JP2002249833A - 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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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ＡｌＮ粉末、またはこのＡｌＮ粉末をア
ルミナ質のバインダーを用いて形成したプリフォーム
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ＡｌＮ粉末、またはこのＡｌＮ粉末をア
ルミナ質のバインダーを用いて形成したプリフォーム
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
ラミックス粒子は強化材としての効果を持つ。
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、ＡｌＮ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、ＡｌＮ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ＡｌＮ粉末からなる
セラミックス粉末、またはこのセラミックス粉末をアル
ミナ質のバインダーを用いて形成したプリフォームに、
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ＡｌＮ粉末からなる
セラミックス粉末、またはこのセラミックス粉末をアル
ミナ質のバインダーを用いて形成したプリフォームに、
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
ＡｌＮ粉末からなるセラミックス粉末を複合させた金属
−セラミックス複合材料（請求項１）であり、（２）Ａ
ｌ−Ｓｉ合金が、Ｍｇ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）セラミックス粉末の充填率が３５〜８０ｖｏｌ％
であることが好ましく（請求項３）、また、（４）セラ
ミックス粉末が、粒径３μｍ以下の粒子の割合が５ｖｏ
ｌ％以下であり且平均粒径が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
の粒子表面をアルミナでコーティングした粉末に、また
はこの粉末を用いてアルミナ質のバインダーを添加して
成形したプリフォームに、Ａｌ−Ｓｉ合金を接触させた
状態で合金の融点以上に加熱して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
ＡｌＮ粉末からなるセラミックス粉末を複合させた金属
−セラミックス複合材料（請求項１）であり、（２）Ａ
ｌ−Ｓｉ合金が、Ｍｇ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）セラミックス粉末の充填率が３５〜８０ｖｏｌ％
であることが好ましく（請求項３）、また、（４）セラ
ミックス粉末が、粒径３μｍ以下の粒子の割合が５ｖｏ
ｌ％以下であり且平均粒径が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
の粒子表面をアルミナでコーティングした粉末に、また
はこの粉末を用いてアルミナ質のバインダーを添加して
成形したプリフォームに、Ａｌ−Ｓｉ合金を接触させた
状態で合金の融点以上に加熱して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ＡｌＮ粉末からな
るセラミックス粉末を用いる。セラミックス粉末の表面
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−Ｓｉ合金であっても、容易に浸
透させることができる。このようなセラミックス粉末
は、市販のＡｌＮ粉末を酸素の存在する雰囲気下で所定
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。一般に、ＡｌＮ粉末は空気中ではその表面の一部が
アルミナに変化した状態であることが多く、その意味で
は市販のものをそのまま用いることもできるが、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ＡｌＮ粉末からな
るセラミックス粉末を用いる。セラミックス粉末の表面
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−Ｓｉ合金であっても、容易に浸
透させることができる。このようなセラミックス粉末
は、市販のＡｌＮ粉末を酸素の存在する雰囲気下で所定
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。一般に、ＡｌＮ粉末は空気中ではその表面の一部が
アルミナに変化した状態であることが多く、その意味で
は市販のものをそのまま用いることもできるが、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、セラミックス粉末の粒度分布として
は、通常平均粒径が１μｍ〜３５μｍのものが用いられ
るが、粒径で３μｍ以下の粒子の割合が５ｖｏｌ％以下
であり、且平均粒径が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。
は、通常平均粒径が１μｍ〜３５μｍのものが用いられ
るが、粒径で３μｍ以下の粒子の割合が５ｖｏｌ％以下
であり、且平均粒径が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、セラミックス粉末の充填率は３５〜８０ｖｏｌ
％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の体積をいう。後述のプリ
フォーム形成の際、セラミックス粉末の粒度分布を適当
に制御することにより目的の充填率とすることができる
が、３５ｖｏｌ％より低い充填率では、部材中に充填率
の不均一が生じ易く、逆に８０ｖｏｌ％より大きい充填
率は作製することが実質的に困難である。ただし、部材
の均一性が求められない場合は、充填率が３５〜８０ｖ
ｏｌ％の範囲外であってもよい。
いては、セラミックス粉末の充填率は３５〜８０ｖｏｌ
％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の体積をいう。後述のプリ
フォーム形成の際、セラミックス粉末の粒度分布を適当
に制御することにより目的の充填率とすることができる
が、３５ｖｏｌ％より低い充填率では、部材中に充填率
の不均一が生じ易く、逆に８０ｖｏｌ％より大きい充填
率は作製することが実質的に困難である。ただし、部材
の均一性が求められない場合は、充填率が３５〜８０ｖ
ｏｌ％の範囲外であってもよい。
【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ＡｌＮ粉末（前述のような粒度分
布のものが好ましい）を用意し、必要に応じてそのＡｌ
Ｎ粉末を焼成して表面をアルミナでコーティングする。
この粉末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、
バインダーを加えず、所定の型に粉末を充填させるだけ
でも良い。プリフォームの充填率は、ＡｌＮ粉末の粒度
分布を適当に制御することにより３５〜８０ｖｏｌ％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Ａｌ−Ｓ
ｉ合金を接触させ、それを窒素分圧が１×１０−１Ｔｏ
ｒｒ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。
造するためには、まずＡｌＮ粉末（前述のような粒度分
布のものが好ましい）を用意し、必要に応じてそのＡｌ
Ｎ粉末を焼成して表面をアルミナでコーティングする。
この粉末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、
バインダーを加えず、所定の型に粉末を充填させるだけ
でも良い。プリフォームの充填率は、ＡｌＮ粉末の粒度
分布を適当に制御することにより３５〜８０ｖｏｌ％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Ａｌ−Ｓ
ｉ合金を接触させ、それを窒素分圧が１×１０−１Ｔｏ
ｒｒ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。
【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 強化材とし東洋アルミ社製の市販ＡｌＮ粉末（Ｒ１５）
を用い、これを粉末の状態で大気中８００℃で焼成し、
ＡｌＮ粉末の表面をアルミナとし、これを分級した後、
所定の粒度分布に粒度配合する。得られた粉末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
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、８００℃で焼成して表１に示す充填率を有す
る大きさが５０×５０×５ｍｍ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−７０ｍａｓｓ％Ｓｉ合金を接触させ、これを真
空中１５００℃の温度に加熱してＡｌ−７０ｍａｓｓ％
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。得られた複合材料を加工し、
含浸状態を評価した。
を用い、これを粉末の状態で大気中８００℃で焼成し、
ＡｌＮ粉末の表面をアルミナとし、これを分級した後、
所定の粒度分布に粒度配合する。得られた粉末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
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、８００℃で焼成して表１に示す充填率を有す
る大きさが５０×５０×５ｍｍ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−７０ｍａｓｓ％Ｓｉ合金を接触させ、これを真
空中１５００℃の温度に加熱してＡｌ−７０ｍａｓｓ％
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。得られた複合材料を加工し、
含浸状態を評価した。
【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）使用したＡｌＮ粉末の粒度分
布が、３μｍ以下の粒子の割合が７ｖｏｌ％である他は
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。
布が、３μｍ以下の粒子の割合が７ｖｏｌ％である他は
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）大気中８００℃で焼成し、表
面をアルミナ質としたＡｌＮ粉末を、ＢＮ製の型（内寸
５０×５０×Ｈ７０ｍｍ）に充填し表１に示した充填率
とした他は実施例１と同様の方法で複合材料を作製し
た。得られた複合材料の上部と下部から試料を切出し、
ヤング率について測定し評価した。結果を表１に示す。
面をアルミナ質としたＡｌＮ粉末を、ＢＮ製の型（内寸
５０×５０×Ｈ７０ｍｍ）に充填し表１に示した充填率
とした他は実施例１と同様の方法で複合材料を作製し
た。得られた複合材料の上部と下部から試料を切出し、
ヤング率について測定し評価した。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％以下のものを使用
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％以下のものを使用
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）ＡｌＮ粉末（Ｒ−１５）を大
気中で仮焼せずに分級した後、３μｍ以下の粒度分布が
５ｖｏｌ％であり、平均粒径が１０μｍとなるよう配合
し、これをカーボン製の治具に充填し、５０ｋｇ／ｃｍ
２の圧力でプレスした状態で、窒素雰囲気中１８００℃
に加熱し、φ１００×ｔ１０ｍｍの仮焼体を得た。得ら
れた仮焼体のＡｌＮ充填率を表１に示す。この仮焼体を
切断しプリフォームとした他は実施例１と同様な方法で
Ａｌ−Ｓｉ合金を含浸させ複合材料を作製し、評価を行
った。結果を表１に示す。
気中で仮焼せずに分級した後、３μｍ以下の粒度分布が
５ｖｏｌ％であり、平均粒径が１０μｍとなるよう配合
し、これをカーボン製の治具に充填し、５０ｋｇ／ｃｍ
２の圧力でプレスした状態で、窒素雰囲気中１８００℃
に加熱し、φ１００×ｔ１０ｍｍの仮焼体を得た。得ら
れた仮焼体のＡｌＮ充填率を表１に示す。この仮焼体を
切断しプリフォームとした他は実施例１と同様な方法で
Ａｌ−Ｓｉ合金を含浸させ複合材料を作製し、評価を行
った。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】実施例１ではＡｌＮ粉末の平均粒径、粒度
分布、充填率およびＡｌ−Ｓｉ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。実施例３では、ＡｌＮ粉末の充填率を３３ｖ
ｏｌ％としたため、部材の上部と下部ではヤング率が若
干異なっていたものの、複合材料の組織としては良好だ
った。
分布、充填率およびＡｌ−Ｓｉ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。実施例３では、ＡｌＮ粉末の充填率を３３ｖ
ｏｌ％としたため、部材の上部と下部ではヤング率が若
干異なっていたものの、複合材料の組織としては良好だ
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、ＡｌＮ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、ＡｌＮ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 (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 AA22 AC01 BA05 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ＡｌＮ粉末からなる
セラミックス粉末を複合させた金属−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】 セラミックス粉末の充填率が３５〜８０
ｖｏｌ％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】 セラミックス粉末が、粒径３μｍ以下の
粒子の割合が５ｖｏｌ％以下であり且平均粒径が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】 セラミックス粉末の粒子表面をアルミナ
でコーティングした粉末に、またはこの粉末を用いてア
ルミナ質のバインダーを添加して成形したプリフォーム
に、Ａｌ−Ｓｉ合金を接触させた状態で合金の融点以上
に加熱して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 |
|---|---|---|---|
| JP2001050691A JP2002249833A (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 |
|---|---|---|---|
| JP2001050691A JP2002249833A (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 |
|---|---|
| JP2002249833A true JP2002249833A (ja) | 2002-09-06 |
Family
ID=18911612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001050691A Pending JP2002249833A (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) | JP2002249833A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007038201B3 (de) * | 2007-08-14 | 2008-06-12 | Girlich, Dieter, Dr. | Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes |
-
2001
- 2001-02-26 JP JP2001050691A patent/JP2002249833A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007038201B3 (de) * | 2007-08-14 | 2008-06-12 | Girlich, Dieter, Dr. | Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes |
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