CN115896550A - 铝基复合部件、其制造方法和电连接部件 - Google Patents

铝基复合部件、其制造方法和电连接部件 Download PDF

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Abstract

本发明提供铝基复合部件、其制造方法和电连接部件。铝基复合部件具备：由晶界划分成的多个铝基材相的多晶体即铝多晶体；包含碳纳米管或其聚集体且分散于至少1个所述铝基材相中的碳纳米管部；和包含氧化铝且分散于至少1个铝基材相中的氧化铝部。优选碳纳米管的等球粒直径的直径为10～300nm，碳纳米管部在铝基复合部件的每200μm2截面积中存在1个以上。

Description

铝基复合部件、其制造方法和电连接部件
技术领域
本发明涉及铝基复合部件、其制造方法和电连接部件。
背景技术
作为汽车的布线部件，使用汇流条、端子、螺栓、螺母等电连接部件。这些电连接部件也用于汽车的引擎部、电池附近的部件等发热部位。该发热部位例如为150℃左右。
另外，若汽车的发热部位所使用的电连接部件在例如150℃的高温下的蠕变特性、应力松弛特性等差，则容易产生问题。例如，在电连接部件是螺栓、螺母等连结件的情况下，若连结件在高温下的蠕变特性差，则连结件有可能松弛。因此，在汽车的发热部位所使用的电连接部件中，为了能够在高温环境时的应力负荷状态下可靠地使用，优选高温下的蠕变特性、应力松弛特性等优异。
关于能够用于上述电连接部件的材质，提出了各种方案。JP2015-34330A中公开了一种电连接部件用铝合金板，其由含有特定量的Si和Mg、余量由包含Al和不可避免的杂质的铝合金构成。
在JP2015-199982A中公开了一种铝基复合部件，其具备：金属基材，包含多个棒状金属晶粒的多晶体；和碳纳米管导电路径部，包含碳纳米管且以特定的形状沿着金属基材的长度方向存在。
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而，JP2015-34330A公开的铝合金板的导电率可能因Al中析出的Mg2Si等而降低。另外，Mg2Si在140℃～180℃左右的温度下析出，由此力学特性容易大幅变化。因此，JP2015-34330A中公开的铝合金板中，150℃左右的高温下的蠕变特性、应力松弛特性等有可能变低。
另外，JP2015-199982A没有公开在150℃的高温下的蠕变特性、应力松弛特性等优异的铝基复合部件。
用于解决问题的技术手段
本发明鉴于这样的现有技术所存在的课题，例如着眼于150℃的高温化下的塑性变形行为即蠕变特性而完成。本发明的目的在于提供高温下的蠕变特性优异的铝基复合部件、其制造方法和电连接部件。
本发明的方案所涉及的铝基复合部件具备：铝多晶体，是由晶界划分成的多个铝基材相的多晶体；碳纳米管部，包含碳纳米管或其聚集体且分散于至少1个所述铝基材相中；和氧化铝部，包含氧化铝且分散于至少1个所述铝基材相中。
本发明的另一方案所涉及的铝基复合部件的制造方法具有：CNT-醇分散液的制备工序，制备在醇中分散有碳纳米管的CNT-醇分散液；原料混合物浆料的制备工序，在CNT-醇分散液中添加铝粉末，制备在醇中包含所述铝粉末、所述碳纳米管和氧化铝的原料混合物浆料；原料混合物干燥工序，使原料混合物浆料干燥而制作原料混合物；压粉体成形工序，对所述原料混合物施加压力而进行预压粉成形且成形粉末压粉体；和金属挤出加工工序，对所述粉末压粉体进行挤出加工。
本发明的其他方案所涉及的电连接部件使用上述铝基复合部件而形成。
发明效果
根据本发明，能够提供高温下的蠕变特性优异的铝基复合部件、其制造方法和电连接部件。
附图说明
图1是实施方式(实施例1)所涉及的铝基复合部件的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片的一例。
图2是图1的放大照片的一例。
图3A是与图2相比进一步放大了图1的放大照片的一例。
图3B是图3A所示的区域的EDS(能量分散型X射线分光法)碳映射图像。
图4是着眼于图3A中的碳进行了放大观察的透射电子显微镜(TEM)照片的一例。
图5A是图1的黑点部BK1的EDS分析结果的一例。
图5B是图1的白点部WH1的EDS分析结果的一例。
图6是表示存在于图1所示的铝基复合部件的截面中的、多个氧化铝部的粒子面积(氧化铝部截面积)与度数的关系的图表的一例。
图7是蠕变试验结果的一例。
图8是表示对在挤出加工后通过拉丝加工实施塑性变形并使其加工硬化后的铝基复合部件和加工硬化后的铝基复合部件在规定的条件下进行热处理而使其软化时的屈服应力、最大应力(拉伸强度)和伸长率的关系的图表的一例。
图9是表示原料中的形状不同的铝粉的表面积及碳纳米管的表面积与碳纳米管的添加量的关系的一例。
图10是实施例1的原料混合物浆料中的铝粉末的表面的扫描电子显微镜(SEM)照片的一例。
图11是比较例4的铝基复合部件的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片的一例。
图12是实施方式所涉及的铝基复合部件的制造方法的一例。
具体实施方式
以下，对本实施方式所涉及的铝基复合部件、其制造方法和电连接部件进行详细说明。另外，为了便于说明，附图的尺寸比率有时被夸大而与实际的比率不同。
[铝基复合部件]
图1是实施方式(实施例1)所涉及的铝基复合部件的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片的一例。图2是图1的放大照片的一例。图3A是与图2相比进一步放大了图1的放大照片的一例。图3B是图3A所示的区域的EDS(能量分散型X射线分光法)碳映射图像。图4是着眼于图3A中的碳进行了放大观察的透射电子显微镜(TEM)照片的一例。图5A是图1的黑点部BK1的EDS分析结果的一例。图5B是图1的白点部WH1的EDS分析结果的一例。
如图1和图2所示，实施方式所涉及的铝基复合部件1A(1)具备铝多晶体100、碳纳米管部20、氧化铝部30和来源于杂质的分散部40。铝基复合部件1A是挤出加工后的棒状部件的一例。另外，作为铝基复合部件1A的变形例，也可以采用不包含来源于杂质的分散部40的结构。该变形例具备铝多晶体100、碳纳米管部20和氧化铝部30。
(铝基材相)
铝多晶体100是由晶界划分成的多个铝基材相10的多晶体。在图1中，作为构成铝多晶体100的多个铝基材相10的一例，示出了铝基材相10a、10b、10c、10d。另外，在图2中，作为构成铝多晶体100的多个铝基材相10的一例，示出了铝基材相10e、10f。全部的铝基材相10含有基材部11作为主体，该基材部11是除了含有不可避免的杂质以外，实质上仅由铝构成的铝晶粒。
