JP2001192751A - Metal matrix composite material and producing method therefor - Google Patents

Metal matrix composite material and producing method therefor

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JP2001192751A
JP2001192751A JP2000010221A JP2000010221A JP2001192751A JP 2001192751 A JP2001192751 A JP 2001192751A JP 2000010221 A JP2000010221 A JP 2000010221A JP 2000010221 A JP2000010221 A JP 2000010221A JP 2001192751 A JP2001192751 A JP 2001192751A
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compound
particles
metal
matrix
composite material
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Japanese (ja)
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Kazusane Otake
和実 大竹
Kazuaki Sato
和明 佐藤
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal matrix composite material in which, in the case of the decomposition of a raw material compound as a feeding source of elements bonded with matrix metal and producing dispersed particles at the time of producing the inside, the production of free metal is prevented, desired dispersed particles are produced, and also, another dispersed particles are produced. SOLUTION: This material contains first to fourth elements, into a matrix consisting of the first element as metal or the alloy thereof, the particles of a first compound at least consisting of the first and second elements among the first to third elements and the particles of a second compound consisting of the third and fourth elements are dispersed, and in the case the powder of the first element, the powder of a third compound consisting of the second element and the third element and the powder of the fourth element or the powder of a compound of the fourth element and the first element are brought into chemical reaction in a mixed state, so that the particles of the first compound at least consisting of the second element between the second element and the third element and the first element derived from the third compound are produced, and also, the particles of the second compound consisting of the third element and the fourth element are produced, the first to fourth elements are selected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属または合金か
ら成るマトリックス中に、内部生成(in situ 生成)さ
せた化学組成の異なる2種類の粒子が分散している金属
基複合材料の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a metal-based composite material in which two types of particles having different chemical compositions generated internally (in situ) are dispersed in a metal or alloy matrix. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、内部生成により分散粒子を生成さ
せる金属基複合材料の製造方法として、特開昭63−8
3239号公報に開示されているように、マトリックス
を構成する金属または合金の粉末と、分散強化相を構成
するセラミックス成分の粉末とを混合状態で加熱するこ
とにより、セラミックス粒子を内部生成(in situ 生
成)させる分散強化型金属基複合材料の製造方法が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing a metal matrix composite material in which dispersed particles are generated by internal generation, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent No. 3239, by heating a powder of a metal or an alloy constituting a matrix and a powder of a ceramic component constituting a dispersion strengthening phase in a mixed state, ceramic particles are internally generated (in situ). A method for producing a dispersion-strengthened metal-based composite material to be produced) is known.

【0003】更に、内部生成の一形態として、アルミナ
粒子分散強化型アルミニウム基複合材料を製造するため
に、下記式(A)に示したテルミット反応によりアルミ
ナ粒子を内部生成させる方法が知られている。すなわ
ち、マトリックス金属であるAlの粉末と、金属酸化物
MOの粉末とを混合状態(通常は混合粉末の加圧成形体
の状態)で反応させ、酸化物MOをAlで還元してAl
2 3 粒子を生成させる。これにより微細なアルミナ粒
子を多量に含む金属基複合材料を製造することができ
る。
Further, as one form of internal generation, a method of internally generating alumina particles by a thermite reaction represented by the following formula (A) is known in order to produce an alumina particle dispersion strengthened aluminum-based composite material. . That is, a powder of Al, which is a matrix metal, and a powder of metal oxide MO are reacted in a mixed state (usually in the state of a pressed compact of the mixed powder), and the oxide MO is reduced with Al to produce Al.
2 O 3 particles are generated. Thus, a metal-based composite material containing a large amount of fine alumina particles can be manufactured.

【0004】 2nAl+3Mm On →nAl2 3 +3mM・・・・・(A) しかし、テルミット反応は、原料酸化物MOの還元分解
により生成する金属Mが粗大な介在物となり、機械特性
特に靱性を低下させるという問題があった。
2nAl + 3Mm On → nAl 2 O 3 +3 mM (A) However, in the thermite reaction, the metal M generated by the reductive decomposition of the raw material oxide MO becomes coarse inclusions, and the mechanical properties, particularly the toughness, are reduced. There was a problem of letting it.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題を解消し、マトリックス金属と結合して分散粒
子を生成する分散粒子生成元素の供給源である原料化合
物の分解に際して、遊離金属の生成を防止しながら、望
みの分散粒子を生成させ且つ更に別の分散粒子をも生成
させることを可能とした金属基複合材料およびその製造
方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art and solves the problem of free metal when decomposing a raw material compound which is a source of a dispersed particle forming element which forms dispersed particles by combining with a matrix metal. It is an object of the present invention to provide a metal-based composite material capable of producing desired dispersed particles and further producing other dispersed particles while preventing the production of the same, and a method for producing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の金属基複合材料は、第1元素、第2元
素、第3元素および第4元素を含み、金属である第1元
素またはその合金から成るマトリックス中に、第1元
素、第2元素および第3元素のうちの少なくとも第1元
素と第2元素とから成る第1化合物の粒子、および第3
元素と第4元素とから成る第2化合物の粒子が分散して
いる金属基複合材料であって、第1元素の粉末、第2元
素と第3元素とから成る第3化合物の粉末、および第4
元素の粉末または第4元素と第1元素との化合物の粉
末、を混合状態で化学反応させたときに、第3化合物に
由来する第2元素および第3元素のうち少なくとも第2
元素と第1元素とから成る第1化合物の粒子が生成し且
つ第3元素と第4元素とから成る第2化合物の粒子が生
成するように、第1元素、第2元素、第3元素および第
4元素を選択したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a metal-based composite material according to the present invention comprises a first element, a second element, a third element and a fourth element, and comprises a first metal Particles of a first compound comprising at least a first element and a second element of a first element, a second element and a third element in a matrix comprising the element or an alloy thereof;
A metal-based composite material in which particles of a second compound composed of an element and a fourth element are dispersed, wherein a powder of a first element, a powder of a third compound composed of a second element and a third element, and 4
When a powder of an element or a powder of a compound of the fourth element and the first element is chemically reacted in a mixed state, at least a second element out of the second element and the third element derived from the third compound is obtained.
The first element, the second element, the third element, and the second element are formed such that particles of a first compound including the element and the first element are generated and particles of a second compound including the third element and the fourth element are generated. A feature is that the fourth element is selected.

【0007】上記本発明の金属基複合材料を製造する方
法は、第1元素、第2元素、第3元素および第4元素を
含み、金属である第1元素またはその合金からなるマト
リックス中に、第1元素、第2元素および第3元素のう
ちの少なくとも該第1元素と該第2元素とから成る第1
化合物の粒子、および該第3元素と該第4元素とから成
る第2化合物の粒子が分散している金属基複合材料の製
造方法であって、第1元素の粉末、第2元素および第3
元素から成る第3化合物の粉末、および第4元素の粉末
または第4元素と第1元素との化合物の粉末、を混合状
態で化学反応させることにより、第3化合物に由来する
第2元素および第3元素のうち少なくとも第2元素と第
1元素とから成る第1化合物の粒子を生成させ且つ第3
元素と第4元素とから成る第2化合物の粒子を生成させ
ることを特徴とする。
The method for producing a metal-based composite material of the present invention is characterized in that a matrix containing the first element, the second element, the third element, and the fourth element and comprising the first element which is a metal or an alloy thereof is A first element composed of at least the first element and the second element among the first element, the second element, and the third element;
A method for producing a metal-based composite material in which particles of a compound and particles of a second compound comprising the third element and the fourth element are dispersed, wherein the powder of the first element, the second element and the third element
The second element and the second element derived from the third compound are chemically reacted in a mixed state with the powder of the third compound composed of the element and the powder of the fourth element or the powder of the compound of the fourth element and the first element. Forming particles of a first compound comprising at least a second element and a first element among the three elements;
The method is characterized in that particles of a second compound composed of an element and a fourth element are generated.

【0008】本発明においては、第3化合物の分解によ
って放出された分散粒子生成元素としての第2元素が、
マトリックスの金属である第1元素と結合して所定の分
散粒子である第1化合物を生成し、同時に第3化合物か
ら放出された第3元素は第4元素と結合して第2化合物
として固定される。この第2化合物も微細な粒子として
第1元素のマトリックス中に分散する。
[0008] In the present invention, the second element as a dispersed particle forming element released by the decomposition of the third compound is:
The first compound which is a metal of the matrix is combined with the first element to form a first compound which is a predetermined dispersed particle, and at the same time, the third element released from the third compound is combined with the fourth element and fixed as a second compound. You. This second compound is also dispersed as fine particles in the matrix of the first element.

【0009】これにより、原料化合物の分解による粗大
な遊離元素粒子の形成が防止され、靱性等の機械特性が
安定した金属基複合材料が得られる。加えて、遊離元素
の固定により生成した第2化合物も微細な分散粒子とし
て強化に寄与するので、金属基複合材料の強度を更に高
めることができる。
As a result, formation of coarse free element particles due to decomposition of the raw material compound is prevented, and a metal-based composite material having stable mechanical properties such as toughness can be obtained. In addition, since the second compound generated by fixing the free element also contributes to strengthening as fine dispersed particles, the strength of the metal-based composite material can be further increased.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】上記各粉末を混合し、通常は加圧
成形した後、熱処理(通常は1400℃以下)すること
により、第1化合物および第2化合物の粒子が同時に内
部生成する。典型的には下記4通りの実施形態1〜4で
実施できる。 〔実施形態1〕第1元素としてAl、第2元素として
O、第3元素としてSi、Ti、Ta、NbおよびCr
のうちの1種、および第4元素としてMg、CおよびB
のうちの1種(ただしBはAlB2 の形でもよい)、を
含み、第1元素であるAlまたはその合金から成るマト
リックス中に、第1元素と第2元素とから成る第1化合
物としてのAl2 3 の粒子、および第3元素と第4元
素とから成る第2化合物としてMg2 Si、TiC、T
aC、NbC、TiB2 、TaB2 、NbB2 およびC
rB2 のうちの1種の粒子、が分散しており、第2元素
および第3元素が由来する第3化合物がSiO2 、Ti
2 、Ta25 、Nb2 5 およびCr2 3 のうち
の1種である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Particles of the first compound and the second compound are simultaneously internally produced by mixing the above-mentioned powders, usually pressing and then heat-treating (usually 1400 ° C. or lower). Typically, it can be carried out in the following four embodiments 1-4. [Embodiment 1] Al as the first element, O as the second element, Si, Ti, Ta, Nb and Cr as the third element
And Mg, C and B as the fourth element
(Where B may be in the form of AlB 2 ), in a matrix composed of the first element Al or an alloy thereof, as a first compound composed of the first element and the second element. Al 2 O 3 particles and Mg 2 Si, TiC, T as a second compound comprising a third element and a fourth element
aC, NbC, TiB 2 , TaB 2 , NbB 2 and C
One kind of particles of rB 2 is dispersed, and the third compound derived from the second element and the third element is SiO 2 , Ti
O 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5, and Cr 2 O 3 .

【0011】実施形態1においては、原料粉末の混合状
態(通常は混合粉末の加圧成形体中)で下記式で示した
反応により、第1化合物であるAl2 3 の粒子と第2
化合物の粒子が同時生成する。 基本形: Al+αO +β →Al2 3 +αβ 具体形 Al+SiO2 +Mg→Al2 3 +Mg
2 Si Al+TiO2 +C →Al2 3 +TiC Al+Ta2 5 +C →Al2 3 +TaC Al+Nb2 5 +C →Al2 3 +NbC Al+TiO2 +B →Al2 3 +TiB2 Al+Ta2 5 +B →Al2 3 +TaB2 Al+Nb2 5 +B →Al2 3 +NbB2 Al+Cr2 3 +B →Al2 3 +CrB2 (注1)各項は、Al:第1元素、O:第2元素、α:
第3元素、β:第4元素、Al2 3 :第1化合物、α
β:第2化合物、αO:第3化合物である。
In the first embodiment, the particles of Al 2 O 3 as the first compound and the second compound are mixed in the mixed state of the raw material powders (usually in the pressed compact of the mixed powder) by the reaction represented by the following formula.
Compound particles form simultaneously. Basic: Al + αO + β → Al 2 O 3 + αβ concrete form Al + SiO 2 + Mg → Al 2 O 3 + Mg
2 Si Al + TiO 2 + C → Al 2 O 3 + TiC Al + Ta 2 O 5 + C → Al 2 O 3 + TaC Al + Nb 2 O 5 + C → Al 2 O 3 + NbC Al + TiO 2 + B → Al 2 O 3 + TiB 2 Al + Ta 2 O 5 + B → Al 2 O 3 + TaB 2 Al + Nb 2 O 5 + B → Al 2 O 3 + NbB 2 Al + Cr 2 O 3 + B → Al 2 O 3 + CrB 2 (Note 1) Al is the first element, O is the second element, α :
Third element, β: fourth element, Al 2 O 3 : first compound, α
β: second compound, αO: third compound.

