JP3439241B2 - 傾斜機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造法 - Google Patents
傾斜機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属を基材とする傾斜
機能複合材料の製造に使われる複合強化材（いわゆるプ
リフォーム）を製造する方法に関するものである。
機能複合材料の製造に使われる複合強化材（いわゆるプ
リフォーム）を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼やアルミニウム合金に炭素繊維、セラ
ミック繊維等の耐熱性無機質繊維を埋設して補強した繊
維強化金属は、その素材金属が通常示す物性をはるかに
上回る高物性・高機能を有することが多いから、航空機
や自動車など、軽量で高物性の素材を求める分野で注目
され、実用化されつつある。繊維質材料以外のもの、た
とえば炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、チタ
ン酸カリウムウィスカ等のウィスカやアルミナ、ジルコ
ニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の耐熱性無機質微粒子
を金属中に埋設してその金属の物性や化学的性質を改良
する試みも多数実施されており、これら補強もしくは改
質に有効な配合材料を２種以上組み合わせて使用すれ
ば、一層高性能の複合材料が得られることが多い。
ミック繊維等の耐熱性無機質繊維を埋設して補強した繊
維強化金属は、その素材金属が通常示す物性をはるかに
上回る高物性・高機能を有することが多いから、航空機
や自動車など、軽量で高物性の素材を求める分野で注目
され、実用化されつつある。繊維質材料以外のもの、た
とえば炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、チタ
ン酸カリウムウィスカ等のウィスカやアルミナ、ジルコ
ニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の耐熱性無機質微粒子
を金属中に埋設してその金属の物性や化学的性質を改良
する試みも多数実施されており、これら補強もしくは改
質に有効な配合材料を２種以上組み合わせて使用すれ
ば、一層高性能の複合材料が得られることが多い。
【０００３】さらに、上述のような複合材料の製造技術
を基盤として近年開発された新しい材料に、傾斜機能金
属基複合材料がある。これは、金属を基材とする複合材
料を製造するに当たり、繊維、ウィスカ、無機質微粒子
等を、それらの体積分率を一定の規則性の下に連続的に
変化させながら複合材料中に不均一に配合したものであ
って、複数の材料の長所を活用できるという異種材料積
層物の特長を有し、しかも、組成が急変する界面が存在
しないことにより積層物のように熱応力破壊を起こす恐
れがない。
を基盤として近年開発された新しい材料に、傾斜機能金
属基複合材料がある。これは、金属を基材とする複合材
料を製造するに当たり、繊維、ウィスカ、無機質微粒子
等を、それらの体積分率を一定の規則性の下に連続的に
変化させながら複合材料中に不均一に配合したものであ
って、複数の材料の長所を活用できるという異種材料積
層物の特長を有し、しかも、組成が急変する界面が存在
しないことにより積層物のように熱応力破壊を起こす恐
れがない。
【０００４】傾斜機能金属基複合材料を製造するする方
法は既に多数提案されている。しかしながら、無機質微
粒子や事実上粉体であるウィスカを金属製品の特定の領
域から別の領域へ（たとえば板材であれば一方の表面か
ら他方の表面へ）、体積分率を連続的に変化させながら
配合することは、きわめて困難であった。すなわち、従
来、均一配合を行う場合においては無機質微粒子やウィ
スカからまず多孔質成形物を製造し、その気孔部分に溶
融金属を圧入することにより強化された金属基複合材料
を得る方法が一般的であったが、この方法を傾斜機能複
合材料の製造に採用するためには、該複合材料の設計に
応じて無機質微粒子やウィスカの体積分率を連続的に変
化させた多孔質成形物（以下、体積分率傾斜性複合強化
材という）を製造しなければならないという解決困難な
課題があった。
法は既に多数提案されている。しかしながら、無機質微
粒子や事実上粉体であるウィスカを金属製品の特定の領
域から別の領域へ（たとえば板材であれば一方の表面か
ら他方の表面へ）、体積分率を連続的に変化させながら
配合することは、きわめて困難であった。すなわち、従
来、均一配合を行う場合においては無機質微粒子やウィ
スカからまず多孔質成形物を製造し、その気孔部分に溶
融金属を圧入することにより強化された金属基複合材料
を得る方法が一般的であったが、この方法を傾斜機能複
合材料の製造に採用するためには、該複合材料の設計に
応じて無機質微粒子やウィスカの体積分率を連続的に変
化させた多孔質成形物（以下、体積分率傾斜性複合強化
材という）を製造しなければならないという解決困難な
課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、無機
質微粒子やウィスカ等、微粒子状の強化材料を用いて傾
斜機能金属基複合材料を製造するための、体積分率傾斜
性複合強化材を容易に製造する方法を提供しようとする
ものである。
質微粒子やウィスカ等、微粒子状の強化材料を用いて傾
斜機能金属基複合材料を製造するための、体積分率傾斜
性複合強化材を容易に製造する方法を提供しようとする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
に成功した本発明の傾斜機能金属基複合材料製造用複合
強化材の製造法は、無機質結合剤を含有する水中に耐熱
性無機繊維を分散させてスラリー状にし、これを型内脱
水成形し、得られた成形物を乾燥後焼成し、得られた多
孔質繊維成形体を微粒子状強化材またはその前駆物質の
懸濁液もしくは溶液に浸漬し、該浸漬処理後の繊維成形
体を、その表面の特定の領域から分散媒または溶媒を蒸
発させて乾燥し、次いで焼成することを特徴とする製造
法；
に成功した本発明の傾斜機能金属基複合材料製造用複合
強化材の製造法は、無機質結合剤を含有する水中に耐熱
性無機繊維を分散させてスラリー状にし、これを型内脱
水成形し、得られた成形物を乾燥後焼成し、得られた多
孔質繊維成形体を微粒子状強化材またはその前駆物質の
懸濁液もしくは溶液に浸漬し、該浸漬処理後の繊維成形
体を、その表面の特定の領域から分散媒または溶媒を蒸
発させて乾燥し、次いで焼成することを特徴とする製造
法；
【０００７】および、無機質結合剤を含有する水中に耐
熱性無機繊維を分散させてスラリー状にし、これを型内
脱水成形し、得られた成形物を乾燥後焼成し、得られた
多孔質繊維成形体にその表面の特定の領域から微粒子状
強化材またはその前駆物質の懸濁液もしくは溶液を吸収
させ、処理後の繊維成形体を上記特定の領域から分散媒
または溶媒を蒸発させて乾燥し、次いで焼成することを
特徴とする製造法；である。
熱性無機繊維を分散させてスラリー状にし、これを型内
脱水成形し、得られた成形物を乾燥後焼成し、得られた
多孔質繊維成形体にその表面の特定の領域から微粒子状
強化材またはその前駆物質の懸濁液もしくは溶液を吸収
させ、処理後の繊維成形体を上記特定の領域から分散媒
または溶媒を蒸発させて乾燥し、次いで焼成することを
特徴とする製造法；である。
【０００８】以下、これらの製造法について詳述する。
最初に多孔質繊維成形体を製造するための耐熱性繊維と
しては、各種セラミック繊維、たとえばアルミナ繊維、
ジルコニア繊維、アルミノシリケート繊維等を使用する
ことができる。中でも好ましいのは、アルミナ含有率が
約８５重量％以上、特に好ましくは約９５重量％以上
の、いわゆる高アルミナ多結晶質繊維である。
最初に多孔質繊維成形体を製造するための耐熱性繊維と
しては、各種セラミック繊維、たとえばアルミナ繊維、
ジルコニア繊維、アルミノシリケート繊維等を使用する
ことができる。中でも好ましいのは、アルミナ含有率が
約８５重量％以上、特に好ましくは約９５重量％以上
の、いわゆる高アルミナ多結晶質繊維である。
【０００９】セラミック繊維はまた、その長さが好まし
くは約１mm以下の、微細化された短繊維であることが望
ましい。断熱材等に使用される通常の短繊維状セラミッ
ク繊維は繊維長が数mm〜５０mm程度のものであるから、
本発明の繊維質成形体にはこれを成形用原料スラリー調
製工程において強撹拌するなどの手段により微細化する
ことが望ましい。ただし、繊維長があまりに小さいもの
が多いと成形性が悪化するので、約１０μm以下のもの
は約３０重量％を超えないことが望ましい。
くは約１mm以下の、微細化された短繊維であることが望
ましい。断熱材等に使用される通常の短繊維状セラミッ
ク繊維は繊維長が数mm〜５０mm程度のものであるから、
本発明の繊維質成形体にはこれを成形用原料スラリー調
製工程において強撹拌するなどの手段により微細化する
ことが望ましい。ただし、繊維長があまりに小さいもの
が多いと成形性が悪化するので、約１０μm以下のもの
は約３０重量％を超えないことが望ましい。
【００１０】微粒子状強化材としては、なんらかの形で
金属の改質や物性向上に有効なものであればなんでも使
用することができる。その代表的なものを以下に列挙す
る。 ウィスカ：炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、
チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィス
カ（組成：９Ａl2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3）等 微粒子状の金属酸化物もしくはセラミックス：アルミ
ナ、ジルコニア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等 微粒子状金属：ニッケル、チタン、銅、亜鉛、マグネシ
ウム等 これらの強化材は、水に懸濁させて用いる。
金属の改質や物性向上に有効なものであればなんでも使
用することができる。その代表的なものを以下に列挙す
る。 ウィスカ：炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、
チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィス
カ（組成：９Ａl2Ｏ3・２Ｂ2Ｏ3）等 微粒子状の金属酸化物もしくはセラミックス：アルミ
ナ、ジルコニア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等 微粒子状金属：ニッケル、チタン、銅、亜鉛、マグネシ
ウム等 これらの強化材は、水に懸濁させて用いる。
【００１１】微粒子状強化材の前駆物質として使用可能
なものの具体例としては次のようなものがある。 金属塩：マグネシウム、カルシウム、リチウム、チタ
ン、ジルコニウム等の金属の無機酸塩もしくは有機酸
塩。水溶液を用いる。乾燥後、焼成されると、金属酸化
物を生成する。 金属アルコキシドその他の有機金属化合物：チタン、ジ
ルコニウム、ケイ素、アルミニウム等のアルコキシド。
有機溶剤溶液の形で使用する。大気中の水分で加水分解
され、その後、乾燥、焼成されると、金属酸化物を生じ
る。 有機ケイ素化合物の重合体：主鎖にＳi-Ｃ結合を有する
もの等。有機溶剤溶液の形で用いる。乾燥後、焼成され
ると、炭化ケイ素を生じる。 上述の微粒子状強化材およびその前駆物質は、それらを
単独で用いるだけでなく、併用してもよい。
なものの具体例としては次のようなものがある。 金属塩：マグネシウム、カルシウム、リチウム、チタ
ン、ジルコニウム等の金属の無機酸塩もしくは有機酸
塩。水溶液を用いる。乾燥後、焼成されると、金属酸化
物を生成する。 金属アルコキシドその他の有機金属化合物：チタン、ジ
ルコニウム、ケイ素、アルミニウム等のアルコキシド。
有機溶剤溶液の形で使用する。大気中の水分で加水分解
され、その後、乾燥、焼成されると、金属酸化物を生じ
る。 有機ケイ素化合物の重合体：主鎖にＳi-Ｃ結合を有する
もの等。有機溶剤溶液の形で用いる。乾燥後、焼成され
ると、炭化ケイ素を生じる。 上述の微粒子状強化材およびその前駆物質は、それらを
単独で用いるだけでなく、併用してもよい。
【００１２】成形工程においては、まずシリカゾル等の
無機質結合剤を含有する水の中に耐熱性無機繊維を分散
させてスラリー状にし、これを脱水成形用の型に供給し
て所望の形状に成形する。得られた脱水成形物は、その
形状を崩さないよう注意して乾燥し、さらに焼成して結
合剤を硬化させることにより、多孔質構造と全体形状を
安定化する。
無機質結合剤を含有する水の中に耐熱性無機繊維を分散
させてスラリー状にし、これを脱水成形用の型に供給し
て所望の形状に成形する。得られた脱水成形物は、その
形状を崩さないよう注意して乾燥し、さらに焼成して結
合剤を硬化させることにより、多孔質構造と全体形状を
安定化する。
【００１３】得られた空隙率の高い無機繊維成形体に、
次いで微粒子状強化材を傾斜配置で固定する。その方法
は大別して二つある。第一の方法においては、まず微粒
子状強化材またはその前駆物質の懸濁液もしくは溶液に
多孔質繊維成形体を浸漬する。上記浸漬処理液が繊維成
形体中の微細空隙中に十分浸透したならば、繊維成形体
を引き上げて乾燥するが、そのとき、繊維成形体の表面
の特定の領域だけに熱風を吹き付け、他の領域は任意の
手段で覆うことにより、特定の領域だけから浸漬処理液
の分散媒または溶媒を蒸発させる。それにより、繊維成
形体に吸収された微粒子状強化材またはその前駆物質は
分散媒または溶媒と共に熱風吹き付け面方向に移動し、
分散媒や溶媒が蒸発すると熱風吹き付け面の近傍に残さ
れる。その結果、乾燥終了後は、熱風吹き付け面に近い
ほど微粒子状強化材またはその前駆物質の分布密度が高
い傾斜配置をとることになる。この後、焼成を行うと、
微粒子状強化材の前駆物質を用いた場合もそれが微粒子
状強化材に変わり、耐熱性無機繊維が実質的に均一に分
布した耐熱性無機繊維からなる多孔質成形体に微粒子状
強化材が傾斜配置で固定された複合強化材が得られる。
次いで微粒子状強化材を傾斜配置で固定する。その方法
は大別して二つある。第一の方法においては、まず微粒
子状強化材またはその前駆物質の懸濁液もしくは溶液に
多孔質繊維成形体を浸漬する。上記浸漬処理液が繊維成
形体中の微細空隙中に十分浸透したならば、繊維成形体
を引き上げて乾燥するが、そのとき、繊維成形体の表面
の特定の領域だけに熱風を吹き付け、他の領域は任意の
手段で覆うことにより、特定の領域だけから浸漬処理液
の分散媒または溶媒を蒸発させる。それにより、繊維成
形体に吸収された微粒子状強化材またはその前駆物質は
分散媒または溶媒と共に熱風吹き付け面方向に移動し、
分散媒や溶媒が蒸発すると熱風吹き付け面の近傍に残さ
れる。その結果、乾燥終了後は、熱風吹き付け面に近い
ほど微粒子状強化材またはその前駆物質の分布密度が高
い傾斜配置をとることになる。この後、焼成を行うと、
微粒子状強化材の前駆物質を用いた場合もそれが微粒子
状強化材に変わり、耐熱性無機繊維が実質的に均一に分
布した耐熱性無機繊維からなる多孔質成形体に微粒子状
強化材が傾斜配置で固定された複合強化材が得られる。
【００１４】第二の方法においては、多孔質繊維成形体
にその表面の特定の領域から、塗布、噴霧、局部的浸漬
等の方法により、微粒子状強化材またはその前駆物質の
懸濁液もしくは溶液を吸収させる。吸収された液が繊維
成形体全体に浸透するまで処理を行う必要はない。その
後、熱風を吹き付けて繊維成形体を乾燥するが、そのと
き、微粒子状強化材懸濁液等の吸収面となった特定の領
域だけから分散媒または溶媒が蒸発するように、成形体
表面を部分的に被覆する。これにより、繊維成形体に吸
収された微粒子状強化材またはその前駆物質は分散媒ま
たは溶媒と共に熱風吹き付け面方向に移動し、乾燥終了
後は、上記第一の方法の場合と同様に、熱風吹き付け面
に近いほど微粒子状強化材またはその前駆物質の分布密
度が高い傾斜配置をとる。その後、焼成を行うと、耐熱
性無機繊維が実質的に均一に分布した耐熱性無機繊維か
らなる多孔質成形体に微粒子状強化材が傾斜配置で固定
された複合強化材が得られる。
にその表面の特定の領域から、塗布、噴霧、局部的浸漬
等の方法により、微粒子状強化材またはその前駆物質の
懸濁液もしくは溶液を吸収させる。吸収された液が繊維
成形体全体に浸透するまで処理を行う必要はない。その
後、熱風を吹き付けて繊維成形体を乾燥するが、そのと
き、微粒子状強化材懸濁液等の吸収面となった特定の領
域だけから分散媒または溶媒が蒸発するように、成形体
表面を部分的に被覆する。これにより、繊維成形体に吸
収された微粒子状強化材またはその前駆物質は分散媒ま
たは溶媒と共に熱風吹き付け面方向に移動し、乾燥終了
後は、上記第一の方法の場合と同様に、熱風吹き付け面
に近いほど微粒子状強化材またはその前駆物質の分布密
度が高い傾斜配置をとる。その後、焼成を行うと、耐熱
性無機繊維が実質的に均一に分布した耐熱性無機繊維か
らなる多孔質成形体に微粒子状強化材が傾斜配置で固定
された複合強化材が得られる。
【００１５】いずれの方法による場合も、微粒子状強化
材またはその前駆物質の含浸条件と乾燥条件を選ぶこと
により、製品における微粒子状強化材の傾斜配置の態様
を変えることができる。製品における微粒子状強化材の
好ましい分布態様は、耐熱性無機繊維の成形形状と共
に、その複合強化材を用いて製造しようとする傾斜機能
金属基複合材料の設計に基づき決定される。
材またはその前駆物質の含浸条件と乾燥条件を選ぶこと
により、製品における微粒子状強化材の傾斜配置の態様
を変えることができる。製品における微粒子状強化材の
好ましい分布態様は、耐熱性無機繊維の成形形状と共
に、その複合強化材を用いて製造しようとする傾斜機能
金属基複合材料の設計に基づき決定される。
【００１６】傾斜機能金属基複合材料の製造に有用な複
合強化材であるためには、微粒子状強化材が傾斜性分布
をしているだけでなく、鋳造時に溶融金属が圧入される
気孔が適度に存在することが必要である。したがって、
上述の製造法により複合強化材を製造するに当たって
は、耐熱性繊維成形体の成形条件と微粒子状強化材（ま
たはその前駆物質）の含浸条件を、製品における耐熱性
繊維の体積分率が約５〜３０％、微粒子状強化材の体積
分率が最も高い領域でも約３０〜５０％になるように、
且つ最も高密度の領域においても残存気孔が少なくとも
約５０容積％存在するように、選ぶことが望ましい。
合強化材であるためには、微粒子状強化材が傾斜性分布
をしているだけでなく、鋳造時に溶融金属が圧入される
気孔が適度に存在することが必要である。したがって、
上述の製造法により複合強化材を製造するに当たって
は、耐熱性繊維成形体の成形条件と微粒子状強化材（ま
たはその前駆物質）の含浸条件を、製品における耐熱性
繊維の体積分率が約５〜３０％、微粒子状強化材の体積
分率が最も高い領域でも約３０〜５０％になるように、
且つ最も高密度の領域においても残存気孔が少なくとも
約５０容積％存在するように、選ぶことが望ましい。
【００１７】本発明の製造法により得られた複合強化材
を鋳造用金型内に配置し、高圧を加えて鋳造を行うと、
複合強化材中の気孔部分に溶湯が圧入されて、金属中に
複合強化材構成材料が埋設された状態の複合材料が形成
される。この複合材料においては、埋設された複合強化
材の上記構造上の特徴に基づき、微粒子状強化材の体積
分率が特定領域から別の領域に向かって連続的に変化
し、それにより傾斜機能が示される。
を鋳造用金型内に配置し、高圧を加えて鋳造を行うと、
複合強化材中の気孔部分に溶湯が圧入されて、金属中に
複合強化材構成材料が埋設された状態の複合材料が形成
される。この複合材料においては、埋設された複合強化
材の上記構造上の特徴に基づき、微粒子状強化材の体積
分率が特定領域から別の領域に向かって連続的に変化
し、それにより傾斜機能が示される。
【００１８】
実施例１
アルミナ短繊維（平均繊維長８０μm，Ａl2Ｏ3含有率９
５重量％）を該アルミナ繊維に対して５重量％のシリカ
ゾルと共に水に投入し、混合槽中で高速撹拌して均一に
分散させる。得られたアルミナ短繊維スラリーを、底部
が脱水濾過面である円筒状成形型に供給し、底部濾板の
下面から吸引、脱水して、円板状成形物を得る。脱水成
形終了後、成形物を型から外し、熱風で乾燥してから１
２００℃で１時間焼成した。
５重量％）を該アルミナ繊維に対して５重量％のシリカ
ゾルと共に水に投入し、混合槽中で高速撹拌して均一に
分散させる。得られたアルミナ短繊維スラリーを、底部
が脱水濾過面である円筒状成形型に供給し、底部濾板の
下面から吸引、脱水して、円板状成形物を得る。脱水成
形終了後、成形物を型から外し、熱風で乾燥してから１
２００℃で１時間焼成した。
【００１９】得られた円板状のアルミナ短繊維成形体
（直径１００mm、厚さ３０mm、嵩密度０.２４３g/cm3、
繊維体積分率７％）の円形表面の一方に、ジルコニアゾ
ルを、ＺrＯ2として１５ｇ塗布して吸収させた。その
後、熱風をジルコニアゾル塗布面だけに吹き付けて乾燥
し（その間、他の表面は板材を密着させておいた）、さ
らに８００℃で１時間焼成した。得られた複合強化材
は、嵩密度が０.３００g/cm3、全強化材（アルミナ繊維
とジルコニア）の平均体積分率が８％であった。
（直径１００mm、厚さ３０mm、嵩密度０.２４３g/cm3、
繊維体積分率７％）の円形表面の一方に、ジルコニアゾ
ルを、ＺrＯ2として１５ｇ塗布して吸収させた。その
後、熱風をジルコニアゾル塗布面だけに吹き付けて乾燥
し（その間、他の表面は板材を密着させておいた）、さ
らに８００℃で１時間焼成した。得られた複合強化材
は、嵩密度が０.３００g/cm3、全強化材（アルミナ繊維
とジルコニア）の平均体積分率が８％であった。
【００２０】この複合強化材を上記熱風による乾燥促進
面に平行な面に沿って切断して５等分し、各切断片につ
いて、全強化材およびジルコニアの体積分率を測定し
た。その結果は表１のとおりであって、複合強化材中で
ジルコニアが傾斜性分布をしていることが確認された
（分割片１が熱風による乾燥促進面側端部、分割片５が
その反対側端部。以下の各例においても同じ）。
面に平行な面に沿って切断して５等分し、各切断片につ
いて、全強化材およびジルコニアの体積分率を測定し
た。その結果は表１のとおりであって、複合強化材中で
ジルコニアが傾斜性分布をしていることが確認された
（分割片１が熱風による乾燥促進面側端部、分割片５が
その反対側端部。以下の各例においても同じ）。
【００２１】
分割片Ｎo. 全強化材(容積％) ジルコニア(容積％)
１ １２ ５
２ ８ １
３ ７ ０
４ ７ ０
５ ７ ０
【００２２】次に、この複合強化材を用いて傾斜機能ア
ルミニウム合金基複合材料を製造した。まず複合強化材
を８００℃に予熱し、ジルコニアの体積分率が高い面を
下にして３００℃の金型内に配置、固定した。次いでア
ルミニウム合金ＡＣ８Ａの溶湯（７５０℃）を注入し、
プランジャーにより溶湯を１０００kgf/cm2に加圧して
複合強化材の気孔部分に溶湯を圧入した。冷却して溶湯
を凝固させたのち、形成された鋳造物を金型から取り出
し、熱処理（Ｔ６）を行なった。
ルミニウム合金基複合材料を製造した。まず複合強化材
を８００℃に予熱し、ジルコニアの体積分率が高い面を
下にして３００℃の金型内に配置、固定した。次いでア
ルミニウム合金ＡＣ８Ａの溶湯（７５０℃）を注入し、
プランジャーにより溶湯を１０００kgf/cm2に加圧して
複合強化材の気孔部分に溶湯を圧入した。冷却して溶湯
を凝固させたのち、形成された鋳造物を金型から取り出
し、熱処理（Ｔ６）を行なった。
【００２３】得られた傾斜機能アルミニウム合金基複合
材料を中心軸線に沿って切断し、中心軸線上の８点にお
いてビッカース硬度を測定した。結果は下記のとおりで
あって、ジルコニアの体積分率が高い領域ほど、高い硬
度を示した（注：測定点１から測定点６の方向に、ジル
コニアの体積分率が減少する。測定点７および８は、複
合強化材で補強されていないアルミニウム合金だけの領
域である。）。
材料を中心軸線に沿って切断し、中心軸線上の８点にお
いてビッカース硬度を測定した。結果は下記のとおりで
あって、ジルコニアの体積分率が高い領域ほど、高い硬
度を示した（注：測定点１から測定点６の方向に、ジル
コニアの体積分率が減少する。測定点７および８は、複
合強化材で補強されていないアルミニウム合金だけの領
域である。）。
【００２４】
【００２５】実施例２
実施例１の場合と同様にして製造した円板状アルミナ繊
維成形体の円形表面の一方にポリカルボシラン(主鎖に
Ｓi−Ｃ結合を有する有機ケイ素重合体）のキシレン溶
液を、ＳiＣとして１２ｇ塗布して吸収させた（塗布液
はその塗布面から約２mmの内部まで吸収された)。その
後、熱風をポリカルボシラン溶液塗布面だけに吹き付け
て乾燥し、さらに、６００℃で１時間焼成した。
維成形体の円形表面の一方にポリカルボシラン(主鎖に
Ｓi−Ｃ結合を有する有機ケイ素重合体）のキシレン溶
液を、ＳiＣとして１２ｇ塗布して吸収させた（塗布液
はその塗布面から約２mmの内部まで吸収された)。その
後、熱風をポリカルボシラン溶液塗布面だけに吹き付け
て乾燥し、さらに、６００℃で１時間焼成した。
【００２６】得られた複合強化材は、嵩密度０.３００g
/cm3、全強化材（ポリカルボシランが焼成されて生じた
ＳiＣとアルミナ繊維）の平均体積分率が８.５％であっ
た。この複合強化材を上記製造工程における乾燥促進面
に平行な面に沿って切断して５等分し、各切断片につい
て全強化材の体積分率およびＳiＣの体積分率を測定し
た。その結果は下記のとおりであって、ＳiＣが製品中
で傾斜性分布をしていることが確認された。
/cm3、全強化材（ポリカルボシランが焼成されて生じた
ＳiＣとアルミナ繊維）の平均体積分率が８.５％であっ
た。この複合強化材を上記製造工程における乾燥促進面
に平行な面に沿って切断して５等分し、各切断片につい
て全強化材の体積分率およびＳiＣの体積分率を測定し
た。その結果は下記のとおりであって、ＳiＣが製品中
で傾斜性分布をしていることが確認された。
【００２７】
【００２８】次に、上記複合強化材を用い、実施例１の
場合と同様にして傾斜機能アルミニウム合金基複合材料
を製造した。得られた傾斜機能アルミニウム合金基複合
材料を中心軸線に沿って切断し、中心軸線上の８点にお
いてビッカース硬度を測定した。その結果は下記のとお
りであって、ＳiＣの体積分率が高い領域ほど高い硬度
を示した（注：測定点１から測定点６の方向に、ＳiＣ
の体積分率が減少する。測定点７および８は、複合強化
材で補強されていないアルミニウム合金だけの領域であ
る。）。
場合と同様にして傾斜機能アルミニウム合金基複合材料
を製造した。得られた傾斜機能アルミニウム合金基複合
材料を中心軸線に沿って切断し、中心軸線上の８点にお
いてビッカース硬度を測定した。その結果は下記のとお
りであって、ＳiＣの体積分率が高い領域ほど高い硬度
を示した（注：測定点１から測定点６の方向に、ＳiＣ
の体積分率が減少する。測定点７および８は、複合強化
材で補強されていないアルミニウム合金だけの領域であ
る。）。
【００２９】
【００３０】実施例３
実施例１の場合と同様にして円板状アルミナ繊維成形体
を製造し、その厚さ方向に１／３の部分を、ニッケル粉
末（粒径４５μm以下）の水中懸濁液（アルミナゾル１
％を含有）に浸漬してニッケル粉末とアルミナゾルを吸
収させた。その後、ニッケル粉末とアルミナゾルが吸収
された面に熱風を吹き付けて乾燥し、さらに、６００℃
で１時間焼成した。
を製造し、その厚さ方向に１／３の部分を、ニッケル粉
末（粒径４５μm以下）の水中懸濁液（アルミナゾル１
％を含有）に浸漬してニッケル粉末とアルミナゾルを吸
収させた。その後、ニッケル粉末とアルミナゾルが吸収
された面に熱風を吹き付けて乾燥し、さらに、６００℃
で１時間焼成した。
【００３１】得られた複合強化材は、嵩密度０.２７５g
/cm3、全強化材（アルミナ繊維、ニッケル粉末、および
アルミナ）の平均体積分率が８％であった。この複合強
化材を上記製造工程における乾燥促進面に平行な面に沿
って切断して５等分し、各切断片について全強化材の体
積分率およびニッケルの体積分率を測定した。その結果
は下記のとおりであって、ニッケルが製品中で傾斜性分
布をしていることが確認された。
/cm3、全強化材（アルミナ繊維、ニッケル粉末、および
アルミナ）の平均体積分率が８％であった。この複合強
化材を上記製造工程における乾燥促進面に平行な面に沿
って切断して５等分し、各切断片について全強化材の体
積分率およびニッケルの体積分率を測定した。その結果
は下記のとおりであって、ニッケルが製品中で傾斜性分
布をしていることが確認された。
【００３２】
【００３３】次に、上記複合強化材を用い、実施例１の
場合と同様にして傾斜機能アルミニウム合金基複合材料
を製造した。得られた傾斜機能アルミニウム合金基複合
材料を中心軸線に沿って切断し、中心軸線上の８点にお
いてビッカース硬度を測定した。その結果は下記のとお
りであって、ニッケルの体積分率が高い領域ほど高い硬
度を示した（注：測定点１から測定点６の方向に、ニッ
ケルの体積分率が減少する。測定点７および８は、複合
強化材で補強されていないアルミニウム合金だけの領域
である。）。
場合と同様にして傾斜機能アルミニウム合金基複合材料
を製造した。得られた傾斜機能アルミニウム合金基複合
材料を中心軸線に沿って切断し、中心軸線上の８点にお
いてビッカース硬度を測定した。その結果は下記のとお
りであって、ニッケルの体積分率が高い領域ほど高い硬
度を示した（注：測定点１から測定点６の方向に、ニッ
ケルの体積分率が減少する。測定点７および８は、複合
強化材で補強されていないアルミニウム合金だけの領域
である。）。
【００３４】
【００３５】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、微粒子
状強化材を用いて傾斜機能金属基複合材料を製造するた
めの、微粒子状強化材が傾斜配置された複合強化材を容
易に製造することが可能になる。
状強化材を用いて傾斜機能金属基複合材料を製造するた
めの、微粒子状強化材が傾斜配置された複合強化材を容
易に製造することが可能になる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 47/00 - 49/14
Claims (2)
- 【請求項１】 無機質結合剤を含有する水中に耐熱性無
機繊維を分散させてスラリー状にし、これを型内脱水成
形し、得られた成形物を乾燥後焼成し、得られた多孔質
繊維成形体を微粒子状強化材またはその前駆物質の懸濁
液もしくは溶液に浸漬し、該浸漬処理後の繊維成形体
を、その表面の特定の領域から分散媒または溶媒を蒸発
させて乾燥し、次いで焼成することを特徴とする、傾斜
機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造法。 - 【請求項２】 無機質結合剤を含有する水中に耐熱性無
機繊維を分散させてスラリー状にし、これを型内脱水成
形し、得られた成形物を乾燥後焼成し、得られた多孔質
繊維成形体にその表面の特定の領域から微粒子状強化材
またはその前駆物質の懸濁液もしくは溶液を吸収させ、
処理後の繊維成形体を上記特定の領域から分散媒または
溶媒を蒸発させて乾燥し、次いで焼成することを特徴と
する、傾斜機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23079893A JP3439241B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 傾斜機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23079893A JP3439241B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 傾斜機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0762470A JPH0762470A (ja) | 1995-03-07 |
| JP3439241B2 true JP3439241B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=16913445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23079893A Expired - Fee Related JP3439241B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 傾斜機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3439241B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101408083B1 (ko) | 2012-05-18 | 2014-06-17 | 서울대학교산학협력단 | 경사기공 구조를 갖는 다공성 세라믹 소결체의 제조방법 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP23079893A patent/JP3439241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0762470A (ja) | 1995-03-07 |
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