JP2008274351A - カーボンナノ複合金属材料の製造方法 - Google Patents
カーボンナノ複合金属材料の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008274351A JP2008274351A JP2007119436A JP2007119436A JP2008274351A JP 2008274351 A JP2008274351 A JP 2008274351A JP 2007119436 A JP2007119436 A JP 2007119436A JP 2007119436 A JP2007119436 A JP 2007119436A JP 2008274351 A JP2008274351 A JP 2008274351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon nanomaterial
- carbon
- metal material
- attached
- nanomaterial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
- C22C47/04—Pretreatment of the fibres or filaments by coating, e.g. with a protective or activated covering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C47/08—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
- C22C49/04—Light metals
- C22C49/06—Aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
【解決手段】カーボンナノ材料13をSi37で囲い、このSi37をMg材料38で囲い、このMg材料38をAl材料42で囲う。カーボンナノ材料とSiは相性がよく、SiとMgとは相性がよい。そして、MgとAlとは相性がよい。カーボンナノ材料13を母材であるAl材料42に強く結合させることができる。
【効果】Al材料とは濡れ性が良くないカーボンナノ材料を、Si、Mgを仲介させることで、Al材料に強く結合させることができる。
【選択図】図6
Description
濡れ角は、角度θ1又はθ2が、小さいときには(a)のように測定し、大きいときには(b)のように測定する。
(a)では鋼(例えばSKD61)製の基材101にSi付着カーボンナノ材料102を放電プラズマ焼結法により密着接合し、基材101の中心に小孔を開け、表面を研磨した。そして、真空チャンバー103内を真空ポンプ104で真空引きし、次に、アルゴンガス供給管105からアルゴンガスを供給して、真空チャンバー103内を非酸化性雰囲気にする。また、真空チャンバー103内を溶融Mg(700℃)と同じ温度にする。次に、シリンダ106を用いて溶融Mg107を押し上げる。溶融Mg107はSi付着カーボンナノ材料102上で拡がり、ドーム状になった。このときの濡れ角をθ1とする。
このSi付着カーボンナノ材料に、粉末状Mg材料又は液状Mg材料を混合し、粉末状Mg材料の場合はMg材料の溶融温度以上に加熱し、一定時間保持した後に冷却してMg−カーボンナノ材料を得る工程と、
このMg−カーボンナノ材料をAl溶湯に投入し、混合し、一定時間後に冷却してAlを母材としたカーボンナノ複合金属材料を得る工程と、
からなるカーボンナノ複合金属材料の製造方法である。
このSi付着カーボンナノ材料を、Mg材料の溶湯に投入し、混合してMg−カーボンナノ材料を得る工程と、
このMg−カーボンナノ材料に、固体Al材料を混合し、Al材料の溶融温度以上に加熱し、一定時間後に冷却してAlを母材としたカーボンナノ複合金属材料を得る工程と、
からなるカーボンナノ複合金属材料の製造方法である。
このSi付着カーボンナノ材料を、液状Mg材料に混合し、一定時間保持した後に冷却してMg−カーボンナノ材料を得る工程と、
このMg−カーボンナノ材料を破砕して粉末にする工程と、
得られた粉末状Mg−カーボンナノ材料に、母材としての粉末状Al材料を混合する工程と、
得られた混合物を押し固めることで予備成形する工程と、
得られた予備成形体を、真空、不活性ガス若しくは非酸化性ガス雰囲気中で、前記Al材料の溶融温度以上に加熱し、一定時間保持する加熱工程と、
予備成形体を、冷却してAlを母材としたカーボンナノ複合金属材料を得る冷却工程と、
からなるカーボンナノ複合金属材料の製造方法である。
Mg−カーボンナノ材料を得る工程では、冷却させない。そのため、熱エネルギーの損失を押さえることができる。
この発明では、粉末冶金の手法が用いられる。粉末冶金であるから、予備成形体は製品形状に倣った形状にすることができる。
熱間加工が可能な温度まで下げて圧密化処理を実施すると、カーボンナノ材料とAl材料とがSi微粒子を介して密に結合するため、複合金属材料の強度を大いに高めることができる。
真空蒸着工程でSi微粒子を蒸発させ、この蒸発に伴う撹拌作用で混合体を撹拌する。撹拌によりカーボンナノ材料とSi蒸気との接触を促す。したがって、Si微粒子をカーボンナノ材料の表面に均等に分散させることができる。
図1は本発明に係る混合体形成工程と真空蒸着工程を説明する図である。
(a):混合用容器10に、有機溶媒(例えば1リットルのエタノール)11を入れる。この有機溶媒11へ、Si微粒子(例えば10g)12とカーボンナノ材料(例えば10g)13とを入れる。そして、攪拌機14にて、十分に撹拌する(例えば、毎分750回転で2時間)。撹拌が終了したら、吸引濾過し、高温(例えば100℃)の空気中で十分に乾燥させる(例えば3時間)ことで、(b)に示される混合体15を得る。(a)〜(b)が混合体形成工程である。
得られたSi付着カーボンナノ材料の構造は次図で説明する。
図4は本発明に係るカーボンナノ複合金属材料の第1の製造方法を説明する図である。
(a)に示すように、Si微粒子がカーボンナノ材料の表面に付着されているSi付着カーボンナノ材料30を準備する(図3)。そして、混合用容器32にSi付着カーボンナノ材料30と粉末状Mg材料33とを入れて十分に混合する。そして、HP(ホットプレス)やHIPを用いて、混合物を溶融温度(約650℃)以上に一定時間保持した後に冷却して、(b)に示すMg−カーボンナノ材料のインゴット34を得る。
カーボンナノ材料とSiは相性がよく、SiとMgとは相性がよい。そして、MgとAlとは相性がよい。しがたって、カーボンナノ材料13を母材であるAl材料42に強く結合させることができる。