【0012】(注2)具体形の各項の元素または化合物
はその上方にある基本形の各項の元素または化合物に対
応する。 (注3)各式は反応を簡潔に模式表示したものであり、
通常の反応式と異なり、式中の各項には化学量論比に基
づく係数は付してない。 (注4)具体形〜で、左辺のBはAlB2 に置き換
えてもよい。 〔実施形態2〕第1元素としてAl、第2元素として
N、および第3元素および第4元素としてMgおよびS
iのうちの一方および他方、を含み、第1元素であるA
lまたはその合金から成るマトリックス中に、第1元素
と第2元素とから成る第1化合物としてのAlNの粒
子、および第3元素と第4元素とから成る第2化合物と
してのMg2 Siの粒子、が分散しており、第2元素お
よび第3元素が由来する第3化合物がMg3 2 および
Si3 4のうちの1種である。
(Note 2) The element or compound of each item of the concrete form corresponds to the element or compound of each item of the basic form above it. (Note 3) Each equation is a simplified schematic representation of the reaction.
Unlike ordinary reaction formulas, each term in the formula is not given a coefficient based on the stoichiometric ratio. (Note 4) In the concrete form, B on the left side may be replaced with AlB 2 . [Embodiment 2] Al as the first element, N as the second element, and Mg and S as the third and fourth elements
A, which is one of the first elements, including one and the other of i.
1 or particles of AlN as a first compound composed of a first element and a second element, and particles of Mg 2 Si as a second compound composed of a third element and a fourth element in a matrix composed of 1 or an alloy thereof. Are dispersed, and the third compound from which the second element and the third element are derived is one of Mg 3 N 2 and Si 3 N 4 .

【0013】実施形態2においては、原料粉末の混合状
態(通常は混合粉末の加圧成形体中)で下記式で示した
反応により、第1化合物であるAlNの粒子と第2化合
物の粒子が同時生成する。 基本形: Al+αN +β →AlN+αβ 具体形 Al+Mg3 2 +Si→AlN+Mg2
i Al+Si3 4 +C →AlN+Mg2 Si (注1)各項は、Al:第1元素、N:第2元素、α:
第3元素、β:第4元素、AlN:第1化合物、αβ:
第2化合物、αN:第3化合物である。
In the second embodiment, the particles of the first compound AlN and the particles of the second compound are mixed by the reaction represented by the following formula in a mixed state of the raw material powders (usually in the pressed compact of the mixed powder). Generate at the same time. Basic form: Al + αN + β → AlN + αβ Concrete form Al + Mg 3 N 2 + Si → AlN + Mg 2 S
i Al + Si 3 N 4 + C → AlN + Mg 2 Si (Note 1) Al: the first element, N: the second element, α:
Third element, β: fourth element, AlN: first compound, αβ:
Second compound, αN: Third compound.

【0014】(注2)(注3)は実施形態1と同様。 〔実施形態3〕第1元素としてAl、第2元素として
O、第3元素としてMg、および第4元素としてSi、
を含み、第1元素であるAlまたはその合金から成るマ
トリックス中に、第1元素と第2元素と第3元素とから
成る第1化合物としてのMgAl2 4の粒子、および
第3元素と第4元素とから成る第2化合物としてのMg
2 Siの粒子、が分散しており、第2元素および第3元
素が由来する第3化合物がMgOである。
(Note 2) (Note 3) are the same as in the first embodiment. [Embodiment 3] Al as a first element, O as a second element, Mg as a third element, Si as a fourth element,
And particles of MgAl 2 O 4 as a first compound comprising a first element, a second element and a third element, and a third element and a Mg as a second compound composed of four elements
2 Si particles are dispersed, and the third compound from which the second element and the third element are derived is MgO.

【0015】実施形態3においては、原料粉末の混合状
態(通常は混合粉末の加圧成形体中)で下記式で示した
反応により、第1化合物の粒子と第2化合物の粒子が同
時生成する。 具体形 Al+MgO+Si→MgAl2 4 +Mg
2 Si (注1)各項は、Al:第1元素、O:第2元素、M
g:第3元素、Si:第4元素、MgAl2 4 :第1
化合物、Mg2 Si:第2化合物、MgO:第3化合物
である。
In the third embodiment, the particles of the first compound and the particles of the second compound are produced simultaneously by the reaction represented by the following formula in the mixed state of the raw material powders (usually in the pressed compact of the mixed powder). . Concrete form Al + MgO + Si → MgAl 2 O 4 + Mg
2 Si (Note 1) Al: First element, O: Second element, M
g: third element, Si: fourth element, MgAl 2 O 4 : first
Compound, Mg 2 Si: second compound, MgO: third compound.

【0016】(注2)(注3)は実施形態1と同様。 〔実施形態4〕第1元素としてMg、第2元素として
O、第3元素としてTi、TaおよびNbのうちの1
種、および第4元素としてCおよびBのうちの1種、を
含み、第1元素であるMgまたはその合金から成るマト
リックス中に、第1元素と第2元素とから成る第1化合
物としてのMgOの粒子、および第3元素と第4元素と
から成る第2化合物としてTiC、TaC、NbC、T
iB2 、TaB2 およびNbB2 のうちの1種の粒子、
が分散しており、第2元素および第3元素が由来する第
3化合物がTiO2 、Ta2 5 およびNb2 5 のう
ちの1種である。
(Note 2) and (Note 3) are the same as in the first embodiment. [Embodiment 4] Mg as the first element, O as the second element, and one of Ti, Ta and Nb as the third element
A first element composed of Mg or an alloy thereof, containing MgO as a first compound comprising a first element and a second element; And TiC, TaC, NbC, T as second compounds composed of the third element and the fourth element.
a particle of one of iB 2 , TaB 2 and NbB 2 ,
Are dispersed, and the third compound from which the second element and the third element are derived is one of TiO 2 , Ta 2 O 5 and Nb 2 O 5 .

【0017】実施形態1においては、原料粉末の混合状
態(通常は混合粉末の加圧成形体中)で下記式で示した
反応により、第1化合物であるAl2 3 の粒子と第2
化合物の粒子が同時生成する。 基本形: Mg+αO +β →MgO+αβ 具体形 Mg+TiO2 +C →MgO+TiC Mg+Ta2 5 +C →MgO+TaC Mg+Nb2 5 +C →MgO+NbC Mg+TiO2 +B →MgO+TiB2 Mg+Ta2 5 +B →MgO+TaB2 Mg+Nb2 5 +B →MgO+NbB2 (注1)各項は、Mg:第1元素、O:第2元素、α:
第3元素、β:第4元素、MgO:第1化合物、αβ:
第2化合物、αO:第3化合物である。
In the first embodiment, the particles of Al 2 O 3 as the first compound and the second compound are mixed in the mixed state of the raw material powders (usually in the pressed compact of the mixed powder) by the reaction represented by the following formula.
Compound particles form simultaneously. Basic: Mg + αO + β → MgO + αβ specific type Mg + TiO 2 + C → MgO + TiC Mg + Ta 2 O 5 + C → MgO + TaC Mg + Nb 2 O 5 + C → MgO + NbC Mg + TiO 2 + B → MgO + TiB 2 Mg + Ta 2 O 5 + B → MgO + TaB 2 Mg + Nb 2 O 5 + B → MgO + NbB 2 ( Note 1) Each term is Mg: 1st element, O: 2nd element, α:
Third element, β: fourth element, MgO: first compound, αβ:
Second compound, αO: third compound.

【0018】(注2)(注3)は実施形態1と同様。(Note 2) (Note 3) are the same as in the first embodiment.

【0019】[0019]

【実施例】実施形態1の具体形、、により、下記
手順および条件で本発明の分散強化型Al基複合材料を
製造した。 〔粉末の混合〕各試料について表1に示した配合量で各
粉末を秤量し、V型混合器により1時間混合した。
EXAMPLE A dispersion-strengthened Al-based composite material of the present invention was produced according to the specific form of Embodiment 1 and the following procedure and conditions. [Mixing of powders] Each powder was weighed at the compounding amount shown in Table 1 for each sample and mixed for 1 hour with a V-type mixer.

【0020】〔成形体の作成〕得られた混合粉末をφ3
0mmの金型内に装入し、成形圧7ton/cm2 で成形し
た。 〔熱処理〕得られた粉末成形体をAr雰囲気中で5℃/
min の昇温速度で1200℃に加熱した。
[Preparation of molded article]
It was charged into a 0 mm mold and molded at a molding pressure of 7 ton / cm 2 . [Heat treatment] The obtained powder compact was placed in an Ar atmosphere at 5 ° C /
The mixture was heated to 1200 ° C. at a heating rate of min.

【0021】〔金属基複合材料の組織〕得られた金属基
複合材料について、X線回折による存在相の同定と走査
電子顕微鏡による組織観察を行った結果、表1に示した
ように、Alマトリックス中に微細なAl2 3 粒子
(粒径2μm)と、Mg2 Si粒子(粒径20μm、試
料1)、TiC粒子(粒径1μm、試料2)またはTi
2 粒子(粒径2μm、試料3)が分散している粒子分
散型Al基複合材料が得られた。
[Structure of Metal Matrix Composite Material] As a result of identifying the existing phase by X-ray diffraction and observing the structure by a scanning electron microscope, the obtained metal matrix composite material showed an Al matrix as shown in Table 1. Fine Al 2 O 3 particles (particle diameter 2 μm), Mg 2 Si particles (particle diameter 20 μm, sample 1), TiC particles (particle diameter 1 μm, sample 2) or Ti
A particle-dispersed Al-based composite material in which B 2 particles (particle size 2 μm, sample 3) were dispersed was obtained.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マトリックス金属と結合して分散粒子を生成する分散粒
子生成元素の供給源である原料化合物の分解に際して、
遊離金属の生成を防止しながら、望みの分散粒子を生成
させることを可能とした金属基複合材料およびその製造
方法が提供される。
As described above, according to the present invention,
Upon decomposition of the raw material compound, which is the source of the dispersed particle forming element that forms dispersed particles by combining with the matrix metal,
Provided are a metal-based composite material capable of forming desired dispersed particles while preventing generation of free metal, and a method for producing the same.

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Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1元素、第2元素、第3元素および第
4元素を含み、金属である第1元素またはその合金から
成るマトリックス中に、第1元素、第2元素および第3
元素のうちの少なくとも第1元素と第2元素とから成る
第1化合物の粒子、および第3元素と第4元素とから成
る第2化合物の粒子が分散している金属基複合材料であ
って、 第1元素の粉末、 第2元素と第3元素とから成る第3化合物の粉末、およ
び 第4元素の粉末または第4元素と第1元素との化合物の
粉末、を混合状態で化学反応させたときに、第3化合物
に由来する第2元素および第3元素のうち少なくとも第
2元素と第1元素とから成る第1化合物の粒子が生成し
且つ第3元素と第4元素とから成る第2化合物の粒子が
生成するように、第1元素、第2元素、第3元素および
第4元素を選択したことを特徴とする金属基複合材料。
The first element, the second element and the third element are contained in a matrix containing the first element, the second element, the third element, and the fourth element, the first element being a metal or an alloy thereof.
A metal-based composite material in which particles of a first compound composed of at least a first element and a second element, and particles of a second compound composed of a third element and a fourth element are dispersed, The powder of the first element, the powder of the third compound composed of the second element and the third element, and the powder of the fourth element or the powder of the compound of the fourth element and the first element were chemically reacted in a mixed state. Sometimes, particles of the first compound composed of at least the second element and the first element of the second element and the third element derived from the third compound are formed, and the second compound composed of the third element and the fourth element is formed. A metal-based composite material, wherein a first element, a second element, a third element, and a fourth element are selected so as to generate compound particles.
【請求項2】 第1元素としてAl、第2元素として
O、第3元素としてSi、Ti、Ta、NbおよびCr
のうちの1種、および第4元素としてMg、CおよびB
のうちの1種(ただしBはAlB2 の形でもよい)を含
み、第1元素であるAlまたはその合金から成るマトリ
ックス中に、第1元素と第2元素とから成る第1化合物
としてのAl2 3 の粒子、および第3元素と第4元素
とから成る第2化合物としてMg2 Si、TiC、Ta
C、NbC、TiB2 、TaB2、NbB2 およびCr
2 のうちの1種の粒子が分散しており、第2元素およ
び第3元素が由来する第3化合物がSiO2 、Ti
2 、Ta2 5 、Nb2 5およびCr2 3 のうち
の1種であることを特徴とする請求項1記載の金属基複
合材料。
2. The first element is Al, the second element is O, and the third element is Si, Ti, Ta, Nb and Cr.
And Mg, C and B as the fourth element
(Where B may be in the form of AlB 2 ), and in a matrix composed of Al as the first element or an alloy thereof, Al as the first compound composed of the first element and the second element Mg 2 Si, TiC, and Ta as particles of 2 O 3 and a second compound composed of a third element and a fourth element.
C, NbC, TiB 2 , TaB 2 , NbB 2 and Cr
One kind of particles of B 2 is dispersed, and the third compound derived from the second element and the third element is SiO 2 , Ti
O 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5 and a metal matrix composite material according to claim 1, wherein it is one of Cr 2 O 3.
【請求項3】 第1元素としてAl、第2元素として
N、第3元素および第4元素としてMgおよびSiのう
ちの一方および他方を含み、第1元素であるAlまたは
その合金から成るマトリックス中に、第1元素と第2元
素とから成る第1化合物としてのAlNの粒子、および
第3元素と第4元素とから成る第2化合物としてのMg
2 Siの粒子が分散しており、第2元素および第3元素
が由来する第3化合物がMg3 2 およびSi3 4
うちの1種であることを特徴とする請求項1記載の金属
基複合材料。
3. A matrix comprising Al as the first element, N as the second element, and one or the other of Mg and Si as the third and fourth elements, wherein the matrix is made of Al as the first element or an alloy thereof. AlN particles as a first compound composed of a first element and a second element, and Mg as a second compound composed of a third element and a fourth element
2 and Si particles are dispersed, according to claim 1, wherein the third compound in which the second element and the third element is derived is characterized in that it is a one of Mg 3 N 2 and Si 3 N 4 Metal matrix composites.
【請求項4】 第1元素としてAl、第2元素として
O、第3元素としてMgおよび第4元素としてSiを含
み、第1元素であるAlまたはその合金から成るマトリ
ックス中に、第1元素と第2元素と第3元素とから成る
第1化合物としてのMgAl2 4 の粒子、および第3
元素と第4元素とから成る第2化合物としてのMg2
iの粒子が分散しており、第2元素および第3元素が由
来する第3化合物がMgOであることを特徴とする請求
項1記載の金属基複合材料。
4. A matrix comprising Al as a first element, O as a second element, Mg as a third element and Si as a fourth element, wherein the first element Al or an alloy thereof is contained in a matrix composed of Al or an alloy thereof. MgAl 2 O 4 particles as a first compound comprising a second element and a third element, and a third compound
Mg 2 S as a second compound composed of an element and a fourth element
The metal-based composite material according to claim 1, wherein the particles of i are dispersed, and the third compound from which the second element and the third element are derived is MgO.
【請求項5】 第1元素としてMg、第2元素として
O、第3元素としてTi、TaおよびNbのうちの1
種、および第4元素としてCおよびBのうちの1種を含
み、第1元素であるMgまたはその合金から成るマトリ
ックス中に、第1元素と第2元素とから成る第1化合物
としてのMgOの粒子、および第3元素と第4元素とか
ら成る第2化合物としてTiC、TaC、NbC、Ti
2 、TaB2 およびNbB2 のうちの1種の粒子が分
散しており、第2元素および第3元素が由来する第3化
合物がTiO2 、Ta2 5 およびNb2 5 のうちの
1種であることを特徴とする請求項1記載の金属基複合
材料。
5. A method according to claim 1, wherein the first element is Mg, the second element is O, and the third element is one of Ti, Ta and Nb.
A first element composed of Mg or an alloy thereof containing a species and one of C and B as a fourth element, and containing MgO as a first compound composed of the first element and the second element in a matrix composed of Mg or an alloy thereof. TiC, TaC, NbC, Ti as particles and a second compound comprising a third element and a fourth element
One kind of particles of B 2 , TaB 2 and NbB 2 is dispersed, and the third compound derived from the second element and the third element is TiO 2 , Ta 2 O 5 and Nb 2 O 5 The metal-based composite material according to claim 1, wherein the composite material is one kind.
【請求項6】 第1元素、第2元素、第3元素および第
4元素を含み、金属である第1元素またはその合金から
なるマトリックス中に、第1元素、第2元素および第3
元素のうちの少なくとも該第1元素と該第2元素とから
成る第1化合物の粒子、および該第3元素と該第4元素
とから成る第2化合物の粒子が分散している金属基複合
材料の製造方法であって、 第1元素の粉末、 第2元素および第3元素から成る第3化合物の粉末、お
よび 第4元素の粉末または第4元素と第1元素との化合物の
粉末、を混合状態で化学反応させることにより、第3化
合物に由来する第2元素および第3元素のうち少なくと
も第2元素と第1元素とから成る第1化合物の粒子を生
成させ且つ第3元素と第4元素とから成る第2化合物の
粒子を生成させることを特徴とする金属基複合材料の製
造方法。
6. A matrix containing a first element, a second element, a third element, and a fourth element, and comprising a first element, a second element, and a third element in a matrix composed of the first element or an alloy thereof, which is a metal.
A metal-based composite material in which particles of a first compound composed of at least the first element and the second element, and particles of a second compound composed of the third element and the fourth element are dispersed; Mixing the powder of the first element, the powder of the third compound comprising the second element and the third element, and the powder of the fourth element or the powder of the compound of the fourth element and the first element By chemically reacting in the state, particles of the first compound including at least the second element and the first element among the second element and the third element derived from the third compound are generated, and the third element and the fourth element are formed. A method for producing a metal-based composite material, wherein particles of the second compound are generated.
【請求項7】 前記金属基複合材料は、第1元素として
Al、第2元素としてO、第3元素としてSi、Ti、
Ta、NbおよびCrのうちの1種、および第4元素と
してMg、CおよびBのうちの1種(ただしBはAlB
2 の形でもよい)を含み、第1元素であるAlまたはそ
の合金から成るマトリックス中に、第1元素と第2元素
とから成る第1化合物としてのAl2 3 の粒子、およ
び第3元素と第4元素とから成る第2化合物としてMg
2 Si、TiC、TaC、NbC、TiB2 、Ta
2 、NbB2 およびCrB2 のうちの1種の粒子が分
散しており、第2元素および第3元素が由来する第3化
合物がSiO2 、TiO2 、Ta2 5 、Nb2 5
よびCr2 3 のうちの1種であることを特徴とする請
求項6記載の金属基複合材料の製造方法。
7. The metal-based composite material comprises Al as a first element, O as a second element, Si, Ti as a third element,
One of Ta, Nb and Cr, and one of Mg, C and B as the fourth element (B is AlB
