JP2002275557A - Ceramic/metal composite body and method for manufacturing the same - Google Patents
Ceramic/metal composite body and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、セラミックス／
金属複合体及びその製造方法に関するものである。この
セラミックス／金属複合体は、高温において高強度と高
熱伝導性を求められる例えば半導体製造装置用構造部材
あるいは排ガス浄化部材などの用途に有用である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to ceramics /
The present invention relates to a metal composite and a method for producing the same. This ceramic / metal composite is useful for applications requiring high strength and high thermal conductivity at high temperatures, such as structural members for semiconductor manufacturing equipment or exhaust gas purifying members.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 従来、セラミックス／金属複合体は、
その製造方法がセラミックス多孔体に金属を含浸させて
製造するものであり、複合金属の容積比率の高いセラミ
ックス／金属複合体を得る事が困難であった。通常のセ
ラミックス／金属複合体の金属容積率は３０％程度であ
って、高くても４０％程度であった。2. Description of the Related Art Conventionally, ceramic / metal composites
The production method involves producing a porous ceramic body by impregnating a metal, and it has been difficult to obtain a ceramic / metal composite having a high volume ratio of the composite metal. The metal volume ratio of the ordinary ceramic / metal composite was about 30%, and at most about 40%.
【０００３】 この程度の金属容積比率のセラミックス
／金属複合体はセラミックスの特性発現が主体的となっ
て、複合されている金属によってセラミックスの特性が
若干補われている程度のものであった。金属の容積比率
が低いため、金属の特性が主体的となったセラミックス
／金属複合体は得られていない。A ceramic / metal composite having a metal volume ratio of such a degree mainly exhibits characteristics of the ceramics, and the characteristics of the ceramics are somewhat supplemented by the composite metal. Since the volume ratio of the metal is low, a ceramic / metal composite in which the characteristics of the metal are dominant has not been obtained.
【０００４】 一方、溶融金属中にセラミックス粉末を
分散させたり、金属粉末とセラミックス粉末の混合成形
体を燒結してセラミックス／金属複合体を製造する方法
もあるが、この方法によれば金属容積比率の高いセラミ
ックス／金属複合体が得られるが、得られるセラミック
ス／金属複合体は金属特性が主体的となり、セラミック
スを骨格とした複合体ではなく、例えば強度特性などに
セラミックス固有の特性が発現され難い。On the other hand, there is a method of manufacturing a ceramic / metal composite by dispersing a ceramic powder in a molten metal or sintering a mixed molded body of the metal powder and the ceramic powder. A ceramic / metal composite having a high hardness can be obtained, but the resulting ceramic / metal composite is mainly composed of metal, and is not a composite having a ceramic skeleton. .
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、上述した
種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、セラミックスとしての特性と金属として
の特性を用途に合わせて兼ね備えた有用なセラミックス
／金属複合体とその製造方法を提供することである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems, and an object of the present invention is to combine characteristics as a ceramic and characteristics as a metal according to the application. And a useful ceramic / metal composite and a method for producing the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、セラ
ミックスを骨格とした開気孔率５０％以上の海綿網目状
多孔体の開気孔部に金属を有するセラミックス／金属複
合体であって、セラミックスの容積比率が５０％以下で
あることを特徴とするセラミックス／金属複合体が提供
される。According to the present invention, there is provided a ceramic / metal composite having a metal in the open pores of a sponge mesh-like porous body having a ceramic skeleton and an open porosity of 50% or more; Wherein the volume ratio of the ceramic / metal composite is 50% or less.
【０００７】 又、本発明では、骨格を形成する該セラ
ミックスが焼結体であることが好ましく、骨格を形成す
る該セラミックスが薄皮状であることが好ましい。更
に、該セラミックスの骨格が無数の細孔を有しているこ
とが好ましい。In the present invention, the ceramic forming the skeleton is preferably a sintered body, and the ceramic forming the skeleton is preferably in a skin shape. Further, it is preferable that the skeleton of the ceramic has innumerable pores.
【０００８】 また、本発明においては、金属が開気孔
部にほぼ完全に充填され、金属の容積比率が５０％以上
であることが好ましい。Further, in the present invention, it is preferable that the metal is almost completely filled in the open pores and the volume ratio of the metal is 50% or more.
【０００９】 本発明においては、骨格を形成する該セ
ラミックスの表面に金属が皮膜状又は粒状に形成されて
いることが好ましい。更に、開気孔率が５０％以上であ
ることが好ましい。更に又、該金属皮膜が該セラミック
ス表面をほぼ完全に皮包していることが好ましい。又、
金属が排ガスに対して触媒機能を有した金属であること
が好ましい。更に、セラミックスの表面が少なくとも酸
化物又は炭化物又は窒化物であることが好ましい。In the present invention, it is preferable that a metal is formed in the form of a film or a particle on the surface of the ceramic forming the skeleton. Further, the open porosity is preferably 50% or more. Furthermore, it is preferable that the metal film covers the ceramic surface almost completely. or,
The metal is preferably a metal having a catalytic function for exhaust gas. Further, it is preferable that the surface of the ceramic is at least an oxide, a carbide, or a nitride.
【００１０】 本発明においては、開気孔部内の金属が
セラミックスと非接合状態であることが好ましい。更
に、本発明によれば、開気孔部内の金属が連続的に連結
していることを特徴とするセラミックス／金属複合体、
または開気孔部内の金属が独立していることを特徴とす
るセラミックス／金属複合体が提供される。In the present invention, it is preferable that the metal in the open pores is in a non-bonded state with the ceramic. Further, according to the present invention, the ceramic / metal composite, wherein the metal in the open pore portion is continuously connected,
Alternatively, there is provided a ceramic / metal composite, wherein the metal in the open pores is independent.
【００１１】 また、本発明によれば、自己硬化性のセ
ラミックススラリーを泡立った状態にし、硬化させた
後、焼成して、開気孔率が５０％以上の薄皮状のセラミ
ックスを骨格とした海綿網目状の多孔体を製造し、次い
で、開気孔部内に金属を含浸させたことを特徴とするセ
ラミックス／金属複合体の製造方法が提供される。Further, according to the present invention, a self-curing ceramic slurry is foamed, cured, and then fired to form a sponge network having a skin-like ceramic skeleton having an open porosity of 50% or more. The present invention provides a method for producing a ceramic / metal composite, which comprises producing a porous body in the shape of a solid, and then impregnating a metal in the open pores.
【００１２】 又、本発明の製造方法では、加熱分解に
よってガスを発生する物質を自己硬化性セラミックスス
ラリーに添加して泡立たせることが好ましい。In the production method of the present invention, it is preferable that a substance that generates a gas by thermal decomposition is added to the self-hardening ceramic slurry to foam the slurry.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定され
るものではないことは言うまでもない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but it goes without saying that the present invention is not limited to the following embodiments.
【００１４】 本発明のセラミックス／金属複合体は、
セラミックスを骨格とした極めて開気孔率の高い海綿網
目状のセラミックス多孔体を製造する製造方法を確立し
たことにより達成できたものである。The ceramic / metal composite of the present invention comprises:
This has been achieved by establishing a production method for producing a sponge mesh-like porous ceramic body having a very high open porosity using a ceramic skeleton.
【００１５】 自己硬化性のセラミックススラリーに界
面活性剤を添加し、攪拌によって泡立たせ、型に流し込
む。硬化後、離型し、脱脂、焼成して、セラミックス多
孔体を製造する。得られるセラミックス多孔体は薄皮状
のセラミックスを骨格とした開気孔率５０％以上の海綿
網目状の多孔体である。開気孔率は泡立ち状態の制御に
よって任意に調整でき、９５％程度の極めて高い開気孔
率の多孔体の製造も可能である。A surfactant is added to the self-hardening ceramic slurry, foamed by stirring, and poured into a mold. After hardening, it is released, degreased, and fired to produce a porous ceramic body. The resulting ceramic porous body is a sponge mesh-like porous body having an open porosity of 50% or more, using a skin-like ceramic as a skeleton. The open porosity can be arbitrarily adjusted by controlling the bubbling state, and a porous body having an extremely high open porosity of about 95% can be produced.
【００１６】 金属の含浸方法は、得られるセラミック
ス複合体の用途に応じて、常圧含浸、加圧含浸、蒸着、
などの種々の方法がとられる。例えば、高温において熱
伝導率が高く、高強度のセラミックス／金属複合体を製
造する場合は、開気孔率９０％以上の多孔体の上に金属
を載せて不活性ガス中で溶融し、多孔体の開気孔部にほ
ぼ完全に溶融金属が含浸するように行う事によって得ら
れる。The method for impregnating a metal includes normal pressure impregnation, pressure impregnation, vapor deposition,
And various other methods. For example, when manufacturing a ceramic / metal composite having a high thermal conductivity at a high temperature and a high strength, a metal is placed on a porous body having an open porosity of 90% or more and melted in an inert gas to form a porous body. In such a manner that the molten metal is impregnated almost completely into the open pores of the metal.
【００１７】 得られるセラミックス／金属複合体は、
金属容積比率が９０％以上あり、且つ、焼成されたセラ
ミックス骨格から成る。従って、金属容積比率が高いの
で熱伝導率が高く、且つ、高温においてもセラミックス
骨格により高強度が維持される。The obtained ceramic / metal composite is
It has a metal volume ratio of 90% or more and is made of a fired ceramic skeleton. Therefore, since the metal volume ratio is high, the thermal conductivity is high, and high strength is maintained by the ceramic skeleton even at high temperatures.
【００１８】 又、排ガスの浄化用部材として、開気孔
率の高いセラミックス／金属複合体を製造する場合は、
触媒機能を有した金属を真空中で蒸発させ、開気孔率９
０％以上の多孔体の薄皮状のセラミックス骨格の表面に
蒸着させることによって得られる。あるいは、触媒機能
を有した金属スラリー中に多孔体を浸漬する事によりセ
ラミックス骨格の表面に金属を沈着、付着させる事によ
って得られる。When a ceramic / metal composite having a high open porosity is manufactured as a member for purifying exhaust gas,
The metal having a catalytic function is evaporated in a vacuum to obtain an open porosity of 9
It is obtained by vapor deposition on the surface of a thin skin-like ceramic skeleton of 0% or more. Alternatively, it can be obtained by immersing a porous body in a metal slurry having a catalytic function to deposit and adhere a metal to the surface of the ceramic skeleton.
【００１９】 得られるセラミックス／金属複合体は、
高温の排ガスに対して耐熱性と強度を有し、且つ、開気
孔率が極めて高いから、触媒金属の比表面積が極めて高
くなり、単位体積当たりの触媒機能が極めて高い、高温
で安定な排ガスの浄化用部材として機能する。The obtained ceramic / metal composite is
Since it has heat resistance and strength against high-temperature exhaust gas, and has extremely high open porosity, the specific surface area of the catalytic metal becomes extremely high, and the catalytic function per unit volume is extremely high. Functions as a purification member.
【００２０】 又、温度ヒューズとして、セラミックス
／金属複合体を製造する場合は、開気孔率が制御された
多孔体に、骨格を形成するセラミックスとは濡れ性が悪
い溶融金属を圧入し、冷却凝固させる。開気孔部内の金
属はセラミックス骨格とは接合せず、又、開気孔部内の
金属が互いに独立した状態で球状に凝固する。When a ceramic / metal composite is manufactured as a thermal fuse, a molten metal having poor wettability with respect to the ceramic forming the skeleton is pressed into a porous body having a controlled open porosity and cooled and solidified. Let it. The metal in the open pores does not join with the ceramic skeleton, and the metals in the open pores solidify in a spherical state independently of each other.
【００２１】 この様にして得られたセラミックス／金
属複合体は、常温時には電気を通さないが、温度が上が
り、金属が溶融し始めると開気孔部内で独立に存在して
いた金属が互いに繋がり、電気を通し始める。この様
に、温度によって通電、遮断機能を有する温度ヒューズ
としての機能を有する。The thus obtained ceramic / metal composite does not conduct electricity at normal temperature, but when the temperature rises and the metal starts to melt, the metals that exist independently in the open pores are connected to each other, Start passing electricity. In this way, it has a function as a thermal fuse having a function of turning on and off depending on the temperature.
【００２２】 又、金属の凝固過程で開気孔部内の金属
を互いに繋がるように凝固させ、常温時には電気を通
し、高温になると金属が溶融し、開気孔部内で独立して
球状になり、その結果、電気を通さなくなるタイプの温
度によって通電、遮断機能を有する温度ヒューズとして
の機能を有するセラミックス／金属複合体を製造する事
も可能である。Also, during the solidification process of the metal, the metals in the open pores are solidified so as to be connected to each other, electricity is conducted at normal temperature, the metal is melted at a high temperature, and the metal is independently spherical in the open pores. It is also possible to manufacture a ceramic / metal composite having a function as a thermal fuse having an energizing and interrupting function depending on a temperature at which electricity does not pass.
【００２３】 澱粉を硬化剤として添加して自己硬化性
スラリーとし、これを泡立てて成形し、焼成した場合
は、開気孔部の形成に加えて、セラミックス骨格部にも
澱粉焼失跡の無数の細孔が形成される。従って、極めて
比表面積の大きいセラミックス多孔体が得られる。When starch is added as a hardening agent to form a self-curing slurry, which is foamed and molded and baked, in addition to the formation of open pores, the ceramic skeleton has countless fine traces of starch burning. A hole is formed. Therefore, a ceramic porous body having an extremely large specific surface area can be obtained.
【００２４】 又、フェノール樹脂等を硬化剤として用
いた自己硬化性スラリーの場合は、硬化に加熱する必要
が無く、気泡の大きさが容易に制御できるとの利点が得
られる。又、モノマー系のように不活性ガス雰囲気下で
行う必要も無い。In the case of a self-curing slurry using a phenol resin or the like as a curing agent, there is no need to heat for curing, and there is an advantage that the size of bubbles can be easily controlled. Further, it is not necessary to perform the reaction under an inert gas atmosphere unlike the monomer system.
【００２５】 更に、本発明のセラミックス／金属複合
体においては、自己硬化性スラリーを用いるため、任意
形状の型を選択することにより、大型形状品、繊維状や
複雑形状品の製造が容易であるとの特徴を有する。Further, in the ceramic / metal composite of the present invention, since a self-curing slurry is used, it is easy to produce a large-sized product, a fibrous product or a complicated-shaped product by selecting a mold having an arbitrary shape. It has the following features.
【００２６】 使用するセラミックス及び金属は、その
用途に合わせて適宜選定すれば良い。セラミックスとし
ては、Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ
等酸化物、窒化物、炭化物などが挙げられる。金属種と
しては、Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｓｉ，Ａｌなどが挙
げられる。The ceramics and metals to be used may be appropriately selected according to the application. As ceramics, Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiC, Si 3 N 4 , AlN
Oxides, nitrides, carbides and the like. Examples of the metal species include Cu, Ag, Pt, Au, Si, and Al.
【００２７】 セラミックスと金属の接合を必要とする
セラミックス／金属複合体の場合は、セラミックスの骨
格それ自体を金属との接合あるいは濡れ性の良い材料と
するか、金属と接合し易くする添加物を加えた材料を用
いるか、或いはセラミックス骨格部表面に金属との接合
あるいは濡れ性の良い材料を被覆させた後、金属を含浸
することが好ましい。又、用途に必要とされるセラミッ
クスの特性上から使用するセラミックスが限定される場
合には、セラミックスと接合し易い金属或いは濡れやす
い金属を選定する事が好ましい。In the case of a ceramic / metal composite which requires joining of a ceramic and a metal, the skeleton itself of the ceramic is made of a material having good wettability with the metal, or an additive which facilitates the joining with the metal is used. It is preferable to use the added material, or to impregnate the metal after coating the surface of the ceramic skeleton with a material having good bonding or wettability with the metal. When the ceramics to be used are limited in view of the characteristics of the ceramics required for the application, it is preferable to select a metal that is easily bonded to the ceramics or a metal that is easily wetted.
【００２８】[0028]
【実施例】 以下、本発明の実施例について説明をす
る。 （実施例１）固体濃度５０ｖｏｌ％の水系アルミナスラ
リーにでんぷんを対セラミックス重量比で２％添加し、
自己硬化性スラリーとした。このスラリーに界面活性剤
を対セラミックス重量比で２％添加した後に、市販の製
菓用泡立て器により高速撹拌して泡立て、型に流し込ん
だ後に８０℃で２時間加熱を行って硬化させ、成形体を
得た。得られた成形体は、乾燥後１６００℃で２時間焼
成を行い、多孔質のアルミナ焼成体を得た。得られた焼
成体の気孔率は、９５％であった。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. (Example 1) 2% of starch was added to an aqueous alumina slurry having a solid concentration of 50 vol% by weight ratio to ceramics,
A self-curing slurry was used. After adding a surfactant to the slurry at a weight ratio of 2% with respect to the ceramics, the mixture was foamed by high-speed stirring using a commercially available whisk for confectionery, poured into a mold, and then heated at 80 ° C. for 2 hours to be cured. I got The obtained compact was fired at 1600 ° C. for 2 hours after drying to obtain a porous alumina fired body. The porosity of the obtained fired body was 95%.