(a)に示すように、Si微粒子がカーボンナノ材料の表面に付着されているSi付着カーボンナノ材料30を準備する。そして、(b)に示すように、高温容器35にMg材料の溶湯36を満たし、この溶湯36にSi付着カーボンナノ材料30を入れて十分に混合する。これで、Mg−カーボンナノ材料の溶湯を得ることができる。
(a)に示すように、Si微粒子がカーボンナノ材料の表面に付着されているSi付着カーボンナノ材料30を準備する(図3)。そして、混合用容器22にSi付着カーボンナノ材料30と粉末状Mg材料33とを入れて十分に混合する。そして、HP(ホットプレス)やHIPを用いて、混合物を溶融温度以上に一定時間保持した後に冷却して、(b)に示すMg−カーボンナノ材料のインゴット34を得る。
(d)に示すように、混合用容器46にMg−カーボンナノ材料の粉末45と、粉末状の固体Al材料44とを入れて十分に混合する。
(e)において、ベース47にダイ48載せる。このダイ48に、(d)で得た混合物49を詰める。次に、パンチ51を進入させて、混合物35を押し固める。押し固めたものは予備成形体52になる。
処理装置60は、予備成形体52を支える下パンチ61と、この下パンチ61に対向して配置され予備成形体52を抑える又は加圧力P1で圧縮(加圧)することができる上パンチ62と、予備成形体52を囲うヒータ63と、このヒータ63や予備成形体52などを一括して囲うチャンバー64と、このチャンバー64に接続されチャンバー64内部を真空状態にする真空排気装置65及びチャンバー64内部へ不活性ガスとしてのアルゴンを吹込む不活性ガス吹込み装置66とで構成される。この処理装置60は次図の制御曲線により制御される。
また、熱間加工可能な温度未満の低温度では、加工性が悪くなり、特にマトリックス金属素材MgやMg合金では、割れやひび等が発生し易いため、圧密化が困難になる。
また、熱間加工可能な温度を超えた高温度では、液相状態になり、加圧により液相の漏れが発生して、加圧力が上手く作用しなくなり、圧密化が困難になる。
Claims (7)
- Si微粒子がカーボンナノ材料の表面に付着されているSi付着カーボンナノ材料を準備する準備工程と、
このSi付着カーボンナノ材料に、粉末状Mg材料又は液状Mg材料を混合し、粉末状Mg材料の場合はMg材料の溶融温度以上に加熱し、一定時間保持した後に冷却してMg−カーボンナノ材料を得る工程と、
このMg−カーボンナノ材料をAl溶湯に投入し、混合し、一定時間後に冷却してAlを母材としたカーボンナノ複合金属材料を得る工程と、
からなるカーボンナノ複合金属材料の製造方法。 - Si微粒子がカーボンナノ材料の表面に付着されているSi付着カーボンナノ材料を準備する準備工程と、
このSi付着カーボンナノ材料を、Mg材料の溶湯に投入し、混合してMg−カーボンナノ材料を得る工程と、
このMg−カーボンナノ材料に、固体Al材料を混合し、Al材料の溶融温度以上に加熱し、一定時間後に冷却してAlを母材としたカーボンナノ複合金属材料を得る工程と、
からなるカーボンナノ複合金属材料の製造方法。 - Si微粒子がカーボンナノ材料の表面に付着されているSi付着カーボンナノ材料を準備する準備工程と、
このSi付着カーボンナノ材料を、液状Mg材料に混合し、一定時間保持した後に冷却してMg−カーボンナノ材料を得る工程と、
このMg−カーボンナノ材料を破砕して粉末にする工程と、
得られた粉末状Mg−カーボンナノ材料に、母材としての粉末状Al材料を混合する工程と、
得られた混合物を押し固めることで予備成形する工程と、
得られた予備成形体を、真空、不活性ガス若しくは非酸化性ガス雰囲気中で、前記Al材料の溶融温度以上に加熱し、一定時間保持する加熱工程と、
予備成形体を、冷却してAlを母材としたカーボンナノ複合金属材料を得る冷却工程と、
からなるカーボンナノ複合金属材料の製造方法。 - 前記加熱工程と前記冷却工程との間に、前記Al材料の熱間加工が可能な温度まで冷却し、この温度で所定時間加圧して圧密化を図る圧密化工程を、介在させることを特徴とする請求項3記載のカーボンナノ複合金属材料の製造方法。
- 前記冷却工程では、前記圧密体を加圧しながら冷却することを特徴とする請求項3記載又は請求項4記載のカーボンナノ複合金属材料の製造方法。
- 準備するSi付着カーボンナノ材料は、カーボンナノ材料とSi微粒子とを混合して混合体を得る混合体形成工程と、得られた混合体を真空炉に入れ、高温真空下で前記Si微粒子を蒸発させ、前記カーボンナノ材料の表面に付着させることで得る真空蒸着工程と、から製造することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のカーボンナノ複合金属材料の製造方法。
- 前記混合体形成工程では、混合用容器に、有機溶媒とSi微粒子と前記カーボンナノ材料とを入れて撹拌し、乾燥させることを特徴とする請求項6記載のカーボンナノ複合金属材料の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007119436A JP5063176B2 (ja) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | カーボンナノ複合金属材料の製造方法 |
PCT/JP2008/058315 WO2008139943A1 (en) | 2007-04-27 | 2008-04-24 | Method of manufacturing metal-carbon nanocomposite material |
EP08764250A EP2150490B1 (en) | 2007-04-27 | 2008-04-24 | Method of manufacturing metal-carbon nanocomposite material |
CN2008800005991A CN101541677B (zh) | 2007-04-27 | 2008-04-24 | 制造金属-碳纳米复合材料的方法 |
US12/308,778 US8051892B2 (en) | 2007-04-27 | 2008-04-24 | Method of manufacturing metal-carbon nanocomposite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007119436A JP5063176B2 (ja) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | カーボンナノ複合金属材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008274351A true JP2008274351A (ja) | 2008-11-13 |
JP5063176B2 JP5063176B2 (ja) | 2012-10-31 |
