JP2002371329A - 金属−セラミックス複合材料の製造方法 - Google Patents
金属−セラミックス複合材料の製造方法Info
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- JP2002371329A JP2002371329A JP2001179557A JP2001179557A JP2002371329A JP 2002371329 A JP2002371329 A JP 2002371329A JP 2001179557 A JP2001179557 A JP 2001179557A JP 2001179557 A JP2001179557 A JP 2001179557A JP 2002371329 A JP2002371329 A JP 2002371329A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ポアやクラック等の欠陥のない高品質な金属
−セラミックス複合材料の製造方法を提供する。 【解決手段】 セラミックス粉末またはセラミックス繊
維からなるプリフォームとアルミニウム合金を非接触状
態で保持して、両部材を窒素雰囲気中で５６０〜７００
℃に加熱した後に、アルミニウム合金の溶湯をプリフォ
ームに注ぐことにより非加圧状態でアルミニウム合金を
浸透させて高品質な金属−セラミックス複合材料を製造
する。該アルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ系合金が好まし
い。
−セラミックス複合材料の製造方法を提供する。 【解決手段】 セラミックス粉末またはセラミックス繊
維からなるプリフォームとアルミニウム合金を非接触状
態で保持して、両部材を窒素雰囲気中で５６０〜７００
℃に加熱した後に、アルミニウム合金の溶湯をプリフォ
ームに注ぐことにより非加圧状態でアルミニウム合金を
浸透させて高品質な金属−セラミックス複合材料を製造
する。該アルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ系合金が好まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属−セラミック
ス複合材料の製造方法に関し、特に、浸透不良によるポ
ア等の欠陥のない金属−セラミックス複合材料の製造方
法に関するものである。
ス複合材料の製造方法に関し、特に、浸透不良によるポ
ア等の欠陥のない金属−セラミックス複合材料の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体製造装置や液晶製造装置等
にセラミックス粉末またはセラミックス繊維を強化材と
し、アルミニウムまたはアルミニウム合金をマトリック
スとする金属−セラミックス複合材料が盛んに使われ始
められるようになってきている。
にセラミックス粉末またはセラミックス繊維を強化材と
し、アルミニウムまたはアルミニウム合金をマトリック
スとする金属−セラミックス複合材料が盛んに使われ始
められるようになってきている。
【０００３】この複合材料の製造方法としては、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、これらの方法では、強化材であるセ
ラミックスの含有率を高くできず、大型の加圧装置が必
要でありコストが極めて高いなどの理由によりいずれも
満足できるものではなかった。
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、これらの方法では、強化材であるセ
ラミックスの含有率を高くできず、大型の加圧装置が必
要でありコストが極めて高いなどの理由によりいずれも
満足できるものではなかった。
【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金属
浸透法が提案されている。この方法は、ＳｉＣやＡｌ2
Ｏ3など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合金を接触させ、これをＮ2
雰囲気炉中で７００〜９００℃の温度に加熱して溶融し
たアルミニウム合金を浸透させる方法で、Ｍｇの化学反
応を利用してセラミックス粉末に対する溶融金属の濡れ
性を改善することにより非加圧状態でもプリフォーム中
に溶融金属を含浸できるという特長がある。
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧金属
浸透法が提案されている。この方法は、ＳｉＣやＡｌ2
Ｏ3など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合金を接触させ、これをＮ2
雰囲気炉中で７００〜９００℃の温度に加熱して溶融し
たアルミニウム合金を浸透させる方法で、Ｍｇの化学反
応を利用してセラミックス粉末に対する溶融金属の濡れ
性を改善することにより非加圧状態でもプリフォーム中
に溶融金属を含浸できるという特長がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た方法は、非加圧状態で浸透できるという特長があるも
のの、場合によっては複合材料の内部に溶融金属の浸透
不良によるポア等の欠陥が発生するという課題があっ
た。
た方法は、非加圧状態で浸透できるという特長があるも
のの、場合によっては複合材料の内部に溶融金属の浸透
不良によるポア等の欠陥が発生するという課題があっ
た。
【０００６】本発明は、上述した課題を解決するために
鋭意検討して完成したものであって、その目的は、ポア
等の欠陥のない高品質な金属−セラミックス複合材料の
製造方法を提供することにある。
鋭意検討して完成したものであって、その目的は、ポア
等の欠陥のない高品質な金属−セラミックス複合材料の
製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、セラミックス粉末またはセラミックス繊維を強化材
とし、アルミニウム合金をマトリックスとする金属−セ
ラミックス複合材料の製造方法において、該セラミック
スからなるプリフォームとアルミニウム合金とを非接触
状態で保持して、該両部材を窒素雰囲気中で６８０〜９
００℃に加熱した後に、アルミニウム合金の溶湯をプリ