【００２９】 次いで、この多孔質のアルミナ焼成体を
溶融Ａｌ中で加圧含浸し、冷却してＡｌ／Ａｌ2Ｏ3複合
体を作製した。得られた複合体の引張強度は、１１５Ｍ
Ｐａ(２００℃)であり、熱伝導率は１８０Ｗ／ｍ・Ｋで
あった。その微構造は図１に示されている通り、泡立て
て導入した気泡によって形成された気孔だけでなくアル
ミナ骨格のでんぷん焼失跡の気孔にＡｌが含浸されてい
ることが示されている。得られたＡｌ／Ａｌ2Ｏ3複合体
の特性と金属アルミニウム及びアルミナとの特性比較を
表１に示す。Next, this porous alumina fired body was impregnated with pressure in molten Al and cooled to produce an Al / Al 2 O 3 composite. The resulting composite has a tensile strength of 115 M
Pa (200 ° C.), and the thermal conductivity was 180 W / m · K. The microstructure, as shown in FIG. 1, indicates that not only the pores formed by the bubbles introduced by bubbling but also the pores of the starch skeleton of the alumina skeleton are impregnated with Al. Table 1 shows a comparison of the characteristics of the obtained Al / Al 2 O 3 composite with those of metallic aluminum and alumina.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】（比較例１）従来の方法で製造した気孔率
３０％のＡｌ2Ｏ3多孔質焼成体に対し、実施例１と同じ
方法及び条件でＡｌを含浸させて製造したＡｌ／Ａｌ2
Ｏ3複合体は、その引張強度が２９０ＭＰａ(２００℃)
であり、熱伝導率は４０Ｗ／ｍ・Ｋであった。実施例１
で得られたＡｌ／Ａｌ2Ｏ3複合体、金属アルミニウム及
びアルミナとの特性比較を表１に示す。(Comparative Example 1) Al / Al 2 produced by impregnating Al 2 O 3 porous sintered body having a porosity of 30% produced by a conventional method with Al under the same method and conditions as in Example 1.
The O 3 composite has a tensile strength of 290 MPa (200 ° C.)
And the thermal conductivity was 40 W / m · K. Example 1
Table 1 shows a comparison of characteristics with the Al / Al 2 O 3 composite, metallic aluminum and alumina obtained in the above.
【００３２】（実施例２）固体濃度４５ｖｏｌ％の水系
炭化珪素スラリーに水溶性フェノール樹脂を対セラミッ
クス重量比で２．５％添加し、自己硬化性スラリーとし
た。このスラリーに、界面活性剤を対セラミックス重量
比で２％添加した後に市販の製菓用泡立て器により高速
撹拌して泡立て、さらに硬化剤として二塩基酸エステル
を２．５％添加して撹拌し、型に流し込んだ。１０時間
硬化させた後に離型し、成形体を得た。得られた成形体
は、乾燥後２１６０℃で２時間焼成を行い、多孔質の炭
化珪素焼成体を得た。得られた焼成体の気孔率は８０％
であった。Example 2 A water-soluble phenol resin was added to an aqueous silicon carbide slurry having a solid concentration of 45 vol% at a weight ratio of 2.5% to ceramics to obtain a self-hardening slurry. To this slurry, a surfactant was added at a weight ratio of 2% with respect to the ceramic, followed by high-speed stirring with a commercially available confectionery whisk, followed by addition of 2.5% of a dibasic acid ester as a curing agent, followed by stirring. Poured into the mold. After curing for 10 hours, the mold was released to obtain a molded article. The obtained compact was fired at 2160 ° C. for 2 hours after drying to obtain a porous silicon carbide fired body. The porosity of the obtained fired body is 80%
Met.
【００３３】 次いで、この多孔質の炭化珪素焼成体に
Ｐｔを蒸着し、ＳｉＣ骨格表面にＰｔ触媒が担持された
触媒担体を作製した。開気孔率はほぼ８０％のままで、
非常に通気性の良い触媒担体が得られた。Next, Pt was vapor-deposited on the porous silicon carbide fired body to prepare a catalyst carrier having a Pt catalyst supported on the surface of the SiC skeleton. The open porosity remains almost 80%,
A very permeable catalyst carrier was obtained.
【００３４】（実施例３）固体濃度４５ｖｏｌ％の水系
炭化珪素スラリーに水溶性フェノール樹脂を対セラミッ
クス重量比で２．５％添加し、自己硬化性スラリーとし
た。このスラリーに、炭酸水素アンモニウム粉末を添加
し、さらに硬化剤として二塩基酸エステルを２５％添加
して撹拌し、型に流し込んだ。その後６０℃に加熱して
炭酸水素アンモニウムの分解を行わせながら１０時間硬
化させた後に離型し、成形体を得た。得られた成形体
は、乾燥後２１６０℃で２時間焼成を行い、多孔質の炭
化珪素焼成体を得た。得られた焼成体の気孔率は５０％
であった。Example 3 A water-soluble phenol resin was added to an aqueous silicon carbide slurry having a solid concentration of 45 vol% at a weight ratio of 2.5% to ceramics to obtain a self-hardening slurry. To this slurry was added ammonium bicarbonate powder, 25% of a dibasic acid ester was added as a curing agent, and the mixture was stirred and poured into a mold. Thereafter, the mixture was cured at 10 ° C. for 10 hours while being heated to 60 ° C. to decompose ammonium bicarbonate, and then released to obtain a molded product. The obtained compact was fired at 2160 ° C. for 2 hours after drying to obtain a porous silicon carbide fired body. The porosity of the obtained fired body is 50%
Met.
【００３５】 次いで、この多孔質炭化珪素焼成体を真
空中にて溶融Ｃｕ中に入れ、加圧含浸した後に、徐々に
大気圧に戻しながら冷却を行い、複合体を得た。このと
き、減圧と冷却を注意しながらバランスを取ることによ
り、Ｃｕ−ＳｉＣ間の濡れ性の悪さにより一部のＣｕが
排出され、ＳｉＣ気泡中にＳｉＣ骨格とは分離してＣｕ
が存在する複合体が得られた。Next, this porous silicon carbide fired body was put into molten Cu in a vacuum, impregnated with pressure, and then cooled while gradually returning to atmospheric pressure to obtain a composite. At this time, by balancing the pressure reduction and the cooling while paying attention, a part of Cu is discharged due to poor wettability between Cu and SiC, and separated from the SiC skeleton in SiC bubbles and Cu
Was obtained.
【００３６】[0036]
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のセラミ
ックス／金属複合体は、薄皮上のセラミックスを骨格と
した開気孔率の極めて高い多孔体の開気孔部内に金属を
存在させたものであり、その金属の存在形態が開気孔部
内をほぼ完全に充填する形態、セラミックス骨格の表面
のみに存在する形態、或いはセラミックス骨格と金属が
接合されていないで各々独立して存在する形態の各種あ
り、用途に応じて各形態のセラミックス／金属複合体
は、セラミックス骨格によるセラミックス特性と複合金
属による金属特性の両特性を発現する。又、本発明のセ
ラミックス／金属複合体の製造方法によれば、薄皮上の
セラミックス骨格を有する開気孔率が極めて高い海綿網
目状の多孔体に金属を複合するセラミックス／金属複合
体が容易に得られる。又、大寸品、繊維状品、複雑形状
品が容易に製造できる。As described above, the ceramic / metal composite of the present invention has a metal in the open pore portion of a porous body having a very high open porosity having a ceramic as a skeleton on a thin skin. , There are various types of forms in which the form of the metal almost completely fills the inside of the open pores, a form existing only on the surface of the ceramic skeleton, or a form in which the ceramic skeleton and the metal are not joined and each independently exists, Depending on the application, the ceramic / metal composite of each form exhibits both the ceramic properties of the ceramic skeleton and the metal properties of the composite metal. According to the method for producing a ceramic / metal composite of the present invention, a ceramic / metal composite in which a metal is composited with a sponge mesh-like porous body having a ceramic skeleton on a thin skin and having an extremely high open porosity can be easily obtained. Can be In addition, large-sized products, fibrous products, and complicated-shaped products can be easily manufactured.
【図１】 本発明のＡｌ／Ａｌ2Ｏ3複合体の結晶構造を
示す写真である。図１で、暗い部分がアルミナ、明るい
部分がアルミニウムである。FIG. 1 is a photograph showing a crystal structure of an Al / Al 2 O 3 composite of the present invention. In FIG. 1, the dark part is alumina and the bright part is aluminum.
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０４Ｂ 41/88 Ｃ０４Ｂ 41/88 Ｓ Ｕ Ｃ２２Ｃ 1/05 Ｃ２２Ｃ 1/05 Ｃ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C04B 41/88 C04B 41/88 SU C22C 1/05 C22C 1/05 C
Claims (15)
％以上の海綿網目状多孔体の開気孔部に金属を有するセ
ラミックス／金属複合体であって、セラミックスの容積
比率が５０％以下であることを特徴とするセラミックス
／金属複合体。1. An open porosity 50 having a ceramic skeleton.
% Of a ceramic / metal composite having a metal in the open pores of a sponge mesh-like porous body of 50% or more, wherein the volume ratio of the ceramic is 50% or less.
であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス
／金属複合体。2. The ceramic / metal composite according to claim 1, wherein the ceramic forming the skeleton is a sintered body.
であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス
／金属複合体。3. The ceramic / metal composite according to claim 1, wherein the ceramic forming the skeleton is in a skin shape.
していることを特徴とする請求項１に記載のセラミック
ス／金属複合体。4. The ceramic / metal composite according to claim 1, wherein the skeleton of the ceramic has countless pores.
金属の容積比率が５０％以上であることを特徴とする請
求項１に記載のセラミックス／金属複合体。5. The method according to claim 5, wherein the metal is substantially completely filled in the open pores.
The ceramic / metal composite according to claim 1, wherein the volume ratio of the metal is 50% or more.
金属が皮膜状又は粒状に形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載のセラミックス／金属複合体。6. The ceramic / metal composite according to claim 1, wherein a metal is formed on the surface of the ceramic forming the skeleton in the form of a film or particles.
とする請求項６に記載のセラミックス／金属複合体。7. The ceramic / metal composite according to claim 6, wherein the open porosity is 80% or more.
完全に皮包していることを特徴とする請求項６に記載の
セラミックス／金属複合体。8. The ceramic / metal composite according to claim 6, wherein the metal film covers the ceramic surface almost completely.
金属であることを特徴とする請求項６に記載のセラミッ
クス／金属複合体。9. The ceramic / metal composite according to claim 6, wherein the metal is a metal having a catalytic function for exhaust gas.
物又は炭化物又は窒化物であることを特徴とする請求項
６に記載のセラミックス／金属複合体。10. The ceramic / metal composite according to claim 6, wherein the surface of the ceramic is at least an oxide, a carbide or a nitride.
接合状態であることを特徴とする請求項１に記載のセラ
ミックス／金属複合体。11. The ceramic / metal composite according to claim 1, wherein the metal in the open pores is not bonded to the ceramic.
いることを特徴とする請求項１１に記載のセラミックス
／金属複合体。12. The ceramic / metal composite according to claim 11, wherein the metals in the open pores are continuously connected.
を特徴とする請求項１１に記載のセラミックス／金属複
合体。13. The ceramic / metal composite according to claim 11, wherein the metal in the open pores is independent.
泡立った状態にし、硬化させた後、焼成して、開気孔率
が５０％以上の薄皮状のセラミックスを骨格とした海綿
網目状の多孔体を製造し、次いで、開気孔部内に金属を
含浸させたことを特徴とするセラミックス／金属複合体
の製造方法。14. A self-curing ceramic slurry is foamed, cured, and fired to produce a sponge mesh-like porous body having a skin-like ceramic skeleton having an open porosity of 50% or more. And then impregnating the metal in the open pores with a ceramic / metal composite.
をセラミックススラリーに添加して泡立たせることを特
徴とする請求項１４に記載のセラミックス／金属複合体
の製造方法。15. The method for producing a ceramic / metal composite according to claim 14, wherein a substance that generates a gas by thermal decomposition is added to the ceramic slurry to foam it.
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