在铝基材相10中，也将基材部11以外的部分称为分散部。在实施方式所涉及的铝基复合部件1A中，碳纳米管部20、氧化铝部30以及来源于杂质的分散部40成为分散部。来源于杂质的分散部40包含含有选自由Fe、Cu、Si、Mn、Ti和Zn构成的组中的一种以上元素的化合物。
铝基材相10是在仅由以铝为主成分的铝晶粒构成的基材部11中分散有分散部而成的铝晶粒。基材部11是不含有分散部的铝晶粒，铝基材相10是含有基材部11和分散部的铝晶粒。
基材部11和铝基材相10与其他铝基材相10之间形成的晶界均相同。因此，基材部11和铝基材相10的晶粒的外形的形状相同。因此，铝基材相10的外形的形状与基材部11的外形的形状相同。铝基材相10的外形的形状、即基材部11的外形的形状没有特别限定，通常根据挤出加工条件而呈具有特定的取向性的形状，或呈无取向的形状。
铝基材相10的大小没有特别限定。在此，作为铝基材相10的大小，例如使用在基于由铝基复合部件1A的截面照片观察到的铝晶粒的截面积对铝晶粒进行正圆近似的情况下的直径(μm)。铝基材相10的直径(μm)例如为1～20μm，优选为2～10μm，更优选为2～5μm。若铝基材相10的直径在上述范围内，则能够得到强度和延展性高维兼容的铝基复合部件，因此优选。需要说明的是，根据霍尔-佩奇法则(Hall-Petch relation)，一般而言，若晶粒尺寸变小，则铝基复合部件的强度优异。因此，在想要进一步提高铝基复合部件1A的强度的情况下，也可以将直径设为上述范围外。另外，铝基材相10优选为等轴晶。
＜基材部＞
对于基材部11，在基材部11的100质量份中含有例如99.0～99.9质量份的铝，优选含有99.4～99.8质量份的铝。若铝的含量在上述范围内，则可在工业上采购，材料成本、铝基复合部件1A的导电特性、机械特性等优异，因此优选。需要说明的是，在基材部11中含有铝以外的物质的情况下，该物质是不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，例如可举出Si、Fe、Cu、Mn、Ti等。
＜碳纳米管部＞
碳纳米管部20包含碳纳米管或其聚集体(aggregate)，是分散于至少1个铝基材相10中的部分。
在构成铝多晶体100的多个铝基材相10中的至少1个铝基材相10中分散有碳纳米管部20。
碳纳米管部20被认为在铝基材相10中阻碍铝基材相10的位错的移动或消失所导致的恢复、再结晶、弹塑性变形等位错运动。因此，若碳纳米管部20分散于构成铝多晶体100的多个铝基材相10，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
根据图2、图3A以及图3B可知，碳纳米管部20分散在构成铝基材相10的各个基材部11中。
另外，根据图2可知，在构成铝基材相10e、10f的各个基材部11中分散有碳纳米管部20以及后述的氧化铝部30。
碳纳米管部20包含碳纳米管或其聚集体，是分散在铝基材相10中的部分。在此，碳纳米管的聚集体是指多个碳纳米管聚集而成的聚集体。作为碳纳米管的聚集体的形状，可以是沿大致相同方向排列的多个碳纳米管的集合体、随机排列的多个碳纳米管的聚集体等。
构成碳纳米管部20的碳纳米管的长度为1～3000μm、优选为1～1000μm。若碳纳米管的长度在上述范围内，则表现出纤维强化而容易使铝基复合部件1A的强度上升，且高温下的蠕变特性优异，因此优选。
构成碳纳米管部20的碳纳米管或碳纳米管的聚集体的等球粒直径(sphere-equivalent diameter)通常为10～300nm，优选为10～200nm。在此，等球粒直径是指，将碳纳米管或碳纳米管的聚集体视为具有与碳纳米管或碳纳米管的聚集体相同表面积的球体时的该球体的直径(nm)。
上述等球粒直径例如是基于在铝基复合部件的截面照片中观察到的碳纳米管或碳纳米管的聚集体的截面积而对碳纳米管或碳纳米管的聚集体进行正圆近似的情况下的直径(nm)。若上述等球粒直径在上述范围内，则表现出基于奥罗万(Orowan)机制的分散强化而容易使铝基复合部件1A的强度上升，且铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
另外，图4所示的碳纳米管部20是碳纳米管的聚集体，具体而言，成为沿大致相同方向排列的多个碳纳米管的带状的集合体。需要说明的是，包含多个碳纳米管的带状集合体的碳纳米管部20由于在图4中观测到的晶格间隔为0.34nm左右，因此可知为源自碳的晶格像。
图3B是图3A所示的区域的EDS碳映射图像。比较图3A和图3B可知，图3B的碳映射图像的形状与图3A的碳纳米管部20的形状大致一致，因此图3A的碳纳米管部20包含碳。
在铝基复合部件1A的每200μm2截面积中，存在1个以上碳纳米管部20，优选存在3个以上碳纳米管部20。另外，在铝基复合部件1A的每200μm2截面积中，存在64个以下碳纳米管部20，优选为30个以下碳纳米管部20。若在铝基复合部件1A的截面积中碳纳米管部20以上述范围内的个数存在，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
对于铝基复合部件1A，在铝基复合部件1A的100质量份中，含有例如0.1～1.0质量份、优选0.4～0.5质量份、更优选0.43～0.44质量份的碳纳米管部20。若碳纳米管部20的含量在上述范围内，则铝基复合部件1A的制造加工性优异，并且高温下的蠕变特性优异，因此优选。
碳纳米管部20以CNT部截面个数在铝基复合部件1A的截面的每1μm2截面积中为特定量的方式存在，该CNT部截面个数是在铝基复合部件1A的截面观察到的碳纳米管部20的个数。具体而言，CNT部截面个数在铝系复合部件1的截面中存在例如1～20个/μm2、优选为3～15个/μm2、更优选为5～10个/μm2。如果CNT部截面个数在上述范围内，则铝基复合部件1A的制造加工性优异，并且高温下的蠕变特性优异，因此优选。CNT部截面个数例如作为对铝基复合部件1A的截面的SEM照片进行图像处理而确定的各碳纳米管部20的个数来计算得出。
碳纳米管部20以CNT部截面积在铝基复合部件1A的截面的每3000μm2截面积中为特定量的方式存在，该CNT部截面积是在铝基复合部件1A的截面观察到的碳纳米管部20的截面积。具体而言，CNT部截面积在铝系复合部件1A的每3000μm2截面积中存在0.075～67.90μm2，优选为0.075～30.16μm2。若CNT部截面积在上述范围内，则铝基复合部件1A的制造加工性优异，并且高温下的蠕变特性优异，因此优选。CNT部截面积例如作为对铝基复合部件1A的截面的SEM照片进行图像处理而确定的各碳纳米管部20的面积来计算得出。
＜氧化铝部＞
氧化铝部30由氧化铝Al2O3构成，是分散于至少1个铝基材相10中的部分。
在构成铝多晶体100的多个铝基材相10中的至少1个铝基材相10中分散有氧化铝部30。
氧化铝部30被认为在铝基材相10中阻碍铝基材相10的位错的移动或消失所导致的恢复、再结晶、弹塑性变形等位错运动。因此，氧化铝部30分散于构成铝多晶体100的多个铝基材相10时，铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
图1中示出了由多个铝晶粒构成的铝基材相10a、10b、10c、10d和分散于铝基材相10c中的黑点部BK1。
图5A是图1的黑点部BK1的EDS分析结果的一例。由图5A可知，黑点部BK1包含铝Al和氧O，因此是包含Al2O3的氧化铝部30。
根据图1及图5A可知，氧化铝部30分散在构成铝基材相10c的基材部11中。
图6是表示存在于图1所示的铝基复合部件的截面中的、多个氧化铝部截面积的分布的图表的一例。具体而言，图6是表示图1所示的铝基复合部件的截面的每3000μm2截面积中存在的、氧化铝部截面积与度数的关系的图表。由图6可知，氧化铝部30的粒子面积在铝基材复合部件1A的截面的每3000μm2截面积中存在0.075～67.90μm2的范围。
另外，根据图2可知，氧化铝部30分散在构成铝基材相10e、10f的各个基材部11中。
进而，根据图2可知，在构成铝基材相10e、10f的各个基材部11中分散有碳纳米管部20以及氧化铝部30。
铝基复合部件1A中，在铝基复合部件1A的100质量份中，包含例如0.05～0.70质量份、优选为0.10～0.50质量份、更优选为0.20～0.40质量份的氧化铝部30。若氧化铝部30的含量在上述范围内，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
氧化铝部30以氧化铝部截面个数在铝基复合部件1A的截面的每1μm2截面积中为特定量的方式存在，该氧化铝部截面个数是在铝基复合部件1A的截面观察到的氧化铝部30的个数。具体而言，氧化铝部截面个数在铝系复合部件1A的截面中存在例如20～80个/μm2、优选为30～70个/μm2、更优选为40～59个/μm2。若氧化铝部截面个数在上述范围内，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。氧化铝部截面个数例如作为对铝基复合部件1A的截面的SEM照片进行图像处理而确定的各氧化铝部30的个数来计算得出。
氧化铝部30以氧化铝部截面积在铝基材复合部件1A的截面的每3000μm2截面积中为特定量的方式存在，该氧化铝部截面积是在铝基材复合部件1A的截面观察到的氧化铝部30的截面积。具体而言，氧化铝部截面积在铝基材复合部件1A的每3000μm2截面积中存在0.02～2.5μm2、优选为0.02～1.0μm2。若氧化铝部截面积在上述范围内，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。对于氧化铝部截面积，例如通过对铝基复合部件1A的截面的SEM照片进行图像处理并进行二值化，并将二值化后以黑色部分示出的各氧化铝部30作为正圆近似的面积来计算得出。
<来源于杂质的分散部>
来源于杂质的分散部40包含含有从由Fe、Cu、Si、Mn、Ti和Zn构成的组中选择的1种以上元素的化合物，是分散于至少1个铝基材相10中的部分。
在图1中示出分散于铝基材相10a(10)中的白点部WH1。
图5B是图1的白点部WH1的EDS分析结果。由图5B可知，白点部WH1包含Al、Fe和Cu，因此是包含Al、Fe和Cu的金属间化合物的来源于杂质的分散部40。
根据图1和图5B可知，来源于杂质的分散部40分散在构成铝基材相10a的基材部11中。
铝基复合部件1A在铝基复合部件1A的100质量份中含有例如0.1～0.4质量份、优选0.1～0.3质量份的来源于杂质的分散部40。在此，来源于杂质的分散部40的量是指包含含有从由Fe、Cu、Si、Mn、Ti和Zn组成的组中选择的1种以上元素的化合物的不可避免的杂质的合计量。若来源于杂质的分散部40的含量在上述范围内，则能够防止铝基复合部件1A的导电率的降低，因此优选。
在铝基复合部件1A中，分散部为碳纳米管部20、氧化铝部30及来源于杂质的分散部40。
(特性)
铝基复合部件1A的导电率为58％IACA以上，优选为60％IACA以上。另外，铝基复合部件1A在室温25℃下测定出的0.2％屈服强度(proof stress)为40MPa以上，优选为81MPa以上。导电率和0.2％屈服强度可以用公知的方法测定。
铝基复合部件1A的铝基材相10包含不具有屈服点的高纯度的铝。另外，在铝基复合部件1A中，铝基材相10的质量比率最多。因此，在铝基复合部件1A中，以即使除去应力也会产生0.2％的永久变形的应力即0.2％屈服强度来测定应力。
对于铝基复合部件1A，在通过挤出加工制造后未加工的所述铝基复合部件1A即挤出后未加工复合部件的拉伸强度优选为120MPa以上，更优选为135MPa以上，更优选为145MPa以上。在此，未加工是指未进行“时效处理”以外的物理处理或化学处理。
另外，铝基复合部件1A的挤出后未加工复合部件的断裂伸长率优选为10％以上，更优选为20％以上。若挤出后未加工复合部件的断裂伸长率在上述数值范围内，则铝基复合部件1A中的挤出加工后的向制品形状的弯曲、扭转等加工性提高，因此优选。
(效果)
铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性、例如150℃下的蠕变特性优异。
铝基复合部件1A的蠕变特性可以通过蠕变试验来测定。作为蠕变试验，例如使用如下方法：在大气中、150℃的条件下，对宽度20mm、厚度3mm、长度200mm的棱柱试验片施加0.2％屈服强度的值的80％的载荷的负荷，测定时间与位移的关系。
根据铝基复合部件1A，在上述蠕变试验中，经过500小时后也不会产生蠕变断裂。另外，根据铝基复合部件1A，在上述蠕变试验中，经过500小时时的位移较小，为1.1mm左右。这样，铝基复合部件1A在150℃等高温下的蠕变特性优异。
需要说明的是，若使用铝合金A6063-T5代替铝基复合部件1A，则例如在4.3小时左右产生蠕变断裂，断裂时的位移也超过50mm。因此，A6063-T5的蠕变特性不够。另外，使用Al-Fe合金代替铝基复合部件1A时，例如在26.9小时左右发生蠕变断裂，断裂时的位移也超过50mm。因此，Al-Fe合金的蠕变特性不够。
推测铝基复合部件1A在150℃等高温下的蠕变特性优异的理由如下。在铝基复合部件1A中，蠕变变形小、不易产生蠕变破坏的原因被认为在于，铝基复合部件1A的微观结构阻碍位错的移动、增殖、恢复等位错运动。
具体而言，在铝基复合部件1A中，分散于铝基材相10中的碳纳米管部20及氧化铝部30各自纳米尺寸小。因此，推测在铝基复合部件1A中，纳米尺寸的碳纳米管部20及氧化铝部30阻碍上述位错运动而使直至蠕变破坏为止的变形延迟，因此150℃等高温下的蠕变特性变得良好。
另外，对于铝基复合部件1A，挤出后未加工复合部件的拉伸强度高，断裂伸长率大。
实施方式所涉及的铝基复合部件1A例如通过下述实施方式所涉及的铝基复合部件的制造方法来制造。
[铝基复合部件的制造方法]
实施方式所涉及的铝基复合部件的制造方法具有：CNT-醇分散液的制备工序、原料混合物浆料的制备工序、原料混合物干燥工序、压粉体成形工序和金属挤出加工工序。图12示出实施方式所涉及的铝基复合部件的制造方法的一例。图12所示的制造方法以不使用工序的表达方式来示出实施方式所涉及的铝基复合部件的制造方法。
(CNT-醇分散液的制备工序)
CNT-醇分散液的制备工序是制备在醇中分散有碳纳米管的CNT-醇分散液的工序。
作为醇，例如可使用2-丙醇、乙醇、甲醇、2-甲基-1-丙醇、1-丁醇、1-辛醇、苄醇等。其中，2-丙醇在工业上比较廉价，作为分散液溶剂显示出良好的分散性，因此优选。构成CNT-醇分散液的醇在CNT-醇分散液中添加了铝粉末时，抑制在构成铝粉末的铝粒子的表面进一步形成氧化铝Al2O3层。需要说明的是，向CNT-醇分散液中添加铝粉末是在后述的原料混合物浆料的制备工序中进行。
作为碳纳米管，使用与在铝基复合部件1A中使用的碳纳米管相同的碳纳米管。需要说明的是，碳纳米管可以是通过预先用酸进行清洗而除去铂等金属催化剂、无定形碳、或通过预先进行高温处理而石墨化的碳纳米管。若对碳纳米管进行这样的前处理，则能够使碳纳米管高纯度化或高结晶化。
碳纳米管的长度为1～3000μm、优选为1～1000μm。若碳纳米管的长度在上述范围内，则表现出纤维强化而容易使铝基复合部件1A的强度上升，且高温下的蠕变特性优异，因此优选。
构成碳纳米管部20的碳纳米管或碳纳米管的聚集体的等球粒直径为10～300nm，优选为10～200nm。若上述等球粒直径在上述范围内，则表现出基于奥罗万(Orowan)机制的分散强化，容易使所得到的铝基复合部件1A的强度上升，且铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
作为制备CNT-醇分散液的方法，例如可以使用对作为含有碳纳米管的醇混合物的CNT-醇混合物照射超声波的方法、利用研磨装置等搅拌混合装置对CNT-醇混合物进行搅拌的方法。当使用研磨装置时，碳纳米管的聚集被解开并微细地分散，因此优选。研磨装置中的搅拌混合时间例如进行1～120分钟。
如果CNT-醇分散液在25℃下的粘度为1～3000mPa·s，则碳纳米管不沉淀，会良好地分散，因此优选。需要说明的是，若使用碳纳米管已沉降的CNT-醇分散液，则铝基复合部件1A中所含的碳纳米管容易以μm等级、mm等级的方式较大地聚集。在该情况下，在铝基复合部件1A中，容易产生强度降低、因蠕变变形时的应力在局部集中而引起的早期的蠕变断裂等，因此不优选。
根据本工序，可得到在醇中分散有碳纳米管的CNT-醇分散液。
(原料混合物浆料的制备工序)
原料混合物浆料的制备工序是向CNT-醇分散液中添加铝粉末，制备在醇中包含铝粉末、碳纳米管和氧化铝的原料混合物浆料的工序。
作为添加到CNT-醇分散液中的铝粉末，例如使用含有从由Fe、Cu、Si、Mn、Ti和Zn构成的组中选择的1种以上的元素作为不可避免的杂质的铝粉末。另外，作为添加到CNT-醇分散液中的铝粉末，例如可以使用球状或扁平状的铝粉末。在此，所谓球状，是指长宽比在1～2的范围内。另外，所谓长宽比，是指在铝粉末的粒子的显微镜图像中，以(最大长径/与最大长径正交的宽度)定义的值。进而，扁平状是指长宽比超过2。
另外，作为表示粒子的扁平状的程度的指标，也可以使用扁平率。在此，扁平率是指扁平化后的扁平化粒子的粉末直径Df(μm)相对于扁平化前的球状粒子的粉末直径Ds(μm)的比率(Df/Ds)。在将铝粉末扁平化的情况下，扁平率例如设为1.2～4，优选设为1.5～3.0。
铝粉末暴露于大气或氧化气氛时，通常在构成铝粉末的铝粒子的表面形成氧化铝Al2O3的自然氧化覆膜。
在使用扁平状的铝粉末的情况下，若长宽比为1以上，则铝粉末的表面积变大，碳纳米管的附着面积变大，由此能够增大配合量，而不会使碳纳米管凝聚，因此优选。若像这样使原料混合物中的碳纳米管的配合量多，则铝基复合部件1A的蠕变特性容易变高，因此优选。
在此，原料混合物是指包含铝粉末、碳纳米管和氧化铝Al2O3的混合物。作为构成原料混合物的氧化铝Al2O3，可以仅使用形成于构成铝粉末的铝粒子的表面的氧化铝Al2O3的自然氧化覆膜，也可以在铝粉末之外使用另行配合的物质，也可以并用它们。
需要说明的是，若在原料混合物中碳纳米管的表面积与铝粉末的表面积相比变得过大，则剩余的碳纳米管会聚集而分散于铝块中，因此无助于分散强化而成为破坏的起点，因此不优选。另外，若碳纳米管的表面积的总和变得比铝粉末的表面积的总和大，则碳纳米管不会有效地帮助强化，因此会浪费。因此，在原料混合物中，从经济方面和所得到的铝基复合部件1A的高温下的蠕变特性方面考虑，优选碳纳米管的表面积不会比铝粉末的表面积过于大。例如，原料混合物中的碳纳米管的表面积优选为与铝粉末的表面积同等以下。若使用扁平状的铝粉末，则与使用球状的铝粉末相比，能够增大铝粉末的表面积，因此能够增大原料混合物中的碳纳米管的配合量，因此优选。
图9是表示原料中的形状不同的铝粉的表面积及碳纳米管的表面积与碳纳米管的添加量的关系的一例。图9中，“球状Al”的曲线表示粒径10μm、扁平率1.0的铝粉末的、原料混合物中的配合量(添加量)与表面积的关系。图9中，“盘状Al”的曲线表示将球状Al以扁平率3扁平化而成的铝粉末的、原料混合物中的配合量(添加量)与表面积的关系。图9中，“CNT”的曲线表示直径10～20nm的碳纳米管的、原料混合物中的配合量(添加量)与表面积的关系。
根据图9可知，不管是何种配合量，“盘状Al”的曲线的表面积都比“球状Al”的曲线大。另外，根据图9可知，在“CNT添加量”少时，碳纳米管的表面积比“盘状Al”和“球状Al”小，当“CNT添加量”增加时，碳纳米管的表面积依次超过“盘状Al”的表面积和“球状Al”的表面积。
如上所述，若原料混合物中的碳纳米管的表面积与铝粉末的表面积相比变得过大，则碳纳米管因碳纳米管的聚集而产生浪费，因此不优选。由图9可知，“盘状Al”与“球状Al”相比，通过使原料混合物中的碳纳米管的配合量更多，能够不浪费碳纳米管地进一步增加碳纳米管的表面积。
在本工序中，在CNT-醇分散液中添加铝粉末时，制备在醇中包含铝粉末、碳纳米管和氧化铝的原料混合物浆料。
作为制备原料混合物浆料的方法，例如可以使用在CNT-醇混合物中添加铝粉末和氧化铝并利用研磨装置等搅拌混合装置进行搅拌的方法。另外，作为制备原料混合物浆料的方法，例如可以使用在CNT-醇混合物中添加铝粉末和氧化铝并照射超声波的方法。
其中，使用研磨装置的方法能够解开碳纳米管的缠结，且能够使铝粉末扁平化，因此优选。作为研磨装置，例如使用环状砂磨机(スパイクミル，注册商标)。环状砂磨机是连续环状型砂磨机。具体而言，环状砂磨机具有双重圆筒型的结构，该双重圆筒型的结构具备：圆筒状的内筒和配置于内筒内且在外侧表面形成有环状砂形状的圆筒状的转子。
在环状砂磨机中，在内筒-转子间的环状间隙中投入珠球及处理对象物，并根据需要投入溶剂，当使转子旋转时，珠球运动，对处理对象物赋予珠球的碰撞能量，对处理对象物产生粉碎、剪切、磨碎作用。例如，投入到环状砂磨机中的铝粉末通常由于剪切应力等而扁平化。作为可使用环状砂磨机的珠球，例如可举出直径0.5～2.5mm的氧化锆珠球。在环状砂磨机中的搅拌混合时间例如为1～120分钟，优选为10～60分钟，更优选为30～60分钟。
使用研磨装置时，通常，醇分散液中的碳纳米管由于范德华力而吸附于铝粉末的表面。在本工序中，通过调整碳纳米管和铝粉末的形状、配合量等，通常能够使原料混合物浆料中存在的碳纳米管的95质量％以上吸附于铝粉末的表面。
在本工序中使用研磨装置的情况下，通过研磨装置使铝粉末扁平化。因此，在使用研磨装置的情况下，添加到CNT-醇分散液中的铝粉末可以不是扁平状，也可以是扁平状。另外，铝粉末可以预先仅对铝粉末使用研磨装置等形成为扁平状，然后添加到CNT-醇分散液中。
需要说明的是，对于在铝粒子的表面形成有氧化铝Al2O3的自然氧化覆膜的铝粉末，若使用研磨装置等形成为扁平状，则通常伴随铝粒子的变形，自然氧化覆膜被破坏。
根据本工序，得到在醇中包含铝粉末、碳纳米管和氧化铝的原料混合物浆料。
原料混合物浆料以在金属挤出加工工序后得到的铝基复合部件1A中碳纳米管部20的含量适当的方式进行配合。具体而言，上述原料混合物浆料和上述CNT-醇混合物以在得到的铝基复合部件1A的100质量份中含有例如0.1～0.9质量份的碳纳米管部20的方式制备。
(原料混合物干燥工序)
原料混合物干燥工序是使原料混合物浆料干燥而制作原料混合物的工序。
作为干燥方法，例如可以使用以下方法：使用蒸发器的方法、使其自然干燥的方法、加热的方法等。其中，使用蒸发器的方法由于容易回收原料混合物浆料中所含的醇并再利用，因此优选。醇的再利用例如可以通过对回收的醇进行蒸馏而再生来进行。
根据本工序，得到包含铝粉末、碳纳米管和氧化铝的原料混合物。
原料混合物在原料混合物的100质量份中含有例如98.6～99.5质量份、优选98.9～99.2质量份的铝粉末。若铝粉末的含量在上述范围内，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
原料混合物在原料混合物的100质量份中含有例如0.1～0.9质量份、优选0.4～0.5质量份、更优选0.43～0.44质量份的碳纳米管。若碳纳米管的含量在上述范围内，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
原料混合物在原料混合物的100质量份中含有例如0.05～0.70质量份、优选为0.10～0.50质量份、更优选为0.20～0.40质量份的氧化铝。若原料混合物中的氧化铝的含量在上述范围内，则铝基复合部件1A在高温下的蠕变特性优异，因此优选。
在原料混合物中，若碳纳米管的大部分或全部吸附于铝粉末的表面，则不易发生碳纳米管的聚集体的生成、碳纳米管的含量不足等。因此，若碳纳米管的大部分或全部吸附于铝粉末的表面，则所得到的铝基复合部件1A的高温下的蠕变特性优异，因此优选。若碳纳米管的表面积与铝粉末的表面积处于适当的关系，则通常碳纳米管的大部分或全部通过范德华力而吸附于铝粉末的表面。碳纳米管的表面积与铝粉末的表面积处于适当的关系的情况例如是满足以下的关系的情况。即，在原料混合物中，碳纳米管的表面积为铝粉末的表面积的例如0.5～1.5倍、优选为0.8～1.2倍、更优选为0.9～1.1倍的关系。
另外，若碳纳米管的表面积与铝粉末的表面积处于不适当的关系，则容易发生碳纳米管的聚集体的过量的生成、碳纳米管的含量不足等。因此，若碳纳米管的表面积与铝粉末的表面积处于不适当的关系，则所得到的铝基复合部件1A的高温下的蠕变特性容易劣化。
(压粉体成形工序)
压粉体成形工序是对原料混合物施加压力而进行预压粉成形并成形粉末压粉体的工序。
在压粉体成形工序中，通过对上述原料混合物施加压力并压实来成形粉末压粉体。作为对原料混合物施加压力的方法，可以使用公知的方法。例如，在将原料混合物投入筒状的压粉体成形容器后，对该容器内的原料混合物进行加压的方法。压粉体成形工序可以是连续地成形粉末压粉体的方法、以分批方式成形粉末压粉体的方法中的任一种。
在压粉体成形工序中对原料混合物施加压力的处理，通常在10～35℃下进行而不进行加热。若在压粉体成形工序中对原料混合物施加压力，则粉末压粉体成形。在压粉体成形工序中，通过对形成于铝粉末的粒子表面的氧化铝Al2O3层或在铝粉末之外另行配合的氧化铝粉末施加压力，有时氧化铝分散于构成铝粉末的铝粒子中。若在压粉体成形工序中氧化铝分散在构成铝粉末的铝粒子中，则在作为最终制品的铝基复合部件1A中，容易在铝基材相10中分散氧化铝部30，因此优选。
根据本工序，得到粉末压粉体。得到的粉末压粉体被用于下一工序即金属挤出加工工序。
需要说明的是，对于粉末压粉体，根据需要也可以进行使粉末压粉体的至少一部分烧结的烧结工序。若进行烧结工序，则能够降低粉尘爆炸的风险，因此优选。烧结工序的烧结温度例如为500～600℃。在烧结工序中，通常构成粉末压粉体的铝粉末的粒子彼此烧结而形成烧结体。需要说明的是，烧结前的粉末压粉体所含的碳纳米管和氧化铝通常存在于构成所得到的烧结体的铝颗粒的表面。在烧结工序中得到的烧结体被用于下一工序即金属挤出加工工序。
以下，将包含上述粉末压粉体和烧结体的概念称为“挤出前成形体”。挤出前成形体是含有铝、碳纳米管和氧化铝的固体物或烧结体。
(金属挤出加工工序)
金属挤出加工工序是对挤出前成形体进行挤出加工的工序。在挤出前成形体为粉末压粉体的情况下，金属挤出加工工序是对粉末压粉体进行挤出加工的工序。在挤出前成形体为烧结体的情况下，金属挤出加工工序是对烧结体进行挤出加工的工序。
在金属挤出加工工序中，通过对挤出前成形体进行挤出加工，从而利用挤出前成形体制作具备铝基材相10、碳纳米管部20和氧化铝部30的铝基复合部件1。
在金属挤出加工工序中，例如对挤出前成形体进行加热而进行挤出加工。
挤出前成形体的加热以挤出前成形体的温度通常为400℃以上、优选为450～550℃、更优选为480～520℃的方式进行。如果挤出前成形体的温度低于400℃，则挤出加工变得困难。另外，如果挤出前成形体的温度超过550℃，则有可能在铝基材复合部件1A中生成碳化铝(aluminum carbide)。
挤出前成形体的加热时间依赖于挤出前成形体和加热炉的体积而变化。若将挤出前成形体的加热时间设为例如1～180分钟、优选为60～120分钟，则金属挤出加工工序中的挤出前成形体的均热化容易，因此优选。
当金属挤出加工工序结束时，得到具备铝基材相10、碳纳米管部20、氧化铝部30和来源于杂质的分散部40的铝基复合部件1A。在金属挤出加工工序中制造，然后，将未加工的铝基复合部件1A称为“挤出后未加工复合部件”。在此，未加工是指未进行“时效处理”以外的物理处理或化学处理。
[电连接部件]
本实施方式所涉及的电连接部件是使用本实施方式所涉及的铝基复合部件1形成的部件。作为电连接部件，例如使用汇流条、端子、螺栓或螺母。本实施方式所涉及的电连接部件若用作汽车用布线部件，则能够在汽车的发动机部、电池附近的部件等发热部位的150℃左右的高温环境下发挥蠕变特性优异的特性，因此优选。
(效果)
本实施方式所涉及的电连接部件使用铝基复合部件1。因此，本实施方式所涉及的电连接部件的使用了铝基复合部件1的部分在高温下的蠕变特性、例如150℃下的蠕变特性优异。
[实施例]
以下，通过实施例和比较例进一步详细地说明本实施方式，但本实施方式并不限定于这些实施例。
[实施例1]
(铝基复合部件的制造)
＜CNT-醇分散液的制备工序＞
在2-丙醇中添加平均直径为10～15nm的碳纳米管，使用株式会社井上制作所制造的环状砂磨机(注册商标)SHG-10混合60分钟，制备CNT-醇分散液。在环状砂磨机中投入直径为1.0mm的氧化锆珠球。
将碳纳米管相对于2-丙醇的添加量调整为：作为最终产品而得到的铝基复合部件成为铝和不可避免的杂质的合计量为99.5质量％、碳纳米管为0.5质量％。
CNT-醇分散液调整为25℃下的粘度在1～3000mPa·s的范围内。
＜原料混合物浆料的制备工序＞
向CNT-醇分散液中添加铝粉末，使用上述环状砂磨机混合60分钟，制备原料混合物浆料。作为铝粉末，使用粒子形状为球状且平均粒径在75～150μm的范围内、在表面形成有氧化铝覆膜的粉末。在环状砂磨机中投入直径为1.0mm的氧化锆珠球。
铝粉末的添加量以作为最终产品而得到的铝基复合部件成为铝和不可避免的杂质的合计量为99.5质量％、碳纳米管为0.5质量％的方式进行调整。
在得到的原料混合物浆料中，几乎全部的碳纳米管在范德华力的作用下吸附于扁平化的铝粉末的表面。
图10是实施例1的原料混合物浆料中的铝粉末的表面的扫描电子显微镜(SEM)照片的一例。在图10中，在扁平化的铝粉末5的表面观察到的多个绳状的物质表示碳纳米管部20。由图10可确认，在扁平化的铝粉末5的表面存在碳纳米管部20。
＜原料混合物干燥工序＞
使用蒸发器，使2-丙醇从原料混合物浆料中蒸发而回收，使原料混合物浆料干燥。由此，得到含有扁平化的铝粉末和碳纳米管的原料混合物。
＜压粉体成形工序＞
在25℃的大气中，使用旋转式压片机将原料混合物压粉成形，制成直径5mm、高度5mm的压粉体(金属颗粒)。需要说明的是，为了参考，在25℃的大气中，使用手压机对原料混合物进行压粉成形，结果得到直径60mm、高度10mm的压粉体。
<金属挤出加工工序>
将压粉体(金属颗粒)在大气压下、模具温度500℃下保持10分钟，进行挤出加工。
挤出加工结束后，得到宽度20mm、厚度2.0mm的棱柱状的铝基复合部件(试样No.A1)。所得到的铝基复合部件是在金属挤出加工工序中制造后未进行“时效处理”以外的物理处理或化学处理的未加工的挤出后未加工复合部件。
(评价)
对得到的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件)进行下述评价。
＜截面观察＞
对于所得到的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件)的截面，利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察，利用EDS(能量分散型X射线分光法)分析成分。
另外，基于SEM观察，对构成铝基复合部件1的基材部11及分散部调查了大小、个数等。作为调查对象即分散部，是碳纳米管部20、氧化铝部30、来源于杂质的分散部40、以及包含分散于基材部11的其他材质的部分。
将结果示于表1、图1～图6。
[表1]
Figure BDA0003872096680000241
图1是实施例1所涉及的铝基复合部件的截面的SEM照片的一例。图2是图1的放大照片的一例。图3A是与图2相比进一步放大了图1的放大照片的一例。图3B是图3A所示的区域的EDS(能量分散型X射线分光法)碳映射图像。图4是着眼于图3A中的碳进行了放大观察的透射电子显微镜(TEM)照片的一例。图5A是图1的黑点部BK1的EDS分析结果的一例。图5B是图1的白点部WH1的EDS分析结果。图6是表示存在于图1所示的铝基复合部件的截面中的、多个氧化铝部的粒子面积(氧化铝部截面积)与度数的关系的图表的一例。
如图1～图3B所示，铝基复合部件1具备铝基材相10、碳纳米管部20、黑点部BK1和白点部WH1。在此，由图5A可知，黑点部BK1为包含Al2O3的氧化铝部30。另外，由图5B可知，白点部WH1是包含Al、Fe和Cu的金属间化合物的来源于杂质的分散部40。
因此，可知图1～图3B所示的铝基复合部件1具备铝基材相10、碳纳米管部20、氧化铝部30和来源于杂质的分散部40。
另外，由图6可知，氧化铝部30以其粒子面积在铝基材复合部件1的截面的每3000μm2截面积中为0.02～2.5μm2的范围的方式存在。
＜元素分析＞
对于构成铝基复合部件1的铝基材相10的基材部11及分散部，使用透射型电子显微镜(TEM)及能量分散型X射线分光器(EDS)进行更详细的元素分析。作为调查对象的分散部，是碳纳米管部20、氧化铝部30、来源于杂质的分散部40、以及包含分散于基材部11的其他材质的部分。
将结果示于表2。在表2中，分散部的CNT的栏表示碳纳米管部20，分散部的Al2O3的栏表示氧化铝部30。需要说明的是，分散部的Al4C3的栏表示包含其他材质的部分。
[表2]
Figure BDA0003872096680000261
对于得到的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件)，如下测定拉伸强度、0.2％屈服强度、断裂伸长率、导电率和蠕变特性。
＜拉伸强度、0.2％屈服强度、断裂伸长率＞
使用宽度20mm×厚度2.0mm的棱柱状的试验片测定拉伸强度、0.2％屈服强度、断裂伸长率。将结果示于表3。需要说明的是，在后述的比较例1～4中，使用
Figure BDA0003872096680000263
～1.0mm的线材测定拉伸强度、0.2％屈服强度、断裂伸长率。
[表3]
Figure BDA0003872096680000262
＜导电率＞
使用宽度20mm×厚度2.0mm的棱柱状的试验片，基于JIS H 0505测定导体电阻，测定导电率。将结果示于表3。
＜蠕变特性＞
使用宽度20mm、厚度2.0mm、长度300mm的棱柱状的试验片，测定蠕变特性。需要说明的是，试验片的长度根据试验机的规格而适当改变。具体而言，在蠕变试验机的卡盘部设置试验片，在大气中、在150℃的条件下对试验片施加0.2％屈服强度的值的80％的载荷的负荷，测定时间与位移的关系。然后，测定试验片断裂时的时间(蠕变断裂时间)或最大500小时为止的位移。
对于蠕变特性，在蠕变断裂时间为500小时以下的情况下，评价为“不良”，在蠕变断裂时间为在500小时以内未观察到的情况下，评价为“良好”。将结果示于表3和图7。在图7中，将实施例1表示为“铝基复合部件”。
[实施例2]
(铝基复合部件的制作)
除了使用平均粒径为75μm的铝粉末以外，与实施例1同样地得到宽度20mm、厚度2.0mm的棱柱状的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件、试样No.A2)。
(评价)
对于得到的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件)，与实施例1同样地进行截面观察和元素分析，测定拉伸强度、0.2％屈服强度、断裂伸长率、导电率及蠕变特性。结果见表1～表3。
[实施例3]
(铝基复合部件的制作)
除了使用平均粒径为45μm的铝粉末以外，与实施例1同样地得到宽度20mm、厚度2.0mm的棱柱状的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件、试样No.A3)。
(评价)
对于得到的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件)，与实施例1同样地进行截面观察和元素分析，测定拉伸强度、0.2％屈服强度、断裂伸长率、导电率及蠕变特性。结果示于表1～表3。
[比较例1]
(铝基复合部件的制作)
代替实施例1的铝基复合部件，使用市售的宽度20mm、板厚2.0mm的铝合金A6063-T5的棱柱状的试验片(试样No.B1)。另外，还制成包含铝合金A6063-T5的
Figure BDA0003872096680000281
～1.0mm的线状的试验片。
(评价)
使用棱柱状的试验片测定元素分析、导电率及蠕变特性，使用线状的试验片测定拉伸强度、0.2％屈服强度及断裂伸长率。
具体而言，使用宽度20mm、板厚2.0mm的铝合金A6063-T5的棱柱状的试验片来代替实施例1的铝基复合部件的试验片，除此以外，与实施例1同样地测定元素分析、导电率及蠕变特性。
另外，使用
Figure BDA0003872096680000282
～1.0mm的线状的试验片来代替实施例1的铝基复合部件的试验片，除此以外，与实施例1同样地测定拉伸强度、0.2％屈服强度和断裂伸长率。
将结果示于表2和表3以及图7。在图7中，将比较例1表示为“A6063-T5”。
[比较例2]
(铝基复合部件的制作)
代替实施例1的铝基复合部件，使用汽车用低压电线所使用的Al-Fe系的合金(试样No.B2)制作宽20mm、板厚2.0mm的棱柱状的试验片。另外，还制成包含上述Al-Fe系的合金的
Figure BDA0003872096680000283
～1.0mm的线状的试验片。
(评价)
使用棱柱状的试验片测定元素分析、导电率及蠕变特性，使用线状的试验片测定拉伸强度、0.2％屈服强度及断裂伸长率。
具体而言，使用宽度20mm、板厚2.0mm的棱柱状的Al-Fe合金的试验片来代替实施例1的铝基复合部件的试验片，除此以外，与实施例1同样地测定元素分析、导电率及蠕变特性。
另外，使用
Figure BDA0003872096680000291
～1.0mm的线状的试验片来代替实施例1的铝基复合部件的试验片，除此以外，与实施例1同样地测定拉伸强度、0.2％屈服强度和断裂伸长率。
将结果示于表2和表3、以及图7。在图7中，将比较例2表示为“Al-Fe合金”。
[比较例3]
(铝基复合部件的制作)
使用市售的宽度20mm、板厚2.0mm的纯铝A1070-O(试样No.B3)来代替实施例1的铝基复合部件。另外，还制作了包含纯铝A1070-O的
Figure BDA0003872096680000292
～1.0mm的线状的试验片。
(评价)
使用棱柱状的试验片测定元素分析、导电率及蠕变特性，使用线状的试验片测定拉伸强度、0.2％屈服强度及断裂伸长率。
具体而言，使用宽度20mm、板厚2.0mm的A1070-O的棱柱状的试验片来代替实施例1的铝基复合部件的试验片，除此以外，与实施例1同样地测定元素分析、导电率及蠕变特性。
另外，使用
Figure BDA0003872096680000293
～1.0mm的线状的试验片来代替实施例1的铝基复合部件的试验片，除此以外，与实施例1同样地测定拉伸强度、0.2％屈服强度和断裂伸长率。
将结果示于表3。
[比较例4]
(铝基复合部件的制作)
使用仅在相邻的铝基材相10的晶界存在碳纳米管的铝基复合部件来代替实施例1的铝基复合部件。除此以外，与实施例1同样地操作，得到铝基复合部件(挤出后未加工复合部件、试样No.B4)。试样No.B4的铝基复合部件如下制作。
首先，称量铝粉末和碳纳米管，使得所得到的铝基复合部件中的碳化铝的含量为0.40质量％。需要说明的是，铝粉末使用株式会社高纯度化学研究所制、产品名ALE16PB，平均粉体直径为20μm。另外，碳纳米管使用了CNano Technology Limited制、产品名Flotube9000G2。
接着，将称量出的铝粉末和碳纳米管投入行星球磨机的罐中，进行旋转处理，由此制备混合粉末。由于使用行星球磨机，所以混合粉末中的铝粉末成为扁平形状。进而，将得到的混合粉末投入到模具中，在常温下施加600MPa的压力，由此制备压粉体。
使用电炉将得到的压粉体在真空中630℃下加热300分钟，由此制备铝基复合部件(挤出后未加工复合部件)。该铝基复合部件成为仅在相邻的铝基材相10的晶界存在碳纳米管的铝基复合部件。
进一步对得到的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件)进行拉丝加工，得到包含
Figure BDA0003872096680000301
线材的铝基复合部件(线状的试验片，试样No.B4)。
(评价)
使用
Figure BDA0003872096680000311
的线状的试验片来代替实施例1的铝基复合部件的试验片，除此以外，与实施例1同样地进行元素分析等。即，除了使用
Figure BDA0003872096680000312
的线状的试验片以外，与实施例1同样地进行剖面观察及元素分析，测定拉伸强度、0.2％屈服强度、断裂伸长率、导电率及蠕变特性。将结果示于表3和图11。
图11是比较例4的铝基复合部件的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片的一例。
根据图11可知，在比较例4的铝基复合部件50中，包含Al4C3的分散部150分散于铝基材相110中。
[实施例4]
(铝基复合部件的制作)
调查铝基复合部件的加工硬化特性和软化特性。具体而言，对与实施例1(试样No.A1)相同组成的直径2.6mm的线状的铝基复合部件(挤出后未加工复合部件，试样No.C1)进行拉丝处理、热处理等，制作铝基复合部件(试样No.C2～C4)。以下，将试样No.C1的挤出后未加工复合部件称为“挤出后部件”。
具体而言，在进行了相当于挤出后部件(试样No.C1)的应变ε为3.32的拉丝处理后，得到“拉丝后部件”(试样No.C2)。拉丝后部件是直径0.55mm的线状的试验片。
另外，对拉丝后部件(试样No.C2)在325℃下进行1小时的热处理，结果得到“热处理后部件”(试样No.C3)。
进一步，对拉丝后部件(试样No.C2)在400℃下进行1小时的热处理，结果得到“热处理后部件”(试样No.C4)。
(评价)
对得到的铝基复合部件(试样No.C1～C4)测定拉伸强度、屈服应力和伸长率。需要说明的是，对于挤出后部件(试样No.C1)，在实施例1中测定拉伸强度及伸长率，因此不重新进行测定，仅测定屈服应力。屈服应力如以下那样测定。
＜屈服应力＞
对于试样No.C1～C4，使用直径0.55mm的试验片，通过拉伸试验测定屈服应力。另外，试样No.C1的直径0.55mm的试验片通过对上述直径2.6mm的线状的铝基复合部件进行拉丝加工来制作。将结果示于图8。
作为挤出后部件(试样No.C1)的拉伸强度和伸长率，使用实施例1中测定的值。另外，图8中，将试样No.C3的热处理后部件表示为“325℃1h热处理后”，将试样No.C4的热处理后部件表示为“400℃1h热处理后”。
由图8可知，对拉丝后部件(试样No.C2)施加热处理后的2个热处理后部件(试样No.C3及C4)的伸长率小于拉丝后部件(试样No.C2)，延展性不提高。即，可知在试样No.C3和C4中再结晶未完成。
需要说明的是，在一般的铝合金部件中，由于通过250～350℃的热处理再结晶化，因此与热处理前相比延展性提高。
与此相对，对拉丝后部件(试样No.C2)进行了325℃及400℃的热处理而得到的热处理后部件(试样No.C3及C4)相对于拉丝后部件(试样No.C2)延展性没有提高。因此，可知实施例1的铝基复合部件(试样No.A1及C1)在热处理方面的行为与一般的铝合金部件有很大不同。
该实施例1的铝基复合部件(试样No.A1及C1)在热处理方面的特异的行为被认为是因为位错的移动、恢复等位错运动被实施例1的铝基复合部件的微观结构阻碍。
由实施例1～3和比较例1～4的蠕变特性等的结果以及实施例4的热处理特性等的结果可知，实施例1～3的铝基复合部件在高温下的蠕变特性优异。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (8)

1.一种铝基复合部件，其特征在于，具备：
铝多晶体，所述铝多晶体为由晶界划分成的多个铝基材相的多晶体；
碳纳米管部，所述碳纳米管部包含碳纳米管或其聚集体，且分散于至少1个所述铝基材相中；以及
氧化铝部，所述氧化铝部包含氧化铝，且分散于至少1个所述铝基材相中。
2.根据权利要求1所述的铝基复合部件，其中，
构成所述碳纳米管部的碳纳米管或碳纳米管的聚集体的等球粒直径为10～300nm，
在所述铝基复合部件的每200μm2截面积中，所述碳纳米管部的数量为1个以上。
3.根据权利要求1或2所述的铝基复合部件，其中，
还具备来源于杂质的分散部，
所述来源于杂质的分散部包含含有从由Fe、Cu、Si、Mn、Ti和Zn组成的组中选择的1种以上元素的化合物，且分散于至少1个所述铝基材相中。
4.根据权利要求1或2所述的铝基复合部件，其中，
在所述铝基复合部件的截面的每3000μm2截面积中，所述氧化铝部的氧化铝部截面积存在0.075～67.90μm2，所述氧化铝部截面积是在所述铝基复合部件的截面中观察到的所述氧化铝部的截面积。
5.一种电连接部件，其使用权利要求1或2所述的铝基复合部件形成。
6.根据权利要求5所述的电连接部件，其中，
所述电连接部件是汇流条、端子、螺栓或螺母。
7.根据权利要求5所述的电连接部件，其特征在于，所述电连接部件被用作汽车用布线部件。
8.一种铝基复合部件的制造方法，其特征在于，具有：
CNT-醇分散液的制备工序，制备在醇中分散有碳纳米管的CNT-醇分散液；
原料混合物浆料的制备工序，在CNT-醇分散液中添加铝粉末，制备在醇中包含所述铝粉末、所述碳纳米管和氧化铝的原料混合物浆料；
原料混合物干燥工序，使所述原料混合物浆料干燥而制作原料混合物；
压粉体成形工序，对所述原料混合物施加压力而进行预压粉成形且成形粉末压粉体；以及
金属挤出加工工序，对所述粉末压粉体进行挤出加工。
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