2 ), a particle of Al 2 O 3 as a first compound composed of the first element and the second element, in a matrix composed of Al as the first element or an alloy thereof, and a third element. Mg as a second compound comprising
2 Si, TiC, TaC, NbC, TiB 2 , Ta
One kind of particles of B 2 , NbB 2 and CrB 2 is dispersed, and the third compound derived from the second element and the third element is SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 method for producing a metal matrix composite material according to claim 6, wherein the or a one of Cr 2 O 3.
【請求項8】 前記金属基複合材料は、第1元素として
Al、第2元素としてN、第3元素および第4元素とし
てMgおよびSiのうちの一方および他方を含み、第1
元素であるAlまたはその合金から成るマトリックス中
に、第1元素と第2元素とから成る第1化合物としての
AlNの粒子、および第3元素と第4元素とから成る第
2化合物としてのMg2 Siの粒子が分散しており、第
2元素および第3元素が由来する第3化合物がMg3
2 およびSi3 4 のうちの1種であることを特徴とす
る請求項6記載の金属基複合材料の製造方法。
8. The metal-based composite material includes Al as a first element, N as a second element, and one or the other of Mg and Si as a third and fourth element.
AlN particles as a first compound composed of a first element and a second element, and Mg 2 as a second compound composed of a third element and a fourth element, in a matrix composed of the element Al or an alloy thereof. Si particles are dispersed, and the third compound from which the second element and the third element are derived is Mg 3 N
7. The method for producing a metal-based composite material according to claim 6, wherein the method is one of Si 2 and Si 3 N 4 .
【請求項9】 前記金属基複合材料は、第1元素として
Al、第2元素としてO、第3元素としてMgおよび第
4元素としてSiを含み、第1元素であるAlまたはそ
の合金から成るマトリックス中に、第1元素と第2元素
と第3元素とから成る第1化合物としてのMgAl2
4 の粒子、および第3元素と第4元素とから成る第2化
合物としてのMg2 Siの粒子が分散しており、第2元
素および第3元素が由来する第3化合物がMgOである
ことを特徴とする請求項6記載の金属基複合材料の製造
方法。
9. The matrix comprising Al as a first element, O as a second element, Mg as a third element and Si as a fourth element, wherein the matrix is made of Al as the first element or an alloy thereof. MgAl 2 O as a first compound including a first element, a second element, and a third element
4 and particles of Mg 2 Si as a second compound composed of the third and fourth elements are dispersed, and the third compound from which the second element and the third element are derived is MgO. The method for producing a metal-based composite material according to claim 6, wherein:
【請求項10】 前記金属基複合材料は、第1元素とし
てMg、第2元素としてO、第3元素としてTi、Ta
およびNbのうちの1種、および第4元素としてCおよ
びBのうちの1種を含み、第1元素であるMgまたはそ
の合金から成るマトリックス中に、第1元素と第2元素
とから成る第1化合物としてのMgOの粒子、および第
3元素と第4元素とから成る第2化合物としてTiC、
TaC、NbC、TiB2 、TaB2 およびNbB2
うちの1種の粒子が分散しており、第2元素および第3
元素が由来する第3化合物がTiO2 、Ta2 5 およ
びNb2 5 のうちの1種であることを特徴とする請求
項6記載の金属基複合材料の製造方法。
10. The metal-based composite material comprises Mg as a first element, O as a second element, Ti and Ta as a third element.
And one of Nb and one of C and B as the fourth element, and a matrix composed of the first element and the second element is contained in a matrix made of the first element Mg or an alloy thereof. MgO particles as one compound, and TiC as a second compound composed of a third element and a fourth element,
One of TaC, NbC, TiB 2 , TaB 2 and NbB 2 particles is dispersed, and the second element and the third element are dispersed.
The third compound is method for producing a metal matrix composite material according to claim 6, wherein it is one of TiO 2, Ta 2 O 5 and Nb 2 O 5 which element is derived.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104911416A (en) * 2015-06-19 2015-09-16 华中科技大学 In-situ particle mixed reinforced aluminum-based composite material and preparation method thereof
CN106702222A (en) * 2016-12-16 2017-05-24 镇江创智特种合金科技发展有限公司 Preparation method of mischmetal-doped (TiB2+ZrB2)/Al composite
CN110195182A (en) * 2019-04-30 2019-09-03 西安交通大学 A kind of double size multiphase granules enhancing magnesium-based composite material and preparation method thereof

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