フォームに注いで非加圧状態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によって達
成される。
は、セラミックス粉末またはセラミックス繊維を強化材
とし、アルミニウム合金をマトリックスとする金属−セ
ラミックス複合材料の製造方法において、該セラミック
スからなるプリフォームとアルミニウム合金とを非接触
状態で保持して、該両部材を窒素雰囲気中で６８０〜９
００℃に加熱した後に、アルミニウム合金の溶湯をプリ
フォームに注いで非加圧状態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によって達
成される。
【０００８】また、本発明の目的は、前記のアルミニウ
ム合金として、融点が５６０〜６６０℃のＡｌ−Ｍｇ系
合金を用いることを特徴とする金属−セラミックス複合
材料の製造方法によっても達成される。
ム合金として、融点が５６０〜６６０℃のＡｌ−Ｍｇ系
合金を用いることを特徴とする金属−セラミックス複合
材料の製造方法によっても達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明にいう、セラミックスとはアルミナ、窒化珪素、
炭化珪素等の公知のセラミックスが適用できるが、アル
ミニウムとの濡れ性、製造の容易さからアルミナ、炭化
珪素が一般的に用いられる。
本発明にいう、セラミックスとはアルミナ、窒化珪素、
炭化珪素等の公知のセラミックスが適用できるが、アル
ミニウムとの濡れ性、製造の容易さからアルミナ、炭化
珪素が一般的に用いられる。
【００１０】次に、アルミニウム合金としては、Ａｌ−
Ｍｇ系の合金が好ましく、その理由は、セラミックスと
の濡れ性が良好となるため浸透が容易となりセラミック
スの均一な分散が可能となるためである。ここで、プリ
フォームの素材として炭化珪素を用いる場合には、アル
ミニウム合金は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の合金がより好ま
しい。また、均一な浸透を可能とするためには、融点５
６０〜６６０℃のアルミニウム合金を用いて、Ｎ2雰囲
気炉中で７００〜９００℃の温度にて行うことが好まし
い。
Ｍｇ系の合金が好ましく、その理由は、セラミックスと
の濡れ性が良好となるため浸透が容易となりセラミック
スの均一な分散が可能となるためである。ここで、プリ
フォームの素材として炭化珪素を用いる場合には、アル
ミニウム合金は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の合金がより好ま
しい。また、均一な浸透を可能とするためには、融点５
６０〜６６０℃のアルミニウム合金を用いて、Ｎ2雰囲
気炉中で７００〜９００℃の温度にて行うことが好まし
い。
【００１１】以下本発明の実施例と比較例とを具体的に
挙げ、本発明をより詳細に説明する。 （実施例） プリフォームの作製 平均粒子径６０μｍのアルミナ粒子にバインダーを添加
したものを数時間混合し、これを口径３００ｍｍ、深さ
１００ｍｍの金型に充填しプレス成形を行い、１００〜
２００℃で数時間、加熱乾燥後に脱型してプリフォーム
を作成した。
挙げ、本発明をより詳細に説明する。 （実施例） プリフォームの作製 平均粒子径６０μｍのアルミナ粒子にバインダーを添加
したものを数時間混合し、これを口径３００ｍｍ、深さ
１００ｍｍの金型に充填しプレス成形を行い、１００〜
２００℃で数時間、加熱乾燥後に脱型してプリフォーム
を作成した。
【００１２】（２）複合材料の製造 得られたプリフォームとＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合
金とを仕切り部を用いて両部材を非接触状態で保持し
て、窒素雰囲気中で６８０〜９００℃に加熱した後に、
前記仕切り部を開放してアルミニウム合金の溶湯をプリ
フォームの上方から注いで浸透させてアルミナの含有率
が３７体積％からなる複合材料を得た。
金とを仕切り部を用いて両部材を非接触状態で保持し
て、窒素雰囲気中で６８０〜９００℃に加熱した後に、
前記仕切り部を開放してアルミニウム合金の溶湯をプリ
フォームの上方から注いで浸透させてアルミナの含有率
が３７体積％からなる複合材料を得た。
【００１３】（３）評価 得られた複合材料の表面及び破断面を目視および顕微鏡
にて観察してアルミニウム合金の浸透状況を観察した。
併せて、相対密度を公知の方法にて評価した。
にて観察してアルミニウム合金の浸透状況を観察した。
併せて、相対密度を公知の方法にて評価した。
【００１４】（比較例）実施例と同様にして作成したプ
リフームの下部にあらかじめＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウ
ム合金を接触させて保持して、窒素雰囲気中で６８０〜
９００℃に加熱し、アルミニウム合金を浸透させて複合
材料を得た。このようにして得られた複合材料を実施例
と同様な方法で評価した。得られた評価結果は、表１に
まとめて示した。
リフームの下部にあらかじめＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウ
ム合金を接触させて保持して、窒素雰囲気中で６８０〜
９００℃に加熱し、アルミニウム合金を浸透させて複合
材料を得た。このようにして得られた複合材料を実施例
と同様な方法で評価した。得られた評価結果は、表１に
まとめて示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】評価結果から明らかなように、本発明から
得られた複合材料は、従来よりもポアやクラックなどの
欠陥のない高品質な複合材料が得られることが分かっ
た。さらには、浸透に要する時間も半分以下となり製造
効率が高まった。
得られた複合材料は、従来よりもポアやクラックなどの
欠陥のない高品質な複合材料が得られることが分かっ
た。さらには、浸透に要する時間も半分以下となり製造
効率が高まった。
【００１７】
【発明の効果】以上の通り、本発明の金属−セラミック
ス複合材料の製造方法によれば、ポアやクラック等の欠
陥のない高品質な複合材料が低コストで得られる。この
ことにより、複合材料の信頼性が高まり用途が格段に広
がる効果がある。
ス複合材料の製造方法によれば、ポアやクラック等の欠
陥のない高品質な複合材料が低コストで得られる。この
ことにより、複合材料の信頼性が高まり用途が格段に広
がる効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０４Ｂ 41/88 Ｃ０４Ｂ 41/88 Ｕ Ｃ２２Ｃ 47/06 Ｃ２２Ｃ 47/06 49/06 49/06 49/14 49/14 // Ｃ２２Ｃ 101:04 101:04 101:14 101:14 101:18 101:18 Ｆターム(参考） 4K020 AA05 AA06 AA08 AA22 AC01 BA02 BA03 BA05 BA08 BB02 BB22
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミックス粉末またはセラミックス繊
維を強化材とし、アルミニウム合金をマトリックスとす
る金属−セラミックス複合材料の製造方法において、該
セラミックスからなるプリフォームとアルミニウム合金
とを非接触状態で保持して、該両部材を窒素雰囲気中で
６８０〜９００℃に加熱した後に、アルミニウム合金の
溶湯をプリフォームに注いで非加圧状態で浸透させるこ
とを特徴とする金属−セラミックス複合材料の製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載のアルミニウム合金とし
て、融点が５６０〜６６０℃のＡｌ−Ｍｇ系合金を用い
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001179557A JP2002371329A (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001179557A JP2002371329A (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002371329A true JP2002371329A (ja) | 2002-12-26 |
Family
ID=19020107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001179557A Pending JP2002371329A (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002371329A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115927932A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-04-07 | 苏州凯宥电子科技有限公司 | 一种高强度压铸铝合金及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05507321A (ja) * | 1990-05-09 | 1993-10-21 | ランキサイド テクノロジー カンパニー，リミティド パートナーシップ | 金属マトリックス複合材の製造方法 |
| JPH10280066A (ja) * | 1997-04-11 | 1998-10-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 複合材料の製造方法 |
| JPH11197818A (ja) * | 1998-01-08 | 1999-07-27 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
| JP2000265253A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Mitsubishi Materials Corp | 金属基複合材およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-06-14 JP JP2001179557A patent/JP2002371329A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05507321A (ja) * | 1990-05-09 | 1993-10-21 | ランキサイド テクノロジー カンパニー，リミティド パートナーシップ | 金属マトリックス複合材の製造方法 |
| JPH10280066A (ja) * | 1997-04-11 | 1998-10-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 複合材料の製造方法 |
| JPH11197818A (ja) * | 1998-01-08 | 1999-07-27 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
| JP2000265253A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Mitsubishi Materials Corp | 金属基複合材およびその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115927932A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-04-07 | 苏州凯宥电子科技有限公司 | 一种高强度压铸铝合金及其制备方法 |
| CN115927932B (zh) * | 2022-12-20 | 2024-03-15 | 苏州凯宥电子科技有限公司 | 一种高强度压铸铝合金及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080208 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20100506 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20100622 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20101019 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |