方向にガスを通流して、流量－圧力損失試験を行なうことにより、圧力損失を測定した。具体的には、図６に示す回路図の装置のように、ポンプ７３から流量が０．５Ｌ／ｍｉｎとなるようにガスを試験試料（金属多孔体）７０に供給し、試験試料（金属多孔体）７０を透過する前の圧力Ｐ１と、透過した後の圧力Ｐ２を圧力計測器７２によって測定した。そして、各試験試料（金属多孔体）７０における圧力損失ΔＰをＰ１－Ｐ２として算出した。ガスの流量は流量計７１により測定した。
その結果を表１にまとめた。
【0072】
【表1】
【符号の説明】
【0073】
１０ 金属多孔体、 １１ 骨格、 １２ 骨格を構成する合金膜、 １３ 骨格の内部、 １４ 気孔部、 Ａ ガスの通流方向、 ７０ 試験試料（金属多孔体）、 ７１ 流量計、 ７２ 圧力計測器、 ７３ ポンプ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