Family
ID=39591339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007119436A Expired - Fee Related JP5063176B2 (ja) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | カーボンナノ複合金属材料の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8051892B2 (ja) |
EP (1) | EP2150490B1 (ja) |
JP (1) | JP5063176B2 (ja) |
CN (1) | CN101541677B (ja) |
WO (1) | WO2008139943A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9121085B2 (en) * | 2008-09-18 | 2015-09-01 | Nissei Plastic Insdustrial Co., Ltd. | Method for manufacturing composite metal alloy and method for manufacturing article from composite metal |
CN101798665B (zh) * | 2010-03-26 | 2012-06-13 | 东北大学 | 一种铝基泡沫材料的制备方法 |
US9780059B2 (en) * | 2010-07-21 | 2017-10-03 | Semiconductor Components Industries, Llc | Bonding structure and method |
MY160373A (en) * | 2010-07-21 | 2017-03-15 | Semiconductor Components Ind Llc | Bonding structure and method |
WO2014168183A1 (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | 本田技研工業株式会社 | 亜鉛合金の製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01127633A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素繊維の表面処理法 |
JP2006044970A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Nagano Prefecture | カーボンナノ材料の表面処理方法及びカーボンナノ複合材料 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5227826A (en) * | 1975-07-19 | 1977-03-02 | Toho Rayon Co Ltd | Process for producing composite fibrous materials |
JPS59153860A (ja) * | 1983-02-19 | 1984-09-01 | Nippon Denso Co Ltd | 炭素繊維強化アルミニウム複合材料およびその製造方法 |
US4786467A (en) * | 1983-06-06 | 1988-11-22 | Dural Aluminum Composites Corp. | Process for preparation of composite materials containing nonmetallic particles in a metallic matrix, and composite materials made thereby |
JPS6169448A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-10 | 工業技術院長 | 炭素繊維強化金属とその製造法 |
JPS63312923A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素繊維強化アルミニウム合金用ワイヤプリフォーム |
US5150747A (en) * | 1988-11-10 | 1992-09-29 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composites by use of an immersion casting technique and product produced thereby |
US5000249A (en) * | 1988-11-10 | 1991-03-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composites by use of an immersion casting technique and product produced thereby |
US5000247A (en) * | 1988-11-10 | 1991-03-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for forming metal matrix composite bodies with a dispersion casting technique and products produced thereby |
JPH04327265A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Nippon Cement Co Ltd | 表面被覆炭素繊維の製造方法 |
JP2002363716A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Technova:Kk | アルミニウム合金材 |
JP2004026604A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Toyota Motor Corp | 水素貯蔵材料 |
JP3837104B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2006-10-25 | 日精樹脂工業株式会社 | カーボンナノ材と金属材料の複合成形方法及び複合金属製品 |
JP2006328454A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Nissei Plastics Ind Co | 金属粉末とカーボンナノ材料の混合方法、カーボンナノ複合金属材料の製造方法及びカーボンナノ複合金属材料 |
JP4231493B2 (ja) * | 2005-05-27 | 2009-02-25 | 日精樹脂工業株式会社 | カーボンナノ複合金属材料の製造方法 |
JP4231494B2 (ja) * | 2005-05-27 | 2009-02-25 | 日精樹脂工業株式会社 | カーボンナノ複合金属材料の製造方法及びカーボンナノ複合金属成形品の製造方法 |
-
2007
- 2007-04-27 JP JP2007119436A patent/JP5063176B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-04-24 WO PCT/JP2008/058315 patent/WO2008139943A1/en active Application Filing
- 2008-04-24 CN CN2008800005991A patent/CN101541677B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-24 US US12/308,778 patent/US8051892B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-24 EP EP08764250A patent/EP2150490B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01127633A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素繊維の表面処理法 |
JP2006044970A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Nagano Prefecture | カーボンナノ材料の表面処理方法及びカーボンナノ複合材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8051892B2 (en) | 2011-11-08 |
JP5063176B2 (ja) | 2012-10-31 |
CN101541677A (zh) | 2009-09-23 |
WO2008139943A1 (en) | 2008-11-20 |
EP2150490A1 (en) | 2010-02-10 |
US20090288519A1 (en) | 2009-11-26 |
CN101541677B (zh) | 2011-09-28 |
EP2150490B1 (en) | 2013-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106573298B (zh) | 生产金属陶瓷或硬质合金粉末的方法 | |
JP4287461B2 (ja) | カーボンナノ複合金属材料の製造方法及びカーボンナノ複合金属成形品の製造方法 | |
JP2018537596A (ja) | 固体基材の表面上に層を形成するためのシステムおよび方法ならびにこれにより形成される生成物 | |
CN104630527B (zh) | 一种制备铜基金刚石复合材料的方法 | |
CN108179302A (zh) | 一种高导热金刚石/铜复合材料的制备方法 | |
JP5063176B2 (ja) | カーボンナノ複合金属材料の製造方法 | |
CN105347800A (zh) | 氮化镓成形物及其制造方法以及氮化镓溅射靶材 | |
CN107058787A (zh) | 一种以石墨微片为原材料制备石墨烯增强铝基复合材料的方法 | |
CN107012355A (zh) | 一种单层石墨烯增强铝基复合材料的制备方法 | |
JP4299295B2 (ja) | カーボンナノ複合金属成形品の製造方法 | |
CN108070832A (zh) | 钼铌靶坯的制造方法 | |
CN116041051B (zh) | 一种应用于3dp打印的造粒粉体及其打印成型方法 | |
CN107974595A (zh) | 一种基于激光3d打印成形的高性能镁基复合材料及其制备方法 | |
US9138806B2 (en) | In-situ combustion synthesis of titanium carbide (TiC) reinforced aluminum matrix composite | |
JP4391999B2 (ja) | 複合金属成形材料の製造方法及び複合金属成形品の製造方法 | |
CN114703394A (zh) | 一种高温材料及其制备方法与应用 | |
CN110117727A (zh) | 一种基于3d打印技术制备颗粒增强金属基复合材料的方法 | |
CN102021473A (zh) | 一种Fe3Al-Al2O3复合材料的制备方法 | |
JP4343915B2 (ja) | 複合金属合金の製造方法及び複合金属成形品の製造方法 | |
Zhang et al. | Microstructure of Ni-Al-diamond composite fabricated by self-propagating high temperature synthesis | |
JP4239047B2 (ja) | マグネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料 | |
JP2001279303A (ja) | Ti−Al金属間化合物部材の製造方法 | |
TW201228749A (en) | Method of producing highly compact silicon-aluminum (Si-Al) target | |
RU2750784C1 (ru) | Способ получения порошкового композиционного материала | |
KR101153859B1 (ko) | 금속-탄소나노튜브 복합재 제조 방법 및 그 복합재 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080904 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080904 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111025 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120731 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |