JP2002249832A - 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 - Google Patents
金属−セラミックス複合材料およびその製造方法Info
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- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
- C04B20/1066—Oxides, Hydroxides
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 浸透させる金属がＭｇを含まないアルミニウ
ム合金であっても、加圧装置が不要で、複雑な形状品の
作製が容易な金属−セラミックス複合材料およびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 表面の全体または一部がアルミナでコー
ティングされたＳｉＣからなるセラミックス粉末および
／またはセラミックス繊維をアルミナ質のバインダーを
用いてプリフォームを形成し、そのプリフォームにマト
リックス合金としてシリコンを含むアルミニウム合金を
浸透させる。
ム合金であっても、加圧装置が不要で、複雑な形状品の
作製が容易な金属−セラミックス複合材料およびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 表面の全体または一部がアルミナでコー
ティングされたＳｉＣからなるセラミックス粉末および
／またはセラミックス繊維をアルミナ質のバインダーを
用いてプリフォームを形成し、そのプリフォームにマト
リックス合金としてシリコンを含むアルミニウム合金を
浸透させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属に強化材を複
合させる金属−セラミックス複合材料およびその製造方
法に関し、特に非加圧で複合化させる金属−セラミック
ス複合材料およびその製造方法に関する。
合させる金属−セラミックス複合材料およびその製造方
法に関し、特に非加圧で複合化させる金属−セラミック
ス複合材料およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス粒子やセラミックス繊維と
金属がミクロンオーダーで複合された複合材料は、セラ
ミックスと金属の両方の特性を兼ね備えており、例えば
この複合材料は、高剛性、低熱膨張性、耐摩耗性等のセ
ラミックスの優れた特性に加え、延性、高靭性、高熱伝
導性、高電気伝導性等の金属の優れた特性を備えてい
る。このように、従来から難しいとされていたセラミッ
クスと金属の両方の特性を備えているため、機械装置メ
ーカ等の業界から次世代の材料として注目されている。
この複合材料においては、金属が材料のマトリックスと
しての役割を持ち、セラミックス粒子やセラミックス繊
維は強化材としての効果を持つ。
金属がミクロンオーダーで複合された複合材料は、セラ
ミックスと金属の両方の特性を兼ね備えており、例えば
この複合材料は、高剛性、低熱膨張性、耐摩耗性等のセ
ラミックスの優れた特性に加え、延性、高靭性、高熱伝
導性、高電気伝導性等の金属の優れた特性を備えてい
る。このように、従来から難しいとされていたセラミッ
クスと金属の両方の特性を備えているため、機械装置メ
ーカ等の業界から次世代の材料として注目されている。
この複合材料においては、金属が材料のマトリックスと
しての役割を持ち、セラミックス粒子やセラミックス繊
維は強化材としての効果を持つ。
【０００３】この複合材料、特に金属としてアルミニウ
ムをマトリックスとする複合材料の製造方法は、粉末冶
金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方法が従来から知ら
れている。しかし、これらの方法は、強化材であるセラ
ミックスの含有量を多くできない、あるいは大型の加圧
装置が必要である、もしくはニアネット成形が困難であ
る、コストが極めて高い等の問題点を有していた。
ムをマトリックスとする複合材料の製造方法は、粉末冶
金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方法が従来から知ら
れている。しかし、これらの方法は、強化材であるセラ
ミックスの含有量を多くできない、あるいは大型の加圧
装置が必要である、もしくはニアネット成形が困難であ
る、コストが極めて高い等の問題点を有していた。
【０００４】そこで最近では、上記問題を解決する製造
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧浸透
法が特に注目されている。この方法は、ＳｉＣやＡｌ2
Ｏ3等のセラミックス粉末で形成されたプリフォーム
に、Ｍｇを含むアルミニウムインゴットを接触させ、こ
れをＮ2雰囲気中で７００〜９００℃の温度に加熱して
溶融したアルミニウム合金をプリフォーム中に浸透させ
る方法である。これは、ＭｇとＮ2との化学反応を利用
してセラミックス粉末への溶融金属の濡れ性を改善する
ことにより、加圧しなくても金属をプリフォームに浸透
できるようにした優れた方法である。
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧浸透
法が特に注目されている。この方法は、ＳｉＣやＡｌ2
Ｏ3等のセラミックス粉末で形成されたプリフォーム
に、Ｍｇを含むアルミニウムインゴットを接触させ、こ
れをＮ2雰囲気中で７００〜９００℃の温度に加熱して
溶融したアルミニウム合金をプリフォーム中に浸透させ
る方法である。これは、ＭｇとＮ2との化学反応を利用
してセラミックス粉末への溶融金属の濡れ性を改善する
ことにより、加圧しなくても金属をプリフォームに浸透
できるようにした優れた方法である。
【０００５】しかし、この非加圧浸透法では、Ｍｇの含
有が不可欠であるため、その使用環境によっては、その
複合材料中に含むＭｇが飛散する可能性があるという問
題があった。そのため、そのような使用環境に用いられ
る複合材料としては、Ｍｇを含まない溶融アルミニウム
合金をセラミックス粉末中に高圧で押し込める、いわゆ
る高圧含浸法で作製した部材が用いられている。
有が不可欠であるため、その使用環境によっては、その
複合材料中に含むＭｇが飛散する可能性があるという問
題があった。そのため、そのような使用環境に用いられ
る複合材料としては、Ｍｇを含まない溶融アルミニウム
合金をセラミックス粉末中に高圧で押し込める、いわゆ
る高圧含浸法で作製した部材が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この高
圧含浸法による製造方法では、加圧が必要なため大型の
加圧装置が必要であること、複雑な形状品を作製するの
が困難であること等の問題があった。
圧含浸法による製造方法では、加圧が必要なため大型の
加圧装置が必要であること、複雑な形状品を作製するの
が困難であること等の問題があった。
【０００７】本発明は、上述した金属−セラミックス複
合材料の製造方法が有する課題に鑑みなされたものであ
って、その目的は、浸透させる金属がＭｇを含まないア
ルミニウム合金であっても、加圧装置が不要で、複雑な
形状品の作製が容易な金属−セラミックス複合材料およ
びその製造方法を提供することにある。
合材料の製造方法が有する課題に鑑みなされたものであ
って、その目的は、浸透させる金属がＭｇを含まないア
ルミニウム合金であっても、加圧装置が不要で、複雑な
形状品の作製が容易な金属−セラミックス複合材料およ
びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、表面の全体または一
部がアルミナでコーティングされたＳｉＣからなるセラ
ミックス粉末および／またはセラミックス繊維をアルミ
ナ質のバインダーを用いてプリフォームを形成し、その
プリフォームにマトリックス合金としてシリコンを含む
アルミニウム合金を用いれば、Ｍｇを含まないアルミニ
ウム合金であっても、非加圧で浸透可能であるとの知見
を得て本発明を完成するに至った。
を達成するため鋭意研究した結果、表面の全体または一
部がアルミナでコーティングされたＳｉＣからなるセラ
ミックス粉末および／またはセラミックス繊維をアルミ
ナ質のバインダーを用いてプリフォームを形成し、その
プリフォームにマトリックス合金としてシリコンを含む
アルミニウム合金を用いれば、Ｍｇを含まないアルミニ
ウム合金であっても、非加圧で浸透可能であるとの知見
を得て本発明を完成するに至った。
【０００９】即ち本発明は、（１）Ａｌ−Ｓｉ合金に、
表面の全体または一部がアルミナでコーティングされた
ＳｉＣからなるセラミックス粉末および／またはセラミ
ックス繊維を複合させた金属−セラミックス複合材料で
あり（請求項１）、また、（２）Ａｌ−Ｓｉ合金が、Ｍ
ｇ成分が０．１ｍａｓｓ％以下であり、且シリコン濃度
が１０ｍａｓｓ％以上９９ｍａｓｓ％以下であることが
好ましく（請求項２）、また、（３）セラミックス粉末
および／またはセラミックス繊維の充填率が４０〜８０
ｖｏｌ％であることが好ましく（請求項３）、また、
（４）セラミックス粉末および／またはセラミックス繊
維が、粉末にあっては粒径が、繊維にあってはその長さ
が３μｍ以下のものの割合が５ｖｏｌ％以下であり、
且、粉末にあっては平均粒径が、繊維にあってはその平
均長さが５μｍ以上であることが好ましく（請求項
４）、さらに、（５）セラミックス粉末および／または
セラミックス繊維をアルミナ質のバインダーを用いてプ
リフォームとし、該プリフォームにＡｌ−Ｓｉ合金を非
加圧で浸透させることを特徴とする金属−セラミックス
複合材料の製造方法である（請求項５）。
表面の全体または一部がアルミナでコーティングされた
ＳｉＣからなるセラミックス粉末および／またはセラミ
ックス繊維を複合させた金属−セラミックス複合材料で
あり（請求項１）、また、（２）Ａｌ−Ｓｉ合金が、Ｍ
ｇ成分が０．１ｍａｓｓ％以下であり、且シリコン濃度
が１０ｍａｓｓ％以上９９ｍａｓｓ％以下であることが
好ましく（請求項２）、また、（３）セラミックス粉末
および／またはセラミックス繊維の充填率が４０〜８０
ｖｏｌ％であることが好ましく（請求項３）、また、
（４）セラミックス粉末および／またはセラミックス繊
維が、粉末にあっては粒径が、繊維にあってはその長さ
が３μｍ以下のものの割合が５ｖｏｌ％以下であり、
且、粉末にあっては平均粒径が、繊維にあってはその平
均長さが５μｍ以上であることが好ましく（請求項
４）、さらに、（５）セラミックス粉末および／または
セラミックス繊維をアルミナ質のバインダーを用いてプ
リフォームとし、該プリフォームにＡｌ−Ｓｉ合金を非
加圧で浸透させることを特徴とする金属−セラミックス
複合材料の製造方法である（請求項５）。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明においては、マトリックスとなる金属はＡ
ｌ−Ｓｉ合金である。ＡｌおよびＳｉ以外の成分につい
ては特に限定するものではないが、Ｍｇ成分が０．１ｍ
ａｓｓ％以下であることがＭｇを含有しない複合材料を
作成する上で好適である。また、Ａｌ−Ｓｉ合金中のシ
リコン濃度は、１０ｍａｓｓ％以上９９ｍａｓｓ％以下
であることが好ましく、シリコン濃度が１０ｍａｓｓ％
より低いと含浸が遅く、また９９ｍａｓｓ％より高いと
破壊靭性が低く割れ易い。適切な含浸の速度と破壊靭性
を両立させるためには、３０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓ
ｓ％以下がより好ましい。
する。本発明においては、マトリックスとなる金属はＡ
ｌ−Ｓｉ合金である。ＡｌおよびＳｉ以外の成分につい
ては特に限定するものではないが、Ｍｇ成分が０．１ｍ
ａｓｓ％以下であることがＭｇを含有しない複合材料を
作成する上で好適である。また、Ａｌ−Ｓｉ合金中のシ
リコン濃度は、１０ｍａｓｓ％以上９９ｍａｓｓ％以下
であることが好ましく、シリコン濃度が１０ｍａｓｓ％
より低いと含浸が遅く、また９９ｍａｓｓ％より高いと
破壊靭性が低く割れ易い。適切な含浸の速度と破壊靭性
を両立させるためには、３０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓ
ｓ％以下がより好ましい。
【００１１】本発明においては、その表面の全体または
一部がアルミナでコーティングされたＳｉＣからなるセ
ラミックス粉末および／またはセラミックス繊維を用い
る。該粉末および繊維の表面がアルミナでコーティング
されていることにより、Ｍｇが含まれていないＡｌ−Ｓ
ｉ合金であっても、容易に浸透させることができる。こ
のような粉末またはＳｉＣ繊維は、市販のＳｉＣ粉末ま
たはＳｉＣ繊維をアルミナ質のバインダーと混合し、こ
れを所定温度以上で焼成することにより容易に得ること
ができる。Ａｌ−Ｓｉ合金の浸透を効果的に行うために
は、なるべくアルミナでコーティングされている部分が
多いことが好ましく、全体がコーティングされているこ
とがより好ましい。
一部がアルミナでコーティングされたＳｉＣからなるセ
ラミックス粉末および／またはセラミックス繊維を用い
る。該粉末および繊維の表面がアルミナでコーティング
されていることにより、Ｍｇが含まれていないＡｌ−Ｓ
ｉ合金であっても、容易に浸透させることができる。こ
のような粉末またはＳｉＣ繊維は、市販のＳｉＣ粉末ま
たはＳｉＣ繊維をアルミナ質のバインダーと混合し、こ
れを所定温度以上で焼成することにより容易に得ること
ができる。Ａｌ−Ｓｉ合金の浸透を効果的に行うために
は、なるべくアルミナでコーティングされている部分が
多いことが好ましく、全体がコーティングされているこ
とがより好ましい。
【００１２】また、その強化材であるＳｉＣからなるセ
ラミックス粉末および／またはセラミックス繊維の粒度
分布は、通常平均粒径または平均長さが０．１μｍ〜１
００μｍ程度のものが用いられるが、粒径または繊維の
長さが３μｍ以下のものの割合が５ｖｏｌ％以下であ
り、且、粉末にあっては平均粒径が、また繊維にあって
はその平均長さが５μｍ以上であることが好ましい。粒
径が３μｍ以下の粒子の割合が５ｖｏｌ％より大きいと
含浸が遅くまた未含浸部分が生じ易い。また平均粒径ま
たは繊維の平均長さが５μｍ以下である場合もやはり含
浸が遅く、未含浸部分も生じ易くなる。
ラミックス粉末および／またはセラミックス繊維の粒度
分布は、通常平均粒径または平均長さが０．１μｍ〜１
００μｍ程度のものが用いられるが、粒径または繊維の
長さが３μｍ以下のものの割合が５ｖｏｌ％以下であ
り、且、粉末にあっては平均粒径が、また繊維にあって
はその平均長さが５μｍ以上であることが好ましい。粒
径が３μｍ以下の粒子の割合が５ｖｏｌ％より大きいと
含浸が遅くまた未含浸部分が生じ易い。また平均粒径ま
たは繊維の平均長さが５μｍ以下である場合もやはり含
浸が遅く、未含浸部分も生じ易くなる。
【００１３】本発明の金属−セラミックス複合材料にお
いては、セラミックス粉末および／またはセラミックス
繊維の充填率は４０〜８０ｖｏｌ％であることが好まし
い。ここで、充填率とは部材全体の体積に占めるセラミ
ックス粉末および／またはセラミックス繊維の体積をい
う。４０ｖｏｌ％より低い充填率では、後述するプリフ
ォームの強度が低く、逆に８０ｖｏｌ％より大きい充填
率のプリフォームは作製することが困難である。充填率
の制御は、後述のプリフォームの成形時に原料であるセ
ラミックス粉末および／またはセラミックス繊維を適当
に粒度配合することにより行う。
いては、セラミックス粉末および／またはセラミックス
繊維の充填率は４０〜８０ｖｏｌ％であることが好まし
い。ここで、充填率とは部材全体の体積に占めるセラミ
ックス粉末および／またはセラミックス繊維の体積をい
う。４０ｖｏｌ％より低い充填率では、後述するプリフ
ォームの強度が低く、逆に８０ｖｏｌ％より大きい充填
率のプリフォームは作製することが困難である。充填率
の制御は、後述のプリフォームの成形時に原料であるセ
ラミックス粉末および／またはセラミックス繊維を適当
に粒度配合することにより行う。
【００１４】本発明の金属−セラミックス複合材料を製
造するためには、まずＳｉＣ粉末および／またはＳｉＣ
繊維（前述のような粒度分布のものが好ましい）を用意
する。この粉末および／または繊維にアルミナ質のバイ
ンダーを加えて加圧成形などの方法で成形し、プリフォ
ームを形成する。この際、プリフォームのＳｉＣ粉末お
よび／またはＳｉＣ繊維の充填率は、ＳｉＣ粉末または
ＳｉＣ繊維の粒度分布を適当に制御することにより４０
〜８０ｖｏｌ％とすることが好ましい。プリフォームの
充填率が複合材料の充填率となる。その形成したプリフ
ォームにＭｇを含まないＡｌ−Ｓｉ合金を接触させ、そ
れを窒素分圧が１×１０−１Ｔｏｒｒ以下の真空中また
は不活性ガス中でＡｌ−Ｓｉ合金が溶融する温度以上に
加熱することにより、溶融Ａｌ−Ｓｉ合金をプリフォー
ム中に浸透させ、それを冷却することにより、金属−セ
ラミックス複合材料を作製する。なお、プリフォーム形
成に用いるアルミナ質のバインダーは、特に限定するも
のではないが、市販のアルミナゾルやアルミナ微粉等が
用いられる。また、本方法の特徴から、プリフォームを
作製せずにアルミナでコーティングされたＳｉＣ粉末お
よび／またはＳｉＣ繊維を型に充填し、これにＡｌ−Ｓ
ｉ合金を含浸させても良い。
造するためには、まずＳｉＣ粉末および／またはＳｉＣ
繊維（前述のような粒度分布のものが好ましい）を用意
する。この粉末および／または繊維にアルミナ質のバイ
ンダーを加えて加圧成形などの方法で成形し、プリフォ
ームを形成する。この際、プリフォームのＳｉＣ粉末お
よび／またはＳｉＣ繊維の充填率は、ＳｉＣ粉末または
ＳｉＣ繊維の粒度分布を適当に制御することにより４０
〜８０ｖｏｌ％とすることが好ましい。プリフォームの
充填率が複合材料の充填率となる。その形成したプリフ
ォームにＭｇを含まないＡｌ−Ｓｉ合金を接触させ、そ
れを窒素分圧が１×１０−１Ｔｏｒｒ以下の真空中また
は不活性ガス中でＡｌ−Ｓｉ合金が溶融する温度以上に
加熱することにより、溶融Ａｌ−Ｓｉ合金をプリフォー
ム中に浸透させ、それを冷却することにより、金属−セ
ラミックス複合材料を作製する。なお、プリフォーム形
成に用いるアルミナ質のバインダーは、特に限定するも
のではないが、市販のアルミナゾルやアルミナ微粉等が
用いられる。また、本方法の特徴から、プリフォームを
作製せずにアルミナでコーティングされたＳｉＣ粉末お
よび／またはＳｉＣ繊維を型に充填し、これにＡｌ−Ｓ
ｉ合金を含浸させても良い。
【００１５】この製造方法は、プリフォームに、溶融し
たＭｇを含まないＡｌ−Ｓｉ合金を自発的に非加圧で浸
透させるものであるので、加圧装置が不要となり、ま
た、加圧しないので大型製品の作製が容易となり、さら
に、プリフォームを形成するので、複雑な形状品の作製
も容易である。
たＭｇを含まないＡｌ−Ｓｉ合金を自発的に非加圧で浸
透させるものであるので、加圧装置が不要となり、ま
た、加圧しないので大型製品の作製が容易となり、さら
に、プリフォームを形成するので、複雑な形状品の作製
も容易である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１７】（実施例１） （１）複合材料の作製 強化材として表１の平均粒径を有する信濃電気精錬社製
の市販ＳｉＣ粉末（ＧＰ＃４００）を用い、これを１０
０重量部に対してイオン交換水を５０重量部添加し、さ
らにバインダー（アルミナゾル−５２０、日産化学社
製）を５重量部加えてスラリーを調製し、得られたスラ
リーを金型に流し込み、フイルタープレスで脱水し、そ
れを脱型した後、１２００℃で焼成して表１に示す充填
率を有する大きさが５０×５０×３０ｍｍのプリフォー
ムを形成した。このプリフォームにプリフォームの２倍
程度の重量のＡｌ−４５ｍａｓｓ％Ｓｉ合金を接触さ
せ、これを真空中１５００℃の温度に加熱してＡｌ−４
５ｍａｓｓ％Ｓｉ合金を溶融し、この状態を５時間保持
した後、冷却して複合材料を作製した。
の市販ＳｉＣ粉末（ＧＰ＃４００）を用い、これを１０
０重量部に対してイオン交換水を５０重量部添加し、さ
らにバインダー（アルミナゾル−５２０、日産化学社
製）を５重量部加えてスラリーを調製し、得られたスラ
リーを金型に流し込み、フイルタープレスで脱水し、そ
れを脱型した後、１２００℃で焼成して表１に示す充填
率を有する大きさが５０×５０×３０ｍｍのプリフォー
ムを形成した。このプリフォームにプリフォームの２倍
程度の重量のＡｌ−４５ｍａｓｓ％Ｓｉ合金を接触さ
せ、これを真空中１５００℃の温度に加熱してＡｌ−４
５ｍａｓｓ％Ｓｉ合金を溶融し、この状態を５時間保持
した後、冷却して複合材料を作製した。
【００１８】（２）評価 得られたプリフォームを手で持ち、軽く力を加えてプリ
フォームが壊れたものをプリフォームの強度不良とし
た。また、得られた複合材料を切断し、その切断面を目
視で観察してＡｌ−Ｓｉ合金の浸透状態を調べた。それ
らの結果を表１に示す。
フォームが壊れたものをプリフォームの強度不良とし
た。また、得られた複合材料を切断し、その切断面を目
視で観察してＡｌ−Ｓｉ合金の浸透状態を調べた。それ
らの結果を表１に示す。
【００１９】（実施例２）ＳｉＣ粉末としてＧＰ＃２５
００（信濃電気精錬製ＳｉＣ粉末、平均粒径５．５μ
ｍ）を使用した他は実施例１と同様に複合材料を作製
し、評価した。結果を表１に示す。
００（信濃電気精錬製ＳｉＣ粉末、平均粒径５．５μ
ｍ）を使用した他は実施例１と同様に複合材料を作製
し、評価した。結果を表１に示す。
【００２０】（実施例３）強化材として表１の平均粒径
を有する信濃電気精錬社製の市販ＳｉＣ粉末（ＧＰ＃２
５００）を用い、これを１００重量部に対してイオン交
換水を５０重量部添加し、さらにバインダー（アルミナ
ゾル−５２０、日産化学社製）を５重量部加えてスラリ
ーを調製し、得られたスラリーを型に流し込んだ後、加
温して水分を蒸発させ、その後、大気中で６００℃で焼
成して成形体を得た。得られた成形体をプリフォームと
し、実施例１と同様な方法でＡｌ−Ｓｉ合金を含浸さ
せ、複合材料を得た。結果を表１に示す。
を有する信濃電気精錬社製の市販ＳｉＣ粉末（ＧＰ＃２
５００）を用い、これを１００重量部に対してイオン交
換水を５０重量部添加し、さらにバインダー（アルミナ
ゾル−５２０、日産化学社製）を５重量部加えてスラリ
ーを調製し、得られたスラリーを型に流し込んだ後、加
温して水分を蒸発させ、その後、大気中で６００℃で焼
成して成形体を得た。得られた成形体をプリフォームと
し、実施例１と同様な方法でＡｌ−Ｓｉ合金を含浸さ
せ、複合材料を得た。結果を表１に示す。
【００２１】（比較例１）マトリックスであるＡｌ−Ｓ
ｉ合金としてＳｉ濃度が５ｍａｓｓ％のものを使用した
他は実施例１と同様に複合材料を作製し、評価した。結
果を表１に示す。
ｉ合金としてＳｉ濃度が５ｍａｓｓ％のものを使用した
他は実施例１と同様に複合材料を作製し、評価した。結
果を表１に示す。
【００２２】（比較例２）ＳｉＣ粉末として信濃電気精
錬社製の市販ＳｉＣ粉末（ＧＰ＃４００）を用い、これ
をＢＮ製の容器（５０×５０×Ｈ７０ｍｍ）に充填し、
これと表１に示したＡｌ−Ｓｉ合金とを接触させ、実施
例１と同様にして複合材料を得た。結果を表１に示す。
錬社製の市販ＳｉＣ粉末（ＧＰ＃４００）を用い、これ
をＢＮ製の容器（５０×５０×Ｈ７０ｍｍ）に充填し、
これと表１に示したＡｌ−Ｓｉ合金とを接触させ、実施
例１と同様にして複合材料を得た。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１から明らかなように、実施例１ではＳ
ｉＣ粉末の平均粒径、粒度分布、充填率およびＡｌ−Ｓ
ｉ合金中のＳｉ濃度が本発明の範囲内にあるので、Ａｌ
−Ｓｉ合金の浸透状態も未浸透部分がなく、良好であっ
た。また、実施例２では、３μｍ以下の粒子の割合が若
干多いことにより一部にポアが認められたものの、部材
全体の形状の保持に問題はなかった。また、実施例３で
は、プリフォーム強度が弱く、やや扱いにくかったが、
Ａｌ−Ｓｉ合金を含浸させた後の部材の組織は良好だっ
た。
ｉＣ粉末の平均粒径、粒度分布、充填率およびＡｌ−Ｓ
ｉ合金中のＳｉ濃度が本発明の範囲内にあるので、Ａｌ
−Ｓｉ合金の浸透状態も未浸透部分がなく、良好であっ
た。また、実施例２では、３μｍ以下の粒子の割合が若
干多いことにより一部にポアが認められたものの、部材
全体の形状の保持に問題はなかった。また、実施例３で
は、プリフォーム強度が弱く、やや扱いにくかったが、
Ａｌ−Ｓｉ合金を含浸させた後の部材の組織は良好だっ
た。
【００２５】これに対して、比較例１では、合金中のＳ
ｉ濃度が少なかったことから、ほとんど含浸していなか
った。比較例２では、ＳｉＣ表面をアルミナでコーティ
ングしなかったことから、ほとんど含浸していなかっ
た。
ｉ濃度が少なかったことから、ほとんど含浸していなか
った。比較例２では、ＳｉＣ表面をアルミナでコーティ
ングしなかったことから、ほとんど含浸していなかっ
た。
【００２６】
【発明の効果】以上の通り、本発明の金属−セラミック
ス複合材料およびその製造方法によれば、金属がＭｇを
含まないアルミニウム合金であっても、加圧装置不要
で、大型製品の作製が容易で、かつ複雑形状品の作製が
容易な金属−セラミックス複合材料を作製することがで
きる。このことにより、真空中でもＭｇ汚染のない金属
−セラミックス複合材料からなる部材を低コストで容易
に作製できる。
ス複合材料およびその製造方法によれば、金属がＭｇを
含まないアルミニウム合金であっても、加圧装置不要
で、大型製品の作製が容易で、かつ複雑形状品の作製が
容易な金属−セラミックス複合材料を作製することがで
きる。このことにより、真空中でもＭｇ汚染のない金属
−セラミックス複合材料からなる部材を低コストで容易
に作製できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 49/14 Ｃ２２Ｃ 49/14 // Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｅ (Ｃ２２Ｃ 49/14 (Ｃ２２Ｃ 49/14 101:14） 101:14） (72)発明者 塩貝 達也 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 太平洋 セメント内 Ｆターム(参考） 4K020 AA08 AA22 AC01 BA01 BA05 BB02 BB22
Claims (5)
- 【請求項１】 Ａｌ−Ｓｉ合金に、表面の全体または一
部がアルミナでコーティングされたＳｉＣからなるセラ
ミックス粉末および／またはセラミックス繊維を複合さ
せた金属−セラミックス複合材料。 - 【請求項２】 Ａｌ−Ｓｉ合金が、Ｍｇ成分が０．１ｍ
ａｓｓ％以下であり、且シリコン濃度が１０ｍａｓｓ％
以上９９ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする請求項
１記載の金属−セラミックス複合材料。 - 【請求項３】 セラミックス粉末および／またはセラミ
ックス繊維の充填率が４０〜８０ｖｏｌ％であることを
特徴とする請求項１または２記載の金属−セラミックス
複合材料。 - 【請求項４】 セラミックス粉末および／またはセラミ
ックス繊維が、粉末にあっては粒径が、繊維にあっては
その長さが３μｍ以下のものの割合が５ｖｏｌ％以下で
あり、且、粉末にあっては平均粒径が、繊維にあっては
その平均長さが５μｍ以上であることを特徴とする請求
項１乃至３記載の金属−セラミックス複合材料。 - 【請求項５】 セラミックス粉末および／またはセラミ
ックス繊維をアルミナ質のバインダーを用いてプリフォ
ームとし、該プリフォームにＡｌ−Ｓｉ合金を非加圧で
浸透させることを特徴とする請求項１乃至４記載の金属
−セラミックス複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001050682A JP2002249832A (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001050682A JP2002249832A (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002249832A true JP2002249832A (ja) | 2002-09-06 |
Family
ID=18911604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001050682A Pending JP2002249832A (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002249832A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1481955A2 (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-01 | Nichias Corporation | Porous body-coated fiber, porous body-coated particle, and formed article using the same |
| CN100368137C (zh) * | 2004-12-23 | 2008-02-13 | 中国科学院金属研究所 | 一种表面铝基复合材料制备方法 |
| KR100948593B1 (ko) | 2009-11-06 | 2010-03-23 | 다이섹(주) | 세라믹 복합체의 제조방법 |
| CN107201486A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-26 | 大连大学 | 低压加压法制作SiC陶瓷纤维/粒子强化Al‑基合金复合材料 |
| CN108165836A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-15 | 昆明理工大学 | 一种SiC颗粒增强铝基复合材料的制备方法及装置 |
| CN116141774A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-05-23 | 江苏礼德铝业有限公司 | 一种具有陶瓷纤维的铝板及其制造方法 |
-
2001
- 2001-02-26 JP JP2001050682A patent/JP2002249832A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1481955A2 (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-01 | Nichias Corporation | Porous body-coated fiber, porous body-coated particle, and formed article using the same |
| EP1481955A3 (en) * | 2003-05-29 | 2009-09-02 | Nichias Corporation | Porous body-coated fiber, porous body-coated particle, and formed article using the same |
| CN100368137C (zh) * | 2004-12-23 | 2008-02-13 | 中国科学院金属研究所 | 一种表面铝基复合材料制备方法 |
| KR100948593B1 (ko) | 2009-11-06 | 2010-03-23 | 다이섹(주) | 세라믹 복합체의 제조방법 |
| CN107201486A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-26 | 大连大学 | 低压加压法制作SiC陶瓷纤维/粒子强化Al‑基合金复合材料 |
| CN108165836A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-15 | 昆明理工大学 | 一种SiC颗粒增强铝基复合材料的制备方法及装置 |
| CN116141774A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-05-23 | 江苏礼德铝业有限公司 | 一种具有陶瓷纤维的铝板及其制造方法 |
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